1、ATA 硬盘技术编者按：随着电脑配件日新月异地发展，硬盘除了容量增大以外，采用的新技术也越来越多。总的来看，硬盘使用的技术包括降噪技术、硬盘磁头技术、盘片技术、接口技术、数据保护技术、震动保护系统和各类检测技术等等。在这些技术中，一些技术是在原有技术的基础上优化更新推出的，也有一些新技术是完全新创的。下面我们先来看看 IDE 硬盘的降噪技术。主流 IDE 硬盘降噪技术 硬盘的噪音也许在夜深人静时最明显，对家人的影响也是很大的。虽然噪音的大小并不是直接衡量硬盘性能优劣的标准，但纵观硬盘的发展历史，可以发现硬盘的噪音实际上是和硬盘的转速成正比的：转速每提高一个档次，噪音等级就会相应提高。在 540
2、0rpm 硬盘“横行”的时候，噪音问题还不那么突出，随着 7200rpm 硬盘成为主流，噪音问题的解决迫在眉睫。我们还是先来了解一下硬盘噪音是怎么产生的。通常硬盘内部有两个马达，一个是驱动硬盘旋转的主轴马达。早期的主轴马达采用的是滚珠轴承，随着硬盘转速的不断提高，带来了磨损加剧、温度升高、噪声增大等一系列问题，主轴马达的噪音曾是硬盘噪音的主要来源。但目前很多厂家开始使用液态轴承马达，它使用的是黏膜液油轴承，以油膜代替滚珠，这样做可以避免金属之间的直接摩擦，使噪声及发热量大大降低，同时油膜也可有效吸收震动，使硬盘的抗震能力得到提高，此外还能减少磨损，提高硬盘的寿命。另外一个是寻道马达。寻道马达采
3、用的是步进电机，其工作噪音的波形接近方波，因此声音听起来节奏分明，穿透力也强过主轴马达。我们平时听到硬盘发出的“哒，哒”声，就是由它发出的。由于技术和成本上的原因，该马达还没有采用液态轴承，因此目前来看，寻道马达所发出的噪音是硬盘噪音的主要来源。 面对硬盘噪音，各个硬盘厂商都使出了浑身解数，有的从采用新型硬盘主轴马达入手，有的则以改进硬盘的封装结构为切入点，有的则利用软件调节硬盘的寻道速度，从而达到降低噪音的目的。1.希捷(Seagate) 曾几何时，希捷公司的 IDE 硬盘几乎成了大噪音硬盘的代名词，不过这一切都随着酷鱼四代硬盘的推出而烟消云散，声音屏蔽技术(SBT)的应用使希捷硬盘摇身一变
4、成为了目前最为“安静”的 IDE 硬盘，声音屏蔽技术包括如下几项：(图) SoftSonic 液态轴承(Fluid Dynamic Bearing)技术： SoftSonic 电机是希捷硬盘的声音屏蔽技术(SBT)的核心，也是一项获得各类电脑用户赏识的技术突破。在采用业内标准进行测试时，酷鱼四代单盘模型在旋转时所发出的噪声仅为 20 分贝，寻道时的噪声仅为 24 分贝。事实上，1996 年希捷生产了世界上第一台 FDB 电机，而目前 FDB 电机已经发展到了第四代产品，可见如今 FDB 电机的技术相当成熟。 SeaShield 盖板及隔音泡沫： SeaShield 盖板即硬盘电路一面的金属挡板
5、，该挡板与隔音泡沫都起到了进一步减少噪音外泄的可能性。 转动整流技术：通过控制主轴电机的工作电流波形，使电机的启停更平滑流畅。 安静寻道(SilentSeek)技术：主要有速度限制、加速度限制和及时寻道方式，由于这些技术比较复杂，在这里就不做详细介绍了。 2. 迈拓(Maxtor) 迈拓除了应用自己的降噪技术以外，还沿用了昆腾公司的包括 QDT 静音技术在内的多项技术，强大技术的融合使迈拓的硬盘具有了更高的技术含量和竞争力。(图) Maxtor Silent Store 技术：其实这并不是一项新技术，迈拓很早以前就提出了这个降噪方案，当时称为“Acoustic Management” 。该技术
