存储硬盘基础知识及存储架构.ppt

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1、存储技术与产品基础存储硬盘基础知识目录硬件结构工作原理主要参数硬盘接口及发展介绍目前主要使用的硬盘及型号编码DAS、NAS、SAN硬件结构主轴马达(SpindleMotor)音圈马达(VoiceCoilMotor)磁头基座(BasePlate)磁头停放区(ParkingZone)盘片(Media)传动部件接口硬件结构：玻璃盘片和铝合金盘片玻璃盘片优点存储密度高,容量大磁盘寿命长抗冲击的可靠性高GlassMedia缺点:价格昂贵要使用磁头加载/卸载技术铝合金盘片优点技术成熟价格便宜AluminumMedia缺点对冲击较为敏感对温度较为敏感硬件结构：硬盘磁头技术磁头(Head)磁

2、道(Track)柱面(Cylinder)扇区(Sector)扇区1磁道n磁道0磁道硬件结构：磁头与柱面硬件结构：硬盘受撞击15of23硬件结构：磁道1磁道n磁道硬件结构：扇区扇区工作原理磁盘表面主轴马达带动磁盘旋转读写磁头在磁盘表面上方飞行硬盘最基本的功能就是存储电脑資料,并且当需要時读取出來供电脑运算与处理磁场资料读写磁头磁记录原理磁性材料层(MagneticFilm)金属性粒子呈不规则状排列盘片线圈(Coil)磁芯(Core)SN已磁化的金属性粒子未磁化的金属性粒子磁记录原理NSBinary0(同性)Binary1(异性)线圈(Coil)磁芯(Core)磁性材料层(Magn

3、eticFilm)盘片硬盘主要参数容量转速缓存平均访问时间寻道时间内部数据传输率外部数据传输率S.M.A.R.T.技术DFT技术MTBFAFR硬盘主要参数：容量容量(Capacity)磁头(Head)磁道(Track)柱面(Cylinder)扇区(Sector)格式化容量=柱面数X每磁道扇区数X磁头数X扇区字节数扇区1磁道n磁道0磁道硬盘主要参数：转速硬盘主轴马达转速单位为每分钟转速(rpm)主轴马达转速越快，就越快存取资料目前大多数硬盘主轴马达转速：5,400及7,200RPM(ATA),7,200、10,000、及15000RPM（SCSI）硬盘主要参数--缓存缓存缓存是硬

4、盘与外部总线交换数据的场所硬盘上的记忆晶片用来暂时存放数据以增强硬盘性能EDO、SDRAM硬盘主要参数—平均访问时间平均访问时间：硬盘磁头找到目标数据的平均时间。平均寻道时间：硬盘磁头从一个柱面移动到另一个柱面所需要的平均时间。平均潜伏时间(等待时间)：当磁头移动到数据所在的磁道后，等待目标扇区可用的平均时间。平均潜伏时间一般取盘片旋转一周所需时间的一半平均访问时间=平均寻道时间+平均潜伏时间硬盘主要参数--寻道时间磁头寻找资料所在轨道所需的时间单位为毫秒(千分之秒)时间越短表示读写资料的速度越快最大寻道时间：从最内道到最外道或从最外道到最内道所需时间最小寻道时间：磁头从所在磁

5、道移动到相邻磁道所需时间平均寻道时间=（最大寻道时间+最小寻道时间）/3磁场资料读写磁头硬盘主要参数--内部数据传输率读写磁头磁盘表面磁场资料缓存数据从磁盘表面传输到硬盘的缓存的速率单位为每秒百万位元(Mbits/sec)硬盘主要参数--外部数据传输率缓存Cache)数据由缓存经由介质传输到系统主机的速率单位为(Mbytes/sec)一定比内部数据传输速率快介面(Interface)S.M.A.R.T.技术Self-Monitoring,AnalysisandReportingTechnology最早由Compaq和IBM推动,目的是尽可能预测硬盘的可靠性，在硬盘损坏之前给用户

6、警告很多由硬盘部件功能性衰减的问题是可以预测的，通过以下参数磁头飞行高度信息输出效率旋转启动时间寻道失败率寻道时间的效率DFT技术DFT（DriveFitnessTest，驱动器健康检测）IBM公司为其PC硬盘开发的数据保护技术,通过使用DFT程序访问IBM硬盘里的DFT微代码对硬盘进行检测。DFT软件是一个独立的不依赖操作系统的软件，它可以在用户其他任何软件失效的情况下运行。可靠性指标-MTBF温度对可靠性指标的影响通常，硬盘的工作环境温度为25℃～40℃通常硬盘：2400小时/年（6.5小时/天）（见下表）商用硬盘：4000小时/年（11小时/天）高可靠性硬盘：8766小时

7、/年（24小时/天）上电时间对可靠性指标的影响AnnualizedFailureRate(AFR)MTBF值：数字游戏？举例：一个失效率是在“一年365天、一天24小时不间断”循环工作条件下测出的，另一个是在“每天8小时不间断”循环工作条件下测出的，两款产品的性能高低一下子就比较出来。AFR，“按年计算的失效率”，与MTBF不同的是，AFR能够更合理地反映磁盘驱动器的失效率。AFR值是根据制造商每年回收的不合格产品占年度总产量的比例计算出来的，企业级磁盘驱动器产品的AFR值一般都会控制在1%