全面的硬盤知識
體現硬盤好壞的主要參數為傳輸率，其次的為轉速、單片容量、尋道時間、緩存、噪音和S.M.A.R.T.
1956年IBM公司制造出世界上第壹塊硬盤350 RAMAC（Random Access Method of Accounting and Control），它的數據為：容量5MB、盤片直徑為24英寸、盤片數為50片、重量上百公斤。盤片上有壹層磁性物質，被軸帶著旋轉，有磁頭移動著存儲數據，實現了隨機存取。
1970年磁盤誕生
1973年IBM公司制造出了壹臺640MB的硬盤、第壹次采用“溫徹斯特”技術，是現在硬盤的開端，因為磁頭懸浮在盤片上方，所以鍍磁的盤片在密封的硬盤裏可以飛速的旋轉，但有好幾十公斤重。
1975年Soft-adjacent layer（軟接近層）專利的MR磁頭結構產生
1979年IBM發明了薄膜磁頭，這意味著硬盤可以變的很小，速度可以更快，同體積下硬盤可以更大。
1979年IBM 3370誕生，它是第壹款采用thin-film感應磁頭及Run-Length-Limited(RLL)編碼配置的硬盤，"2-7"RLL編碼將能減小硬盤錯誤
1986年IBM 9332誕生，它是第壹款使用更高效的1-7 run-length-limited(RLL)代碼的硬盤。
1989年第壹代MR磁頭出現
1991年IBM磁阻MR（Magneto Resistive)磁頭硬盤出現。帶動了壹個G的硬盤也出現。磁阻磁頭對信號變化相當敏感，所以盤片的存儲密度可以得到幾十倍的提高。意味著硬盤的容量可以作的更大。意味著硬盤進入了G級時代。
1993年GMR(巨磁阻磁頭技術)推出，這使硬盤的存儲密度又上了壹個臺階。
認識硬盤
硬盤是電腦中的重要部件，大家所安裝的操作系統（如：Windows 9x、Windows 2k…）及所有的應用軟件（如：Dreamwaver、Flash、Photoshop…）等都是位於硬盤中，或許妳沒感覺到吧！但硬盤確實非常重要，至少目前它還是我們存儲數據的主要場所，那妳對硬盤究竟了解多少了？可能妳對她壹竅不通，不過沒關系，請見下文。
壹、硬盤的歷史與發展
從第壹塊硬盤RAMAC的產生到現在單碟容量高達15GB多的硬盤，硬盤也經歷了幾代的發展，下面就介紹壹下其歷史及發展。
1.1956年9月，IBM的壹個工程小組向世界展示了第壹臺磁盤存儲系統IBM 350 RAMAC（Random Access Method of Accounting and Control），其磁頭可以直接移動到盤片上的任何壹塊存儲區域，從而成功地實現了隨機存儲，這套系統的總容量只有5MB，***使用了50個直徑為24英寸的磁盤，這些盤片表面塗有壹層磁性物質，它們被疊起來固定在壹起，繞著同壹個軸旋轉。此款RAMAC在那時主要用於飛機預約、自動銀行、醫學診斷及太空領域內。
2.1968年IBM公司首次提出“溫徹斯特/Winchester”技術，探討對硬盤技術做重大改造的可能性。“溫徹斯特”技術的精隋是：“密封、固定並高速旋轉的鍍磁盤片，磁頭沿盤片徑向移動，磁頭懸浮在高速轉動的盤片上方，而不與盤片直接接觸”，這也是現代絕大多數硬盤的原型。
3.1973年IBM公司制造出第壹臺采用“溫徹期特”技術的硬盤，從此硬盤技術的發展有了正確的結構基礎。
4.1979年，IBM再次發明了薄膜磁頭，為進壹步減小硬盤體積、增大容量、提高讀寫速度提供了可能。
5.80年代末期IBM對硬盤發展的又壹項重大貢獻，即發明了MR（Magneto Resistive)磁阻，這種磁頭在讀取數據時對信號變化相當敏感，使得盤片的存儲密度能夠比以往20MB每英寸提高了數十倍。
6.1991年IBM生產的3.5英寸的硬盤使用了MR磁頭，使硬盤的容量首次達到了1GB，從此硬盤容量開始進入了GB數量級。
7.1999年9月7日，Maxtor宣布了首塊單碟容量高達10.2GB的ATA硬盤，從而把硬盤的容量引入了壹個新裏程碑。
