硬盘及磁盘阵列常用技术术语-网管专栏,邮件服务

硬盘及磁盘阵列常用技术术语 
ø 硬盘的转速(rotational speed)：也就是硬盘电机主轴的转速，转速是决定硬盘内部传输率的关键因素之一，它的快慢在很大程度上影响了硬盘的速度，同时转速的快慢也是区分硬盘档次的重要标志之一。 硬盘的主轴马达带动盘片高速旋转，产生浮力使磁头飘浮在盘片上方。要将所要存取资料的扇区带到磁头下方，转速越快，等待时间也就越短。因此转速在很大程度上决定了硬盘的速度。目前市场上常见的硬盘转速一般有5400rpm、7200rpm、甚至10000rpm。理论上，转速越快越好。因为较高的转速可缩短硬盘的平均寻道时间和实际读写时间。可是转速越快发热量越大，不利于散热。现在的主流硬盘转速一般为7200rpm以上。
ø 平均寻道时间(average seek time)：指硬盘在盘面上移动读写头至指定磁道寻找相应目标数据所用的时间，它描述硬盘读取数据的能力，单位为毫秒。当单碟片容量增大时，磁头的寻道动作和移动距离减少，从而使平均寻道时间减少，加快硬盘速度。目前市场上主流硬盘的平均寻道时间一般在9ms以下，大于10ms的硬盘属于较早的产品，一般不值得购买。 
ø 平均潜伏时间(average latency　time)：指当磁头移动到数据所在的磁道后，然后等待所要的数据块继续转动到磁头下的时间，一般在2ms-6ms之间。 
ø 平均访问时间(average access time)：指磁头找到指定数据的平均时间，通常是平均寻道时间和平均潜伏时间之和。平均访问时间最能够代表硬盘找到某一数据所用的时间，越短的平均访问时间越好，一般在11ms-18ms之间。注意：现在不少硬盘广告之中所说的平均访问时间大部分都是用平均寻道时间所代替的。 
ø 突发数据传输率(burst data transfer rate)：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。也叫外部数据传输率(external data transfer rate)。目前采用udma/66技术的硬盘的外部传输率已经达到了66.6mb/s。 
ø 最大内部数据传输率(internal data transfer rate)：指磁头至硬盘缓存间的最大数据传输率，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(sustained transfer rate)。一般采用udma/66技术的硬盘的内部传输率也不过25-30mb/s，只有极少数产品超过30mb/s，由于内部数据传输率才是系统真正的瓶颈，因此大家在购买时要分清这两个概念。不过一般来讲，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。 
ø 自动检测分析及报告技术(self-monitoring analysis and report technology，简称s.m.a.r.t): 现在出厂的硬盘基本上都支持s.m.a.r.t技术。这种技术可以对硬盘的磁头单元、盘片电机驱动系统、硬盘内部电路以及盘片表面媒介材料等进行监测，当s.m.a.r.t监测并分析出硬盘可能出现问题时会及时向用户报警以避免电脑数据受到损失。s.m.a.r.t技术必须在主板支持的前提下才能发生作用，而且s.m.a.r.t技术也不能保证能预报出所有可能发生的硬盘故障。
ø 磁阻磁头技术mr(magneto-resistive head)：mr(magneto-resitivehead)即磁阻磁头的简称。mr技术可以更高的实际记录密度、记录数据，从而增加硬盘容量，提高数据吞吐率。目前的mr技术已有几代产品。maxtor的钻石三代/四代等均采用了最新的mr技术。磁阻磁头的工作原理是基于磁阻效应来工作的，其核心是一小片金属材料,其电阻随磁场变化而变化,虽然其变化率不足2%,但因为磁阻元件连着一个非常灵敏的放大器,所以可测出该微小的电阻变化。mr技术可使硬盘容量提高40%以上。gmr(giantmagnetoresistive)巨磁阻磁头gmr磁头与mr磁头一样，是利用特殊材料的电阻值随磁场变化的原理来读取盘片上的数据，但是gmr磁头使用了磁阻效应更好的材料和多层薄膜结构，比mr磁头更为敏感，相同的磁场变化能引起更大的电阻值变化，从而可以实现更高的存储密度，现有的mr磁头能够达到的盘片密度为3gbit-5gbit/in2(千兆位每平方英寸)，而gmr磁头可以达到10gbit-40gbit/in2以上。目前gmr磁头已经处于成熟推广期，在今后的数年中，它将会逐步取代mr磁头，成为最流行的磁头技术。 
ø 缓存：缓存是硬盘与外部总线交换数据的场所。硬盘的读数据的过程是将磁信号转化为电信号后，通过缓存一次次地填充与清空，再填充，再清空，一步步按照pci总线的周期送出，可见，缓存的作用是相当重要的。在接口技术已经发展到一个相对成熟的阶段的时候，缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的传输速度的重要因素。目前主流硬盘的缓存主要有512kb和2mb等几种。其类型一般是edo dram或sdram，目前一般以sdram为主。根据写入方式的不同，有写通式和回写式两种。写通式在读硬盘数据时，系统先检查请求指令，看看所要的数据是否在缓存中，如果在的话就由缓存送出响应的数据，这个过程称为命中。这样系统就不必访问硬盘中的数据，由于sdram的速度比磁介质快很多，因此也就加快了数据传输的速度。回写式就是在写入硬盘数据时也在缓存中找，如果找到就由缓存就数据写入盘中，现
