详解硬盘技术(四)

IDE和SCSI，不同应用的选择

 

无需多说，你就会发现集成在主板上的EIDE控制器加上EIDE 硬盘要比SCSI驱动器便宜得多。要使用SCSI你还需要额外 的一个适配器（接口卡），这是因为大多数主板并不 集成SCSI控制器。这样一来，再加上昂贵的SCSI磁盘，SCSI 系统要比EIDE系统贵上许多。

EIDE有一个主通道和一个从通道，每个都可以连接两台设备，加起来总共四个。这可以是硬盘，也可以是CD-ROM。 现在已经有了带EIDE连接器的磁带机，但你需要特殊的备份软件。

 

在IDE通道中，两个设备是轮流控制总线的。如果在同 一条通道上有一个硬盘和一个CD-ROM，那么硬盘就必须 等待CD-ROM发出的请求得到完成。因为CD-ROM相对来说要慢 一些，因此这必定会导致性能上折衷。这就是为什么 每个人都会告诉你把CD-ROM连接到从通道，而把你的硬 盘设置为主设备的原因。主通道和从通道或多或少是 以相互独立的方式工作的（这归功于EIDE控制器芯 片）。

 

SCSI接口有几种类型。8位（50针数据电缆）或者16位（68 针数据电缆，WideSCSI）。时钟频率有5MHz（SCSI1），10MHz（Fast SCSI），20MHz（Fast-20或者UltraSCSI）或者40MHz（Ultra-2SCSI）。它实际是一种微型计算机总线，它将磁盘控制器的功能全 部集成到了设备当中，而且在设备中还增加了SCSI接口 控制电路。

 

SCSI总线的理论传输速率 SCSI总线时钟频率

8位(50针数据电缆) 16位（68针数据电缆）

5MHz(SCSI1) 5MB/s N/A

10MZ(FastSCSI,SCSIII) 10MB/s 20MB/s

20MHz(Fast-20,UltraSCSI) 20MB/s 40MB/s

40MHz(Fast-40,UltraSCSI) 40MB/s 80MB/s

 

从下面的SCSI系统示意图你可以看出，SCSI接口是以主机 系统对外设的统一I/O总线的形式出现的，它处在主机 适配器（SCSI接口卡）与外设控制器之间，它不仅可以 控制磁盘驱动器，而且可以控制磁带机等外设，但有 个前提条件，就是这些外设中必须包含自己的控制器。

 

扫描仪以及许多CD-W并没有EIDE接口，它们只能通过SCSI连 接。你可以在一条SCSI总线上连接7台设备，或者在Wide SCSI上连接15台设备。在标准的环境中，单个硬盘的性能并不会因为使用SCSI接口而有太大的提高。SCSI的威力 在于多个设备可以同时使用总线，而不是在别人不需要的情况下才使用。所以，当几个设备都同时使用同 一条总线时，你就会切身感受到SCSI的好处了。

 

在多任务的环境下，SCSI的好处更是体现的淋漓尽致， 因为此时经常发生同时访问。如果你有一个服务器或者要使用大尺寸的文件，如音频、视频或者磁盘密集 型的应用，SCSI就会体现出高出EIDE一等的大家风范。

 

影响硬盘性能的几个参数

 

    前一段时间有IBM带来的硬盘价格大战确实给用户不少好处，目前硬盘的容量象发馒头一样膨胀起来，接口技术也由以前的ATA/33发展到ATA/66，而这一切发展并没有在价格上表现出来，对用户来说确实是好处多多。但是目前硬盘品种繁多，参数更是时时都在变化，要普通用户了解每一个硬盘的性能和每一个参数的含义确实难处不少，但是当您需要装机时，了解您所买的硬盘性能，不被奸商以次充好，了解一些确定硬盘性能的参数含义还是很重要的。

 

    硬盘的性能参数主要有以下几个：单牒容量、内部传输率、外部传输率、转速、数据缓存。

 

单牒容量：

    单位面积的容量越大，至少有两个好处，一就是提供容量的前提下，成本保持低水平。比如20G的硬盘单牒容量为2G，那么需要十张盘片和20个磁头，但如果单牒容量提高一倍，则盘片数和磁头数都加少一半，无疑大大减少了成本，并且活动部件的减少也降低了故障出现的几率。

 

    另外还有一个很重要的好处在于性能的提高。目前的硬盘大多为3.5英寸，单牒容量的提高意味着硬盘存储密度的提高，硬盘的数据存取方式都是通过盘片的旋转和磁头的移动来完成，转速一定的情况下，密度的提高意味单位时间内能读取得数据也就提高（实际也不完全对，后面会详细介绍）。由于硬盘内部结构不可能有大的变化的情况下，性能不可能有质的飞跃，单牒容量确可以有较大的增加，因此一个新的硬盘推出时，单牒容量就成为厂商不能不提的一个参数。传输率：

 

    硬盘的传输率分为两部分，内部传输率和外部传输率。内部传输率是磁头读出的数据传输到缓存的速度，一般比较高，可到200mb/s左右。另一个是外部传输率，也就是硬盘接口到主板控制芯片的传输率，比如UDMA66就是指外部传输率为66MB/S。这两个传输率对硬盘的实际传输速度的影响并不是其提升幅度所表现出来的那么高，很大一部分好处都在于降低了硬盘工作时的CPU占用率。对硬盘实际传输率影响最大的应该是磁头的读取速度，磁头读取速度可有下面公式计算：

速度=磁道的线密度 X 3.14 X 该磁道直径 X 硬盘主轴主轴转速/60

 

数据缓存：

    硬盘的数据被磁头读取后先存到缓存中，因此如果缓存容量低于磁头一次连续读取数据的大小，必然会造成磁头重复读取同一磁道才能完成一次数据读取，因此缓存的容量大小很重要，不过缓存到了256K后，容量对速度的影响就不大了，考虑到操作系统的多工操作方式，高容量的缓存还是有利的。

 

单牒容量与性能的关系：

    从上面的公式可以看出，对磁头读取数据速度影响最大的应该是磁道的线密度，因此不能单说盘片存储密度对性能的影响。因为相比之下磁道之间的距离比扇区间的距离大，所以提高道间密度比提高线密度容易，这是一些硬盘单牒容量增加了但性能增加不明显的原因。