磁盘相关知识的介绍

磁盘相关知识的介绍

这个表格是我自己整理的,是我的体会,不一定准确

硬盘 接口 工作模式 备注
IDE硬盘 ATA ATA 理论上我们现在的将控制器做在电路板中,与硬盘合在一起的这种盘,都叫做IDE硬盘,这是IDE真正的含义
SATA硬盘 SATA IDEAHCIRAID 在Thinkpad T400 设置 IDE模式:Config–>SATA–>Compatibility[兼容]
SCSI硬盘 SCSI SCSI 我在VMware中见过,安装Red hat Linux 的时候,要删除SCSI硬盘,新建IDE硬盘再安装
SSD硬盘 SATA-2 \ SSD固定硬盘,我猜想和SATA差不多吧

IDE(ATA/PATA)、SATA、SCSI、SAS

早期硬盘与控制器是分离的。

IDE(Integrated Drive Electronics),是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器,也就是理论上我们现在的将控制器做在电路板中,与硬盘合在一起的这种盘,都叫做IDE硬盘,这是IDE真正的含义。

ATA(Advanced Technology Attachment),可能因为它是第一个IDE接口标准,现在基本都用IDE来指代ATA。平时可以将IDE与ATA理解为相同概念。

SATA(Serial ATA),串行ATA。

SCSI(Small Computer System Interface),SCSI接口。

SAS(Serial Attached SCSI),串行连接SCSI接口。

以上4种接口中,ATA与SCSI为并行方式传输数据,因此数据线针数较多。SATA与SAS为串行方式传输数据,数据线针数较少。

通常,SATA优于ATA,SAS优于SCSI。SCSI与SATA相比,具有更高的强度及稳定性,适合企业级服务器级的应用。SATA与SCSI相比,优势是比较便宜,实用。

固态硬盘SSD

solid state disk(固态硬盘),即用固态电子存储芯片阵列制成的硬盘,由控制单元和存储单元(DRAM或FLASH芯片)两部分组成。存储单元负责存储数据,控制单元负责读取、写入数据。

新一代的固态硬盘普遍采用SATA-2接口。

ATA传输模式:PIO、DMA、UltraDMA(UDMA)

ATA早期有PIO和DMA两种模式,后来又有了现在的Ultra DMA模式。

PIO(Programmed I/O)是一种通过CPU执行I/O端口指令来进行数据的读写的数据交换模式,是最早期的一种传输方式。由于需要CPU干预,会非常占用CPU资源。并且速度很非常慢,有PIO mode 0(3.3MB/s) 至 PIO mode 4(16.6MB/s)4种模式。

DMA(Direct Memory Access)是一种不经过CPU而直接从内存存取数据的数据交换模式。有Single-Word DMA(8.33MB/s)和Multi-Word DMA(16.66MB/s)两种模式。

UDMA(Ultra DMA)目前有UDMA mod 2(ATA33)、UDMA mod 4(ATA66)、UDMA mod 5(ATA100)、UDMA mod 6(ATA133),速度分别为33MB/s、66MB/s、100MB/s、133MB/s。

查看服务器上某块硬盘的传输模式的方法为:

设备管理器—IDE ATA/ATAPI控制器—主要/次要IDE通道—属性—高级设置—当前传送模式

现在的硬盘一般情况下运行在UDMA mod 5模式下,速度为100MB/s。UDMA6为拓迈公司提出的标准,尚未得到业界广泛支持,例如Inter目前只支持UDMA5。

如果硬盘有坏道,读取出现问题,系统的IDE/ATAPI 控制器的驱动程序(Atapi.sys)在累计收到6次超时或者是循环冗余校验(CRC)错误后,操作系统会自动将传输模式降低一级,如果今后持续收到超时或者CRC错误,最终传输模式将会降低到最地的PIO模式。此时硬盘传输速度将会非常慢。

主要/次要IDE通道、主/从盘

主板上的一个IDE插槽对应系统的设备管理器中的一个IDE通道。如果主板上有两个IDE插槽,一般会在主板上标记IDE1和IDE2,IDE1的为主要IDE通道,IDE2的为次要IDE通道。由于IDE逐渐被SATA淘汰,现在的主板大多只有一个IDE插槽。

每个IDE插槽上可以接两个IDE设备,一个主设备和一个从设备,不能两个同时为主或同时为从。主/从可通过设备的跳线设置。一般数据线的中间端接从盘,边缘端接主盘。

启动时检测的顺序为:先主要IDE通道,后次要IDE通道,先主盘,后从盘。

设备管理器—IDE ATA/ATAPI控制器—主/次要IDE通道—属性—高级设置—设备0/1—设备类型为”自动检测”表示处于开启状态,如果想关闭,可以设置成”无”,这样系统启动时不会检测,可加快启动速度,但如果有硬盘接在该位置,因为系统不检测,它也不会被识别。

SATA硬盘工作模式:IDE、AHCI和RAID

SATA硬盘可以有IDE、AHCI和RAID三种工作模式

IDE模式:将SATA硬盘映射成IDE模式,这种方式不需要安装驱动,主板默认将SATA设置为该模式。SATA控制器在系统中也识别为主/次要IDE通道。

AHCI模式:该模式下的SATA硬盘将采用原生方式工作以支持NCQ(Native Command Queue,开启它可以提高硬盘性能)。AHCI需要主板支持,并且需要安装驱动(不装驱动直接在BIOS里修改成AHCI会导致启动时蓝屏无法进入系统)。使用该模式后启动时自检时间会变长,可以使用NCQ功能,支持热插拔。

RAID模式:多块硬盘做阵列。这时设备管理器中会多出”SCSI RAID控制器”一项(当使用了SCSI盘,或做了RAID,或安装了虚拟光驱,都会多出这一项)。

开启AHCI模式后,硬盘性能提升与默认的IDE模式相比并不是非常大。一般使用默认的IDE模式就可以。

S.M.A.R.T

S.M.A.R.T的全称为“Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology”,即“自我监测、分析及报告技术”。支持S.M.A.R.T技术的硬盘可以通过硬盘上的监测指令和主机上的监测软件对磁头、盘片、马达、电路的运行情况、历史记录及预设的安全值进行分析、比较。当出现安全值范围以外的情况时,就会自动向用户发出警告。

HDTune软件中的”健康状况”一栏,即显示了硬盘的S.M.A.R.T信息。

SATA硬盘在AHCI模式下,检测软件无法读取硬盘的S.M.A.R.T信息。

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