8.2000年2月23日，希捷發布了轉速高達15，000RPM的Cheetah X15系列硬盤，其平均尋道時間只有3.9ms，這可算是目前世界上最快的硬盤了，同時它也是到目前為止轉速最高的硬盤；其性能相當於閱讀壹整部Shakespeare只花.15秒。此系列產品的內部數據傳輸率高達48MB/s，數據緩存為4~16MB，支持Ultra160/m SCSI及Fibre Channel(光纖通道) ，這將硬盤外部數據傳輸率提高到了160MB~200MB/s。總得來說，希捷的此款（"捷豹"）Cheetah X15系列將硬盤的性能提高到了壹個新的裏程碑。
9.2000年3月16日，硬盤領域又有新突破，第壹款“玻璃硬盤”問世，這就是IBM推出的Deskstar 75GXP及Deskstar 40GV，此兩款硬盤均使用玻璃取代傳統的鋁作為盤片材料，這能為硬盤帶來更大的平滑性及更高的堅固性。另外玻璃材料在高轉速時具有更高的穩定性。此外Deskstar 75GXP系列產品的最高容量達75GB，這是目前最大容量的硬盤，而Deskstar 40GV的數據存儲密度則高達14.3 十億數據位/每平方英寸，這再次涮新數據存儲密度世界記錄。
二、硬盤分類
目前的硬盤產品內部盤片有：5.25，3.5，2.5和1.8英寸（後兩種常用於筆記本及部分袖珍精密儀器中，現在臺式機中常用3.5英寸的盤片）；如果按硬盤與電腦之間的數據接口，可分為兩大類：IDE接口及SCSI接口硬盤兩大陣營。
三、技術規格
目前臺式機中硬盤的外形差不了多少，在技術規格上有幾項重要的指標：
1.平均尋道時間（average seek time），指硬盤磁頭移動到數據所在磁道時所用的時間，單位為毫秒（ms）。註意它與平均訪問時間的差別，平均尋道時間當然是越小越好，現在選購硬盤時應該選擇平均尋道時間低於9ms的產品。
2.平均潛伏期（average latency），指當磁頭移動到數據所在的磁道後，然後等待所要的數據塊繼續轉動（半圈或多些、少些）到磁頭下的時間，單位為毫秒（ms）。
3.道至道時間（single track seek），指磁頭從壹磁道轉移至另壹磁道的時間，單位為毫秒（ms）。
4.全程訪問時間（max full seek），指磁頭開始移動直到最後找到所需要的數據塊所用的全部時間，單位為毫秒（ms）。
5.平均訪問時間（average access），指磁頭找到指定數據的平均時間，單位為毫秒。通常是平均尋道時間和平均潛伏時間之和。註意：現在不少硬盤廣告之中所說的平均訪問時間大部分都是用平均尋道時間所代替的。
6.最大內部數據傳輸率（internal data transfer rate），也叫持續數據傳輸率（sustained transfer rate），單位Mb/S（註意與MB/S之間的差別）。它指磁頭至硬盤緩存間的最大數據傳輸率，壹般取決於硬盤的盤片轉速和盤片數據線密度（指同壹磁道上的數據間隔度）。註意，在這項指標中常常使用Mb/S或Mbps為單位，這是兆位/秒的意思，如果需要轉換成MB/S（兆字節/秒），就必須將Mbps數據除以8（壹字節8位數）。例如，WD36400硬盤給出的最大內部數據傳輸率為131Mbps,但如果按MB/S計算就只有16.37MB/s（131/8）。
7.外部數據傳輸率：通稱突發數據傳輸率（burst data transfer rate），指從硬盤緩沖區讀取數據的速率，在廣告或硬盤特性表中常以數據接口速率代替，單位為MB/S。目前主流硬盤普通采用的是Ultra ATA/66，它的最大外部數據率即為66.7MB/s，而在SCSI硬盤中，采用最新的Ultra 160/m SCSI接口標準，其數據傳輸率可達160MB/s，采用Fibra Channel（光纖通道），最大外部數據傳輸將可達200MB/s。在廣告中我們有時能看到說雙Ultra 160/m SCSI的接口，這理論上將最大外部數據傳輸率提高到了320MB/s，但目前好像還沒有結合有此接口的產品推出。
