一G数据一寸金 由浅及深解析硬盘维护之道

    【驱动中国评测】硬件频道1月19日 俗话说“爱屋及乌”，如果我们宁肯花一夜的时间盯着BT的下载速度，而不愿顾及硬盘使用维护，那么到头来一夜的倾注可能就付之东流。所以对于整台电脑的数据中心--硬盘而言，平日的维护知识及使用维护非常必要，如果哪天伺候不好，硬盘罢工，到头来损失的可不仅仅是那几百块钱。接下来我们将一起由浅到深的探讨硬盘的维护，让我们的硬盘能够好好的为我们服务，寿终正寝。

●硬盘的主要部件

盘片：

硬盘盘片是将磁粉附着在铝合金（新材料也有用玻璃）圆盘片的表面上。这些磁粉被划分成称为磁道的若干个同心圆，在每个同心圆的磁道上就好像有无数个任意排列的小磁铁，它们分别代表着0和1的状态。当这些小磁铁受到来自磁头的磁力影响时，其排列的方向会随之改变。利用磁头的磁力控制来指定这些小磁铁方向，使每个小磁铁都可以用来储存信息。

盘体：

    硬盘的盘体由多个盘片组成，这些盘片重叠在一起放在一个密封的盒中，它们在主轴电机的带动下以很高的速度旋转。

磁头：

现在的磁头大多由多组磁头组合而成。一般分读取组和写入组。硬盘的磁头用来读取或者修改盘片上磁性物质的状态，一般说来，每一个磁面都会有一个磁头，从最上面开始，从0开始编号。磁头在停止工作时，与磁盘是接触的，但是在工作时呈飞行状态。磁头采取在盘片的着陆区接触式启停的方式，着陆区不存放任何数据，磁头在此区域启停，所以不存在损伤任何数据的问题。读取数据时，盘片高速旋转，由于对磁头运动采取了精巧的空气动力学设计，此时磁头处于离盘面数据区0.2--0.3um高度的“飞行状态”。既不与盘面接触造成磨损，又能可靠的读取数据。

电机：

    硬盘内电机有主轴电机和寻道电机。硬盘内的电机都为无刷电机，在高速轴承支撑下机械磨损很小，可以长时间连续工作。高速旋转的盘体产生了明显的陀螺效应，所以工作中的硬盘不宜运动（或振动），否则将加重轴承的工作负荷。硬盘磁头的寻道电机多采用音圈式旋转或者直线运动步进电机，能精确地跟踪并定位盘片的磁道，所以在硬盘工作时不要有冲击碰撞，搬动时要小心轻放。

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●硬盘的工作原理

现在的硬盘,无论是IDE还是SCSI,采用的都是“温彻思特”技术,都有以下特点：

    1.磁头，盘片及运动机构密封。

    2.固定并高速旋转的镀磁盘片表面平整光滑。

    3.磁头沿盘片径向移动。

    4.磁头对盘片接触式启停，但工作时呈飞行状态不与盘片直接接触。因而磁头和数据区是不会有接触的，所以不存在因磁头的停启而损伤数据问题。

    5.主轴电机转速。一开机硬盘就处于旋转状态。主轴电机的旋转，将用户需要存取的资料所在的扇区带到磁头下方，所以转速在很大程度上决定着硬盘的最终速度，它是根据硬盘的各种技术参数决定的，现在笔记本的在5400圈每分钟及以上。家用台式机在7200圈每分钟及以上，服务器类的在10000圈左右。不论你使用什么操作系统或软件，只要一通电，它们就在转。即使使用某些软件后。数据读写量加大，但硬盘的最大转速上限是固定的。

    6.寻道电机支持磁头的读取数据运动，呈悬浮状，是左右来回移动的，而且幅度很小，从盘片的最内层（着陆区）启动，慢慢移动到最外层，再慢慢移动回来，一个磁道再到另一个磁道来寻找数据。寻道时间越短读取速度自然就快，但这个时间不是由系统或软件来最终决定，而同样是硬盘的固定技术参数，有上限值。用毫秒（ms）计。5ms--10ms之间的主流产品其性能差异不大。不会存在有人理解的什么大幅度跳跃（又不是青蛙）。所以它的磨损几乎是可以忽略不记的。不论用什么软件，都不可能突破他的上限值，从而就保证硬盘在技术允许的安全状态下工作。也就不存在软件损坏硬盘之说。

    7.缓存大小。单位MB。也是硬盘固定参数。其主要作用是平衡内部与外部的传输速率。为了减少主机等待时间，硬盘会将读取的资料先存入缓冲区，等缓冲区填满后，再以接口速率快速向主机发送一次写入硬盘。现在主流硬盘的缓存在2MB--8MB之间，并且有了预读，写缓存，读缓存，分段式缓存等功能。

