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硬盤|機械硬盤里你可能不知道的那點事

機械數碼硬盤

硬盤|機械硬盤里你可能不知道的那點事

硬盤是電腦里最重要的存儲設備之一 ， 分為機械硬盤和固態硬盤 ， 這里主要說一下機械硬盤 。 我們在使用一段時間后 ， 會發現有的機械硬盤速度越來越慢 ， 那么是什么原因導致的呢？
我們先了解一下機械硬盤的原理及發展歷程 。

機械硬盤是用磁性來記錄數據的 ， 磁鐵有N北極和S南極 ， 這個磁性被用來表示0和1 。 機械硬盤的磁盤上分布有大量的磁性顆粒 。
機械硬盤的磁頭是一塊電磁鐵 ， 電腦會根據數據生成的0和1來控制電磁鐵通電改變磁塊的磁性 ， 這樣就起到了記錄數據的作用 。
讀取數據時 ， 讀取磁頭再根據磁性的不同就可以還原出大量的0和1這樣的2進制代碼 ， 這些代碼經電腦轉化 ， 就成了我們能看得懂的文件了 。
LMR水平式記錄磁盤
硬盤在運行的時候 ， 磁頭會懸浮在磁盤上幾納米的地方 ， 磁盤面上有很多的小格 ， 小格內有小磁粒 ， 磁頭上的讀磁頭 ， 可以讀取磁力的極性 ， 當磁力的極性沖著右邊的時候是1 ， 磁力的極性沖著左邊的時候是0 ， 這樣就可以讀取數據 ， 而磁頭又可以改變磁力的極性 ， 這樣就可以進行寫入或改寫數據 ， 這種機械硬盤的磁性顆粒是水平排列的 ， 以前的硬盤多采用這種排列方式 ， 一個盤片上放不下太多的磁性顆粒 ， 記錄不了太多的數據 ， 所以早期的硬盤容量都不大 。
PMR垂直式記錄磁盤
為了能存儲更多的數據 ， 廠家研發出了垂直式磁盤 ， 隨著技術的升級 ， 磁頭可以做得更小了 ， 這時候可以將小格豎起來 。 磁力極性向下是0 ， 磁力極性向上是1 ， 這個就是后來的PMR垂直式記錄磁盤 。 由于PMR垂直式記錄磁盤內 ， 擺放磁粒的小格豎起來了 ， 占用的空間變小了 ， 所以相同的面積 ， 單盤容量有了巨大的提升 ， LMR水平式記錄磁盤 ， 存儲密度僅為每平方英寸133GB ， 而現在我們使用的PMR垂直式記錄磁盤是可以做到每平方英寸1108GB ， 翻了將近9倍 。
SMR疊瓦式磁盤
近些年PMR垂直式記錄磁盤下又出現了一個新的分支 ， 也就是SMR疊瓦式磁盤 。 SMR磁盤是基于PMR進行改進的 ， 而改進之前沒有使用瓦疊磁道技術的傳統PMR磁盤 ， 就被我們稱為CMR磁盤 。 這兩種磁盤都屬于PMR垂直式記錄磁盤的范疇 。 廠家為了進一步提升容量和節省成本 ， 搞出來了疊瓦式排列 。 每個磁道像瓦片一樣重疊在一起 ， 這樣就更進一步的提升了密度 ， 增大了機械硬盤的容量 。
這個技術看上去很美好 ， 但也帶來新的問題 。 由于寫入磁頭比較大 ， 所以磁頭在改變磁快磁性的時候 ， 會牽連到后面的磁塊 。
如果我們要修改中間某一個磁塊的磁性 ， 垂直式的就可以直接更改 ， 但是疊瓦式的由于更密集 ， 磁頭一次會修改兩個磁塊 。
所以疊瓦式只能把后面的數據全都復制一份到緩存里 ， 然后對這個磁塊進行修改 ， 之后再把緩存里的數據一個一個寫上來 ， 這樣的話修改文件的效率非常非常慢 。 所以這種硬盤被用戶發現它的弊病以來 ， 口碑一直都很差 。
因此疊瓦式機械硬盤不適合進行頻繁的數據修改 ， 不建議作為電腦系統盤 ， 也不適合裝軟件和游戲 。
眾所周知 ， 硬盤的壽命跟讀寫的次數有關 ， 而單次改寫數據時疊瓦式硬盤讀寫數據的次數遠超于其他類型的硬盤 ， 因此壽命肯定會大打折扣 。
當然疊瓦式也有優點 ， 由于磁塊密度很大 ， 所以相同容量下可以做的很薄 ， 比較適合做大容量的倉庫盤 ， 就是存個東西進去就不再動的那種 ， 比如存一些文件、視頻等 。

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