17、机械硬盘与固态硬盘：存储技术的深度剖析

机械硬盘与固态硬盘：存储技术的深度剖析

1. 机械硬盘的物理寻址与坏扇区处理

机械硬盘的物理寻址技术最初采用柱面、磁头和扇区（CHS）的方式。CHS 能通过其编号组合来确定硬盘上的任意位置，主机操作系统需了解硬盘的 CHS 几何结构才能定位地址。不过，如今 CHS 已被逻辑块寻址（LBA）取代。LBA 采用线性寻址方案，为每个扇区分配唯一的逻辑编号，将硬盘视为一个整体设备处理，由磁盘控制器将 LBA 地址转换为 CHS 地址，主机操作系统只需知道硬盘的逻辑块地址数量。

硬盘上存在坏扇区或坏块，它们因损坏或损坏而无法读写。此时，驱动器控制器会将逻辑扇区重新映射到不同的物理扇区，且这一过程可在主机操作系统不知情的情况下透明完成。

坏扇区分为硬坏扇区和软坏扇区：
- 硬坏扇区：因物理撞击或制造缺陷等遭受物理损坏，通常无法纠正，不能再用于存储数据。
- 软坏扇区：由主机操作系统识别为有问题的位置。若扇区的错误纠正码（ECC）与写入该位置的信息不匹配，操作系统会识别出软坏扇区错误，这些错误可通过多种方法解决。

坏扇区类型	成因	可修复性
硬坏扇区	物理撞击、制造缺陷	不可修复
软坏扇区	ECC 与写入信息不匹配	可修复