硬盘基本构成及工作原理

硬盘基本构成及工作原理原理一、硬盘的组成

硬盘大家一定不会陌生，我们可以把它比喻成是我们电脑储存数据和信息的大仓库。一般说来，无论哪种硬盘，都是由盘片、磁头、盘片主轴、控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等几个部份组成。所有的盘片都固定在一个旋转轴上，这个轴即盘片主轴。而所有盘片之间是绝对平行的，在每个盘片的存储面上都有一个磁头，磁头与盘片之间的距离比头发丝的直径还小。所有的磁头连在一个磁头控制器上，由磁头控制器负责各个磁头的运动。磁头可沿盘片的半径方向动作，而盘片以每分钟数千转到上万转的速度在高速旋转，这样磁头就能对盘片上的指定位置进行数据的读写操作.

硬盘结构简单来说，硬盘的整个架构可以这样描述：在装有SpindleMotor的基座上安装好HSA、Disk、Magnet、Ramp、Latch等组件，再用TopCover密封起来。这时我们看到的就被叫做磁头碟片组合(HDA：HeadDiskAssembly)。而如果再在HDA上安装好PCBA的话，HDD就做好了。（在HDA和PCB板之间会夹有一张防静电泡沫）

磁头折片组合(HSA)HSA（HeadStackAssembly）：磁头折片组合，包括HGA、悬臂、传动轴、VCM等组件。HGA（HeadGimbalAssembly）：磁头组件，包括磁头和支撑磁头的支架。PREAMP:前置控制电路芯片主要负责控制磁头感应信号、主轴电机调速、磁头驱动和伺服定位等，由于磁头读取的信号微弱，将放大电路密封在腔体内可减少外来信号的干扰，提高操作指令的准确性。该电路主要有两个作用：第一，负责将二进制码转换成模拟信号。当数据信息需要写入时，由中心处理系统传向磁头的是代表数据的二进制码，这个电路是这些二进制码的必经之路，其责任是将经过这里的二进制码转换为能够改变电流大小的模拟信号，并传向磁头；第二，负责将模拟信号转换成二进制码并放大信号。当读取数据时磁头从盘片获得的是由磁场而产生的电流，电流在向中心处理系统传输时，也必须经过前置放大电路，此时这个电路的工作是将代表模拟信号的电流转变为中心处理系统能够识别的二进制码，并将微弱的信号放大。磁盘片盘片是硬盘存储数据的载体，现在硬盘盘片一般是在基板上通过喷射Co）Cr(钴铬）系合金薄膜成形而制取的（初期的碟片是在基板上涂上磁性涂料，表面呈茶色。后来大概在1986年推出了通过电镀磁性膜和喷射处理成型的薄膜碟片，记录磁性层的磁特性得到了明显的提高。现在所使用的都是这种表面散发着银光，足以当作镜子的碟片）。基板材料，目前大多2.5英寸HDD使用的是玻璃，3.5英寸使用的是铝合金。虽然玻璃单就表面平整性而言，远比铝合金要好。但为何不在3.5英寸上大规模使用玻璃基板呢？其实厂家主要是为了成本考虑，就目前而言玻璃基板的成本比铝基板的成本要高。而在2.5英寸的硬盘上，盘片较小较薄，需要较强的刚性，这种情况下如果铝合金做的较薄的话，就无法满足要求。而且盘片体积较小，相对而言成本上升不大，所以硬盘厂家在生产2.5英寸硬盘时，一般选用玻璃基板。盘片的结构比较复杂。一张硬盘盘片的单面由多个不同的层复合而成，最上层是有机高分子氟材料组成的润滑层，保证磁头更加平稳地运行；接下来是由坚硬的碳材料构成的保护层，保护数据层不受物理损坏。再下面的磁记录层、铬-镍介质层，然后才是盘片基体材料对于盘片而言，整个硬盘发展过程中对记录密度起到飞跃式提升的最主要的技术是：垂直记录技术，目前基本上已转变为垂直记录技术。盘片的结构垂直记录技术垂直记录技术在概念上很简单，就是将负责记录的磁单元排列方式改为垂直排列方式，此时磁单元的极性方向垂直于磁盘平面。与原来的纵向排列方式相比，垂直排列的磁单元所占的盘片表面积小得多，这样就可以进一步提高存储密度。除此之外，当磁单元被写入后翻转180o，与相邻的磁单元变成S-N邻接方式，可以起到对数据的稳定作用，这种互相稳定的作用和反铁磁性耦合介质有异曲同工之妙。

为了满足垂直记录的要求，磁记录层的厚度要相应加厚，并且在磁记录层下面还要相应增加一层软磁底层，这样可以提供更强的磁场，使得写入更加方便。相对应地，采用垂直记录模式的磁盘磁头结构也有较大变化：其信号极（SignalPole）很窄，磁通量密度较高，足以使通过它下面的磁单元发生磁路反转；返回极（ReturnPole）很宽，磁通量密度较低，因此它下面的磁单元是相当安全的。垂直磁化记录从微观上看，磁记录单元的排列方式有了变化，从原来的“首尾相接”的水平排列，变为了“肩并肩”的垂直排列。磁头的构造也有了改进，并且增加了软磁底层。这一改变直接解决了“超顺磁效应”，并且可以将硬盘的单碟容量提高到500GB左右。垂直记录的另一个好处是：相邻的磁单元磁路方向平行，磁极的两端都挨在一起，虽然不像前述的夹层结构那样上下两层间形成反向耦合，但与纵向记录相邻的磁单元只在磁极一端相接的情况比起来，互相稳定的效果还是较为明显的主轴组件硬盘的主轴组件主要是轴承和马达，我们可以笼统地认为轴承决定一款硬盘的噪音表现，而马达决定性能。轴承的发展分为三个阶段：1、滚珠轴承。2、油浸轴承。3、液态轴承(FDB，FluidDynamicBearingMotors)。目前液态轴承已经成为绝对的主流市场。在整个轴承的发展阶段贯穿着一个非常重要的概念：None-repeatablerunout，不可重复偏离，简称NRRO。它是描述电机运转时轴承偏离主轴中心的随机偏移量的参数。为什么要突出这个概念呢？就目前广泛使用的液态轴承马达而言，它使用的是黏膜液油轴承，以油膜代替滚珠。这样可以避免金属面的直接磨擦，将噪声及温度被减至最低；同时油膜可有效吸收震动，使抗震能力得到提高；此外还能减少磨损，提高硬盘寿命。而且为了保持HDA内部的清洁度，配置了分离轴承部分的磁性流体Seal和LabyrinthSeal。磁性流体Seal是在轴的周围装上磁铁，并在空隙部分注入分散了的铁粉等Oil进行隔离。LabyrinthSeal是从构造上制造空气回流，从而形成回路抵抗。两者都有防止因马达运转而产生的润滑油飞散的效果。Seagate硬盘的液态轴承马达的立体图急停装置（StopperGum）急停装置（StopperGum）Ramp磁头在非操作状态下，离开盘片停靠的地方（只存在于采用RampLoad方式的硬盘，采用CSS方式的硬盘没有这个小东西）。Filter

