计算机组装与维护（第3版）课件 第6章 认识与选购硬盘

第6章认识与选购硬盘计算机组装与维护

（第3版）工作任务分析

本任务旨在引导学生学习机械硬盘与固态硬盘的主要类型、主流品牌及选购参考，进而引导学生学会辨识和选择合适的硬盘产品，锻炼学生自主探究学习的能力，激发学生对计算机硬件知识的学习兴趣，同时拓宽学生的知识视野，培养其良好的职业观念与职业素养。课程教学目标

知识学习目标

了解计算机硬盘的特点与作用

熟悉常见的硬盘类型

掌握硬盘主要的性能指标

掌握硬盘的选购与辨别方法课程教学目标

技能实践目标能够辨识主流的硬盘品牌

能够根据需要选购硬盘产品能够分辨硬盘的真伪与优劣6.1计算机硬盘的特点与作用

硬盘（HardDiskDrive，简称HDD）是计算机最重要也是最常用的存储设备，用来存放各种数据和程序，具有存储容量大，稳定性和安全系数比较高等特点。

硬盘的主要优势在于能永久性储存数据。所谓永久储存，是指硬盘能够依靠自身的介质和部件来长期保存数据，而无需依赖外部作用来维持，即便计算机断电或重启，数据仍然存在而不会丢失，这与内存的临时性储存特征截然不同。6.2硬盘的主要类型

计算机所用的硬盘设备有机械硬盘、固态硬盘和混合硬盘等类型。1.机械硬盘

机械硬盘（HDD）是硬盘行业的标准规范，以3.5英寸规格为主。自从1973年蓝色巨人IBM公司设计出第一款现代硬盘以来，其独创的“温切斯特”技术一直贯穿了机械硬盘的整个发展历程，时至今日产业界仍遵循这个通用技术标准，因此机械硬盘也称为“温盘”，如图6-1所示。图6-1早期的IBM硬盘

6.2硬盘的主要类型2.固态硬盘

固态硬盘（SolidStateDisk，简称SSD）是新一代硬盘类型，大多为2.5英寸规格。固态硬盘采用半导体存储模式，一般由控制芯片和存储芯片（FLASH闪存芯片或DRAM芯片）组成，具有重量轻、尺寸小、厚度薄、发热量低、数据读取速度快等优点，如图6-2所示。图6-2常见的固态硬盘类型6.2硬盘的主要类型3.混合硬盘

混合硬盘(HHD)可以看作是介于机械硬盘(HDD)和固态硬盘(SSD)之间的一种存储产品，其原理是在机械硬盘的基础上加入部分闪存芯片，可将分散的、需要频繁访问的数据放在闪存上，而将大容量、无需经常使用的数据存储在磁盘上，如图6-3所示。图6-3混合硬盘及其内部结构6.3机械硬盘1.机械硬盘的常见种类

机械硬盘在安装时要注意必须与主板支持的硬盘接口类型相匹配。常见的通用型硬盘有IDE和SATA两种，此外还有SCSI、SAS、光纤通道等专用型硬盘。

⑴

IDE硬盘IDE曾是业界标准的硬盘接口类型，它将硬盘的核心盘体与控制器集成在一起，但由于传输速率低，数据线安装和拆卸比较麻烦，现已基本被市场淘汰。下图为IDE硬盘及数据线。图6-4IDE硬盘及IDE数据线6.3内存的常见类型

⑵SATA硬盘

SATA又叫串行接口，传输速度快，稳定性好，可支持热插拔，是当今计算机硬盘发展的主要趋势。SATA技术规范经历了SATA1、SATA2、SATA3三代标准，其中SATA3的数据传输速度最高可达6GB/s，在整体性能和传输可靠性等方面都有了很大提升。下图为SATA硬盘及数据线。图6-5SATA硬盘及SATA数据线6.3机械硬盘

⑶高速传输硬盘

SCSI（小型计算机系统接口）、SAS（串行连接SCSI）和光纤通道（FibreChannel）属于高端硬盘类型，这些硬盘具有传输速度快、数据吞吐量大、CPU资源占用率低、支持热插拔、稳定性与安全性能更高等优点，能满足影视渲染、游戏制作、大中型企业IT系统等数据存储与数据传输的需要。下图所示为常见的高速传输硬盘。图6-6高速传输硬盘6.3机械硬盘2.机械硬盘的主要性能指标

