机械硬盘技术发展史（二）

 

    硬盘接口一直是人们关心的技术，随着电脑其他配件（如CPU、内存、显示等子系统）性能的大步迈进，硬盘的接口传输率越来越体现出它在整个电脑系统的瓶颈效应，硬盘接口越来越受到人们的关注。

 

    1、最早的硬盘接口要算是ST-506/412接口，它是希捷开发的一种硬盘接口，首先使用这种接口的硬盘为希捷的ST－506及ST－412。ST－506接口使用起来相当简便，它不需要任何特殊的电缆及接头，但是它支持的传输速度很低，因此到了1987年左右这种接口就基本上被淘汰了，采用该接口的老硬盘容量多数都低于200MB。早期IBM PC/XT和PC/AT机器使用的硬盘就是ST－506/412硬盘或称MFM硬盘，MFM（Modified Frequency Modulation）是指一种编码方案 。

 

    2、接在ST-506/412接口后发布得是ESDI（Enhanced Small Drive Interface）接口，它是迈拓公司于1983年开发的。其特点是将编解码器放在硬盘本身之中，而不是在控制卡上，理论传输速度是前面所述的ST-506的2~4倍，一般可达到10Mbps。但其成本较高，与后来产生的IDE接口相比无优势可言，因此在九十年代后就补淘汰了。

 

    　3、IDE与EIDE接口，IDE（Integrated Drive Electronics）的本意实际上是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器，我们常说的IDE接口，也叫ATA（Advanced Technology Attachment）接口，现在PC机使用的硬盘大多数都是IDE兼容的，只需用一根电缆将它们与主板或接口卡连起来就可以了。把盘体与控制器集成在一起的做法减少了硬盘接口的电缆数目与长度，数据传输的可靠性得到了增强，硬盘制造起来变得更容易，因为厂商不需要再担心自己的硬盘是否与其他厂商生产的控制器兼容，对用户而言，硬盘安装起来也更为方便。

 

    4、ATA-1(IDE)接口，ATA是最早的IDE标准的正式名称，IDE实际上是指连在硬盘接口的硬盘本身。ATA在主板上有一个插口，支持一个主设备和一个从设备，每个设备的最大容量为504MB，ATA最早支持的PIO-0模式（Programmed I/O-0）只有3.3MB/s，而ATA-1一共规定了3种PIO模式和4种DMA模式（没有得到实际应用），要升级为ATA-2，你需要安装一个EIDE适配卡。

 

    5、ATA-2（EIDE Enhanced IDE/Fast ATA）接口，这是对ATA-1的扩展，它增加了2种PIO和2种DMA模式，把最高传输率提高到了16.7MB/s，同时引进了LBA地址转换方式，突破了老BIOS固有504MB的限制，支持最高可达8.1GB的硬盘。如你的电脑支持ATA-2，则可以在CMOS设置中找到（LBA，LogicalBlock Address）或（CHS，Cylinder,Head,Sector）的设置。其两个插口分别可以连接一个主设备和一个从设置，从而可以支持四个设备，两个插口也分为主插口和从插口。通常可将最快的硬盘和CD—ROM放置在主插口上，而将次要一些的设备放在从插口上，这种放置方式对于486及早期的Pentium电脑是必要的，这样可以使主插口连在快速的PCI总线上，而从插口连在较慢的ISA总线上。

 

    6、ATA-3(FastATA-2)接口，这个版本支持PIO-4，没有增加更高速度的工作模式（即仍为16.7MB/s)，但引入了简单的密码保护的安全方案，对电源管理方案进行了修改，引入了S.M.A.R.T(Self-Monitoring,Analysis and Reporting Technology，自监测、分析和报告技术) 。

 

    7、ATA-4(UltraATA、UltraDMA、UltraDMA/33、UltraDMA/66)接口，这个新标准将PIO-4下的最大数据传输率提高了一倍，达到33MB/s，或更高的66MB/s。它还在总线占用上引入了新的技术，使用PC的DMA通道减少了CPU的处理负荷。要使用Ultra-ATA，需要一个空闲的PCI扩展槽，如果将UltraATA硬盘卡插在ISA扩展槽上，则该设备不可能达到其最大传输率，因为ISA总线的最大数据传输率只有8MB/s 。其中的Ultra ATA/66（即Ultra DMA/66）是目前主流桌面硬盘采用的接口类型，其支持最大外部数据传输率为66.7MB/s。

 

    8、Serial ATA接口，新的Serial ATA（即串行ATA），是英特尔公司在今年IDF（Intel Developer Forum，英特尔开发者论坛）发布的将于下一代外设产品中采用的接口类型，就如其名所示，它以连续串行的方式传送资料，在同一时间点内只会有1位数据传输，此做法能减小接口的针脚数目，用四个针就完成了所有的工作（第1针发出、2针接收、3针供电、4针地线）。这样做法能降低电力消耗，减小发热量。最新的硬盘接口类型ATA-100就是Serial ATA是初始规格，它支持的最大外部数据传输率达100MB/s，上面介绍的那两款IBM Deskstar 75GXP及Deskstar 40GV就是第一次采用此ATA-100接口类型的产品。在2001年第二季度将推出Serial ATA 1x标准的产品，它能提高150MB/s的数据传输率。对于Serial ATA接口，一台电脑同时挂接两个硬盘就没有主、从盘之分了，各设备对电脑主机来说，都是Master，这样我们可省了不少跳线功夫。

 

    四、盘片技术

 

    在硬盘磁头、电机及接口不断更新的过程中，存储数据的盘片也在更新中，一般而言，早期的硬盘的盘片都是使用塑料材料作为盘片基质，然后再在塑料基质上涂上磁性材料就可构成硬盘的盘片。

 

    其次于塑料基质后推出的采用铝材料作为硬盘盘片基质，现在市场上的IDE硬盘一般来说都是使用铝材料作为硬盘盘片基质。而最新的硬盘盘片则是采用玻璃材料作为盘片基质，采用玻璃材料能使硬盘具有更多的平滑性及更高的坚固性，此外玻璃材料在硬盘高转速时具有更高的稳定性。IBM公司最新推出的Deskstar 75GXP及Deskstar 40GV就是采用玻璃材料作为硬盘盘片基质。

 

    五、其他技术

 

    对于硬盘的历史发展来说，除了上面介绍的四大点外，其他还有各种硬盘的附加技术，如硬盘数据保护技术及防震技术，它们也随着硬盘的发展而不断更新，但一般而言，不同硬盘厂商都有自己的一套硬盘保护技术，如昆腾的数据保护系统DPS、震动保护系统SPS；迈拓的数据保护系统MaxSafe、震动保护系统ShockBlock；西部数据公司的数据保护系统Data SafeGuide（数据卫士）等等。这些保护技术都是在原有技术的基础上推出第二代、第三代…等技术。

 

    此外硬盘的数据缓存也随着硬盘的不断发展而不断增大，早期IDE硬盘的数据缓存只有128KB甚至更小，而那时2MB的数据的只能在高端的SCSI硬盘上看到。当然随着存储技术及高速存储器价格的降低，IDE硬盘的数据缓存增加到了256KB，而接下来就是512KB了，目前主流的IDE硬盘数据缓存则为2MB。

 

    从上面的硬盘历史发展中，可以看出硬盘总是朝着容量更大、速度更多、运行更稳定的方向发展得，以前是这样，现在也是这样，将来也必然是这样。