分为保持HDA内部清洁度的循环过滤器和维持气压差的呼吸过滤器。循环过滤器:安装于产生HDA内压力差的部位，用来收集HDA内产生的尘埃，防止因磁头和磁片间卷入灰尘而致划伤.呼吸过滤器:安装于基台和TopCover的呼吸孔上，以防止外部尘埃和水分的进入，也能吸附少量的有害化学气体.循环过滤器呼吸过滤器控制电路PCBA上的硬盘控制电路总得来说可以分为如下几个部分：主控制芯片、数据传输芯片、高速数据缓存芯片等，其中主控制芯片负责硬盘数据读写指令等工作。数据传输芯片则是将硬盘磁头前置控制电路读取出数据经过校正及变换后，经过数据接口传输到主机系统，至于高速数据缓存芯片是为了协调硬盘与主机在数据处理速度上的差异而设的。缓存对磁盘性能所带来的作用是毋庸置疑的，在读取零碎文件数据时，大缓存能产生较大的优势。主控制芯片数据传输芯片马达控制芯片高速数据缓存芯片BlockDiagramSysClockDiag/UARTASIC(KahuSOC)IntegratedHostandChannelHostConnectorLED&JumpersDRAMBuffer4Mx32DDRFlashMotor-IC(McKinleyES)SIFSpindleMotorVCMMotorHDATempRVFFSensePreampAnalogRDAnalogWRPreampSIFHeadsVoltageRegulatorsSerialTracePortInternaltoDrivePCBA硬盘的工作原理硬盘的工作原理硬盘存储数据是根据电、磁转换的原理来实现的。硬盘驱动器加电后，磁盘片由主轴电机驱动进行高速旋转，设置在盘片表面的磁头则在电路控制下径向移动到指定位置然后将数据存储或读出来。当系统向硬盘写入数据时，磁头中写数据电流产生磁场使盘片表面磁性物质状态发生改变，并在写电流磁场消失后仍能保持，当系统从硬盘中读取数据时，磁头经过盘片指定区域，盘片表面磁场使磁头产生感应电流或线圈阻抗产生变化，经过相关电路处理后还原成数据二、盘面、磁道、柱面和扇区的介绍（1）

硬盘的读写是和扇区有着紧密关系的。在说扇区和读写原理之前先说一下和扇区相关的”盘面”、“磁道”、和“柱面”。

1.盘面

硬盘的盘片一般用铝合金材料做基片，高速硬盘也可能用玻璃做基片。硬盘的每一个盘片都有两个盘面（Side），即上、下盘面，一般每个盘面都会利用，都可以存储数据，成为有效盘片，也有极个别的硬盘盘面数为单数。每一个这样的有效盘面都有一个盘面号，按顺序从上至下从“0”开始依次编号。在硬盘系统中，盘面号又叫磁头号。2.磁道

磁盘在格式化时被划分成许多同心圆，这些同心圆轨迹叫做磁道（Track）。磁道从外向内从0开始顺序编号。老硬盘的每一个盘面有300～1024个磁道，新式大容量硬盘每面的磁道数更多。信息以脉冲串的形式记录在这些轨迹中，这些同心圆不是连续记录数据，而是被划分成一段段的圆弧，这些圆弧的角速度一样。由于径向长度不一样，所以，线速度也不一样，外圈的线速度较内圈的线速度大，即同样的转速下，外圈在同样时间段里，划过的圆弧长度要比内圈划过的圆弧长度大。每段圆弧叫做一个扇区，扇区从“1”开始编号，每个扇区中的数据作为一个单元同时读出或写入。一个标准的3.5寸硬盘盘面通常有几百到几千条磁道。磁道是“看”不见的，只是盘面上以特殊形式磁化了的一些磁化区，在磁盘格式化时就已规划完毕。

二、盘面、磁道、柱面和扇区的介绍（2）3.柱面

所有盘面上的同一磁道构成一个圆柱，通常称做柱面（Cylinder），每个圆柱上的磁头由上而下从“0”开始编号。数据的读/写按柱面进行，即磁

头读/写数据时首先在同一柱面内从“0”磁头开始进行操作，依次向下在同一柱面的不同盘面即磁头上进行操作，只在同一柱面所有的磁头全部读/写完毕后磁头

才转移到下一柱面，因为选取磁头只需通过电子切换即可，而选取柱面则必须通过机械切换。电子切换相当快，比在机械上磁头向邻近磁道移动快得多，所以，数据

的读/写按柱面进行，而不按盘面进行。也就是说，一个磁道写满数据后，就在同一柱面的下一个盘面来写，一个柱面写满后，才移到下一个扇区开始写数据。读数

据也按照这种方式进行，这样就提高了硬盘的读/写效率。一块硬盘驱动器的圆柱数（或每个盘面的磁道数）既取决于每条磁道的宽窄（同样，也与磁头的大小有关），也取决于定位机构所决定的磁道间步距的大小。

4.扇区

操作系统以扇区（Sector）形式将信息存储在硬盘上，每个扇区包括512个字节的数据和一些其他信息。一个扇区有两个主要部分：存储数据地点的标识符和存储数据的数据段。扇区的第一个主要部分是标识符。标识符，就是扇区头标，包括组成扇区三维地址的三个数字：扇区所在的磁头（或盘面）、磁道（或柱面号）以及扇区在磁

道上的位置即扇区号。头标中还包括一个字段，其中有显示扇区是否能可靠存储数据，或者是否已发现某个故障因而不宜使用的标记。有些硬盘控制器在扇区头标中

还记录有指示字，可在原扇区出错时指引磁盘转到替换扇区或磁道。最后，扇区头标以循环冗余校验（CRC）值作为结束，以供控制器检验扇区头标的读出情况，确保准确无误。

扇区的第二个主要部分是存储数据的数据段，可分为数据和保护数据的纠错码（ECC）。在初始准备期间，计算机用512个虚拟信息字节（实际数据的存放地）和与这些虚拟信息字节相应的ECC数字填入这个部分。