6、的原理就是在硬盘的 BIOS 芯片内加入控制程序，人为降低磁头动力臂的反应速度，即降低寻道速度，从而降低噪音。由于这项技术会使硬盘的性能稍有降低，加上几年前还是 5400rpm 硬盘占主流的时代，噪音问题并不十分突出，因此直到现在 7200rpm 硬盘成为主流时才得到应用。对于应用了 Silent Store 技术的迈拓硬盘，用户可以到迈拓的官方网站上下载最新的控制程序Maxtors AMSET utility。将下载的程序解压到软盘上，再用该软盘启动电脑，运行 Amset 程序。Amset.exe 有四个参数，分别是/quiet、/fast、/check 和/off，/quiet 模式允许以
7、性能的降低为代价使硬盘噪音下降；/fast模式则允许以性能的稍许降低换取噪音的下降，当然降噪效果不如/quiet 模式；/check 则是可以检查硬盘当前的静音模式，/off 即把降噪功能选项完全关闭，硬盘以最佳性能运行。 安静驱动器技术(QuietDriveTechnology)：该项技术曾是昆腾公司引以为豪的硬盘静音技术，不过随着昆腾公司被迈拓并购，这项优秀的技术自然也被迈拓所拥有，该项技术可将硬盘的噪音控制在 30 分贝以下。 3.IBM 作为目前所有台式硬盘遵循的温彻斯特盘结构的提出者，IBM 公司在硬盘领域中一直处于一个很重要的地位，不过自从腾龙二代开始，硬盘返修率较高的问题就给 I
8、BM 蒙上了一层阴影，如今 IBM 又将硬盘事业部出售给了日立公司，但无论如何，IBM 硬盘的技术含量还是不容置疑的。 IBM Drive Noise Suppression System 降噪技术：该技术应用于 IBM 的台式机硬盘时主要体现在三种部件上：可在一定程度上降低运行噪音的陶瓷轴承马达(Ceramic spindle Motor)、改良的音圈马达(Voice Coil Motor)，以及减少噪音向外传播的三层冲压式顶盖(Tri-laminate Top Cover)。这些先进技术的应用，使 IBM 腾龙四代硬盘的工作噪音只有 31 分贝(3 碟片)到 30分贝(2 碟片及以下)。
9、液体动力轴承(Fluid Dynamic Bearing)技术：该项技术被应用在 IBM 于 10 月 1 日发布的Deskstar 180GXP 系列硬盘上，与希捷公司的 SoftSonic 液态轴承技术相同，可以大幅度降低硬盘噪音。 自动声音管理(Automatic Acoustic Management)：这项技术则与迈拓公司的 Silent Store技术大同小异，都是通过降低硬盘的寻道速度来降低噪音。不过与迈拓的声音管理工具相比，IBM 所提供的工具 IBM Feature Tool 不但界面华丽，而且功能强大。它是一个包括声音管理工具的工具包，利用其中的声音管理工具，可以让硬盘在两
10、种工作模式下来回切换，一种是低噪音的安静模式(Quiet Seek Mode)，一种是高性能的正常模式(Normal Seek Mode)，通过硬盘性能的少许下降换来噪音的大幅度降低。 4.三星(Samsung) 三星公司大家应该比较熟悉，但对于三星硬盘，有的用户可能不是很清楚。到 1999 年底，三星硬盘生产能力就达到了每月 120 万个，不过那时主要是以 OEM 的形式供货给市场，所以在DIY 市场上鲜有三星硬盘的产品出现。不过早在那时，三星硬盘就具备了高性能、低噪声、低工作温度的特点，在业界享有很好的口碑。目前三星公司的硬盘已经大举进入中国市场，主要分为5400rpm 的 V 系列及 7
