电脑硬盘是由什么做成的？请用学过的物理知识解释原理_百度知道
电脑硬盘是由什么做成的？请用学过的物理知识解释原理
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保存在磁性盘片://e。
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主要配件是盘片和磁头。盘片由磁性物质构成，上面可以想象成无数的磁铁。刺头在盘片上悬浮，磁盘转动，磁头根据盘片上无数磁铁的磁极变化然后转化成二进制的数据，经过计算就是我们能看到的数据了。写入数据的时候，磁头会盖面盘片上无数磁铁的磁极，通过这种方式来记录数据。-------鸿萌数据恢复
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做成一个完整的文件.这样余下的空间就更干净完整,西一片的,整理就是把这篇文件从头到尾按顺序排好,东一张,一片一片,一页一页接好.并把它们放到书柜上排好碎片整理,可是满桌子都是,就好像你写了一篇文章,有很多页
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应用场景定存亡 硬盘技术发展探析
应用场景 硬盘技术
　　闪存的()的崛起给机械硬盘(HDD)的发展带来前所未有的挑战。甚至有人认为未来几年固态硬盘将机械硬盘，这让雄踞主市场几十年的机械硬盘厂商难以接受，但是，希捷和西数最近的财报数据却表明，硬盘行业收入和利润在下滑。整个行业的前景堪忧，但是面对SSD的强劲攻势，被誉为现代工业机电产品两颗明珠之一的机械硬盘真的就没有存在的价值了吗?硬盘技术将如何发展才能突破重围？
　　面对不断增加的数据量，SSD并不能解决所有数据存储的所有问题。在SSD兴起之前，HDD要满足存储的容量需求和性能需求，但是硬盘并不能很好的兼顾这两个需求。由于HDD是半导体与机械的集合，所以其性能要受到多方面的影响，那么对于容量需求的满足将成为未来很长一段时间HDD的侧重点。
　　从应用场景来看，主要分为消费级和级两种不同的应用场景。应用场景是硬盘设计的主要出发点。桌面级PC硬盘设计的工作场景为办公、游，以及访问等。在这样的应用场景中，硬盘的读写次数并不多，而且是写多读少，只需满足5天*8小时的应用即可。所以在消费级应用中，普通硬盘都能够满足用户需求，当然也不是说消费级硬盘就不能代表硬盘发展的前沿技术，其实，很多硬盘的前沿技术都是要先应用于消费级场景，等技术完全成熟以后才会出现在企业级应用中的。
　　企业级应用需要满足7天*24小时的工作负载，此类硬盘对MTBF、震动控制，UER等的要求都比消费级有了更高的要求。企业应用场景细分来有在线应用、近线应用，以及冷数据。针对这些不同的应用，各家硬盘厂商也推出了自己的硬盘产品。
　　从这么多年硬盘技术的发展来看，硬盘一直用牺牲容量换取性能的改善，但是在SSD出现以后，硬盘只需要坚守容量这块阵地就可以立足发展。在线应用是企业应用最为广泛的场景，比如、OLTP、实时运算数据等，这些应用场景对硬盘的性能要求也很高。此应用场景中的硬盘几乎每时每刻都在读写，而且还需要支持较大的IO随机读。该场景对性能的要求将使得SSD最先占领此块阵地。
　　近线数据应用和冷存储就成为硬盘的需要坚守的阵地。近线数据应用主要是对在线系统的定期备份和存储，或者是用户数据挖掘分析。冷存储则是需要存储长期闲置、极少被访问，但是又不能丢失、近线级的响应时间的数据。
　　针对大容量的需求，厂商通过加盘片、压空白的方式来不断扩大磁盘容量。叠瓦磁记录技术(SMR：Shingled Magnetic Recording)和热辅助磁记录技术(HAMR：Heat-Assisted Magnetic Recording)通过提高磁录密度的方式来提供磁盘容量。
