一、CPU術語解釋
3DNow!: (3D no waiting)AMD公司開發的SIMD指令集,可以增強浮點和多媒體運算的速度,它的指令數為21條。
ALU: (Arithmetic Logic Unit,算術邏輯單元)在處理器之中用于計算的那一部分,與其同級的有數據傳輸單元和分支單元。
BGA:(Ball Grid Array,球狀矩陣排列)一種芯片封裝形式,例:82443BX。
BHT: (branch prediction table,分支預測表)處理器用于決定分支行動方向的數值表。
BPU:(Branch Processing Unit,分支處理單元)CPU中用來做分支處理的那一個區域。
Brach Pediction: (分支預測)從P5時代開始的一種先進的數據處理方法,由CPU來判斷程序分支的進行方向,能夠更快運算速度。
CMOS: (Complementary Metal Oxide Semiconductor,互補金屬氧化物半導體)它是一類特殊的芯片,最常見的用途是主板的BIOS(Basic Input/Output System,基本輸入/輸出系統)。
CISC: (Complex Instruction Set Computing,復雜指令集計算機)相對于RISC而言,它的指令位數較長,所以稱為復雜指令。如:x86指令長度為87位。
COB: (Cache on board,板上集成緩存)在處理器卡上集成的緩存,通常指的是二級緩存,例:奔騰II
COD: (Cache on Die,芯片內集成緩存)在處理器芯片內部集成的緩存,通常指的是二級緩存,例:PGA賽揚370
CPGA: (Ceramic Pin Grid Array,陶瓷針型柵格陣列)一種芯片封裝形式。
CPU: (Center Processing Unit,中央處理器)計算機系統的大腦,用于控制和管理整個機器的運作,并執行計算任務。
Data Forwarding: (數據前送)CPU在一個時鐘周期內,把一個單元的輸出值內容拷貝到另一個單元的輸入值中。
Decode: (指令解碼)由于X86指令的長度不一致,必須用一個單元進行“翻譯”,真正的內核按翻譯后要求來工作。
EC: (Embedded Controller,嵌入式控制器)在一組特定系統中,新增到固定位置,完成一定任務的控制裝置就稱為嵌入式控制器。
Embedded Chips: (嵌入式)一種特殊用途的CPU,通常放在非計算機系統,如:家用電器。
EPIC: (explicitly parallel instruction code,并行指令代碼)英特爾的64位芯片架構,本身不能執行x86指令,但能通過譯碼器來兼容舊有的x86指令,只是運算速度比真正的32位芯片有所下降。
FADD: (Floationg Point Addition,浮點加)FCPGA(Flip Chip Pin Grid Array,反轉芯片針腳柵格陣列)一種芯片封裝形式,例:奔騰III 370。
FDIV: (Floationg Point Divide,浮點除)FEMMS(Fast Entry/Exit Multimedia State,快速進入/退出多媒體狀態) 在多能奔騰之中,MMX和浮點單元是不能同時運行的。新的芯片加快了兩者之間的切換,這就是FEMMS。
FFT: (fast Fourier transform,快速熱歐姆轉換)一種復雜的算法,可以測試CPU的浮點能力。
FID: (FID:Frequency identify,頻率鑒別號碼)奔騰III通過ID號來檢查CPU頻率的方法,能夠有效防止Remark。
FIFO: (First Input First Output,先入先出隊列)這是一種傳統的按序執行方法,先進入的指令先完成并引退,跟著才執行第二條指令。
FLOP: (Floating Point Operations Per Second,浮點操作/秒)計算CPU浮點能力的一個單位。
FMUL: (Floationg Point Multiplication,浮點乘)
FPU: (Float Point Unit,浮點運算單元)FPU是專用于浮點運算的處理器,以前的FPU是一種單獨芯片,在486之后,英特爾把FPU與集成在CPU之內。
FSUB: (Floationg Point Subtraction,浮點減)
HL-PBGA: (表面黏著、高耐熱、輕薄型塑膠球狀矩陣封裝)一種芯片封裝形式。
IA: (Intel Architecture,英特爾架構)英特爾公司開發的x86芯片結構。
ID: (identify,鑒別號碼)用于判斷不同芯片的識別代碼。
IMM: (Intel Mobile Module,英特爾移動模塊)英特爾開發用于筆記本電腦的處理器模塊,集成了CPU和其它控制設備。
Instructions Cache: (指令緩存)由于系統主內存的速度較慢,當CPU讀取指令的時候,會導致CPU停下來等待內存傳輸的情況。指令緩存就是在主內存與CPU之間增加一個快速的存儲區域,即使CPU未要求到指令,主內存也會自動把指令預先送到指令緩存,當CPU要求到指令時,可以直接從指令緩存中讀出,無須再存取主內存,減少了CPU的等待時間。