影响机械硬盘性能的因素有很多，数据的存储量、读写的频繁程度、软件的长期运行等都会对硬盘性能带来很大的压力。

⑴容量。容量用来描述硬盘能够存储的最大数据总量，一般以GB或TB为单位。

⑵单碟容量。单碟容量在很大程度上决定了硬盘档次的高低。硬盘一般由多张磁性盘片（可达8片以上）组成，每一张盘片所能储存的数据量就称为单碟容量。

⑶主轴转速。主轴转速是硬盘数据传输率和运转速度的决定性因素之一，也是区分硬盘性能的重要指标，单位是转/分钟（rpm）。6.3机械硬盘

⑷高速缓存。高速缓存（CacheMemory）是硬盘控制电路板中的一块内存芯片，在硬盘对内存储和对外传输之间起到一个缓冲的作用，具有极高的存取速度。

⑸

连续无故障时间。连续无故障时间（MTBF)是指硬盘从开始运行到出现故障的最长间隔时间，单位是小时（H）。其粗略的计算公式为：硬盘的预期使用寿命=连续无故障时间（h）/(每天工作的时长（h）×一年使用的天数（d）)⑹S.M.A.R.T技术。S.M.A.R.T即“自我监测、分析及报告技术”，是一种硬件级数据安全保护技术，它能对硬盘的磁头、内部温度、马达及其驱动系统等各方面进行实时监控，若检测到问题则及时提醒用户进行修复处理，以保护硬盘中数据的安全。6.3机械硬盘3.机械硬盘的主流品牌与产品特点

目前市场上主要的硬盘生产商为希捷（Seagate）、西部数据（WesternDigital，WD）和东芝（Toshiba），下图为这几家厂商的LOGO标识。图6-7各大硬盘厂商LOGO6.3机械硬盘●希捷硬盘

希捷（Seagate）是硬盘和磁盘产业的佼佼者，实力非常雄厚，一直为世界各大品牌计算机和服务器制造商提供硬盘设备。希捷硬盘性能卓越，稳定性好，读写速度块，并拥有很多先进的技术特色。下图为希捷部分代表性产品。

图6-8希捷Barracuda3TB台式硬盘图6-9希捷MomentusXT750GB混合硬盘图6-10希捷BarraCuda10TB消费级硬盘6.3机械硬盘●西数硬盘

西部数据公司（WestDigital，WD）简称西数，目前为全球第二大硬盘生产商，在台式机、笔记本硬盘及消费级存储市场拥有良好的口碑。西数硬盘以质量过硬、性价比高、低温节能著称，深受DIY用户的青睐。下图为西数部分代表性产品。

图6-11西数3TB64MB入门级绿盘图6-12西数6TB主流型蓝盘图6-13西数4TB128MB高端型黑盘6.3机械硬盘●日立硬盘

日立（Hitachi）也是老牌的硬盘生产商，研发实力深厚。在收购了IBM硬盘部门后，日立硬盘（日立集团旗下子公司）更名为“日立环球存储科技公司”，即“HGST”，以生产笔记本硬盘和台式机硬盘见长。虽然已被西数并购，但日立仍然保留HGST品牌，并独立生产和销售硬盘产品。下图为日立部分代表性产品。图6-14HGSTDeskstar3TB主流台式硬盘图6-15HGSTHe88TB高性能硬盘图6-16HGSTHe1010TB氦气填充高性能硬盘6.3机械硬盘●东芝硬盘

与其他PC硬盘厂商不同，东芝（Toshiba）一直专注于2.5英寸及更小尺寸的笔记本硬盘和消费型电子存储产品的研发与制造，在小尺寸硬盘市场已耕耘多年，加上富士通硬盘业务的并入，东芝在移动存储市场的应用非常广泛，具有很强的行业领导实力。下图为东芝部分代表性产品。图6-17东芝P300系列3TB台式硬盘图6-18东芝1TB5400转笔记本硬盘6.4固态硬盘1.固态硬盘的组成结构