图示硬盘主要性能参数常用参数及术语每分钟转速(RPM，RevolutionsPerMinute)：这一指标代表了硬盘主轴马达(带动磁盘)的转速，比如7200RPM就代表该硬盘中的主轴转速为每分钟7200转。平均寻道时间(AverageSeekTime)：如果没有特殊说明一般指读取时的寻道时间单位为ms(毫秒)。这一指标的含义是指硬盘接到读/写指令后到磁头移到指定的磁道(应该是柱面，但对于具体磁头来说就是磁道)上方所需要的平均时间。除了平均寻道时间外，还有道间寻道时间(TracktoTrack或CylinderSwitchTime)与全程寻道时间(FullTrack或FullStroke)，前者是指磁头从当前磁道上方移至相邻磁道上方所需的时间，后者是指磁头从最外(或最内)圈磁道上方移至最内(或最外)圈磁道上方所需的时间，基本上比平均寻道时间多一倍。出于实际的工作情况，我们一般只关心平均寻道时间。平均潜伏期(AverageLatency)：相对于Avergae

Seek

Time所强调的磁头动作，Latency

Time的重心则放在盘片动作部分。这一指标是指当磁头移动到指定磁道后，要等多长时间指定的读/写扇区会移动到磁头下方(磁头不动，盘片旋转)。盘片转得越快，潜伏期越短。平均潜伏期是指磁盘转动半圈所用的时间。显然，同一转速的硬盘的平均潜伏期是固定的。7200RPM时约为4.167ms，5400RPM时约为5.556ms。平均访问时间(AverageAccessTime)：又称平均存取时间，一般在厂商公布的规格中不会提供，这一般是测试成绩中的一项，其含义是指从读/写指令发出到第一笔数据读/写时所用的平均时间，包括了平均寻道时间、平均潜伏期与相关的内务操作时间(如指令处理)，由于内务操作时间一般很短(一般在0.2ms左右)，可忽略不计，所以平均访问时间可近似等于平均寻道时间+平均潜伏期，因而又称平均寻址时间。常用参数及术语Head

Switch

Time：磁头交换时间。一般而言，一张盘片都会有两个磁头负责读写工作(正、反面各一个)。因为一个硬盘所包含的盘片往往不只一张，所以磁头也会更多。由于这些磁头都安装在同一个磁头支撑臂（Head

Arm）上，因此当某个磁头要存取某个扇区上的资料时，其他的磁头也会同时跟着移动。而所谓的Head

Switch

Time，即指硬盘将存取工作转移切换给某个磁头所消耗的时间。实际上，这个时间非常的短，几乎可以忽略不计，因此在多数硬盘参数中不会提及。数据传输率(DTR，DataTransferRate)：单位为MB/s(兆字节每秒，又称MBPS)或Mbits/s(兆位每秒，又称Mbps)。计算机通过硬盘的数据接口从硬盘的缓存中将数据读出交给相应的控制器的速度与硬盘将数据从盘片上读取出交给硬盘上的缓冲存储器的速度相比，前者要比后者快得多，前者是外部数据传输率(ExternalTransferRate)，而后者是内部数据传输率(InternalTransferRate)，两者之间用一块缓冲存储器作为桥梁来缓解速度的差距。通常也把外部数据传输率称为突发数据传输率(BurstdataTransferRate)，指的是电脑通过数据总线从硬盘内部缓存区中所读取数据的最高速率突发数据传输率（Burstdatatransferrate）。内部数据传输率也被称作硬盘的持续传输率(SustainedTransferRate)，指磁头至硬盘缓存间的数据传输率，一般取决于硬盘的盘片转速和盘片数据线密度（指同一磁道上的数据间隔度）。也叫持续数据传输率（sustainedtransferrate）。目前硬盘的的性能瓶颈主要是内部数据传输率，一般取决于硬盘的转速和盘片线性密度。一般来讲，硬盘的转速相同时，单碟容量大的内部传输率高；在单碟容量相同时，转速高的硬盘的内部传输率高。只有内部传输率向外部传输率接近靠拢，有效地提高硬盘的内部传输率才能对性能有最直接、最明显的提升。常用参数及术语缓冲区容量(BufferSize)：很多人也称之为缓存(Cache)容量，单位为MB。在一些厂商资料中还被写作CacheBuffer。缓冲区的基本要作用是平衡内部与外部的DTR。为了减少主机的等待时间，硬盘会将读取的资料先存入缓冲区，等全部读完或缓冲区填满后再以接口速率快速向主机发送。这主要体现在三个方面：预取(Prefetch)，实验表明在典型情况下，至少50%的读取操作是连续读取。预取功能简单地说就是硬盘“私自”扩大读取范围，在缓冲区向主机发送指定扇区数据(即磁头已经读完指定扇区)之后，磁头接着读取相邻的若干个扇区数据并送入缓冲区，如果后面的读操作正好指向已预取的相邻扇区，即从缓冲区中读取而不用磁头再寻址，提高了访问速度。写缓存(WriteCache)，当硬盘接到写入数据的指令之后，并不会马上将数据写入到盘片上，而是先暂时存储在缓存里，然后发送一个“数据已写入”的信号给系统，这时系统就会认为数据已经写入，并继续执行下面的工作，而硬盘则在空闲（不进行读取或写入的时候）时再将缓存中的数据写入到盘片上。虽然对于写入数据的性能有一定提升，但也不可避免地带来了安全隐患——如果数据还在缓存里的时候突然掉电，那么这些数据就会丢失。对于这个问题，硬盘厂商们自然也有解决办法：掉电时，磁头会借助惯性将缓存中的数据写入零磁道以外的暂存区域，等到下次启动时再将这些数据写入目的地；为了进一步提高效能，现在的厂商基本都应用了分段式缓存技术(MultipleSegmentCache)，将缓冲区划分成多个小块，存储不同的写入数据，而不必为小数据浪费整个缓冲区空间，同时还可以等所有段写满后统一写入，性能更好。读缓存(ReadCache)，将读取过的数据暂时保存在缓冲区中，如果主机再次需要时可直接从缓冲区提供，加快速度。读缓存同样也可以利用分段技术，存储多个互不相干的数据块，缓存多个已读数据，进一步提高缓存命中率。

