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2019
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叠瓦式硬盘是个什么

相信了解电脑的朋友都知道硬盘是电脑必不可少的一部分,现在的硬盘分为固态硬盘和机械硬盘两种,而机械硬盘中有一个始终不被用户认可的种类,它就是叠瓦式硬盘,全称瓦楞式堆叠硬盘。这种硬盘自卑用户发现它的弊病以来,口碑一直都很差,今天我们就来讲讲它。

叠瓦式硬盘是个什么东西,它的缺点在哪

初步了解机械硬盘

先来看一下机械硬盘的发展历程以及它们之间的关系。

LMR水平式记录磁盘

机械硬盘的主要结构就是马达,磁盘,磁头臂,磁头,机械硬盘在运行的时候,磁头会悬浮在磁盘上几纳米,磁盘面上有很多的小格,小格内有小磁粒,磁头上的读磁头,可以读取磁力的极性,当磁力的极性冲着右边的时候是1,磁力的极性冲着左边的时候是0,这样就可以读取数据,而磁头又可以改变磁力的极性,这样就可以进行写入或改写数据,这就是最早期的LMR水平式记录磁盘。

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PMR垂直式记录磁盘

随着后来的技术升级,我们的磁头可以做得更小,这时候我们可以将小格竖起来。磁力极性冲下是0,磁力极性向上是1,这个就是后来的PMR垂直式记录磁盘。由于PMR垂直式记录磁盘内,摆放磁粒的小格竖起来了,占用的空间变小了,所以相同的面积,单盘容量有了巨大的提升,LMR水平式记录磁盘,存储密度仅为每平方英寸133GB,而现在我们使用的PMR垂直式记录磁盘是可以做到每平方英寸1108GB,翻了将近9倍。

SMR瓦楞式堆叠磁盘

近些年PMR垂直式记录磁盘下又出现了一个新的分支,也就是我们这次的主角SMR瓦楞式堆叠磁盘。SMR磁盘是基于PMR进行改进的,利用了瓦叠磁道的原理,数据密度相对于传统的PMR又做到了巨幅度的提高,而改进之前没有使用瓦叠磁道技术的传统PMR磁盘,就被我们称为CMR磁盘,与此对应的则是采用新技术的瓦叠磁道的SMR磁盘,这两种磁盘都属于PMR垂直式记录磁盘的范畴。

现在市面上的民用磁盘,正在逐渐从传统的CMR过渡到SMR瓦楞式堆叠磁盘,这其实是一种不好的现象,因为SMR瓦楞式堆叠磁盘的性能相对于CMR来讲非常弱。

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机械硬盘如何读取数据

为了能够精准定位数据所处的磁盘位置,磁盘表面被划分了无数磁道,磁道内部又被划分成了无数的扇区。当机械硬盘需要读取数据的时候,就需要先定位数据所在的扇区位置,比如第5磁道第7扇区,磁头会先摆动到第5磁道上悬浮在第5磁道的上空,等待着第7扇区转过来,之后读取数据,这是机械硬盘的寻道和寻址。

传统磁盘的弊病

我们取磁道的一小块区域,把它放大看似一条磁条,在传统的没有使用瓦叠技术的PMR磁盘,也就是CMR磁盘当中,因为写磁头比读磁头宽,真正有效的数据,只有读磁头扫过去中间的很窄的一条,因为读磁头只需要这么宽的数据带就可以获取数据,只是因为我们无法把写磁头做的更小,所以只能浪费一些上下磁道的空间,这是单根磁道,CMR磁盘为了保证写头部不干扰到相邻磁道,磁道与磁道之间还有一定的间隔,所以我们真正有效被磁头读取到的数据只有窄窄的几条,其余的空间全部被浪费了,如果这些空隙可以插下更多的磁道,那么数据密度还可以再次上升,所以这就是即便目前的磁盘采用了PMR垂直式记录存储技术,数据容量还是不是很高的原因。

