解讀磁碟規格


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         目前硬碟產品繁多, 採購時往往不知從何著手, 即使參考廠商提
供的規格資料, 也常為各種名詞, 如 Seek Time、Latency Time、
Transfer Rate 等搞得有些糊塗。以下就對這些評比磁碟效率的名詞
做一說明。
            
    §Controller overhead、BIOS overhead:Controller overhead
及 BIOS overhead 這些數值, 係指從系統發出讀取某一磁區的命令,
到磁碟機開始移動磁頭到該磁區之前所消耗的時間, 也就是花在控制
卡及 BIOS 運作的時間, 通常小於 1 ms (milli-second, 千分之一秒)
, 所以對磁碟運作的整體效率影響不大。
              
    §Seek Time:Seek Time 就是磁頭從目前磁軌移到所要讀寫的
目的磁軌所需的時間, 由於時常會有移到相鄰磁軌的情形發生, 所以
有的廠商是採用 Average Seek Time 的方式來表示磁碟的效能; 而 
Maximun Seek Time 則是由最外圈移到最內圈所需的時間。目前一般
硬碟的 Seek Time 約 1x ms, 較快的硬碟 Seek Time 可以小於10ms。
           
    §Latency Time:Latency Time 是讀寫頭不動, 等著磁碟將所
欲讀寫的磁區轉到讀寫頭下面所需的時間。對圓形的硬碟來說, 
Latency Time 最多是轉一圈所需的時間, 最少則為 0 (不用轉), 一
般來說, 其 Average Latency Time 則為旋轉半圈所需時間。目前的
硬碟之轉速差不多為 450O rpm (或 5400 rpm), 故其 Average 
Latency Time 約等於 (1/4500) * 60 * 1000 / 2 = 6.7 ms, 其餘
依此類推。
             
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Rotational Speed (rpm) Latency Time (ms) 
        3600                        8.3 
        4500                        6.7 
        5400                        5.7 
        6300                        4.8 
        7200                        4.2 
       10000                         3 
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    §Head Switch Time:在硬碟中, 所有的讀寫頭是同時移動的, 
但是一次只有一個讀寫頭能讀寫資料, Head Switch Time 是指平均
讀寫頭的切換時間。
                              
    §Data Access Time:Data Access Time 是指從系統發出讀取
命令到磁碟機開始讀取資料所需的時間, 它是 Seek Time、Head 
Switch Time 和 Latency Time 的總和, 一般以 ms 為時間單位。
                  
    §Data Transfer Rate:當讀寫頭準備好開始要讀取資料時, 影
響硬碟效能的因素為 Data Transfer Rate 。Data Transfer Rate 
在硬碟上通常以 MBps (Mega bytes per second, 每秒傳多少 MB) 
表示。一般傳輸率愈高, 軟體執行所需要的時間愈少, 速度愈快。
                
    §Data Throughput Rate:Data Throughput Rate 是 Data 
Access Time 和 Data Transfer Time 的實際測量反映, 它說明單位
時間內 CPU 能存取的資料量, 這也是電腦真正的效能, 一般 Data 
Throughput Rate 測量單位為 KB/sec。
               
    §硬碟快取:硬碟的快取可以提高硬碟的效能, 快取愈大則效能
愈高, 但是價錢也愈貴。一般硬碟的快取為 64 KB 到 256 KB (也有
更大的)。
                  
    §MTBF:MTBF 是平均錯誤發生間隔時間 (Mean Time Between 
Failure), 它說明硬碟大概多久會發生一次錯誤。以一個 300,000 
小時的 MTBF 而言, 假設一天工作 24 小時, 一年工作 365 天, 平
均使用 34 年才會發生一次錯誤。
                      
    §RPM:RPM 是指硬碟的主軸馬達每分鐘可以轉幾圈 (Revolution
Per Minute), RPM 值愈高, 硬碟效能愈好。目前一般買到的硬碟大
部分都是 3600、4500、5400 或 7200 轉 (也有 10000 轉的硬碟問
世了)。目前的市場主流機種由 4500 轉慢慢變成 5400 轉了。
                   