8.主軸轉速：是指硬盤內主軸的轉動速度，目前ATA（IDE）硬盤的主軸轉速壹般為5400~7200rpm，主流硬盤的轉速為7200RPM，至於SCSI硬盤的主軸轉速可達壹般為7200~10，000RPM，而最高轉速的SCSI硬盤轉速高達15，000RPM（即希捷“捷豹X15”系列硬盤）。
9.數據緩存：指在硬盤內部的高速存儲器：目前硬盤的高速緩存壹般為512KB~2MB，目前主流ATA硬盤的數據緩存應該為2MB，而在SCSI硬盤中最高的數據緩存現在已經達到了16MB。對於大數據緩存的硬盤在存取零散文件時具有很大的優勢。
10.硬盤表面溫度：它是指硬盤工作時產生的溫度使硬盤密封殼溫度上升情況。這項指標廠家並不提供，壹般只能在各種媒體的測試數據中看到。硬盤工作時產生的溫度過高將影響薄膜式磁頭(包括GMR磁頭)的數據讀取靈敏度，因此硬盤工作表面溫度較低的硬盤有更好的數據讀、寫穩定性。如果對於高轉速的SCSI硬盤壹般來說應該加壹個硬盤冷卻裝置，這樣硬盤的工作穩定性才能得到保障。
11.MTBF（連續無故障時間）：它指硬盤從開始運行到出現故障的最長時間，單位是小時。壹般硬盤的MTBF至少在30000或40000小時。這項指標在壹般的產品廣告或常見的技術特性表中並不提供，需要時可專門上網到具體生產該款硬盤的公司網址中查詢。
四、接口標準
ATA接口，這是目前臺式機硬盤中普通采用的接口類型。
ST-506/412接口：
這是希捷開發的壹種硬盤接口，首先使用這種接口的硬盤為希捷的ST－506及ST－412。ST－506接口使用起來相當簡便，它不需要任何特殊的電纜及接頭，但是它支持的傳輸速度很低，因此到了1987年左右這種接口就基本上被淘汰了，采用該接口的老硬盤容量多數都低於200MB。早期IBM PC/XT和PC/AT機器使用的硬盤就是ST－506/412硬盤或稱MFM硬盤，MFM（Modified Frequency Modulation）是指壹種編碼方案 。
ESDI接口：
即（Enhanced Small Drive Interface）接口，它是邁拓公司於1983年開發的。其特點是將編解碼器放在硬盤本身之中，而不是在控制卡上，理論傳輸速度是前面所述的ST-506的2…4倍，壹般可達到10Mbps。但其成本較高，與後來產生的IDE接口相比無優勢可言，因此在九十年代後就補淘汰了
IDE及EIDE接口：
IDE（Integrated Drive Electronics）的本意實際上是指把控制器與盤體集成在壹起的硬盤驅動器，我們常說的IDE接口，也叫ATA（Advanced Technology Attachment）接口，現在PC機使用的硬盤大多數都是IDE兼容的，只需用壹根電纜將它們與主板或接口卡連起來就可以了。 把盤體與控制器集成在壹起的做法減少了硬盤接口的電纜數目與長度，數據傳輸的可靠性得到了增強，硬盤制造起來變得更容易，因為廠商不需要再擔心自己的硬盤是否與其它廠商生產的控制器兼容，對用戶而言，硬盤安裝起來也更為方便。
ATA-1(IDE)：
ATA是最早的IDE標準的正式名稱，IDE實際上是指連在硬盤接口的硬盤本身。ATA在主板上有壹個插口，支持壹個主設備和壹個從設備，每個設備的最大容量為504MB，ATA最早支持的PIO-0模式（Programmed I/O-0）只有3.3MB/s，而ATA-1壹***規定了3種PIO模式和4種DMA模式（沒有得到實際應用），要升級為ATA-2，妳需要安裝壹個EIDE適配卡。
ATA-2（EIDE Enhanced IDE/Fast ATA）：