　　所谓叠瓦磁记录技术，其实原理很简单，磁轨大小通常取决于写入磁头大小，都比读取磁头要大，而磁轨宽度一般做得比实际需要略大一些，以降低读回数据时不小心跑到邻近磁轨的几率。SMR就缩小了磁轨间的保护距离，特别是允许磁轨互相重叠，就像屋顶的叠瓦，这自然就能在不缩小磁头的前提下大大提高存储密度。尽管数据写入涉及磁轨的全部宽度，但是硬盘关心的其实只是一小部分，相当于读取磁头宽度的那一点。
　　基于这两项技术都没有商业量产的硬盘出货，但是2013年希捷宣称已经利用SMR技术生产了100万块硬盘。并且表示会在2014年用该技术提高存储密度，将单碟密度提高到1.25TB，并籍此打造四碟装的5TB硬盘，还希望在增大容量的同时不会损失性能。另外，希捷非官方消息也表示，已经把HAMR技术应用到了2.5寸10K硬盘。
　　与此同时，厂商还通过加盘片的方式来提高磁盘容量。就2.5英寸为例，HGST就在9.9mm厚度下装了3张盘片。面向/的15mm厚2.5英寸硬盘，盘片数也从最初的2张，增加到4张。希捷也在2001年推出了可以容纳12张盘片的硬盘。
　　加盘片提高了容量，但是问题来了，这么密集的盘片数量其能耗和散热该如何解决?HGST给出来的解决是：充氦硬盘。2012年9月，HGST发布了HelioSeal平台，用密度只有空气七分之一的氦气(helium)填充硬盘驱动器内部。2013年11月推出了Ultrastar He硬盘，用7张3.5英寸盘片实现了目前业内最高的6TB容量。据陈5.3W的闲置功率，比3.5英寸、5碟，空气填充的4TB硬盘降低23%，工作温度下降4-5摄氏度，可以应用到各个层面帮助降低TCO。
　　不管何种技术，都是为了满足应用的需求。针对行业应用，推出了“影音级硬盘”和“监控级硬盘”。影音级硬盘针对影音业务及机顶盒等应用场景，最大容量为3TB，可以为视频影音应用提供持续高性能的数据连续访问性能;监控级硬盘则是目前监控硬盘市场领域唯一达到4TB的产品――对于平安城市、安防监控等领域的应用来说――更大的容量意味着更低的成本和更快的部署速度。
　　另外，冷存储依然是硬盘最佳的应用场景，在大容量需求面前，硬盘依然是首选。容量高达数TB的磁盘依然物美价廉。15k转速的磁盘在写入上也具有显著优势。即使的发展也不能说就要淘汰硬盘，云计算需要的不仅是性能，还有容量、能耗、可控性和安全性。
[ 责任编辑：杨瑗嘉 ]
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转藏至我的藏点SSD系列篇&&&2&(应用场景）
这期的内容我会延续上次提到过的SSD应用场景。
SSD最大的优势是吞吐效率，简单的说就是高IOPS（IO吞吐量），关键是哪一些应用需要这些高吞吐效率。首先，让我们看看在技术层面上SSD在IT生态系统中的应用位置。下面借用Imation市场推广资料中的一幅图来进行解释：
在应用服务器内的PCIe槽位中插上SSD：服务器端的SSD主要可分为两种应用
作为IO缓存（Cache）或直连存储（DAS）。
& CPU的运算能力远超过存储系统可提供的IO效率，当数据频繁移动于服务器和存储系统之间的时候，存储系统就会变成整体效率的瓶颈。如果服务器的内存可以无限扩容的话也就能解决这方面的问题（不考虑成本的话）,而且DRAM的效率比任何SSD都高。退而求其次的话SSD的效率是HDD无法比的（参考上一期博客内容）。缓存的计算法和方法也会有着不同的效率，普遍的方法是基于LRU（最少访问的数据）、MRU（最多访问的数据）、FIFO（先进先出）或混合方法，这些都是找出“热数据”的手段，减低数据传输到CPU时的数据传输线路，关键是读取数据的击中率（Hit-Rate），如果所需要读取的数据大部分都能在缓存中找到，那击中率属于高的一种，每个厂家的算法会有所不同，效率也不一样。
直连存储 &
这和我们所熟悉的直连存储系统的区别是SSD直接插在服务器主板上而不是通过接口连接外部设备
数据通过的节点越多传输效率越受影响而越接近CPU则效率越高。
