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硬碟(英文:Hard Disk Drive,簡稱HDD)是電腦上使用堅硬的旋轉碟片為基礎的非揮發性(non-volatile)存儲裝置。它在平整的磁性表面存儲和檢索數位資料。資訊透過離磁性表面很近的寫頭,由電磁流來改變極性方式被電磁流寫到磁碟上。資訊可以透過相反的方式回讀,例如磁場導致線圈中電力的改變或讀頭經過它的上方。早期的硬碟儲存媒介是可替換的,不過今日典型的硬碟是固定的儲存媒介,被封在硬碟裡 (除了一個過濾孔,用來平衡空氣壓力)。
介面
資料介面
硬碟按資料介面不同,大致分為ATA和SATA(可參閱IDE介面)以及SCSI和SAS。
ATA全稱Advanced Technology Attachment,是用傳統的 40-pin 並列資料線連線主機板與硬碟的,外部介面速度最大為133MB/s,因為並列線的抗干擾性太差,且排線佔空間,不利電腦散熱,將逐漸被 SATA 所取代。
SATA,全稱Serial ATA,也就是使用串口的ATA介面,因抗干擾性強,且對資料線的長度要求比ATA低很多,支援熱插拔等功能,已越來越為人所接受。SATA-I的外部介面速度已達到150MB/s,SATA-II更將升至300MB/s,SATA的前景很廣闊。而SATA的傳輸線比ATA的細得多, 有利於機殼內的空氣流通。
SCSI,全稱為Small Computer System Interface(小型機系統介面),歷經多世代的發展,從早期的 SCSI-II,到目前的 Ultra320 SCSI 以及 Fiber-Channel (光纖通道),接頭型式也有多種。SCSI 硬碟廣為工作站級個人電腦以及伺服器所使用,因為它的轉速快,可達 15000 rpm,且資料傳輸時佔用 CPU 運算資源較低,但是單價也比同樣容量的 ATA 及 SATA 硬碟昂貴。
SAS(Serial Attached SCSI)是新一代的SCSI科技,和SATA硬碟相同,都是採取序列式科技以獲得更高的傳輸速度,可達到3Gb/s。此外也透過縮小連線線改善系統內部空間等。
此外,由於SAS硬碟可以與SATA硬碟共享同樣的背板,因此在同一個SAS儲存系統中,可以用SATA硬碟來取代部分昂貴的SAS硬碟,節省整體的存儲成本。
結構
硬碟內部結構
磁軌
當磁盤旋轉時,磁頭若保持在一個位置上,則每個磁頭都會在磁盤表面劃出一個圓形軌跡,這些圓形軌跡就叫做磁軌(Track)。
柱面
在有多個碟片構成的盤組中,由處於同一半徑的磁軌組成的一個圓柱面(Cylinder)。
磁區
磁盤上的每個磁軌被等分為若干個弧段,這些弧段便是硬碟的磁區(Sector)。硬碟的一個磁區,叫做開機磁區。
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