11、200rpm 的 P 系列，这两个系列的硬盘都采用了三星独有的硬盘降噪技术，静音效果相当显著。 噪音卫士(Noise Guard)：主要包括三个方面，首先是在顶盖上加装隔音片进一步阻止内部振动的噪音扩散，其次是改进顶盖设计与结构，降低主轴马达产生的噪音，最后是改进主轴马达设计，降低高速运转时产生的振动。 安静寻道(Silent Seek)：这种技术的原理是通过专用 DSP(数字信号处理器)来优化修整音圈马达的驱动波形，平滑磁头臂寻道时的加速度，在降低音圈马达寻道时发出噪音的同时，尽量保证寻道速度不受影响。 通过以上两项技术的应用，三星硬盘的噪音已被控制在 30 分贝以内。 现在硬盘容量的递增速
12、度似乎比用户需求的递增速度还快，看看现在动辄上百 GB 的硬盘就知道了。这些超大容量的硬盘与昔日只有几 GB 的硬盘相比，简直可以称得上是巨无霸，那么是什么促进了硬盘容量的剧增呢？总的来说，它跟硬盘磁头技术和盘片技术密不可分。 硬盘磁头技术顾名思义，它是针对硬盘读写磁头方面的技术，好的磁头最明显的优点就是具有高的读写灵敏度，因此能大幅度提升硬盘的单碟容量，单碟容量上去了，硬盘的总容量自然会提高。目前市面上的硬盘几乎都在使用 GMR 磁头，而早些时候，硬盘磁头有薄膜感应(TFI)磁头、各向异性磁阻(AMR)磁头和 MR 磁阻磁头。硬盘数据读写磁头的结构如图 3。 1.MRMR(Magneto R
13、esistive Head，磁阻式磁头)技术的原理是基于磁阻效应工作的，其核心是一小片金属材料，其电阻随磁场变化而变化。虽然其电阻变化率不足 2%，但因为磁阻组件连着一个非常灵敏的放大器，所以可测出该电阻微小的变化。不过 MR 磁头已经慢慢被 GMR 磁头取代。2.GMR存储业界一直无休止地探索如何提高面密度和降低每兆字节的成本，得到的成果就是面密度每年提高 50%左右。在这个过程中，巨磁阻(GMR)磁头起了重要作用。应用于较新 IDE 硬盘上的GMR 磁头，能使磁盘面密度超过 15GB/平方英寸，这是原来读/写磁头技术所能达到的面密度的 3倍以上。 面密度是每英寸磁道上的位数乘以每英寸的磁道
14、数，为了提高面密度，在过去 10 年中，磁头技术经历了 3 个重要的发展阶段。它们是： 薄膜感应(TFI)磁头 各向异性磁阻(AMR)磁头 GMR 磁头 在 1990 年至 1995 年间，硬盘大多采用 TFI 读/写技术。TFI 磁头实际上是绕线的磁芯，磁盘在绕线的磁芯下通过时会在磁头上产生感应电压。TFI 读磁头之所以会达到它的能力极限，是因为在提高磁头灵敏度的同时，它的写能力却减弱了。 上世纪 90 年代中期，希捷等公司推出了使用 AMR 磁头的硬盘。AMR 磁头使用 TFI 技术来完成写操作，但用薄条的磁性材料来作为读元件。在有磁场存在的情况下，薄条材料的电阻会随磁场变化而变化，进而产
15、生很强的信号。AMR 磁头进一步提高了面密度，而且减少了元器件数量。由于 AMR 薄膜的电阻变化量有一定的限度，所以 AMR 磁头的灵敏度也存在极限。这导致了 GMR 磁头的推出，而 GMR 磁头是 IBM 公司在 MR 磁头技术的基础上更新推出的。 GMR 磁头继承了 TFI 磁头和 AMR 磁头中采用的读/写技术。但它的磁头对于磁盘上的磁性变化具有更高的灵敏度。GMR 传感器的灵敏度比 AMR 磁头的大 3 倍，所以能够提高硬盘的面密度。GMR 磁头的工作原理是依赖于自旋的电子散射。GMR 读磁头薄膜结构为： 自由层：这是第一个磁层，它探测磁盘上的数据位产生的磁场，其磁化强度与磁盘的旋转无