●热量的产生 

    1.是由主轴电机和寻道电机的旋转产生，更主要的是寻道电机。硬盘的温度主要是来自这里。而噪音基本由寻道电机产生。

    2.高速旋转的盘体和空气之间的摩擦。这个也是主要因素。而硬盘的读写？很遗憾，它的发热量是完全可以忽略不记！

    3.硬盘的读操作，是盘片上磁场的变化影响到磁头的电阻值,这个过程中盘片不会发热，磁头倒是因为电流发生变化，所以会有一点热量产生。但也很小。

    4.写操作呢？正好反过来，通过磁头的电流强度不断发生变化，影响到盘片上的磁场，这一过程因为用到电磁感应，所以磁头发热量较大。但是盘片本身是不会发热的，因为盘片上的永磁体是冷性的，不会因为磁场变化而发热。但是总的来说，磁头的发热量和前面两个比起来，是小巫见大巫了。热量是可以辐射传导的，那么高热量对盘片上的永磁体会不会有伤害呢？其实伤害是很小的，永磁体消磁的温度，远远高于硬盘正常情况下产生的温度。当然，要是你的机箱散热不好，那可就是另外一回事了。

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●几个说法质疑

    1.“高温将损伤永磁体，导致读写错误”。情况应该是：高温影响到磁头的电阻感应灵敏度，所以才会产生读写错误，和永磁体没有关系。

    2.“高温产生热膨胀，拉近盘片和磁头的距离”。情况应该是：磁头所呈现的飞行状态是空气动力学原理，在正常情况下始终和盘片保持一定距离。如真有那么高的温度让磁头和盘片因膨胀而接近，那么在它们接近之前，机箱已熔化。

    3.“某些软件的使用导致硬盘在读写时的磁头反复寻道和复位操作，从而损伤硬盘”。所谓寻道是指硬盘从初使位置移动到指定磁道。所谓的复位动作，并不是经常发生的。因为磁道的物理位置是存放在CMOS里面，硬盘并不需要移动回0磁道再重新出发。除非你重新启动电脑，不然复位动作就不会再发生。

    4.“某某硬盘与某某硬盘的差别太大”。SCSI，IDE，SATA，ATA，CF卡等指的是硬盘的接口类型，虽然硬盘接口类型有多种，但个人电脑中使用较为广泛的是IDE，ATA，SATA接口硬盘。而SCSI这种接口则主要用在中高端服务器/工作站领域。CF卡用于超微小硬盘。由于各种接口硬盘所面向的领域不同，就不宜简单比较。倒是SATA接口的硬盘比IDE接口的硬盘具备一些优势。IDE硬盘和SCSI硬盘的盘体结构是差不多的。只是SCSI硬盘的接口带宽比同时代的IDE硬盘要大，而且SCSI会有一个类似CPU的东西来减缓主CPU的占用率。SCSI硬盘的转速在10000圈每分钟左右。仅此而已，所以希捷才会把它的SCSI硬盘的技术用在IDE硬盘上。

    5.“某些下载软件（P2P技术)或播放软件会损伤硬盘”。硬盘的读写是以柱面的扇区为单位的。柱面也就是整个盘体中所有磁面的半径相同的同心磁道，而把每个磁道划分为若干个区就是所谓的扇区了。硬盘的写操作，是先写满一个扇区，再写同一柱面的下一个扇区的，在一个柱面完全写满前，磁头是不会移动到别的磁道上的。所以文件在硬盘上的存储，并不是像一般人的认为，是连续存放在一起的（从使用者来看是存放在一起，但是从操作系统底层来看，其存放不是连续的）。所以某个下载程序开了再多的线程，磁头的寻道一般都不会比你一边玩游戏一边欣赏音乐大。当然，这种情况只是单纯的下载或者上传而已，但是其实在这个过程中，谁能保证自己不会启动其它需要读写硬盘的软件？可能很多人都喜欢一边下载一边玩游戏或者听音乐吧？更不用说Windows本身就需要频繁读写虚拟内存文件了。所以，用快车下载也好，用BT下载也好，或用什么播放器也好，对硬盘的折磨和平时相比不会增加多少。

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●硬盘的保护

    1.先说说FlashGet为什么开太多线程会不好和BT为什么硬盘读写频繁。首先，线程一多，cpu的占用率就高，换页动作也就频繁，从而虚拟内存读写频繁。BT呢？同时从几个人那里下载一个文件，还有几个人同时在下载你的文件，这和FlashGet开多线程是类似的。所以硬盘灯猛闪。但是，要明白，现在广泛使用的硬盘是有缓存的，数据下载是并不是马上就写到硬盘上，而是先存放在缓存里面，然后到一定量了再一次性写入硬盘。这就是硬盘的缓存保护技术。在下载程序里不论怎么设置，其实都是先写到缓存里面的。但是这个过程也是需要CPU干预的，所以设置时间太短，CPU占用率也高，所以硬盘灯也还是猛闪的，因为虚拟文件在读写。

    2.硬盘读写频繁，磁头臂在寻道电机的驱动下移动频繁，但是对机械来说这点耗损 ，虽有，其实不大。除非你的硬盘本身就有机械故障比如力臂变形之类的（水货最常见的故障）。真正耗损在于磁头，不断变化的电流会造成它的老化，但是和它的寿命(连续无故障时间）相比应该也是在合理范围内的。除非因为震动，磁头撞击到了盘体。

