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硬碟是電腦上使用堅硬的旋轉碟片為基礎的存儲設備。它在平整的磁性表面存儲和檢索數位數據。信息通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。信息可以通過相反的方式回讀,例如磁場導致線圈中電力的改變或讀頭經過它的上方。
介面
硬碟按數據介面不同,大致分為ATA和SATA以及SCSI和SAS。
ATA全稱Advanced Technology Attachment,是用傳統的 40-pin 並列數據線連接主機板與硬碟的,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,且對數據線的長度要求比ATA低很多,支持熱插拔等功能,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, 有利於機箱內的空氣流通。
SCSI,全稱為Small Computer System Interface,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技術,和SATA硬碟相同,都是採取序列式技術以獲得更高的傳輸速度,可達到3Gb/s。此外也透過縮小連接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存儲系統 中,可以用SATA硬碟來取代部分昂貴的SCSI硬碟,節省整體的存儲成本。
尺寸
硬碟機的尺寸和用途可分為:
0.85英寸, 多用於手提電話等便攜裝置中。
1英寸(MICRODRIVE), 多用於數位相機(CF type II介面)。
1.8英寸, 多用於筆記型電腦及外置硬碟盒中。
2.5英寸, 多用於筆記型電腦及外置硬碟盒中。
3.5英寸, 多用於桌上型電腦及外置硬碟盒中。
5.25英寸,已被淘汰。
發展史
1956年IBM的IBM 350 RAMAC是現代硬碟的雛形,它相當於兩個冰箱的體積,不過其儲存容量只有5MB。1973年IBM 3340問世,他擁有「溫徹斯特」這個綽號,來源於他兩個30MB的儲存單元,恰是當時出名的「溫徹斯特來福槍」的口徑和填彈量。至此,硬碟的基本機構被確立。
1980年,兩位前IBM員工創立的公司開發出5.25英寸規格的5MB硬碟,這是首款面向桌上型電腦的產品,而該公司正是先進的希捷(SEAGATE)公司。
80年代末,IBM公司推出MR(Magneto Resistive磁阻)技術令磁頭靈敏度大大提升,使碟片的儲存密度較之前的20Mbpsi(bit/每平方英寸)提高了數十倍,該技術為硬碟容量的巨大提升奠定了基礎。1991年,IBM應用該技術推出了首款3.5英寸的1GB硬碟
1995年,為了配合Intel的LX晶片組,昆騰(Quantum)與Intel攜手發佈UDMA 33介面——EIDE標准將原來介面數據傳輸率從16.6MB/s提升到了33MB/s 同年,希捷開發出液態軸承(FDB,Filuid Dynamic Bearing)馬達。所謂的FDB就是指將陀螺儀上的技術引進到硬碟生產中,用厚度相當於頭髮絲直徑十分之一的油膜取代金屬軸承,減輕了硬碟噪音與發熱量
1970年到1991年,硬碟碟片的儲存密度以每年25%~30%的速度增長;從1991年開始增長到60%~80%;至今,速度提升到100%甚至是200%從1997年開始的驚人速度提升得益於IBM的GMR(Giant Magneto Resistive,巨磁阻)技術,它使磁頭靈敏度進一步提升,進而提高了儲存密度
1996年,希捷收購康諾(Conner Peripherals)
1998年2月,UDMA 66規格面世
2000年10月,邁拓(Maxtor)收購昆騰
2003年1月,日立宣佈完成20.5億美元的收購IBM硬碟事業部計畫,並成立日立環球儲存科技公司(Hitachi Global Storage Technologies, Hitachi GST)
2005年日立環儲和希捷都宣佈了將開始大量採用磁碟垂直寫入技術(perpendicular recording),該原理是將平行於碟片的磁場方向改變為垂直(90度),更充分地利用的儲存空間
2005年12月21日, 硬碟製造商希捷宣佈收購邁拓(Maxtor)
2007年1月,日立環球儲存科技宣佈將會發售全球首隻1TB的硬碟,比原先的預定時間遲了一年多。硬碟的售價為399美元,平均每美分可以購得27.5MB硬碟空間。不過,基於現時電腦硬體的限制,在一般電腦要完成備份1TB的資料,需時約2日。