HDD&&SSD基础知识总结

Hard Disk Drive
一、硬盘的硬件结构
1、硬盘外部结构 ：电源接口、和数据接口、 控制电路板、 固定面板

2、硬盘内部结构：磁头组件 、磁头驱动机构、 磁盘片 、主轴组件、 前端控制电路

3、硬盘控制电路：主控制芯片 、数据传输芯片 、高速数据缓存芯片

磁头
磁头是硬盘中最昂贵的部件，是硬盘技术最重要和关键的一环；采用了非接触式结构，加电后悬浮在高速旋转的磁盘表面。

读写合一式磁头与分离式磁头
传统的磁头是读写合一的电磁感应式磁头，但硬盘的读和写是两种截然不同的操作。因此，这种二合一磁头在设计时必须要同时兼顾到读、写两种特性，从而造成硬盘设计上的局限。针对这种情况，硬盘生产厂商改进技术，采用了分离式的磁头结构，即以MR磁头（磁阻磁头）作为读取磁头，而写入磁头仍采用传统的磁感应磁头。这样，在设计硬盘时就可以针对两者的不同特性分别进行优化，以得到最好的硬盘读写性能。采用MR磁头后，读取数据的准确性相应提高；而且由于读取的信号幅度与磁道宽度无关，使得盘片的密度大大提高。
磁道
当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹就叫做磁道。

盘片
盘片用来存储数据，被密封在硬盘内部，运用其上附着的磁性物质达到读写数据的目的。由于盘片在硬盘内部高速旋转(有5400rpm、7200rpm、10000rpm，15000rpm等不同型号)，因此盘片材料的硬度和耐磨性要求很高，目前市场中的主流硬盘都是采用铝材料的金属盘片。
磁面
在一块硬盘中并不是只有一张盘片，而是有多个盘片，每个盘片的上、下两个面一般都会用来存储数据，即有效盘面，通常称为磁面。

柱面
硬盘通常由重叠的一组盘片构成，每个盘面都被划分为数目相等的磁道，并从外缘的0开始编号，具有相同编号的磁道形成一个圆柱，称之为磁盘的柱面。

扇区
早期的机械硬盘从圆心出发向四周发散出角间距相等的一系列直线（当然实际上没有直线存在），直线与同心圆线围成的最小区域就是一个扇区（如下图）。这样的划分，在硬盘的容量不大的年代还是简单易行，但是随着硬盘技术的进步，磁道的划分越来越密集，必然导致外圈的扇区物理长度远远大于内圈的扇区，造成浪费。所以现在的硬盘都不用圆心发散的直线来划分扇区了，而是从外圈磁道开始取一定长度作为一个扇区，然后从外向里一个一个编号下去。这个编号就是扇区的地址，要确定文件在哪里全靠这个地址。

电机主轴
电机主轴决定硬盘转数，它带动盘片高速旋转并产生浮力，使磁头飘浮在盘片上方，然后把磁头带到目标扇区上方，让其进行数据读/写操作。电机主轴的转速越快，磁头等待读/写时间也就越短，所以它在很大程度上决定了硬盘性能；理论上说电机主轴转速越快越好，但实际上，转速越快发热量，振动和噪音都会随之增大，这些对整个硬盘都非常不利。
二、硬盘的工作原理
硬盘利用特定的磁粒子的极性来记录数据，也就是说磁盘是利用了磁记录原理进行数据的读写操作。在读取数据时，磁头将磁粒子的不同极性转换成不同的电脉冲信号，再利用数据转换器将这些原始信号变成电脑可以使用的数据；写数据时，正好与此相反。