8．单碟容量(storageperdisk)：由于硬盘都是由一个或几个盘片组成的，所以单碟容量就是指包括正反两面在内的每个盘片的总容量。单碟容量的提高意味着生产厂商研发技术的提高，这所带来的好处不仅是使硬盘容量得以增加，而且还会带来硬盘性能的相应提升。因为单碟容量的提高就是盘片磁道密度每英寸的磁道数）的提高，磁道密度的提高不但意味着提高了盘片的磁道数量，而且在磁道上的扇区数量也得到了提高，所以盘片转动一周，就会有更多的扇区经过磁头而被读出来，这也是相同转速的硬盘单碟容量越大内部数据传输率就越快的一个重要原因。此外单碟容量的提高使线性密度(每英寸磁道上的位数)也得以提高，有利于硬盘寻道时间的缩短。9.连续无故障时间（MTBF）：指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间，单位为小时。一般硬盘的MTBF都在80000到140000小时之间。事实上从实际应用的表现上看，硬盘的失效曲线与其它元器件不同，这个连续无故障时间的参考意义并不大。相关内容可参考后续的失效模式宣传文档。磁头起停方式CSS方式传统上硬盘采用接触起停（ContactStart-Stop，CSS）方式，磁头在硬盘关闭时“休息”在盘片表面上。硬盘加电启动时，承载磁头的滑橇（slider）在盘片表面滑行，直到盘片旋转的速度快到两者之间产生足以将滑橇托起来的气垫为止。关闭硬盘时可以看作是启动的逆过程。盘片上供磁头“起飞”和“降落”的特定区域被称为磁头起停区，它位于紧靠主轴马达的盘片最内侧部分。为了防止滑橇黏连在光滑的盘片表面上影响其转动起来，磁头起停区表面刻有预制的纹理，不用于存储数据在硬盘处于非操作状态下时，磁头停靠在盘片内圈（专门划分出来的非数据区，如图3-10中红箭头所示的区域）。只有当盘片转速达到一定程度之后，磁头才会浮起进入数据区。同样，当硬盘断电后，磁头先回到起停区后后，盘片才会慢慢停止转动。需要说明一下的是，起停区的表面并非光滑如镜的，而是存在细小的波纹，就像丘陵一样。这是为了使盘片在高速运转过程中，磁头能够更好的获取空气浮力。否则，如果因电压不稳，磁头异常停靠在数据区。那么下次上电时，磁头将无法飞起。换句话说，硬盘将无法继续使用。磁头起停方式Rampload方式：RampLoad的原理是在盘片外面设置一个支架,上面有逐渐升高的斜坡,硬盘关闭之前磁头被从盘片上方移出并沿斜坡抬起(磁头臂)卡在特定的位置,等到下次加电启动旋转到足够的速度后再释放回盘片上方.硬盘突然掉电时磁头能够自动会到支架上。比较这两种技术我们可以知道RampLoad斜坡加载技术有如下优点：降低了磁头与盘片发生接触的几率:硬盘关闭时磁头在盘片外,不会有接触（加强抗振）。硬盘运转起来后,如果处于空闲(Idle)状态,磁头也可以回到支架上,而不是一直在盘片上空飞行（降低功耗和噪音）。改善了硬盘的抗震能力,原本用于磁头起停区的空间也可以用来存储数据(提高容量),还有助于增加硬盘的起/停次数(由此导致的磨损大为减少)。我们可以得出结论，RampLoad比CSS方式更为先进并能降低成本。从实际应用上来说，WD和日立早已全面采用RampLoad方式。而希捷自从解决专利受限的问题后，08年10月份以后生产的硬盘也告别了CSS方式。三、硬盘的工作原理

硬盘在逻辑上被划分为磁道、柱面以及扇区.

硬盘的每个盘片的每个面都有一个读写磁头，磁盘盘面区域的划分如下：

磁头靠近主轴接触的表面，即线速度最小的地方，是一个特殊的区域，它不存放任何数据，称为启停区或着陆区（LandingZone），启停区外就是数据区。在最外圈，离主轴最远的地方是“0”磁道，硬盘数据的存放就是从最外圈开始的。那么，磁头是如何找到“0”磁道的位置的呢？在硬盘中还有一个叫“0”磁道检测器的构件，它是用来完成硬盘的初始定位。“0”磁道是如此的重要，以致很多硬盘仅仅因为“0”磁道损坏就报废，这是非常可惜的。

硬盘不工作时，磁头停留在启停区，当需要从硬盘读写数据时，磁盘开始旋转。旋转速度达到额定的高速时，磁头就会因盘片旋转产生的气流而抬起，这时磁头才向盘片存放数据的区域移动。盘片旋转产生的气流相当强，足以使磁头托起，并与盘面保持一个微小的距离。这个距离越小，磁头读写数据的灵敏度就越高，当然对硬盘各部件的要求也越高。早期设计的磁盘驱动器使磁头保持在盘面上方几微米处飞行。稍后一些设计使磁头在盘面上的飞行高度降到约0.1μm～0.5μm，现在的水平已经达到5-10nm，这只是人类头发直径的千分之一。气流既能使磁头脱离开盘面，又能使它保持在离盘面足够近的地方，非常紧密地跟随着磁盘表面呈起伏运动，使磁头飞行处于严格受控状态。磁头必须飞行在盘面上方，而不是接触盘面，这种位置可避免擦伤磁性涂层，而更重要的是不让磁性涂层损伤磁头。但是，磁头也不能离盘面太远，否则，就不能使盘面达到足够强的磁化，难以读出盘上的磁化翻转（磁极转换形式，是磁盘上实际记录数据的方式）。硬盘驱动器磁头的飞行悬浮高度低、速度快，一旦有小的尘埃进入硬盘密封腔内，或者一旦磁头与盘体发生碰撞，就可能造成数据丢失，形成坏块，甚至造成磁头和盘体的损坏。所以，硬盘系统的密封一定要可靠，在非专业条件下绝对不能开启硬盘密封腔，否则，灰尘进入后会加速硬盘的损坏。另外，硬盘驱动器磁头的寻道伺服电机多采用音圈式旋转或直线运动步进电机，在伺服跟踪的调节下精确地跟踪盘片的磁道，所以，硬盘工作时不要有冲击碰撞，搬动时要小心轻放。

。二、硬盘的读写原理系统将文件存储到磁盘上时，按柱面、磁头、扇区的方式进行，即最先是第1磁道的第一磁头下（也就是第1盘面的第一磁道）的所有扇区，然后，是同一柱面的下一磁头，……，一个柱面存储满后就推进到下一个柱面，直到把文件内容全部写入磁盘。系统也以相同的顺序读出数据。读出数据时通过告诉磁盘控制器要读出扇区所在的柱面号、磁头号和扇区号（物理地址的三个组成部分）进行。磁盘控制器则