纯SSD的主盘阵：这是以高效率的纯SSD盘阵取代HDD盘阵作为主存储系统，关键是价格问题。要是关键业务需要IO性能而且可以不计成本的话，这是很好的解决方案。市场上的主流存储厂家都已经推出类似的产品，应用方式和传统HDD一样
& SAN，NAS或统一存储。在存储行业中大部分新型初创公司都是瞄着这个方向发展并且得到大量风投资金的扶持（最近又收到一份这类型公司的资料，它的产品特点除了价格与传统“企业级”盘阵接近外，让我印象比较深刻的是IOPS的QOS：不同的应用在不同的时间段有着不同IOPS效率的要求，这产品的QOS功能可以针对这些需求设定IOPS的配给，如VDI启动风暴和登陆风暴的时间段。这是一家初创公司而且答应了保密，在此不便透露太多信息）。
利用SSD为存储加速器：这些IO加速器的构造一般是以SSD盘阵为基础加上缓存计算法（如ION
Data Accelerator，VFCache，Smart
Cache，HyperCache，等）的外接设备。市场上有着无数这样的产品（包括主流厂商），产品的位置是在服务器和主存储系统之间，通过高带宽网络连接。虽然这些产品厂家都会高调宣讲其产品可以无缝衔接到原有IT生态环境中而不会影响原有的运行模式和操作，这方面我保留个人意见，至少我所看到的产品都需要在应用服务器端（客户端）加上agent（执行命令），配置的灵活性有限。一般的意见是把这些产品或方案视为过渡期解决方案。
在主存储系统中加入SSD，提供灵活IOPS配给：以市场份额为出发点的话，绝大部分存储厂家都会强调这个模式，也就是说这是最大的一块蛋糕，无可厚非。所有SSD存储厂家的目标就是有一天能够取代传统硬盘市场（2011年全球电子化数据是大概300
exabyte的容量）。而且人是一种惯性动物，宁愿与所知的邪恶共存也不愿意与不熟悉的事物打交道，即使这些新的事物有可能会带来好处。从市场角度来看，以原有形态介入也比较容易让用户接受（即使这样会影响SSD原有的优势而凸显其缺点）。
这是SSD和传统硬盘混合使用的方式，在传统网络存储系统中加一层SSD存储介质，再以分层存储技术分配存储池中的资源（存储虚拟化已经不是什么新鲜事物了）或是将SSD作为存储系统的缓存扩容。
分层存储：将不同效率层次的存储介质组成不同级别（如SSD，FC，SAS，NL-SAS，SATA，等，最好是同一厂家和型号，因为在一组硬盘中，最弱的成员所提供的数据一般就是这组硬盘的最好效率），一般是4到5级
- Tier-1到Tier-4（有些厂家将SSD定义为Tier-0，我不太同意这种说法，既然是以传统模式介绍新的事物就应该坚持做法），然后将不同应用需求分级，将相对应级别的存储配送给不同的应用，另外一种做法就是以数据访问频率作为定义基础，让系统自动把数据升或降到相应级别存储介质中（类似缓存机制），有些厂家如Datacore存储软件可以细分到15级，虽然这会有它的优点但是我总觉得这可能会产生一些不必要的数据移动频率而带来一些问题，主要应该是如何细分应用需求。
SSD作为缓存的扩容：虽然很多厂家的存储产品中的内存容量越来越大，但是能够达到TB级的并不多（而且DRAM的价格在可预见的未来也不可能比NAND
Flash便宜），所以很多厂家推出这种以SSD为二级缓存功能的产品（如XIO，Nexsan的NST，等），以这种方式提高产品的总体性能（关键是应用的读写比例，缓存只提供数据读取的效率提升）。和上文提到的IO加速器一样，缓存计算法会影响“热数据”定位和击中率（Hit-Rate），一般都能提高大概30%以上的读取效率。
SSD进入企业级应用的趋势是无法逆转的，主要是如何利用SSD所提供的优点对企业中不同应用的需求提供有效方案。
下一期我会针对近期比较热的话题 & VDI，提供一些个人看法，当然也是从SSD扮演的角色进行探讨。
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