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叠瓦式硬盘的优点

为了解决写磁头太宽导致的磁道浪费,也为了解决磁道与磁道之间干扰的现象,硬盘厂商想到了一个方法,把磁道像瓦片一样堆叠起来,摞成一层一层的样子。写磁头还是那么宽,扫过最上方磁道的时候,肯定会把下面的磁道数据也给写了,这就导致第1磁道和第2磁道都出现了相同的数据,但是如果你接着写下面的数据,就可以覆盖上面之前重复的数据,以此类推就可以把所有磁道的数据都写进去,而读磁头本身比较窄,需要的有效数据区域就那么一点,一行一行的就可以完美的扫全部扫过去,这样就可以完成读取的操作,所以SMR磁盘的数据密度相对于CMR有了质的提高。

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瓦叠式硬盘的缺点

瓦叠式硬盘虽然有它的好处,但是改写数据太麻烦了。CMR磁盘相邻磁道之间并没有干扰,随便改,想改哪个磁道的数据,就直接找到对应的磁道,扫过去覆盖就可以了,但是SMR磁盘假设你需要改写第2磁道的数据,那么我势必会影响到第3个磁道。我们需要把影响到的数据先搬走,等会儿再写回来。

如果我们要改写第2磁道的数据,那么我们就要把第3磁道的数据搬出去,然后再改写第2磁道的数据,改写完第2磁道的数据以后需要重新写回第3磁道的数据,但是这时候又会影响到第4磁道,那就再把第4磁道的数据也搬出去,重新改写第3磁道的数据,然后再重写第4磁道的数据,之后的第5条磁道也是这样。所以我们其实只想改变一个磁道的数据,但是牵连的变动了4个磁道的数据,原本只需要进行一次读写就可以完成的操作,现在不得已进行了4次写入才可以完成,所以我们才认为这种磁盘的性能很差。

众所周知,硬盘的寿命跟读写的次数有关,而单次改写数据时瓦楞是硬盘读写数据的次数远超于其他类型的硬盘,因此寿命肯定会大打折扣。这也是我们经常会听到使用了瓦楞式硬盘的用户说“用了几个月后,速度只剩1M\S”的原因。

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如何避免购买到叠瓦式机械硬盘

因为SMR硬盘在改写数据的时候需要先搬走会被影响到的数据,这些搬出的数据都需要一个临时储存的地方,所以SMR硬盘的缓存都从64M变成了256M,这个256M不是用来给我们加速的,而是用来临时存放那些改写数据会影响到的数据,所以在购买时要注意你要购买的机械硬盘的缓存是64M还是256M。

除此之外,在硬盘容量的大小上也可以注意,一般1T左右的机械硬盘没有使用叠瓦式设计,因为没必要,而2T及2T以上容量大小的硬盘,大部分都已经使用了叠瓦式设计,在购买时要注意。

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研发叠瓦式硬盘的原因

我个人认为, 这些厂家生产叠瓦式硬盘主要有两个原因。

一:节约空间

台式机倒是还好说,一些体型较大的游戏本也行,但是轻薄本本身的体积确实不大,而现在人们对硬盘的需求却在提高,所以厂商需要在保持体积的情况下,增大硬盘的容量。但是原先的技术已经定型,想要增大硬盘容量就只能增加磁盘的数量,这样势必会使硬盘的体积变大。所以,叠瓦式硬盘是解决这种需求的最优办法,虽然它有自己的毛病。

二:降低成本

硬盘中最贵的部件就是磁盘,最重要的部件也是磁盘,想要降低成本就只能从磁盘的数量下手。

如果我们需要一块4T的硬盘,而使用传统技术的硬盘,它的每张磁盘只有1T的容量,我们需要4张磁盘才能让硬盘的容量达到4T。但是使用了叠瓦技术的硬盘,它的每张磁盘可以有2T的容量,这样只需要两张磁盘就可以满足需求。

在现实中,使用了叠瓦技术的磁盘的容量相比传统磁盘的容量,相差可不仅仅只有一倍,所以使用叠瓦技术会非常省钱,然而硬盘的价格却又没什么变化,厂家赚的盆满钵满。

叠瓦式硬盘是个什么东西,它的缺点在哪

叠瓦式硬盘性能弱、寿命低的缺点已经是公认的事情,其实使用叠瓦式硬盘这种东西我们并不怪厂家,我们之所以气愤,是因为厂家没有给我们说明叠瓦式硬盘的缺陷,没有在硬盘上标明该硬盘是否为叠瓦式硬盘,更没有给我们选择的权利。

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