接使磁头部件步进到相应的柱面，选通相应的磁头，等待要求的扇区移动到磁头下。在扇区到来时，磁盘控制器读出每个扇区的头标，把这些头标中的地址信息与期待检出的磁头和柱面号做比较（即寻道），然后，寻找要求的扇区号。待磁盘控制器找到该扇区头标时，根据其任务是写扇区还是读扇区，来决定是转换写电路，还是读出数据和尾部记录。找到扇区后，磁盘控制器必须在继续寻找下一个扇区之前对该扇区的信息进行后处理。如果是读数据，控制器计算此数据的ECC码，然后，把ECC码与已记录的ECC码相比较。如果是写数据，控制器计算出此数据的ECC码，与数据一起存储。在控制器对此扇区中的数据进行必要处理期间，磁盘继续旋转。

硬盘失效控制因素非法关机

意外停电/断电非法关机输入输出电源不稳定

etc其他避免靠近强磁场

etc温湿度温度湿度

etc灰尘手推车包装桌面ESD测试仪

etc振动服务器/阵列转移冲床影响硬盘转移etc静电

禁止触摸硬盘的电路板

ESD入门检测工作台接地引起硬盘mishandling的因素一、非法关机硬盘在工作时是不能突然断电和非法关机的，这点大家要切记，这也是使硬盘最容易产生坏道的重要原因之一。原因很简单：当硬盘在工作中时，盘片处于高速运转状态，磁头停留在盘片的不同位置读取磁盘中存放的数据。如果中途突然断电，磁头便会迅速做归位动作，则可能导致磁头与盘片磨擦而损坏硬盘盘片。因此在工作中，千万要避免突然断电导致非法关机，另外其它的非法关机操作也要尽量的避免。再者windows自带重新启动功能也尽量少用，因为这一功能会使硬盘在瞬间突然断电加电，也极容易引起硬盘的各种故障，如果需要重新启动，则正确的方法是在电脑关闭10秒钟以后再按开机按钮打开电脑。

二、灰尘

如果在灰尘严重的环境下长期工作，硬盘很容易吸引空气中的灰尘颗粒，使其长期积累在硬盘的内部电路元器件上，会影响电子元器件的热量散发，使得电路元器件的温度上升，产生漏电或烧坏元件。灰尘也可能吸收水分，腐蚀硬盘内部的电子线路，造成一些莫名其妙的问题，所以灰尘体积虽小，但对硬盘的危害是绝对不可低估。因此必须保持环境卫生，减少空气中的潮湿度和含尘量。

灰尘对硬盘的损害是非常大的，可以说灰尘是硬盘的头号杀手。大家知道硬盘的磁头与盘片接触是十分紧密的，不允许有半点的灰尘，如果灰尘落入硬盘盘片上后，那么就意味着硬盘离损坏为期不晚。一定要切记的是：普通的用户千不要自行拆开硬盘盖，否则空气中的灰尘极其容量进入硬盘内，有些时候你是无法用肉眼看得到的，灰尘但在不经意是落入到盘片上，在磁头进行读、写操作时划伤盘片或磁头。三、振动

硬盘的制造过程十分的复杂，工艺十分精密，虽然各大硬盘厂商都在硬盘中加入了防震抗摔功能，但碰撞和震动依然是困绕硬盘的几大杀手之一。过度的碰撞和长期工作在震动的环境下极易造成硬盘盘片与磁头结合不严密，甚至有磁头断裂的现象，特别是在硬盘工作中，后果将会更加的严重。因此，一定要将硬盘紧密的固定的机箱内部，上紧每一颗螺丝。另外工作过程不要直接移动硬盘和移动机箱，需要将服务器/硬盘阵列移动位置时切记要轻拿轻放，防止硬盘碰撞造成损坏。四、静电静电对电脑硬盘的损害大家也许再熟悉不过了，对于硬盘而言，其背部的电路版同样会受到静电的伤害。因些，不能用手随便地触摸硬盘背面的电路板。这是因为在气候干燥时，人体通常带有静电，在这种情况下用手触摸硬盘背面的电路板，则人体静电就可能伤害到硬盘上的电子元器件，导致硬盘无法正常运行。在用手拿硬盘时应该抓住硬盘两侧，并避免与其背面的电路板直接接触。有些类型的硬盘会在其外部包上一层护膜，它除具备防震功能外，更把电路板保护其中，这样我们就可以不用太过担心什么静电了。五、温湿度

温度对硬盘的寿命也是有很大影响的。硬盘工作时会产生一定热量，使用中存在散热问题。温度以20～30℃为宜，过高或过低都会使晶体振荡器的时钟主频发改变。温度还会造成硬盘电路元器件失灵，磁介质也会因热胀效应而造成记录错误。温度过低，空气中的水分会被凝结在集成电路元器件上，造成短路。湿度过高时，电子元器件表面可能会吸附一层水膜，氧化、腐蚀电子线路以致接触不良，甚至短路，还会使磁介质的磁力发生变化，造成数据的读写错误；湿度过低，容易积累大量的因机器转动而产生的静电荷，从而烧坏电路，吸附灰尘而损坏磁头、划伤磁盘片。机房内的湿度以40～60%为宜。注意使空气保持干燥或经常给系统加电，靠自身发热将机内水汽蒸发掉。市场温度条件建议以20～30℃为宜，湿度40～60%为宜。如果在低温环境（低于20C)下打开硬盘包装，要允许硬盘有时间将温度稳定下来，避免因冷凝作用而损坏硬盘。六、其他因素

尽量不要使硬盘靠近强磁场，如音箱、喇叭、电机、电台、手机等，以免硬盘所记录的数据因磁化而损坏.还有一些其他意外的隐患也要考虑进去。例如我两次在外协厂都看到老鼠乱窜的问题。我们也得引起重视，防止老鼠咬到线路。

建议继续深化和加强5S工作稽查。加强员工操作培训。硬盘故障分析工具和手段探讨10/13/2009硬盘出现故障的原因硬盘出现故障的原因是多方面，有的与我们的非法操作相关，有的是硬盘本身的FW问题和元器件问题，也有的可能和我们的测试环境和硬盘环境匹配问题（软件和硬件）。而一旦硬盘出现了故障，因为受局限于厂家对自己分析工具和相关自有硬盘技术的保护，我们不可能自己做出一个完整的分析报告，如果要找出硬盘的故障的根本原因，最终还得参考厂家的分析报告。在我们自己公司里，唯一能参考的值就是SMART属性表。下面我大概解释下SMART的信息内容。厂家工具对硬盘的判议标准关于厂家工具对硬盘的判议标准，简单来说是以一个硬盘是不是能正常读写为标准，当然具体的会参考一些硬盘读写参数值和性能来判定。举个例子，厂家的SMART信息除了可以看到我们SMART的属性值外，还可以看到G-list,P-list,还有CELog(危险事件项）而在我们公司，现在判定硬盘好坏的标准，主要是集中在对SMART信息的分析上。S.M.A.R.T属性表S.M.A.R.T.包含很多个属性，每个属性值只有两种含义，超过阈值(threshold)和没有超过阈值。一旦有属性值超过了阈值，表明“硬盘已有了暇疵”。每个硬盘的S.M.A.R.T.信息中，都注明了这些属性的阈值，不同厂家的阈值是不同的。不同的属性值对于阈值的对比关系也有两种情况，应大于阈值，应小于阈值和与阈值无关。不同的属性也有不同的价值，下面用醒目颜色表明的是那些比较重要的属性。S.M.A.R.T属性值中各关键项的含义（一）01(01)读取错误率ReadErrorRate(应小于阈值)