    §Host Transfer Rate:電腦和硬碟資料傳輸介面的速率, 以 
IDE 硬碟來說就有好幾種規格: 
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     規格               最大傳輸率 
    Mode 3 PIO         11.1 MB/sec
    Mode 4 PIO         16.6 MB/sec
    Mode 1 DMA         13.3 MB/sec
    Mode 2 DMA         16.6 MB/sec
    Ultra DMA 33       33.3 MB/sec 
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    上面的傳輸率是指此種規格的硬碟能接受的最大傳輸率, 但是並
不表示硬碟就有此傳輸率, 只是一般最大傳輸率較高的硬碟比最大傳
輸率較低硬碟快。
                   
而 SCSI 硬碟也有數種規格: 
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    規格               最大傳輸率 
   SCSI-1               5 MB/sec
   Fast SCSI          10 MB/sec
   Fast Wide SCSI     20 MB/sec
   Ultra SCSI         20 MB/sec
   Ultra Wide SCSI    40 MB/sec 
   Ultra2 SCSI        40 Mb/sec 
   Ultra2 Wide SCSI   80 Mb/sec 
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    以上這些數據都和硬體有關, 在製造時會因技術上、成本上的考
量而有其一定的限制。
                     
    §多媒體專用硬碟:多媒體專用硬碟, 顧名思義就是能配合多媒
體軟體應用所需環境的硬碟。目前多媒體應用軟體在市場上有日趨增
加和急速成長的趨勢, 所以相對地, 多媒體使用者對硬碟的各種要求
也越來越多。能符合這些要求的硬碟即稱為多媒體專用硬碟, 這些要
求包括:高容量、高速度及不間斷傳輸。
                          
    §高容量:我們曾提過硬碟容量的問題, 多媒體應用軟體的普及
是造成 IDE 硬碟必須突破 528 MB 容量限制的主因。因為很少有軟
體像多媒體軟體 (尤其是音效及視效軟體 ) 一樣需要如此大量的硬
碟空間。一個 24 位元色彩的視訊畫面在不壓縮的情況下所需要的硬
碟空間就差不多要 1 MB。
                 
24 (bit) / 8 (bit/byte) * 640 (點) * 480 (點) 
= 921600 (byte/每個畫面) 
                    
    而動態影像在播放時, 每秒大概顯示三十個畫面, 所以一個1 GB
大的硬碟大約只能儲存 30 秒電視廣告長度的視覺效果。這樣的容量
要求對一般硬碟來說, 根本是不堪負荷。所以高容量是多媒體硬碟的
首要條件。
                  
    §高速度:高速的資料傳遞速度是多媒體硬碟的另一項要求, 若
硬碟的速度不夠將影像資訊即時傳送到視訊處理程式中, 則擁有再高
的容量也是枉然。全畫面的動態影像在非壓縮的情況下即時傳送需要
每秒 3O MB 的傳輸速度, 這種速度遠超過目前的硬碟處理能力。而
即使是經過壓縮的全畫面影像所需要的傳遞速度也相當高, 例如在十
倍的壓縮比例下, 全動態、全畫面的 24 位元影像的傳遞速度最少要
達到每秒 3 MB。
                     
    雖然多媒體業界還沒有制定資料傳遞速度的最低標準, 不過一般
來說仍然是愈快愈好, 因為愈高速的磁碟在產生高品質的影像時所需
的壓縮比就愈少。目前有些 3.5" 的高容量硬碟由於採用先進的PRML
讀取通道以及新的 MR 磁頭技術, 所以在內部資料傳輸速率方面已能
配合多媒體軟體的需求。
                  
    §不間斷傳輸:由於一般硬碟在傳輸資料的時候會產生間斷的情
況, 不能維持一定的速率, 而造成跳格的現象。也就是原本應該一分
鐘傳輸 30 張畫面, 因為資料無法持續高速傳輸 , 可能會漏掉一兩
張畫面, 甚至更多。而多媒體硬碟可以克服這方面的問題。

 

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