這是對ATA-1的擴展，它增加了2種PIO和2種DMA模式，把最高傳輸率提高到了16.7MB/s，同時引進了LBA地址轉換方式，突破了老BIOS固有504MB的限制，支持最高可達8.1GB的硬盤。如妳的電腦支持ATA-2，則可以在CMOS設置中找到（LBA，LogicalBlock Address）或（CHS，Cylinder,Head,Sector）的設置。其兩個插口分別可以連接壹個主設備和壹個從設置，從而可以支持四個設備，兩個插口也分為主插口和從插口。通常可將最快的硬盤和CD—ROM放置在主插口上，而將次要壹些的設備放在從插口上，這種放置方式對於486及早期的Pentium電腦是必要的，這樣可以使主插口連在快速的PCI總線上，而從插口連在較慢的ISA總線上。
ATA-3(FastATA-2)：
這個版本支持PIO-4，沒有增加更高速度的工作模式（即仍為16.7MB/s)，但引入了簡單的密碼保護的安全方案，對電源管理方案進行了修改，引入了S.M.A.R.T(Self-Monitoring,Analysis and Reporting Technology，自監測、分析和報告技術)
ATA-4(UltraATA、UltraDMA、UltraDMA/33、UltraDMA/66)：
這個新標準將PIO-4下的最大數據傳輸率提高了壹倍，達到33MB/s，或更高的66MB/s。它還在總線占用上引入了新的技術，使用PC的DMA通道減少了CPU的處理負荷。要使用Ultra-ATA，需要壹個空閑的PCI擴展槽，如果將UltraATA硬盤卡插在ISA擴展槽上，則該設備不可能達到其最大傳輸率，因為ISA總線的最大數據傳輸率只有8MB/s 。其中的Ultra ATA/66（即Ultra DMA/66）是目前主流桌面硬盤采用的接口類型，其支持最大外部數據傳輸率為66.7MB/s。
Serial ATA：
新的Serial ATA（即串行ATA），是英特爾公司在今年IDF（Intel Developer Forum，英特爾開發者論壇） 發布的將於下壹代外設產品中采用的接口類型，就如其名所示，它以連續串行的方式傳送資料，在同壹時間點內只會有1位數據傳輸，此做法能減小接口的針腳數目，用四個針就完成了所有的工作（第1針發出、2針接收、3針供電、4針地線）。這樣做法能降低電力消耗，減小發熱量。最新的硬盤接口類型ATA-100就是Serial ATA是初始規格，它支持的最大外部數據傳輸率達100MB/s，上面介紹的那兩款IBM Deskstar 75GXP及Deskstar 40GV就是第壹次采用此ATA-100接口類型的產品。在2001年第二季度將推出Serial ATA 1x標準的產品，它能提高150MB/s的數據傳輸率。對於Serial ATA接口，壹臺電腦同時掛接兩個硬盤就沒有主、從盤之分了，各設備對電腦主機來說，都是Master，這樣我們可省了不少跳線功夫。
SCSI接口：
SCSI就是指Small Computer System Interface(小型計算機系統接口)，它最早研制於1979，原是為小型機的研制出的壹種接口技術，但隨著電腦技術的發展，現在它被完全移植到了普通PC上。現在的SCSI可以劃分為SCSI-1和SCSI-2(SCSI Wide與SCSI Wind Fast)，最新的為SCSI-3，不過SCSI-2是目前最流行的SCSI版本。 SCSI廣泛應用於如：硬盤、光驅、ZIP、MO、掃描儀、磁帶機、JAZ、打印機、光盤刻錄機等設備上。它的優點非常多主要表現為以下幾點：
1、適應面廣； 使用SCSI，妳所接的設備就可以超過15個，而所有這些設備只占用壹個IRQ，這就可以避免IDE最大外掛15個外設的限制。
2、多任務；不像IDE，SCSI允許對壹個設備傳輸數據的同時，另壹個設備對其進行數據查找。這將在多任務操作系統如Linux、Windows NT中獲得更高的性能。
3、寬帶寬；在理論上，最快的SCSI總線有160MB/s的帶寬，即Ultra 160/s SCSI；這意味著妳的硬盤傳輸率最高將達160MB/s(當然這是理論上的，實際應用中可能會低壹點)。
4、少CPU占用率
