電腦硬盤裡的核心部件是什麼

General 更新 2024年11月21日

  硬碟是電腦主要的儲存媒介之一,由一個或者多個鋁製或者玻璃制的碟片組成。碟片外覆蓋有鐵磁性材料。下面是小編帶來的關於的內容,歡迎閱讀!

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  磁頭

  磁頭是硬碟中最昂貴的部件,也是硬碟技術中最重要和最關鍵的一環。傳統的磁頭是讀寫合一的電磁感應式磁頭,但是,硬碟的讀、寫卻是兩種截然不同的操作,為此,這種二合一磁頭在設計時必須要同時兼顧到讀/寫兩種特性,從而造成了硬碟設計上的侷限。而MR磁頭***Magnetoresistive heads***,即磁阻磁頭,採用的是分離式的磁頭結構:寫入磁頭仍採用傳統的磁感應磁頭***MR磁頭不能進行寫操作***,讀取磁頭則採用新型的MR磁頭,即所謂的感應寫、磁阻讀。這樣,在設計時就可以針對兩者的不同特性分別進行優化,以得到最好的讀/寫效能。另外,MR磁頭是通過阻值變化而不是電流變化去感應訊號幅度,因而對訊號變化相當敏感,讀取資料的準確性也相應提高。而且由於讀取的訊號幅度與磁軌寬度無關,故磁軌可以做得很窄,從而提高了碟片密度,達到每平方英寸200MB,而使用傳統的磁頭只能達到每平方英寸20MB,這也是MR磁頭被廣泛應用的最主要原因。MR磁頭已得到廣泛應用,而採用多層結構和磁阻效應更好的材料製作的GMR磁頭***Giant Magnetoresistive heads***也逐漸開始普及。

  磁軌

  當磁碟旋轉時,磁頭若保持在一個位置上,則每個磁頭都會在磁碟表面劃出一個圓形軌跡,這些圓形軌跡就叫做磁軌。這些磁軌用肉眼是根本看不到的,因為它們僅是盤面上以特殊方式磁化了的一些磁化區,磁碟上的資訊便是沿著這樣的軌道存放的。相鄰磁軌之間並不是緊挨著的,這是因為磁化單元相隔太近時磁性會相互產生影響,同時也為磁頭的讀寫帶來困難。一張1.44MB的3.5英寸軟盤,一面有80個磁軌,而硬碟上的磁軌密度則遠遠大於此值,通常一面有成千上萬個磁軌。磁軌的磁化方式一般由磁頭迅速切換正負極改變磁軌所代表的0和1。

  扇區

  磁碟上的每個磁軌被等分為若干個弧段,這些弧段便是磁碟的扇區,每個扇區可以存放512個位元組的資訊,磁碟驅動器在向磁碟讀取和寫入資料時,要以扇區為單位。1.44MB3.5英寸的軟盤,每個磁軌分為18個扇區。

  柱面

  硬碟通常由重疊的一組碟片構成,每個盤面都被劃分為數目相等的磁軌,並從外緣的“0”開始編號,具有相同編號的磁軌形成一個圓柱,稱之為磁碟的柱面。磁碟的柱面數與一個盤單面上的磁軌數是相等的。無論是雙盤面還是單盤面,由於每個盤面都只有自己獨一無二的磁頭,因此,盤面數等於總的磁頭數。所謂硬碟的CHS,即Cylinder***柱面***、Head***磁頭***、Sector***扇區***,只要知道了硬碟的CHS的數目,即可確定硬碟的容量,硬碟的容量=柱面數*磁頭數*扇區數*512B。

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  主流的介面是SATA***包括3Gb/s和6Gb/s兩種***介面,亦有PCIe 3.0介面的SSD問世。

  由於SSD與普通磁碟的設計及資料讀寫原理的不同,使得其內部的構造亦有很大的不同。一般而言,固態硬碟***SSD***的構造較為簡單,並且也可拆開;所以我們通常看到的有關SSD效能評測的文章之中大多附有SSD的內部拆卸圖。

  而反觀普通的機械磁碟,其資料讀寫是靠碟片的高速旋轉所產生的氣流來托起磁頭,使得磁頭無限接近碟片,而又不接觸,並由步進電機來推動磁頭進行換道資料讀取。所以其內部構造相對較為複雜,也較為精密,一般情況下不允許拆卸。一旦人為拆卸,極有可能造成損害,磁碟無法正常工作。這也是為何在對磁碟進行評測時,我們基本看不到關於磁碟拆卸圖的原因。

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