硬盘容量技术问题

amjian · 发表于 2006-11-26 13:39:07

硬盘容量是硬盘技术中最敏感的，就像显卡领域中速度一样。在硬盘容量技术方面，蓝色巨人IBM一向是走在其他厂商的前列，在2001年中，IBM提出一个Anti Ferromagnetically Coupled（反铁磁性耦合）介质技术，就是在磁盘的表面再加上了一层很薄的存储层。我们目前使用的3.5英寸硬盘碟片的最大容量是单碟140GB，也就是每英寸40GB，但是如果采用IBM的这个新技术，我们可以将每英寸的碟片容量提升到100GB。在2001年3月的时候，MAXTOR也提出了自己的“BigDrives”技术。我们知道硬盘的容量和扇区都是由三个数值决定，它们分别是柱面数（Cylinder）、磁头数（Head）、扇区数（Sector），简称CHS。ATA规范规定的接口CHS寄存器配置是28bit，也就是C：16bit；H：8bit；S：4bit。我们应该记得很多年前的8.4GB硬盘限制的问题吧，那时候的操作系统访问硬盘需要通过DOS下的INT13 API接口，虽然硬盘的CHS寄存器是28bit，但是瓶颈在于INT13 API的C：10bit；H：8bit；S：6bit，这样能访问的最大容量也就是210×28×（26-1）=16515072个扇区，第一个扇区不能为0，所以减去1。每扇区是512字节，所以最大容量就是8.46 GB（硬盘厂商都是以1000为换算单位），这样就产生了8.4容量的限制。

在那之后，Windows系统可以通过32bit的Disk Access直接访问硬盘，这样瓶颈就转回了硬盘的CHS寄存器身上，一共28bit的CHS寄存器可寻址最大容量是228-1，也就是268435455个扇区，每个扇区512字节，总容量就是137.4GB，这就是我们目前的硬盘容量限制。但是Maxtor的BigDrives打破了这个限制，把28bit的CHS寄存器限制提升到了48bit，也就是CHS都是16bit，这样容量限制就是144PB（1PB=1,000,000GB），但是我们到目前使用的操作系统都是32bit寻址，所以瓶颈在于操作系统了，不过即便是32bit，我们受到的限制也是2199GB，这足够我们今后很多年的发展了。：）

在接口标准方面，2001年一直在使用比较新的ATA100接口，但是硬盘发展速度太快了，当初我们还在讨论由于硬盘内部传输速率影响，ATA100有没有用武之地的问题。而现在硬盘技术的发展已经使ATA100也成为了瓶颈，所以我们早在1年多以前就听说Intel联合很多厂商制定了一个全新的ATA接口规格，那就是Serial ATA规格，这种规格不但加快了传输的速度，也改善了机箱里面走线凌乱的状况，这也应该是一种很好的ATA标准。但是如果想全面实现Serial ATA，那还需要硬盘、主板厂商的支持，从目前的情况来看，在一两年内是很难实现的。因此，硬盘领域的一个巨头Maxtor为了解决在Serial ATA出台之前的这段时间内硬盘传输瓶颈的问题，便提出了ATA100的改进方案，这就是Fast Drives，也就是ATA133，这个规格的好处就是完全匹配现有的ATA100规格，可以在目前的接口上继续使用，这样就降低了很多成本。所以ATA133刚一推出就得到了不少厂商的支持，也让我们暂时解决了硬盘传输瓶颈问题，但是我们可以预见，ATA133只是一种过渡性的标准，毕竟他没有使传输的速度得到本质的提升，而且相对于Serial ATA的简洁来说，更是没有优势了。

在缓存方面，没有很多的厂商跟进，只有WD（西部数据）推出了一款8MB缓存的100GB硬盘，一下子成为了市场的热点。虽然大家都对这款硬盘趋之若骛，但是它的价格还是比较昂贵，所以真正购买的人还是很少。