Instruction Coloring: (指令分類)一種制造預測執行指令的技術,一旦預測判斷被相應的指令決定以后,處理器就會相同的指令處理同類的判斷。
Instruction Issue: (指令發送)它是第一個CPU管道,用于接收內存送到的指令,并把它發到執行單元。IPC(Instructions Per Clock Cycle,指令/時鐘周期)表示在一個時鐘周期用可以完成的指令數目。
KNI: (Katmai New Instructions,Katmai新指令集,即SSE) Latency(潛伏期)從字面上了解其含義是比較困難的,實際上,它表示完全執行一個指令所需的時鐘周期,潛伏期越少越好。嚴格來說,潛伏期包括一個指令從接收到發送的全過程,F今的大多數x86指令都需要約5個時鐘周期,但這些周期之中有部分是與其它指令交迭在一起的(并行處理),因此CPU制造商宣傳的潛伏期要比實際的時間長。
LDT: (Lightning Data Transport,閃電數據傳輸總線)K8采用的新型數據總線,外頻在200MHz以上。
MMX: (MultiMedia Extensions,多媒體擴展指令集)英特爾開發的最早期SIMD指令集,可以增強浮點和多媒體運算的速度。
MFLOPS: (Million Floationg Point/Second,每秒百萬個浮點操作)計算CPU浮點能力的一個單位,以百萬條指令為基準。
NI: (Non-Intel,非英特爾架構)
除了英特爾之外,還有許多其它生產兼容x86體系的廠商,由于專利權的問題,它們的產品和英特爾系不一樣,但仍然能運行x86指令。
OLGA: (Organic Land Grid Array,基板柵格陣列)一種芯片封裝形式。
OoO: (Out of Order,亂序執行)Post-RISC芯片的特性之一,能夠不按照程序提供的順序完成計算任務,是一種加快處理器運算速度的架構。
PGA: (Pin-Grid Array,引腳網格陣列)一種芯片封裝形式,缺點是耗電量大。
Post-RISC: 一種新型的處理器架構,它的內核是RISC,而外圍是CISC,結合了兩種架構的優點,擁有預測執行、處理器重命名等先進特性,如:Athlon。
PSN: (Processor Serial numbers,處理器序列號)標識處理器特性的一組號碼,包括主頻、生產日期、生產編號等。
PIB: (Processor In a Box,盒裝處理器)CPU廠商正式在市面上發售的產品,通常要比OEM(Original Equipment Manufacturer,原始設備制造商)廠商流通到市場的散裝芯片貴,但只有PIB擁有廠商正式的保修權利。
PPGA: (Plastic Pin Grid Array,塑膠針狀矩陣封裝)一種芯片封裝形式,缺點是耗電量大。
PQFP: (Plastic Quad Flat Package,塑料方塊平面封裝)一種芯片封裝形式。
RAW: (Read after Write,寫后讀)這是CPU亂序執行造成的錯誤,即在必要條件未成立之前,已經先寫下結論,導致最終結果出錯。
Register Contention: (搶占寄存器)當寄存器的上一個寫回任務未完成時,另一個指令征用此寄存器時出現的沖突。
Register Pressure: (寄存器不足)軟件算法執行時所需的寄存器數目受到限制。對于X86處理器來
說,寄存器不足已經成為了它的最大特點,因此AMD才想在下一代芯片K8之中,增加寄存器的數量。
Register Renaming: (寄存器重命名)把一個指令的輸出值重新定位到一個任意的內部寄存器。在x86架構中,這類情況是常常出現的,如:一個fld或fxch或mov指令需要同一個目標寄存器時,就要動用到寄存器重命名。
Remark: (芯片頻率重標識)芯片制造商為了方便自己的產品定級,把大部分CPU都設置為可以自由調節倍頻和外頻,它在同一批CPU中選出好的定為較高的一級,性能不足的定位較低的一級,這些都在工廠內部完成,是合法的頻率定位方法。但出廠以后,經銷商把低檔的CPU超頻后,貼上新的標簽,當成高檔CPU賣的非法頻率定位則稱為Remark。因為生產商有權力改變自己的產品,而經銷商這樣做就是侵犯版權,不要以為只有軟件才有版權,硬件也有版權呢。
Resource contention: (資源沖突)當一個指令需要寄存器或管道時,它們被其它指令所用,處理器不能即時作出回應,這就是資源沖突。
Retirement: (指令引退)當處理器執行過一條指令后,自動把它從調度進程中去掉。如果僅是指令完成,但仍留在調度進程中,亦不算是指令引退。
RISC: (Reduced Instruction Set Computing,精簡指令集計算機)一種指令長度較短的計算機,其運行速度比CISC要快。
SEC: (Single Edge Connector,單邊連接器)一種處理器的模塊,如:奔騰II。
SIMD: (Single Instruction Multiple Data,單指令多數據流)能夠復制多個操作,并把它們打包在大型寄存器的一組指令集,例:3DNow!、SSE。
SiO2F: (Fluorided Silicon Oxide,二氧氟化硅)制造電子元件才需要用到的材料。