在的多数硬盘都是采用的回写式硬盘，这样就大大提高了性能。 
ø 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。一般硬盘的mtbf至少在30000或40000小时。 
ø 部分响应完全匹配技术prml(partial response maximum likelihood)：它能使盘片存储更多的信息，同时可以有效地提高数据的读取和数据传输率。是当前应用于硬盘数据读取通道中的先进技术之一。prml技术是将硬盘数据读取电路分成两段“操作流水线”，流水线第一段将磁头读取的信号进行数字化处理然后只选取部分“标准”信号移交第二段继续处理，第二段将所接收的信号与prml芯片预置信号模型进行对比，然后选取差异最小的信号进行组合后输出以完成数据的读取过程。prml技术可以降低硬盘读取数据的错误率，因此可以进一步提高磁盘数据密集度。 
ø 单磁道时间(single track seek time)：指磁头从一磁道转移至另一磁道所用的时间。 
ø 超级数字信号处理器(ultra dsp)技术：应用ultra dsp进行数学运算，其速度较一般cpu快10到50倍。采用ultra dsp技术，单个的dsp芯片可以同时提供处理器及驱动接口的双重功能，以减少其它电子元件的使用，可大幅度地提高硬盘的速度和可靠性。接口技术可以极大地提高硬盘的最大外部传输率，最大的益处在于可以把数据从硬盘直接传输到主内存而不占用更多的cpu资源，提高系统性能。 
ø 硬盘表面温度：指硬盘工作时产生的温度使硬盘密封壳温度上升情况。硬盘工作时产生的温度过高将影响薄膜式磁头(包括mr磁头)的数据读取灵敏度，因此硬盘工作表面温度较低的硬盘有更好的数据读、写稳定性。 
ø 全程访问时间(max full seek time)：指磁头开始移动直到最后找到所需要的数据块所用的全部时间。
ø 硬盘镜像（disk mirroring）：硬盘镜像最简单的形式是，一个主机控制器带二个互为镜像的硬盘。数据同时写入二个硬盘，二个硬盘上的数据完全相同，因此一个硬盘故障时，另一个硬盘可提供数据。
ø 硬盘数据跨盘（disk spanning）:利用这种技术，几个硬盘看上去像一个大硬盘；这个虚拟盘可以把数据跨盘存储在不同的物理盘上，用户不需要关心哪个盘上存有他需要的数据
ø 硬盘数据分段（disk striping）:数据分散存储在几个盘上。数据的第一段放在盘0，第2段放在盘1，……直到达到硬盘链中的最后一个盘，然后下一个逻辑段放在硬盘0，再下一
个逻辑段放在盘1，……如此循环直至完成写操作。
ø 双控（duplexing）:这里指的是用二个控制器来驱动一个硬盘子系统。一个控制器发生故障，另一个控制器马上控制硬盘操作。此外，如果编写恰当的控制器软件，可实现不同的硬盘驱动器同时工作。
ø 容错：（fault tolerant）：具有容错功能的机器有抗故障的能力。例如raid 1镜像系统是容错的，镜像盘中的一个出故障，硬盘子系统仍能正常工作。
ø 主机控制器（host adapter）:这里指的是使主机和外设进行数据交换的控制部件（如scsi控制器）
ø 热修复（hot fix）:指用一个硬盘热备份来替换发生故障的硬盘。要注意故障盘并不是真正地被物理替换了。用作热备份的盘被加载上故障盘原来的数据，然后系统恢复工作。
ø 热补（hot patch）:具有硬盘热备份，可随时替换故障盘的系统。
ø 热备份（hot spare）:与cpu系统电连接的硬盘，它能替换下系统中的故障盘。与冷备份的区别是，冷备份盘平时与机器不相连接，硬盘故障时才换下故障盘。
ø 平均数据丢失时间（mtbdl – mean time between data loss）:发生数据丢失的事件间的平均时间。
ø 平均无故障工作时间（mtbf – mean time between failure 或 mtif）：设备平均无故障运行时间。
ø 廉价冗余磁盘阵列（raid – redundant array of inexpensive drives）:一种将多个廉价硬盘组合成快速，有容错功能的硬盘子系统的技术。
ø 系统重建（reconstruction or rebuild）:一个硬盘发生故障后，从其他正确的硬盘数据和奇偶信息恢复故障盘数据的过程。
ø 恢复时间（reconstruction time）:为故障盘重建数据所需要的时间。
ø 单个大容量硬盘（sed – singe expensive drive）
ø 传输速率（transfer rate）:指在不同条件下存取数据的速度。
ø 虚拟盘（virtual disk）:与虚拟存储器类似，虚拟盘是一个概念盘，用户不必关心他的数据写在哪个物理盘上。虚拟盘一般跨越几个物理盘。但用户看到的只是一个盘。
ø 热插拔（hot swap）:指在不宕机制情况下，在线更换设备。
ø das （direct access storage device）直接访问存储设备
ø nas （network attached storage）网络附加存储设备
ø san （storage area networks）存储区域网
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