16、关。 夹层：这是第二个磁层，其磁化方向由第三层即反铁磁层固定。 反铁磁层：这是第三个磁层。它具有反铁磁性，用来固定第二层的磁化方向。这种结构使自由层的磁化角度(自旋)的变化转变成电阻值的变化和电压输出的变化，所以称之为自旋阀。为了可靠稳定地工作，这些 1.5nm 厚的薄层必须有很高的质量，只能有极少的物理与磁性缺陷，否则就难以承受严酷的硬盘工作温度条件。 3.CPP-GMR CPP-GMR 磁头，中文全称为垂直平面电流模式的大型抗磁化磁头，它是富士通公司开发出的一种新型读写磁头技术。使用这一技术的硬盘驱动器的记录密度可高达每平方英寸 300GB。硬盘记录密度的增加将提高笔记本电脑硬盘和台式机硬
17、盘的存储容量，而价格只是略有上升。 与现有的 GMR 磁头相比，这一新型磁头对信号更为敏感，而且读写数据的速度是现有 GMR 磁头的 3 倍。富士通公司预计，在两年内可以商业化生产这种基于 CPP-GMR 磁头的硬盘驱动器，不但可以用于 PC 和笔记本电脑中，还可以用于基于驱动器的消费电子产品中，如游戏控制台和个人视频录像机等。4.OAWOAW 全称是 Optically Assisted Winchester，即光学辅助温氏技术。该技术是希捷正在开发的一种新型磁头技术，它把传统的磁读写头和低强度激光束结合在一起，激光束通过光纤进入磁头，再通过一个微电机驱动的镜面反射到磁盘表面，从而实现磁头的
18、精确定位。希捷公司认为OAW 技术能够在 1 英寸的范围内写入多达 105000 个磁道，硬盘单碟容量可达 36GB 以上，但该技术要进入实用阶段还需二三年的时间。不过，现在硬盘的单碟容量已经达到了 80GB，因此 OAW这项技术的市场前景不容乐观。不过，由于 OAW 采用独特的数据读写方式，所以，有可能对传统硬盘的数据存储模式产生一定程度的影响。硬盘盘片技术 硬盘盘片技术是与硬盘磁头技术相辅相成的，采用硬盘盘片技术的好处是硬盘的单碟容量可以做得更大。当然，如果没有足够灵敏的读写磁头，硬盘盘片的存储密度也不可能做得足够大。在硬盘盘片技术中，业内人士一直担心随着磁盘存储密度的增加，如果没有新技术
19、出现，数据存储的持久性将会变得很差，即所谓的超常磁性效应(SPE，Super Paramagnetic Effect)，该问题将导致现有盘片技术所能达到的最大数据存储密度只能为 40GB。不过一年前 IBM 公司公布了 AFC 存储介质技术后，容量限制问题迎刃而解。1.AFC 存储介质技术AFC 即反铁磁性耦合介质技术，它是由 IBM 公司于 2001 年推出的。它的工作原理就是在磁层内增加一层由 23 个金属钌单元构成的超薄层 Pixie Dust。Pixie Dust 直译成中文名即为“精灵之尘”。图 4 是传统磁性介质技术，图 5 是 AFC 存储介质技术。据 IBM 公司表示，使用 A
20、FC 这一新技术后，到 2003 年硬盘的每平方英寸的数据存储量将高达 100GB，这有助于实现硬盘向微型化和存储简单化方面发展，同时还能够减小硬盘的耗电量，提高存储器的磁盘性能。2.盘片材料技术一般而言，早期硬盘的盘片都是使用塑料材料作为盘片基质，然后再在塑料基质上涂上磁性材料，即可构成硬盘的盘片。但这种硬盘盘片存在诸多问题，由于这种盘片对发热量有严格的要求，而硬盘盘片在高速旋转时会产生大量的热量，这就使得早期的硬盘转速一般都较低，只有4200rpm 左右。 由于铝既具有坚固性，同时又保留了塑料盘片基质的轻盈性，因此，在相当长的一段时间里，铝质盘片得到了广泛的应用，目前市场上的 IDE 硬盘