硬件读取错误率，在从磁盘表面读取数据发生错误时记录。任何大于0的数据表明在磁盘表面或者读写柱头(read/write）时发生过问题。05(05)重新映射扇区计数ReallocatedSectorsCount(应小于阈值)

重新映射扇区的计数值。硬盘发现一个读、写或校验错误时，会将这个扇区重新映射(Reallocated)并将数据转移到一个特殊的保留的空闲区域，这些区域就称为重新映射扇区。也就是说，现代的硬盘是无法通过表明检测来发现“坏块”(BadBlocks)的，所有的坏块都被隐藏到了重新映射的扇区里面了，当然这样读写速度会变慢。09(09)通电时间计数Power-OnHoursCount，POH(越小越好，通常无阈值)

通电状态下的小时计数。这个值表示了硬盘通电状态下总计的小时计数，不过不同厂家这个值的单位有所不同，也有以分钟、秒钟为单位的。10(0A)马达重试计数SpinRetryCount(应小于阈值)

马达尝试启动的重试计数。这个属性存储了马达为了达到标准转速而进行的启动尝试的总计数，即第一次启动并不能成功达到标准转速。这个属性值的增加是一个标志，说明硬盘的机械系统可能出现了问题。12(0C)通电周期计数PowerCycleCount(越小越好，通常无阈值)

这个属性表明了整个硬盘通电/去电周期的次数，即开关次数。

S.M.A.R.T属性值中各关键项的含义（二）194(C2)Temperature(越小越好，通常无阈值)

当前内部温度。196(C4)重新映射事件计数ReallocationEventCount(应小于阈值)

重新映射操作的计数值。这个属性值表明了将重新映射扇区的数据转移到空闲区域的尝试总次数。成功的转移和不成功的转移都会被计数。197(C5)当前待映射扇区计数CurrentPendingSectorCount(应小于阈值)

“不稳定的”扇区数量，即等待被映射的扇区数量。如果不稳定的扇区随后被读写成功，这个值会降低，扇区也不会重新映射。扇区会在写入失败时发生重新映射。这个值有时候会有问题，因为带缓存写入不会重新映射扇区，只有直接读写才会真正写入磁盘。198(C6)无法校正扇区计数UncorrectableSectorCount(应小于阈值)

读写扇区时发生的无法校正的错误总计数。这个值上升表明硬盘缺损或者机械系统有问题。199(C7)直接内存访问校验错误计数UltraDMACRCErrorCount(应小于阈值)

通过接口循环冗余校验(InterfaceCyclicRedundancyCheck，ICRC)发现的通过接口电缆进行数据传输的错误。200(C8)写入错误率WriteErrorRate(应小于阈值)

写入一个扇区时发生错误的总数。SMARTSamplesSMART各值代表的含义1.属性当前值(Attributevalue)属性值是指硬盘出厂时预设的最大正常值，一般范围为1～253。通常，最大的属性值等于100(适用于IBM、富士通)或253(适用于三星)。当然，也有例外的时候，比如由西部数据公司生产的部分型号硬盘，就用了两个不同的属性值，最初生产时属性值设为200，但后来生产的有些硬盘属性值又改为100。2.最大出错值(Worst)最大出错值是硬盘运行中曾出现过的最大的非正常值。它是对硬盘累计运行的计算值，根据运行周期，该数值会不断地刷新，并且会非常接近阈值。S.M.A.R.T分析和判定硬盘的状态是否正常，就是根据这个数值和阈值的比较结果而定。新硬盘开始时有最大的属性值，但随着日常使用或出现错误，该值会不断减小。因此，较大的属性值意味着硬盘质量较好而且可靠性较高，而较小的属性值则意味着故障发生的可能性增大。3.实际值(Date)是硬盘各检测项目运行中的实际数值，很多项目是累计值。例如：Start/StopCount(启停次数)，累计的实际值是436，即该硬盘从开始到现在累计加电启停436次。4.属性状态(Status)这是S.M.A.R.T针对前面的各项属性值进行比较分析后，提供的硬盘各属性目前的状态，也是我们直观判断硬盘“健康”状态的重要信息。根据S.M.A.R.T的规定，这种状态一般有正常、警告和报告故障或错误等3种状态。

5.阈值(Threshold)又称门限值。是由硬盘厂商指定的可靠的属性值，通过特定公式计算而得。如果有一个属性值低于相应的阈值，就意味着硬盘将变得不可靠，保存在硬盘里的数据也很容易丢失。可靠属性值的组成和大小对不同硬盘来说是有差异的。这里需要注意的是，ATA标准中只规定了一些S.M.A.R.T参数，它没有规定具体的数值，“Threshold”的数值是厂商根据自己产品特性而确定的

其他硬盘分析工具和手段探讨厂家工具?