    3.受高温影响的最严重的是机械的电路，特别是硬盘外面的那块电路板，上面的集成块在高温下会加速老化的。所以有的硬盘似乎是坏道重重不能用了，而换一块电路板后，又可以继续使用，好像坏道也不见了，就是这个理由吧！

    4.硬盘会因为环境不好和保养不当而影响寿命，但是这绝对不是软件的错。FLASHGET也好，BT也好，FTP也好，它们虽然对硬盘的读写频繁，但是还不至于比你一般玩游戏一般听音乐对硬盘伤害大。说得更加明白的话，软件对硬盘的所谓耗损，其实完全可以忽略不计。不要因为看见硬盘灯猛闪，就在那里担心猜测。看看那些提供WEB服务和FTP服务的服务器，一些管理部门的计算机，它们的硬盘读写之大，绝非平常玩游戏，下软件的硬盘可以比的。

    5.硬盘有一个参数叫做“连续无故障时间”（注意到是指“连续”）。它是指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间，单位是小时，英文简写是MTBF。一般硬盘的MTBF至少在30000--40000小时之间。具体参数可以看硬盘厂商的参数说明。这个连续无故障时间，大家可以自己算一下，看看是多少年。然后自己再想想，自己的硬盘平时连续工作最久是多长时间。我有几个朋友使用的机器，已经连续开机1年了，除了中途有几次关机十几分钟来清理灰尘外，从来没有停过。另外还有三台使用SCSI硬盘的服务器，是连续两年没有停过了，硬盘的发热量绝非平常IDE硬盘可比（1万转的硬盘啊）。所以，个人普通用途的电脑完全没必要相信那些关于损伤硬盘的种种传说。

    6.硬盘最好不要买水货或者返修货。水货主要是在运输过程中非常不安全，虽然从表面上看来似乎无损伤，但是有可能在运输过程中因为各种因素而对机械体造成损伤。返修货就更加不用说了。老实说，那些埋怨硬盘容易损坏的人，看看自己的硬盘是否就是这些货色。

    7.硬盘的工作环境是需要整洁的，特别是注意不要在频繁断电和灰尘很多的环境下使用硬盘。机箱要每隔半年左右要清理一下灰尘。

    8.硬盘的机械最怕震动。所以环境要好，特别是机箱要牢固，以免发生共振或共振太大。电脑桌也不要摇摇晃晃的。要移动机箱时一定要停机断电。

    9.要经常整理硬盘碎片。这里有一个大多数人的误解，都以为硬盘碎片会加大硬盘耗损，其实不是这样的。硬盘碎片的增多本身只是会让硬盘读写所花时间比碎片少的时候多而已，对硬盘的耗损是可以忽略的（我在这里只说一个事实，目前网络上的服务器，它们用得最多的操作系统是UNIX，但是在UNIX下面是没有磁盘碎片整理软件的。就连微软的NT4,本身也是没有的）。不过，因为磁盘碎片增多磁头频繁的移动，造成读写时间的加大，所以CPU的换页动作也就频繁了，而造成虚拟文件（在这里其实准确的说法是换页文件）读写频繁，从而加重硬盘磁头寻道的负荷。这才是硬盘碎片的坏处。还有一个误解是频繁整理磁盘碎片会损伤磁盘。首先说明的是谁也不会一天没事就去整理磁盘。常规一般也就两三个月整理一次，或者频繁地进行了大量的安装卸载操作之后，或进行了一些故意“损害”性测试之后。整理是用软件对文件进行操作，不存在损伤硬盘之说，即使真的有那么一点点，如前文所述，是完全可以忽略不计的。不必担心。

    10.定期检查并修正硬盘上的错误。定期使用Windows系统自带的Chkdsk命令对硬盘中的逻辑错误进行检查和修理。一般半年左右列行检查一次。平时若发现磁盘有点不好时也可查一下。虽然Windows的这个命令工具没有第三方的强大，但安全有效。

    11.在硬盘读写时尽量避免忽然断电，冷启动和做其他加重CPU负荷的事情（比如在玩大型游戏时欣赏音乐，或者在较高速度下载时玩大型3D游戏），这些对硬盘的伤害比一般人想象中还要大。

    12.重装系统时，尽可能使用系统安装盘的格式化程序来格式化系统区。系统安装盘在安装过程中对分区的格式化操作。有时会莫名其妙的修复一些磁盘上的小问题。

    13.硬盘一旦安装使用正常，要尽量避免插拔硬盘的数据线和电源连接线。硬盘与其它设备的连接线可供插拔的次数是有限的（具体的次数未验证或未见权威报道）。所以能不插拔就尽量不动它。虽然SATA v2.0及以上版本的技术已经支持热插拔，但还要主板也支持才行。而且即使硬盘和主板都支持了热插拔，还有一个系统和操作技巧问题。总之，只要正常使用硬盘，硬盘是不会那么快就和我们说BYEBYE的。当然，如果是硬盘本身的质量就不行，那就无话可说了。