21、大多仍使用铝硬盘盘片基质。 采用玻璃材料作为盘片基质则是最新的硬盘盘片技术。玻璃材料能使硬盘具有平滑性及更高的坚固性，此外玻璃材料在硬盘高转速时具有更高的稳定性。IBM 公司是采用玻璃材料作为硬盘盘片基质的先锋，富士通笔记本电脑硬盘也有相应的玻璃材料产品。现在已经有越来越多的硬盘产品开始采用玻璃材料作为盘片基质。 总之，硬盘容量与硬盘盘片技术及硬盘磁头技术息息相关，只有采用更先进的介质存储技术、磁头读写技术和盘片材料，才会实现单碟容量为 100GB 的目标。BigDrive 技术 自 1980 年开始，硬盘容量限制问题已成为 PC 业界内不争的事实。在过去 15 年间，存储业内发生过近 10
22、次的容量限制问题(如图 6)，最为人们熟悉的可能就是 528MB 及 8.4GB 的硬盘容量限制问题。根据目前硬盘设计的机制及工作原理分析不难看出，下一个将出现的硬盘容量限制点是 137GB。最早被人们所熟知的是非常有名的“528MB 容量限制”，它产生的原因是系统调用 INT13 时只取其中 10 位地址导致的，其次发现的则是“2.1GB 容量限制”问题。接着就是广为人知的“8.4GB 容量限制”问题，其实它的起因也在 INT13 中断上。后来工程师们通过扩展 INT13 的寻址能力解决了该问题，扩展 INT13 使用了自己的地址包，地址包里保存的是 64 位 LBA 地址，如果硬盘支持 L
23、BA 寻址，就把低 28 位地址直接传递给 ATA 接口，如果不支持，操作系统就先把LBA 地址转换为 CHS 地址，再传递给 ATA 接口。通过这种方式，就能实现在 ATA 总线基础上用CHS 寻址达到 137.4GB 的最大容量。但到底是什么原因导致了 137GB 容量限制问题呢？这是由于设计 ATA 接口硬盘时只使用了28 位寻址，采用 28 位寻址就意味着一块硬盘上能支持的最大扇区数为 268，435，456，而每个扇区可以存储 512KB 的数据，因此对一块 ATA 硬盘所能支持的最大容量就只有 137GB，这就是137GB 容量限制问题产生的原因。为了让系统能支持超过 137GB
24、的超大容量，工程师们再次将硬盘的寻址位数由原来的 28 位增加到 48 位，48 位的寻址范围使硬盘容量能够高达 144PB(相当于 144,000GB)，这些就是BigDrive 的技术核心。为了使新系统能向下兼容，Big Drive 技术在执行 48 位寻址时，将同时执行 28 位寻址，也就是说 48 位与 28 位寻址是混合进行的，只有硬盘采用 LAB 寻址模式时才会启用 48 位寻址方式。 硬盘接口技术硬盘接口中，跟普通电脑用户最贴近的当然是 IDE 接口，而 IDE 接口根据其发展历程，可以细分为并行 ATA 和串行 ATA。并行 ATA 又可以分为 ATA-1、ATA-2、ATA-
25、3、ATA-4、ATA-5 和 ATA-6，串行 ATA 根据技术可进一步细分为 SATA、SATA和 SATA。(图)一、并行 ATA 接口技术 ATA-1、ATA-2、ATA-3 由于技术的发展，现在均已被淘汰，市面上根本看不到相应的产品。至于 ATA/33，可能还有部分用户使用的是这种接口的硬盘，这个标准将 PIO-4 模式下的最大数据传输率提高到了 33MB/s，因此 ATA/33 支持最大外部数据传输率为 33.3 MB/s；其后一代接口即 ATA/66(即 ATA-4)，它能支持的最高外部速度为 66.7MB/s。相对于以前各种接口，ATA/66 最大不同点是它的接口电缆，它在原有
26、 40 针电缆的基础上增加了 40 针的地线，以进一步减小各电缆之间的电磁干扰，从而使数据传输更加稳定与可靠。ATA/100 是目前市面上最常见的 ATA 接口，即 ATA-5，也是 ATA/66 的后一代硬盘接口，它采用跟 ATA/66 一样的 80 针接口电缆，因此在系统升级方面非常简单容易，只需要有一块支持ATA/100 主板或 ATA/100 适配器及一块 ATA/100 硬盘即可。据 ANSI 公布的 ATA/100 标准，它能支持最大外部数据传输率为 100MB/s，当然这是理论值，实际上 ATA/100 所能支持的最大数据传输率只有理论值的 62%。在推出 ATA/100 之后，
