機(jī)械硬盤如何工作

機(jī)械硬盤就像是一個(gè)裝了大量釘子的盒子,，一塊 20GB 的機(jī)械硬盤中大約有 1600 億個(gè)小釘子，每一個(gè)釘子就是一個(gè)小小的信息,，稱為一個(gè) bit,。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以 1 和 0 的形式存儲(chǔ)在機(jī)械硬盤中，被磁化的釘子代表1,，未磁化的釘子代表 0,。

在機(jī)械硬盤中實(shí)際上沒有釘子，真正代表 1 和0 的是又大又圓的盤片上的磁性物質(zhì),。盤片上有像樹的年輪一樣的一圈圈同心圓軌道,，稱為磁道，這些磁性物質(zhì)就排列在磁道中,，磁性物質(zhì)的磁場(chǎng)方向決定了它是 1 還是 0,。

（圖源：群輝科技）

當(dāng)盤片旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁頭上的讀取磁頭通過感應(yīng)磁場(chǎng)方向來(lái)判斷它是 1 還是 0,，再將其轉(zhuǎn)換成我們看到的系統(tǒng),、軟件、圖片,、視頻,、游戲等等數(shù)字世界里的一切。

（圖源：YouTube  TED-ED）

寫入數(shù)據(jù)則是用磁頭上的寫入磁頭改變磁性物質(zhì)的磁場(chǎng)方向,，從而改變磁道上的 1 和0,。

（圖源：YouTube  TED-ED）

如何獲得大容量

從前的硬盤采用 PMR/CMR 技術(shù)（垂直磁記錄/傳統(tǒng)磁記錄）,。磁道被一圈一圈排列,，中間留出一定間隙提高讀寫精度避免數(shù)據(jù)干擾。

在寫入數(shù)據(jù)時(shí),，寫入磁頭會(huì)刷過整個(gè)磁道,，改變磁道上磁性物質(zhì)的磁場(chǎng)方向。而讀取時(shí),，讀取磁頭只掃描磁道中間一條,。

（圖源：B站  薛定諤的三花貓）

在「聰明」的廠商眼中這顯然是一種浪費(fèi)，于是他們想出了一個(gè)聰明的辦法,，將寫入浪費(fèi)的部重疊起來(lái),，中間只留下很窄一段保護(hù)距離，這樣一來(lái)同一個(gè)盤面可以容納更多磁道,，使之容量提升 25% 左右,。

（圖源：B站  薛定諤的三花貓）

不管傳統(tǒng)技術(shù)還是疊瓦技術(shù),，讀取磁頭只需要很小一部分,，所以讀取性能并沒有差別。

但原本需要整個(gè)磁道寬度的寫入磁頭就麻煩了,，因?yàn)樘珜?，在寫入時(shí)會(huì)同時(shí)覆蓋兩根磁道，這將會(huì)把同樣的數(shù)據(jù)寫入到相鄰的第二根磁道上,。所以寫入磁頭必須重新刷一遍第二根磁道讓它的數(shù)據(jù)還原,，但這樣的話與第二根磁道相鄰的第三根磁道又遭殃了,，怎么辦呢？繼續(xù)刷第三根,、第四根……

于是廠商們將多根磁道分為一組,，在組與組中間劃出一條「緩存區(qū)」，當(dāng)刷第一根磁道的數(shù)據(jù)前,，先將第二根磁道磁道的數(shù)據(jù)放入緩存區(qū)中,，刷完第一根磁道再將第二根磁道的數(shù)據(jù)還原，這樣就不用修改全部?jī)?nèi)容,。

所以 SMR 硬盤的緩存通常比較大,，一般是 256 MB，比 CMR 硬盤的 64MB 多了 4 倍,，不過也只是治標(biāo)不治本的方法罷了,。

大容量的代價(jià)

4,、重建時(shí)間久，硬盤陣列重建時(shí)由于大量無(wú)效寫入而導(dǎo)致響應(yīng)緩慢,，甚至失?。?/section>

5,、數(shù)據(jù)恢復(fù)困難,，依然是因?yàn)閿?shù)據(jù)覆蓋的原因；

如果你只打算將這款硬盤作為倉(cāng)庫(kù),，存放不重要的文件,，偶爾修改里面的內(nèi)容,，那 SMR 還是勉強(qiáng)可以接受的。否則沒有理由選擇疊瓦盤,。

 

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如何分辨

 

最可氣不是并不是 SMR 硬盤的諸多缺點(diǎn),，最麻煩的是一些廠商偷梁換柱。

SMR 硬盤在成本不變的情況下提升了容量,，但售價(jià)卻并不比 CMR 硬盤便宜,。并且一開始廠商們壓根不標(biāo)出到底是 SMR 盤還是 CMR 盤，偷偷將 SMR 盤混入 CMR盤中賣,，以抽獎(jiǎng)的方式慢慢替換掉 CMR 盤。現(xiàn)在市面上大部分都是 SMR 盤,。

今年 5 月的西部數(shù)據(jù)吃了兩場(chǎng)官司后才老實(shí)將使用 SMR 技術(shù)的硬盤改了一個(gè)名字,。

（圖源：PC Gamer）

如果你想分辨手中的硬盤是 SMR 還是 CMR（大概率 SMR），可以看硬盤緩存,，SMR 硬盤緩存一般 128 MB 起步,，256MB 即便可以確定是 SMR 盤，CMR 則通常是 64 MB,。

因?yàn)?SMR 硬盤密度高,，為了保證磁頭精度轉(zhuǎn)速不宜太快，如果轉(zhuǎn)速只有 5400 轉(zhuǎn),，緩存還在 128 MB 以上,，基本就是 SMR 盤了。

值得留意的是 CMR 和 SMR 都是 PMR（垂直磁記錄）下的分支,，如果產(chǎn)品只標(biāo)注了 PMR 并不能判斷他到底是CMR（傳統(tǒng)）還是 SMR（疊瓦盤）,，最穩(wěn)妥的方法是直接詢問客服或者到官網(wǎng)查型號(hào)，以下是常見的 SMR 硬盤型號(hào)：

Seagate 希捷（包含且不限于下列型號(hào)）

Barracuda 2TB(ST2000DM008)

Barracuda 4TB(ST4000DM004)

Barracuda 8TB(ST8000DM004)

Desktop HDD 5TB(ST5000DM000)

Exos 8TB(ST80000AS0003)

Archive V2 6TB(ST6000AS0002)

Achive V2 8TB(ST8000AS0002)

Western Digital 西數(shù)（包含且不限于下列型號(hào)）

WD20EFAX 2TB（3.5'）紅盤

WD30EFAX 3TB（3.5'）紅盤

WD40EFAX 4TB（3.5'）紅盤

WD60EFAX 6TB（3.5'）紅盤

WD20EZAZ 2TB（3.5'）藍(lán)盤

WD60EZAZ 6TB（3.5'）藍(lán)盤

WD10SPZX 1TB（2.5'）藍(lán)盤

WD20SPZX 2TB（2.5'）藍(lán)盤

WD10SPSX 1TB（2.5'）黑盤

Toshiba 東芝（包含且不限于下列型號(hào)）

P300 6TB（3.5'）

P300 4TB（3.5'）

DT02 6TB（3.5'）

DT02 4TB（3.5'）

DT02-V 6TB（3.5'）

DT02-V 4TB（3.5'）

L200 2TB（2.5'）

L200 1TB（2.5'）

MQ04 2TB（2.5'）

MQ04 1TB（2.5'）

 

 

等等,！你以為多掏點(diǎn)錢買固態(tài)就安全了,？下期我們聊聊固態(tài)上的陷阱。