從最早的SCSI到現在Ultra 160/m SCSI，SCSI接口具有如下幾個發展階段
1、SCSI-1 —最早SCSI是於1979年由美國的Shugart公司（Seagate希捷公司的前身）制訂的，並於1986年獲得了ANSI（美國標準協會）承認的SASI(Shugart Associates System Interface施加特聯合系統接口) ，這就是我們現在所指的SCSI -1，它的特點是，支持同步和異步SCSI外圍設備；支持7臺8位的外圍設備最大數據傳輸速度為5MB/S；支持WORM外圍設備。
2、SCSI-2 —90年代初（具體是1992年），SCSI發展到了SCSI-2，當時的SCSI-2 產品（通稱為Fast SCSI）是能過提高同步傳輸時的頻率使數據傳輸率提高為10MB/S,原本為8位的並行數據傳輸稱為：Narrow SCSI；後來出現了16位的並行數據傳輸的WideSCSI,將其數據傳輸率提高到了20MB/S 。
3、SCSI-3 —1995年推出了SCSI-3，其俗稱Ultra SCSI，全稱為SCSI-3 Fast-20 Parallel Interface（數據傳輸率為20M/S）它采用了同步傳輸時鐘頻率提高到20MHZ以提高數據傳輸的技術，因此使用了16位傳輸的Wide模式時，數據傳輸即可達到40MB/s。其允許接口電纜的最大長度為1.5米。
4、1997年推出了Ultra 2 SCSI(Fast-40)，其采用了LVD（Low Voltage Differential，低電平微分）傳輸模式，16位的Ultra2SCSI(LVD)接口的最高傳輸速率可達80MB/S,允許接口電纜的最長為12米，大大增加了設備的靈活性。
5、1998年9月更高的數據傳輸率的Ultra160/m SCSI(Wide下的Fast-80)規格正式公布，其最高數據傳輸率為160MB/s，這將給電腦系統帶來更高的系統性能。
現有最流行的串行硬盤技術
隨著INTEL的915平臺的發布，最新的ICH6-M也進入了我們的視野。而ICH6除了在壹些電源管理特性方面有所增強外，也正式引入了SATA（串行ATA，以下簡稱SATA）和PCI-E概念。對於筆記本來說，從它誕生的那天起就壹直使用著PATA（並行ATA，以下簡稱PATA）來連接硬盤，SATA的出現無疑是壹項硬盤接口的革命。而如今隨著INTEL的積極推動，筆記本也開始邁入SATA的陣營。
關於SATA的優勢，筆者相信諸位也都有了解。確實，比起PATA，SATA有著很多不可比擬的優勢，而筆者將在本文中透過技術細節來多其進行分析。相信您讀完本文後會對SATA有著更深入的了解。另外由於本文主要針對筆記本和臺式機，所以諸如RAID等技術不在本文討論範圍之內。
串行通信和並行通信
再進行詳細的介紹之前，我們先了解壹下串行通信和並行通信的特點。
壹般來說，串行通信壹般由二根信號線和壹根地線就可完成互相的信息的傳送。如下圖，我們看到設備A和設備B之間的信號交換僅用了兩根信號線和壹根地線就完成了。這樣，在壹個時鐘內，二個bit的數據就會被傳輸（每個方向壹個bit，全雙工），如果能時鐘頻率足夠高，那麽數據的傳輸速度就會足夠快。
如果為了節省成本，我們也可以只用壹根信號線和壹根地線連接。這樣在壹個時鐘內只有壹個bit被傳輸（半雙工），我們也同樣可以提高時鐘頻率來提升其速度。
而並行通信在本質上是和串行通信壹樣的。唯壹的區別是並行通信依靠多條數據線在壹個時鐘周期裏傳送更多的bit。下圖中，數據線已經不是壹條或者是兩條，而是多條。我們很容易知道，如果有8根數據線的話，在同壹時鐘周期內傳送的的數據量是8bit。如果我們的數據線足夠多的話，比如PCI總線，那壹個周期內就可以傳送32bit的數據。
在這裏，筆者想提醒各位讀者，對於壹款產品來說，用最低的成本來滿足帶寬的需要，那就是成功的設計，而不會在意妳是串行通信還是並行通信，也不會管妳的傳輸技術是先進還是落後。