27、硬盘业出现了一个小插曲，即 ATA/133 的出现。由于只有迈拓一家公司在主推 ATA/133，其他多家硬盘厂商如 IBM、希捷、西部数据、三星、富士通等都未推出支持ATA/133 接口类型的硬盘，所以虽然 ATA/133 被 T13 标准化组织写入了 ATA-6 标准中，但其影响力远不及 ATA/100。由于 ATA/133 接口类型是从 ATA/100 直接延续下来的，所以它保持了 ATA 接口一贯的技术特征，除了在接口传输率上有一定增加外，其他特征基本上都差不多。下面是ATA/133 具有的几项技术特征： 将接口传输率提高到了 133MB/s，相对于 ATA/100 接口在理论上有 33
28、%的提升； 兼容所有并行 ATA 设备； 在 ATA/133 的这些技术特征中，最重要的一点莫过于将硬盘接口所能支持的最大传输率提高到了 133MB/s，这在理论上更能发挥 PCI 总线的性能。表 1（图）是并行 ATA 接口的发展历史。二、串行 ATA 接口技术 串行 ATA 接口即 Serial ATA 接口，它与目前广泛采用的 ATA/100 或 ATA/133 等接口根本的不同在于，以前硬盘所有的 ATA 接口类型都是采用并行方式进行数据通信，因而统称并行ATA(Parallel ATA)。而 Serial ATA 是采用串行方式进行数据传输。(图)Serial ATA 技术最早是由
29、Intel 公司于 2000 年发起的，目的是为了取代目前广泛使用的Parallel ATA 接口的新型硬盘接口技术。Serial ATA 即第一个正式版，于 2001 年正式确立，而在 2002 年初，SerialATA 委员会又公布了第二个正式版的 Serial ATA 串行标准。目前SerialATA 委员会成员有 APT Technologies、Dell、IBM、Intel、迈拓和希捷等六家公司。根据 Serial ATA 委员会公布的资料来看，到 2005 年，在第三代串行 ATA 技术中，个人电脑存储系统将具有高达 600MB/s 的数据带宽，表 2（图）是串行 ATA 的发展蓝
30、图。关于串行 ATA 与并行 ATA 的技术特征对比，请见表 3（图）。从上面的技术特征对比中，我们可以看出，串行 ATA 具有如下特点：首先，串行 ATA 的数据传输率比目前的并行 ATA 的数据传输率高，因此将为用户带来更加“极速狂飙”的体验。在SATA中就能达到 150MB/s 的突发数据传输率，这比目前最新的并行 ATA 标准 ATA/133 所能提供的最高数据传输率还略高一点。其次，串行 ATA 硬盘连接比较简单，扩展性却很强。因为在 Serial ATA 标准中，理想状态下只需要 4 个针脚就能够完成所有工作，第 1 针供电、第 2 针接地、第 3 针作为数据发送端、第4 针充当数
31、据接收端。另外，由于 Serial ATA 使用点对点传输协议，所以不存在主/从问题，并且每个驱动器是独享数据带宽(如43031001i所示)。因此它能为用户带来以下两大好处：第一、用户不需要再为设置硬盘主从跳线而苦恼；第二、由于串行 ATA 采用点对点的传输模式，所以串行系统将不再受限于单通道只能连接两块硬盘。串行 ATA 接口技术目前还未得到大规模的应用，市场的主流依然是 ATA/100。不过多家硬件厂商将在 2002 年年终推出支持串行 ATA 的相关系统，相信到 2003 年初，串行 ATA 系统会在市场上随处可见。不过串行 ATA 何时能取代 ATA/100 成为市场主流，现在还是一