硬件：没有SAS连接卡，没法进行失效分析。软件：没有日立SAS测试工具。自己开发工具?网上一些免费的分析工具?SN05产品的潜在隐患和经验教训2009/10/9SN05产品的潜在隐患和经验SN05硬盘与桌面电脑硬盘的区别是SN05增加了一个RVFF电路，其他所用的元器件完全一样。RVFF电路（旋转震动前向补偿技术RotationalVibrationFeedForward），是为了减少了多个硬盘同时运作时出现的相互干扰问题，提高了RAID和其他多硬盘系统的性能及可靠性。所以SN05硬盘严格来说，还不是真正的企业级硬盘，这也是为什么它的性能与企业级硬盘有差距的一个原因。SN05是希捷的第一款在F3平台上设计的Nearline产品的硬盘,它的firmware与Servecode设计上还不是很稳定。在华赛和其他友商已发现有慢盘现象，厂商确定是由于固件问题引起的。经过对现有SN05产品失效分析，发现主要的失效是集中在监控产品上，而监控产品读写压力大。数据吞吐量大，在华赛硬盘进厂都会对它们进行带宽测试和压力测试。使硬盘在进厂时能及时发现问题。建议我们今后也增加这两项测试。SN05硬盘还是采用CSS技术，而西数产品用的是L/UL技术。而CSS技术对抵御外来震动和冲击是非常不利的。希捷后续的SATA硬盘也全会采用L/UL技术。H3C硬盘PharaohmetSFgoalatlaunch5monthstomeetSFgoal通过希捷F3平台设计的前两款产品SN05(Moose)与Pharaoh的DPPM对比。可以看出第二款F3产品Pharaoh性能有了明显的提高。H3C硬盘

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©SeagateConfidentialMooseNLFailurePareto(FactoryeORTvsCustomerField)TheCustomerFieldFailureParetoshowedthattheHeadRelated,MediaRelated,CELFirmwareRelated,CNDandCustomerCausedfailurearethetopfailuremodesreturnedfromthefield.CND,NPF,Handing&CustomerInducedfailureshavecontributedto24.6%oftheCustomerFieldreturnspareto.TheeORTFailureParetoshowedthattheHeadRelated,ParticleRelatedandMediaRelatedfailuresarethetopfailuremodescapturedbytheeORTtestbed.CustomerFieldFailureParetoFactoryeORTFailureParetoMooseNLeORTtopfailureparetoiscorrelatingwellwiththeCustomerFieldifexcludingtheCELfirmwarebugissue.上面是希捷ORT数据与客户失效数据对比结果，可以看出，在ORT和客户两边，两个最大的问题都是磁头和碟片的问题。在客户那边，不复现（CND)，没发现(NPF)和非法操作引起的问题占了25％左右。HS最近SN05厂验遭遇的问题（仅供内部参考）09445批次后硬盘总的测试不良率还是在2％左右。

经过质量部门统计，质量数据仍然高的惊人。

坏道失效率

4/572

0.7％

带宽测试失效

6/572

1.0％

压力测试失效

2/572

0.3％在带宽测试中，软件设定是将带宽测试的阈值设定为80M（即81920K），认为是这一个合理的值。因为从正常硬盘测试的情况看，开始20G数据的带宽通常都是105M-115M之间。考虑到盘的个体差异，乘以80％，带宽应该高于105*0.8＝84M。因此最后设定的80M是一个比较保守的值上面例子是华赛针对09财年第44周希捷SN05产品所做的测试结果，这是在希捷给出改善措施之后的一个测量结果。可以看出希捷给的改善措施没有效，从这我们可以了解在华赛硬盘入厂所做的一些测试项目，和他们带宽测试的阈值的设立背景。HS判定失效的一个依据华赛任务令：HPZ00970045

9QJ3ZCJY开始就是70多M，前10条记录带宽就变到30多M

9QJ41W77开始都是100多M，比较稳定，后面10条记录有一条记录突然降到50多M

9QJ43MFA一直在100M左右中间,突然有一条记录降到50多M

9QJ432RD中间出现两条70多M的记录

9QJ3YGWY中间一条记录突然降到9M，然后18M，恢复平稳

9QJ41QXA有70多M，40多M的记录

9QJ43MKB中间有一条记录81664.00，低于80M

华赛任务令：HPZ00970453

9QJ41SQ6中间有一条记录带宽是80128，低于80M

9QJ41TGB几条70多M的记录，中间有40多M的记录

9QJ3YA4M有一条79M左右的记录上面是华赛判定硬盘带宽测试失效的其中一个依据。50

HS–MooseNLIntegration–HighPerformanceFailureBackgroundHuawei-ChinaencounteredDPPMspikeagainforMooseNLperformancerelatedissue(1%):OverallDPPMis2.5%.Failingsystem:OceanStorS3000storageserver.FailureDOMsarefrom0945,whichispostTargetOptimizationcode&Test598(10%)whichwasimplementedonApril27’th(WW0944).FurtherInvestigationrevealedthatHuaWeichangedtheIOPStestingfromruntime"(average)I/Oto(realtime)I/OwherereadtestatOD20G,setthresholdofbandwidthat"80M/sec“wherefailuresseen.NewIOPStest(RealTime)isnotusedonolderserverS5000&usedonlyonnewserverS3000.Competitordrive(WD)doesn’tfailsforIOPSwiththesamesettingsasusedforSTX.RootCauseFindings2xTargetOptiIssue,newFW(Dell-MA0CmrgdandHP-5A16)canfix100%.4x(3xHighprimarydefects@extremeOD,1xNMD)CorrectiveActionsUniqueTabwillensurenewFWandspecialscreeningforHuaWei.(PreviousperformancefailurespikewasclosedwithTargetOptimizationcode+Test598(+10%)–April27’th).ClosurePathUniquetabw/newFWcodereleased.ProcesscheckoutdueSep7，Thistoensure33%ofthefailuremodesarecapturedwithinSeagateprocessbasedonFAdonetodateSpecialscreentocapturetheseIOPSfailuresinprocess(monitorI/Operformancesynchronously,flushdata1timeper2s,UDEcount,higherchancetocreateallocation).WW1010>OpenImpact6KunitsareaffectedduetothisissueinJulyStartDate:14thJuly2009以上是希捷厂对华赛SN05问题的一个总结。TheSN05improvementactionforHSRegardingHuaweicustomerintegrationfailure,Factoryhasprovidedcorrectiveactionbyspecialbuildwithadditionalscreeningasmentionedbelow.

TheshipholdisrequiredfordistinguishthespecialcontrolshipmenttoHuaweibecauseHuaweiisnowusingthesameStdOEMtab-504.

AdditionalscreeningforHuaweiStdOEMtab504.

1)AddT598:ReadPerformancetest,extendedscreenonfirst20Gandnotallowretry

Thiswillhelp3/6MediadefectbaseonpreviousFAwith~50%FE

2)AdditionalscreeningatFIN2test(or'R-MQM')-TopupfromStdOEMMQM

ThisisadditionalformakesurebetterqualityforHuawei

Theadditionalscreeningstepare

Aggressivewrite/readatIDZone(or

“IDBeatUptest”)

Aggressivewrite/readatODZone

(or

“ODBeatUptest”)

ButterflyWrite(Highacceleratedseekwrite)

LongDST–Driveselftestwithfullsurfaceverify

3)AddT508/597testat60iops.

AddDriveperformancetestwithspecificpattern,allowlessthan60iops

ThiswillhelponslowperformancebasedonpreviousFA.

4)LimitthenumberofunrecoverabledefectsatFIN2test.