固态硬盘的构造比较简单，主要由PCB板、主控芯片、缓存芯片以及用于存储数据的闪存颗粒等几类部件组成。固态硬盘的内部整体结构如下图所示。图6-16固态硬盘的内部结构6.4固态硬盘2.固态硬盘的常见类型

根据自身大小和尺寸的不同，固态硬盘主要可分为以下几种类型。

●SATA型固态硬盘●mSATA型固态硬盘●PCI-E型固态硬盘●M.2型固态硬盘●U.2型固态硬盘6.4固态硬盘3.固态硬盘的性能指标

固态硬盘的性能表现由多种因素所决定，主要包括主控芯片、闪存芯片、容量及缓存等方面，另外4K随机读写能力也会对固态硬盘产生重要的影响。

⑴主控芯片

主控芯片是一种处理器，就如同固态硬盘的心脏。目前市场上一线主控芯片品牌有Marvell、SandForce、三星、Jmicron和Phison等。

⑵闪存芯片

闪存芯片是固态硬盘的存储介质，决定了固态硬盘的存储能力和使用寿命。闪存芯片又分为SLC（单层单元）、MLC（多层单元）、TLC（三层单元）、QLC（四层单元）等几种规格。

⑶容量

固态硬盘的容量水平有了很大的提升，比较常见的SSD容量有128GB、256GB、480GB、512GB、1TB、2TB、4TB、8TB、10TB和15TB等多种。6.4固态硬盘

⑷缓存

固态硬盘的缓存普遍比机械硬盘的缓存更大，大多采用256MB和512MB容量，高性能固态硬盘还拥有1GB以上的缓存。（5）平均无故障时间由于采用特殊的运行机制，因此固态硬盘的平均无故障时间通常在100万小时以上，高性能固态硬盘可超过150万小时。

（6）4K随机读写性能4K随机读写是衡量固态硬盘随机访问性能的关键指标之一，多用于小文件（4K格式）和分散性数据的读/写，单位是IOPS，简称“次/秒”。IOPS的数值越大，表明固态硬盘进行存储的反应速度就越快。主流固态硬盘的随机读/写能力通常可达400000IOPS以上。

6.4内存的选购参考4.固态硬盘的主流品牌

固态硬盘行业中销量和品牌占有率相对较高的有长江存储、希捷、西部数据、浦科特、三星、影驰、爱国者、英睿达、Intel、金士顿、金胜维、闪迪、威刚、朗科、铠侠等。下图展示了部分主流固态硬盘产品。

图6-17致态TiPro9000M.2PCI-E5.0（2TB）固态硬盘图6-18Gold企业级U.2NVMe（7.68TB）固态硬盘浦科特PCI-E接口1TB固态硬盘6.5机械硬盘/固态硬盘选购参考

选购指南1使用需求分析与选购方案

★选购原则：把钱花在刀刃上，提升硬盘性价比

⑴家庭和台式办公用户

家庭和企业办公用户适合选用经济实用型的硬盘，在保障成本和性能相对合理的同时追求更好的配置。在这方面，希捷科技有限公司Barracuda系列、西部数据公司蓝盘系列等均为合适的产品。

⑵游戏玩家和专业设计用户

游戏娱乐和专业设计对硬盘的容量、速度、安全性和稳定性要求更高，可选用希捷Barracuda系列、日立Deskstar系列、西部数据公司的蓝盘与黑盘系列等产品。

（3）企业数据存储。企业级服务器或工作站不仅需集中存储大量数据，还需保障网络数据吞吐性能。为此需使用服务器硬盘或网络存储型硬盘，应选用SCSI或SAS接口、10000～15000r/min的高转速和128M以上的大缓存，且具备更高安全性和可靠性的产品；也可选用支持多命名空间、智能多流、I/O虚拟化等特性的高可靠型企业级固态硬盘。6.5机械硬盘/固态硬盘选配参考

选购指南2质量与真伪辨识

⑴

机械硬盘的“猫腻”手段

●翻新●