32、个未知数。 数据保护技术大家知道，计算机中数据可靠的重要性，在多数情况下，电脑用户对它的关心甚至超过了速度，原因很简单，如果自己保存的种种数据不时地丢失，那速度再快又有什么意义呢？下面我们来看看数据保护技术的工作原理。一、S.M.A.R.T(Enhanced)技术 S.M.A.R.T.(Self Monitor Analysis Report Technology，自我检测诊断分析与报告技术)是 ATA/IDE 和 SCSI 环境下都可使用的一种可靠性预测技术。S.M.A.R.T 技术其实不是一项新的数据保护技术，只是由于它得到了广泛的应用，现在几乎所有的计算机系统都能支持 S.M.A.R.T
33、 技术。在 ATA/IDE 环境下，由主机上的软件对 S.M.A.R.T“报告状态”命令生成的、来自硬盘的报警信号进行解读。主机定期对硬盘进行查询，以检查这一命令的状态，如果显示马上要发生故障，就将报警信号送至最终用户或系统管理员。系统管理员就安排关机时间，以备份数据和更换硬盘。这一结构还可以进一步改进，使之能够报告除硬盘以外的其他信息，如温度报警、CD-ROM、磁带或其他 I/O 报警等。二、MaxSafe(Enhanced)技术 高性能高容量硬盘对用户很重要，但可靠性也是一个不能忽视的因素，MaxSafe 是迈拓硬盘专有的数据安全系统。从硬盘工作原理我们可以知道，硬盘内部是一个非常洁净的空
34、间，一个极小的微粒也可能造成数据错误。尽管硬盘厂商们不断追求更为干净的制造环境，但是无论采用多么高级的过滤措施，仍然不能完全防止灰尘的入侵，MaxSafe 系统的设计本意就是为了在数据丢失之前，发现和修正这些错误。MaxSafe 技术的判断很简单：识别和决定可能发生问题的潜在点，MaxSafe 先检查数据瞬时写入的正确与否，再监测长时间的数据存储过程，其中使用到 3 种技术：后台磁盘表面扫描技术、高级 ECC(Error Correction Code，错误检正代码)技术、高速写入侦察技术。 后台磁盘表面扫描技术 ECC 提供了一串数据位，使用复杂的译码算法计算，把自身附加在每一个存储在磁盘上
35、的数据上。当你存取这些资料时，附加的额外数据位会解码和校验数据，与原始记录相比较。如果编码/解码算法侦察有差异，将动用 ECC 位来修复不正确的数据。 高级 ECC 技术 从 DiamondMax Plus 5120 开始，Maxtor 的所有产品已经包含了错误侦测和修正能力，与以前的产品相比，等于有了双重的 ECC，每 512Byte 个用户数据块，就有 430bits 的 ECC 校验位。旧式的 ECC 可能会出现错误的修正，但高级 ECC 技术拥有两次校验操作，使错误发生率降低很多。 高速写入侦察技术 以今天的技术来看，每英寸硬盘盘片大约可以存储 100 万个文件，在写入资料时，如果磁头
36、飞得太高，数据将不能被准确地记录下来。高速写入侦察用于检查每次数据写入时磁头的高度，以确保磁头维持在安全写入区域内。三、希捷 3D 防护系统(Enhanced) 3D 防护系统是希捷公司所独有的硬盘保护技术，它包括硬盘防护、数据防护和诊断防护。3D 防护系统可防止在硬盘震动及其他动作中被损坏。同时它还带有诊断工具供用户对硬盘的错误进行标示或解决。 Drive Defense(硬盘防护) 磁盘防护包括 G-Force 保护、SeaShield 保护和 SeaShell保护。 Data Defense(数据防护) 数据防护主要包括：ECC：为高性能硬盘提供 ON-The-Fly 检查，还可以对数据
