儲存_硬碟_小知識_轉

硬碟各種引數

rotational latency：旋轉延遲 磁頭旋轉的時間延遲。轉速越快，延遲越小。

seek time：尋道時間   磁頭的徑（半徑）向移動時間。磁頭機械臂只會在一條線（半徑）上來回移動，磁頭的移動速度越快，seek time則越短。這個引數基本上是 固定的，不同檔次的硬碟這個值也不同，相同級別的硬碟這個值差不多。如目前的伺服器硬碟的seek time大概在4ms左右，普通的pc硬碟大概

除了以上兩種延時，還有一個是磁頭定位後傳 輸資料的延時，但是這個延時非常小，比上面兩種延時低一個數量級以上，故基本都被忽略了。

head：磁頭  磁頭只能順序的讀寫扇區，並且只 能是一次成批讀寫一個扇區的內容，而不能只讀寫其中的1/2或者是1/4扇區。如果一個檔案大小為0.1KB，那麼一個扇區（0.5KB）就只能存放這個檔案的0.1KB，扇區剩下的0.4KB則不能再存放其他資料，浪費掉了。而如果你的檔案系統的塊（或者簇）大小為1KB,即兩個扇區，那麼硬碟只會將資料存 放在塊裡的其中某個扇區上，該扇區剩下的0.4KB和另一個完整扇區（共0.9KB）都將浪費掉。所以磁碟規劃其實很重要。

 

Track：碟片表面上以碟片中心為圓心，不同半徑的同心圓稱為磁軌。

Sector：扇區 每個磁軌被劃分成相等的圓弧，每一段圓弧為一扇區，每磁軌63個儲存扇區（應該是偶數才對吧，不知道剩 下的扇區幹嘛去了），編號從1開始，到63，每扇區512Bytes. 一個扇區可以看作是線狀的，沒有寬（很窄很窄），只有長度，記錄是順序的，每個扇區可以記錄4096個位元位，即可以存放512KB資料。

Cylinder: 柱面  硬碟中，不同碟片相同半徑的磁軌所組成的圓柱稱為柱面。如果是單碟，那麼柱面就是每個磁軌的兩面

其他還有磁錄密度（magnetic density）、磁頭入軌的精準度、碟片上的資料配置分佈情形、以及碟 機上的數位訊號處理器、介面控制電路等也都會影響硬碟的效能表現。

 

硬碟機械臂移動影片

 

硬碟寫資料時，都是從外 圈的Track向裡寫。因為角速度相同的情況下，相同時間外圈的track能讀取更多的資料（因為劃過的弧更 長。早期的硬碟每個磁軌的的扇區數是相等的，而後期為了提高磁碟的利用率，每個磁軌的扇區數不再相等，外圈周長較大，所以可以劃分出更多的扇區數），即transfer rate（MB/s）更大，一般最外圈的transfer rate可以比最內圈的大1倍以上。

硬碟的容量計算公式為：
儲存容量＝磁頭數×磁軌（柱面）數×每道扇區數×每扇區位元組數

要點：（1）硬碟有數個碟片，每碟片兩個面，每個面一 個磁頭
（2）碟片被劃分為多個扇形區域即扇區
（3）同一碟片不同半徑的同心圓為磁軌
（4）不同碟片相同半徑構成的圓柱面即柱面
（5）公式： 儲存容 量＝磁頭數×磁軌 （柱面）數×每道 扇區數×每扇區字 節數
（6）資訊記錄可表示為：××磁軌（柱面），××磁頭，××扇區

 

Cluster: 簇  一組扇區。因為扇區的單位太小，因此把它捆在一起，組成一個更大的單位更方便
進行靈活管理。簇的大小通常是可以變化的，是由作業系統在所謂“（高階）格式化”時規定的
，因此管理也更加靈活。簇的概念多為windows OS下用，一個簇的大小在格式化檔案系統時指
定，是檔案系統儲存資料的最小單位（邏輯單位），而不是硬碟儲存資料的最小單位，硬碟儲存
的最小單位（物理單位）是扇區，這個要搞清楚。其實這個引數不再屬於硬碟物理引數，而是屬
於作業系統/檔案系統級別的邏輯單位了。

這個簇的概念就好比Linux下的block，根據server上的應用特點調整好塊大小，將有效提升磁碟
儲存效能和磁碟空間利用率。如你的FTP伺服器裡儲存的都是一些比較大的檔案，那麼可以將塊或
簇大小設定大一些；而如果是存放大量小檔案（假設平均大小為0.8KB）為主，那麼塊大小可以設
置得跟實際檔案大小最接近的尺寸（如block size設定為1kB），像bbs server就是小檔案為主。

Block：Linux下儲存的最小邏輯單位，ext2/ext3/ext4目前有3種粒度（），1KB,2KB,4KB

（見man mkfs.ext3）,xfs則可以支援從0.5Kb到64kB。Block 的大小為 sector 的 2 的

非負次方倍數。Linux裡有些概念裡的block則不是檔案系統裡的那個block概念。如df

輸出的1K-blocks和fdisk -l輸出中的blocks，這裡的blocks其實是1KB.還有vmstat

中的 io/bi bo 的單位也是塊，這裡block其實是sector，概念濫用，stupid！

另注：有些應用程式（如oracle）或者儲存驅動（如硬體RAID）還有自己的儲存單元，在調

整儲存單元時先要弄清楚各自概念和工作原 理。

 

內部資料傳輸率（Internal Transfer Rate）是指硬碟磁頭與快取之間的資料傳輸率，簡單的說

就 是硬碟將資料從碟片上讀取出來，然後儲存在快取內的速度。內部傳輸率可以明確表現出

硬 盤的讀寫 速度，它的高低才是評價一個硬碟整體效能的決定性因素，它是衡量硬碟效能

的 真正標準。有效地提高硬碟的內部傳輸率才能對磁碟子系統的效能有最直接、最明顯 的

提 升。目前各硬碟生產廠家努力提高硬碟的內部傳輸率，除了改進訊號處理技術、提高轉速

以 外，最主要的就是不斷的提高單碟容量以提高線性密度。由於單碟容 量越大的硬碟線性

密 度越高，磁頭的尋道頻率與移動距離可以相應的減少，從而減少了平均尋道時間，內部傳

輸 速率也就提高了。雖然硬碟技術發展的很快，但內部 資料傳輸率還是在一個比較低（相

對） 的層次上，內部資料傳輸率低已經成為硬碟效能的最大瓶頸。目前主流的家用級硬碟，

內 部資料傳輸率基本還停留在60 MB/s左右，而且在連續工作時，這個資料會降到更低。

 

外部資料傳輸率(External Transfer Rate)，一般也稱為突發資料傳輸或介面傳輸率。是指硬碟

緩 存和電腦系統之間的資料傳輸率，也就是計算機透過硬碟介面從快取中將資料讀出交給相

應 的控制器的速率。ATA100中的100就代表著這塊硬碟的外部資料傳輸率理論最大值是

100MB/s；ATA133則代表外部 資料傳輸率理論最大值是133MB/s； SCSI Ultra320是320MB/s；

目 前的第一代SAS硬碟大概是3Gbps,跟SATA-II的速度相當，但以後的產品速度都將成倍地

增 長； SATA-I是1.5Gbps,SATA-II是3Gbps。這些只是硬碟理論上最大的外部資料傳輸率，在

實 際的日常工作中是無法達到這個數值的。

 

 

對 於磁碟，一次磁頭的連續讀或寫稱為一次IO.

我 們平常講的I/O其實就是指磁頭的讀寫。