希捷给华赛的改善措施：1。增加读性能测试区域，从原来OD区域的读取12G增加到现在的20G，中间不允许有任何读重试。这会减少50％关于盘片瑕疵的失效问题。2。用EMC筛选的方法对华赛硬盘进行筛选，（加强对ID/OD的顺序读写，做ButterflyWrite和longDST测试)3，收紧传输率测试的规格。解决慢盘问题。4。限制不可恢复错误率的数目。H3C硬盘Xyratex/NetApp–-RVOpAmpNoiseissueBackgroundXyratexIntegrationMalaysiareportedtotal18xofMooseNLDellEqualLogic(-056)and2xNetApp(-038)failedwatchdogtimerduringreadwritecompareatFunctionaltest(WTOF).TotalDPPMimpactspecifictothisWTOFissueis7,530DPPM(20f/2,565usages)fromXyratexCalandarweek30-32.AllfailuresareMooseNL1TBRootCauseFindingsKoratFAconcludedall15xfailures(13xDellEqualLogicand2xNetApp)areslowperformanceissue.AllfailuresarefromWinbondDRAMwithDieRevE,90nmpart(W9425G6EH-5)withFairchildFAN4274op-amp.InitialFAbelievethisslowperformanceiscontributedbyWinbondRevE.(24/08/09)FArootcauseisconfirmedtobethenoisecouplingintotheRVOpAmpcircuitrywascausingfalseshockdetects.ThislimitedtothecircuitboardUJAJ-6PCBA,ie750GBand1TBonly.IssueonlyoccurswithWinbondDRAMRev.E/FairchildOpAmpcombinationCorrectiveActionsSSO#672wasinitiatedtocontainthisissuetillissueisfullyunderstood.(Wasana-20/08/09)NewXyratex/DellEqualLogic/NetAppMooseNL750GB/1TBFW1008loadingonwardsstopsupplyingWinbondRev.E/FairchildcombinationeveniftheyarescreenedandfoundtobeworkingClosurePathHubinventories/shippedoutquantityaffectedtoquantifyriskassessment.(Kulthida-26/08/09)Xyratex/NetAppCTSprovidedaformalnotificationtocustomer.(Tony-25/08/09,Lynn-27/08/09)XyratexrequestedaStopShipofJITHubinventories.Allaffecteddriveswillbepulledbacktofactoryfordisposition.(Gordon-26/08/09)CTSmonitoringintegrationperformanceImpactXyratex/DellEqualLogicrequiredHubinventoriespurgetotal1,454drives,pendingpullbackNetAppnoHubinventoriespurgerequiredduetolowquantityaffectedremaininginHub,25drivesCustomerescalationStartDate:24082009这个问题应该对华三SN05产品没有影响，因为这个PCBA芯片是在09年六月底开始引进的。而那时华三已经停止采购SN05硬盘了。硬盘采购和选型的参考硬盘不同OEM等级标准客户的规格要求不同的客户有不同的测试参数要求。通常希捷会满足大客户一些比较苛刻的硬盘性能参数要求。希捷SN05下代替代产品的设计区别

4diskdesignusesacompletelydifferentmotordesignwhichhasoilcirculation,notsusceptibletoairingestionUsedinseveralgenerationsMCproductswithgoodperformanceOilcirculationdesignwhichisselfpurgingandnotsusceptibletoairingestiondiamondcoatingonbearingsurfacesforincreasedwearresistance

2diskdesignissupplierdependentandusesoilcirculationinonedesignandimprovedbearingmaterialsandprocessesinanother2DMotorSupplierIBearingdesignincludesarecirculationpathlikethedualconicalmotorsAdjustableoilflowdependingonbearingtolerances,eliminatingthepotentialforsub-ambientpressureandairingestionJournalbearingsformedbydifferentprocessesandimprovedmaterials(chemicalmillingisnotused)2DMotorSupplierIISPbearingsimilartoMoosebutwithimprovedmaterialsandprocessesJournalsmotorareformedusingarollingoperationandnotsusceptibletothetaperproblemfromchemicalmillingelectrodewear

©SeagateConfidentialPage55SeagatenewModel-MuskieEnhancementsReducedexposedaluminuminsideHDAforparticlereductionIncreasedservosamplingrate(31.7to50kHz)andPRseeksforofftrackerrorsLULdesignforincreasedHeadMediainterfacerobustness4thgenerationperpendicularmediawithimprovedparticlerobustnessBlendedlubricantforimprovedLULperformanceConicaltopcoverattachedmotoron4D56CSS与L/UL技术对比传统上硬盘采用接触起停（ContactStart-Stop，CSS）方式，磁头在硬盘关闭时“休息”在盘片表面上。硬盘加电启动时，承载磁头的滑橇（slider）在盘片表面滑行，直到盘片旋转的速度快到两者之间产生足以将滑橇托起来的气垫为止。关闭硬盘时可以看作是启动的逆过程。盘片上供磁头“起飞”和“降落”的特定区域被称为磁头起停区，它位于紧靠主轴马达的盘片最内侧部分。为了防止滑橇黏连在光滑的盘片表面上影响其转动起来，磁头起停区表面刻有预制的纹理，不用于存储数据。CSS方式最大的缺点是磁头始终在盘片上方（所谓“上”是相对的，也有可能是下方），这对抵御外来震动是非常不利的：硬盘处于关闭状态时，震动可能导致slider脱离盘片表面而后又拍击下来，碰撞轻则会产生危及正常运行的碎屑，重则导致磁头损毁；硬盘运转起来后，震动不仅会增大磁头因碰撞而损毁的可能性，还加上了划伤盘片的威胁CSS区不存储任何数据，也没有盘片上的数据区那样光滑。在运输或关机等状态下磁头停泊在这里，通电之后主轴马达带动盘片旋转，达到一定转速后磁头在空气升力的作用下脱离盘片表面浮起，此时音圈马达动作使线圈尾部突起脱离磁头限位杆上的磁铁，磁头就可以自由地在盘片上空飞翔了；而当电源被切断之后，马达线圈尾部又会转向磁铁并被其吸附，磁头则在逐渐减速的CSS区上着陆。这种接触启/停方式无疑是有磨损的，通常厂家标称的寿命是数万次启/停循环。Load/UnLoad磁头加载/卸载技术：取消了盘片最内圈的CSS区，之前由于CSS区的存在，磁盘的内圈被浪费了，通过HeadLoad/Unload机制，可以去掉着陆区的设计，提高硬盘的单碟容量，并可以更好地保护非加电状态下的硬盘磁头。在盘片外设立