37、恢复提供最大限度的固件检查，数据可以正确完整地进行读取及恢复。Safe Saring：当主机断电及重新来电后，Safe Saring 技术可确保硬盘磁头回到同样的扇区，确保数据不丢失。 Diagnostic Defense(诊断防护) SeaTools：诊断工具软件，可以帮助用户诊断系统是否存在问题，以及诊断错误是否由其他硬件及软件产生。Sea Tools 可以大大地降低硬盘的返修率，以节约开支及保护用户的宝贵数据。Web-Based Tools(基于 Web 的工具)：可以允许用户标示及解决一些非硬盘相关错误，如病毒等，也可以检查文件系统，解决硬件冲突以避免不必要的硬盘返修。 DLD(Dri
38、ve Logging Diagnostics)：捕获不可恢复性数据错误，实质上就是交互性的诊断工作。 四、ShockBlock(Enhanced)技术 震动有可能出现在硬盘销售、安装、运行的各个过程，如果说 MaxSafe 是软件保护，那么ShockBlock 就是硬件保护。当电源关闭之后，硬盘磁头自动回复到着陆区(Landing Zone)的一个特殊区域，保证了磁头与记录区不会发生长时间物理接触。由于连接磁头的金属具有一定的弯曲特性，强力冲击仍然会使磁头与盘片瞬间碰撞，导致盘片微粒弹出。尽管以上情形出现在着陆区，但硬盘磁头损伤是避免不了的，而且飞出的微粒将会有潜在的危险性。(图)ShockB
39、lock 防震技术有两种作用：第一是减少硬盘受到震动时硬盘磁头与盘片碰撞的机会，第二是降低碰撞时发生的损害。通常在硬盘装入机箱的时候，容易发生侧部强劲撞击、持续时间只有 12ms。为了应付短期强力撞击，在外壳及内部采取一定的防护措施。使用高速数字摄影技术，可以观察到硬盘磁头与盘片撞击时的情形，传统角度的磁头边角与盘片接触，很容易划伤磁介质。ShockBlock 技术采用加长磁头臂设计，让磁头平面与盘片接触，减少划伤的几率。我们常常会发现，运行磁盘上的工具软件时，硬盘受到震动最容易丢失文件。因此可以看出，操作期间硬盘的抗震力比非操作状态弱很多。上面只提了一种震动保护技术 ShockBlock，其
40、实对于任何一个品牌的硬盘来说，都有自己的震动保护技术，要不然硬盘的使用寿命将大大缩短，从而使用户数据的可靠性和稳定性受到极大的威胁。此外，许多硬盘的震动保护系统都与数据保护系统整合在一起，例如上面所提到的希捷 3D 防护系统，就是既包括震动保护，又包括数据保护。数据保护技术是每一款硬盘不可缺少的，为了更方便用户使用，许多硬盘厂商都将各种保护系统的微代码写入硬盘的 Firmware(固件)中，用户可以通过更新硬盘 Firmware 得到最新的数据保护系统等。另外，硬盘厂商们为方便用户使用，都有额外诊断程序，它是用户诊断硬盘健康状况的有力武器，这些程序很多，例如 IBM 公司推出的 DFT(Disk Fitness Test)、Maxtor 公司推出的 PowerMax、西部数据公司推出的 Data Lifeguard(数据卫士工具包)等。考虑到篇幅问题，笔者就不对这些硬盘诊断软件的操作进行说明，用户可以查看相关说明性文档。编后：硬盘采用的主要技术就介绍完了，相信还有一些硬盘技术没提到，大家感兴趣的话可以到硬盘厂商的网站上查询。一块小小的硬盘就采用了如此多的技术，可见硬盘的“含金量”是很高的，大家在使用电脑时要多多爱护自己的硬盘，爱护硬盘就是爱护自己宝贵的资料哟！