PATA接口的速度
我們知道，ATA-33的速度為33MB/S，ATA-100的速度是100MB/S。那這個速度是如何計算出來的呢？
首先，我們需要知道總線上的時鐘頻率，比如ATA-100是25MHz，PATA的並行數據線有16根，壹次能傳送16bit的數據。而ATA-66以上的規範為了降低總線本身的頻率，PATA被設計成在時鐘的上下沿都能傳輸數據（類似DDR的原理），使得在壹個時鐘周期內能傳送32bit。
這樣，我們很容易得出ATA-100的速度為：25M*16bit*2=800Mbps=100MByte/s。
PATA的局限性
在相同頻率下，並行總線優於串行總線。隨著當前硬盤的數據傳輸率越來越高，傳統的並行ATA接口日益逐漸暴露出壹些設計上的缺陷，其中最致命的莫過於並行線路的信號幹擾問題。
那各信號線之間是如何幹擾的呢？
1，首先是信號的反射現象。從南橋發出的PATA信號，通過扁長的信號線到達硬盤（在筆記本上對應的也有從南橋引出PATA接口，壹直布線到硬盤的接口）。學過微波通信的讀者肯定知道，信號在到達PATA硬盤後不可避免的會發生反彈，而反彈的信號必將疊加到當前正在被傳輸的信號上，導致傳輸中數據的完整性被破壞，引起接受端誤判。
所以在實際的設計中，都必須要設計相應的電路來保證信號的完整性。
我們看到，從南橋發出的PATA信號壹般都需要經過壹個排阻才發送到PATA的設備。我們必須加上至少30個電阻（除了16根數據線，還有壹些控制信號）才能有效的防止信號的反彈。而在硬盤內部，硬盤廠商會在裏面接上終端電阻以防止引號反彈。這不僅對成本有所上升，也對PCB的布局也造成了困擾。
當然，信號反彈在任何高速電路裏都會發生，在SATA裏我們也會看到終端電阻，但因為SATA的數據線比PATA少很多，並且采用了差分信號傳輸，所以這個問題並不突出。
2，其次是信號的偏移問題
理論上，並行總線的數據線的長度應該是壹致的。而在實際上，這點很難得到保證。信號線長度的不壹致性會導致某個信號過快/過慢到達接受端，導致邏輯誤判。不僅如此，導致信號延遲的原因還有很多，比如線路板上的分布電容、信號線在高頻時產生的感抗等都會引起信號的延遲。
如圖，在左側南橋端我們發送的數據為[1，1，1，0]，在發送到硬盤的過程中，第四個信號由於某種原因出現延遲，在判斷時刻還沒到達接受端。這樣，接受端判斷接受到的信號為[1，1，1，1]，出現錯誤。由此也可看出，並行數據線越多，出現錯誤的概率也越大。
下圖是SONY Z1的硬盤轉接線，我們看到，設計師做了不少蛇行走線以滿足PATA數據線的長度壹致性要求。
我們可以很容易想像，信號的時鐘越快，被判斷信號判斷的時間就越短，出現誤判的可能性就越大。在較慢的總線上（上），允許數據信號和判斷信號的時間誤差為a，而在高速的總線上（下），允許誤差為b。速度越快，允許的誤差越小。這也是PATA的總線頻率提升的局限性，而總線頻率直接影響著硬盤傳輸速度。。。
3，還有是信號線間的幹擾（串音幹擾）
這種幹擾幾乎存在與任何電路。和信號偏移壹樣，串音幹擾也是並行通信的通病。由於並行通信需要多條信號線並行走線（以滿足長度、分布電容等參數的壹致性），而串音幹擾就是在這時候導致的。由於信號線在傳輸數據的過程中不停的以0，1間變換，導致其周邊的磁場變化甚快。通過法拉第定律我們知道，磁場變化越快，切割磁力線的導線上的電壓越大。這個電壓將導致信號的變形，信號頻率越高，幹擾愈加嚴重，直至完全無法工作。串音幹擾可以說這是對並行的PATA線路影響最大的不利因素，並且大大限制了線路的長度。
硬盤的恢復主要是靠備份,還有壹些比較專業的恢復技術就是要專業學習的了.不過我不專業,現在最常用的就是GHOST,它可以備份任何壹個盤付,並生成壹個備份文件必要的時候可以用來恢復數據
現在市場上的主要幾款硬盤就是邁托,西部數據(WD),希捷(ST),三星,東之,松下,還有最新的那個易拓保密硬盤