SOI: (Silicon on insulator,絕緣體硅片)SONC(System on a chip,系統集成芯片)在一個處理器中集成多種功能,如:Cyrix MediaGX。
SPEC: (System Performance Evaluation Corporation,系統性能評估測試)測試系統總體性能的Benchmark。
Speculative execution: (預測執行)一個用于執行未明指令流的區域。當分支指令發出之后,傳統處理器在未收到正確的反饋信息之前,是不能做任何工作的,而具有預測執行能力的新型處理器,可以估計即將執行的指令,采用預先計算的方法來加快整個處理過程。
SQRT: (Square Root Calculations,平方根計算)一種復雜的運算,可以考驗CPU的浮點能力。
SSE: (Streaming SIMD Extensions,單一指令多數據流擴展)英特爾開發的第二代SIMD指令集,有70條指令,可以增強浮點和多媒體運算的速度。
Superscalar: (超標量體系結構)在同一時鐘周期可以執行多條指令流的處理器架構。
TCP: (Tape Carrier Package,薄膜封裝)一種芯片封裝形式,特點是發熱小。
Throughput: (吞吐量)它包括兩種含義:
第一種:執行一條指令所需的最少時鐘周期數,越少越好。執行的速度越快,下一條指令和它搶占資源的機率也越少。
第二種:在一定時間內可以執行最多指令數,當然是越大越好。
TLBs: (Translate Look side Buffers,翻譯旁視緩沖器)用于存儲指令和輸入/輸出數值的區域。
VALU: (Vector Arithmetic Logic Unit,向量算術邏輯單元)在處理器中用于向量運算的部分。
VLIW: (Very Long Instruction Word,超長指令字)一種非常長的指令組合,它把許多條指令連在一起,增加了運算的速度。
VPU: (Vector Permutate Unit,向量排列單元)在處理器中用于排列數據的部分。
二、硬盤術語解釋
硬盤的轉速(Rotationl Speed): 也就是硬盤電機主軸的轉速,轉速是決定硬盤內部傳輸率的關鍵因素之一,它的快慢在很大程度上影響了硬盤的速度,同時轉速的快慢也是區分硬盤檔次的重要標志之一。硬盤的主軸馬達帶動盤片高速旋轉,產生浮力使磁頭飄浮在盤片上方。要將所要存取資料的扇區帶到磁頭下方,轉速越快,等待時間也就越短。因此轉速在很大程度上決定了硬盤的速度。目前市場上常見的硬盤轉速一般有5400rpm、7200rpm、甚至10000rpm。理論上,轉速越快越好。因為較高的轉速可縮短硬盤的平均尋道時間和實際讀寫時間。可是轉速越快發熱量越大,不利于散熱,F在的主流硬盤轉速一般為7200rpm以上。
隨著硬盤容量的不斷增大,硬盤的轉速也在不斷提高。然而,轉速的提高也帶來了磨損加劇、溫度升高、噪聲增大等一系列負面影響。于是,應用在精密機械工業上的液態軸承馬達(Fluid dynamic bearing motors)便被引入到硬盤技術中。液態軸承馬達使用的是黏膜液油軸承,以油膜代替滾珠。這樣可以避免金屬面的直接磨擦,將噪聲及溫度被減至最低;同時油膜可有效吸收震動,使抗震能力得到提高;更可減少磨損,提高壽命。
平均尋道時間(Average seek time):指硬盤在盤面上移動讀寫頭至指定磁道尋找相應目標數據所用的時間,它描述硬盤讀取數據的能力,單位為毫秒。當單碟片容量增大時,磁頭的尋道動作和移動距離減少,從而使平均尋道時間減少,加快硬盤速度。目前市場上主流硬盤的平均尋道時間一般在9ms以下,大于10ms的硬盤屬于較早的產品,一般不值得購買。
平均潛伏時間(Average latency time): 指當磁頭移動到數據所在的磁道后,然后等待所要的數據塊繼續轉動到磁頭下的時間,一般在2ms-6ms之間。
平均訪問時間(Average access time): 指磁頭找到指定數據的平均時間,通常是平均尋道時間和平均潛伏時間之和。平均訪問時間最能夠代表硬盤找到某一數據所用的時間,越短的平均訪問時間越好,一般在11ms-18ms之間。注意:現在不少硬盤廣告之中所說的平均訪問時間大部分都是用平均尋道時間所代替的。
突發數據傳輸率(Burst data transfer rate):指的是電腦通過數據總線從硬盤內部緩存區中所讀取數據的最高速率。也叫外部數據傳輸率(External data transfer rate)。目前采用UDMA/66技術的硬盤的外部傳輸率已經達到了66.6MB/s。
最大內部數據傳輸率(Internal data transfer rate): 指磁頭至硬盤緩存間的最大數據傳輸率,一般取決于硬盤的盤片轉速和盤片數據線密度(指同一磁道上的數據間隔度)。也叫持續數據傳輸率(sustained transfer rate)。一般采用UDMA/66技術的硬盤的內部傳輸率也不過25-30MB/s,只有極少數產品超過30MB/s,由于內部數據傳輸率才是系統真正的瓶頸,因此大家在購買時要分清這兩個概念。不過一般來講,硬盤的轉速相同時,單碟容量大的內部傳輸率高;在單碟容量相同時,轉速高的硬盤的內部傳輸率高。
自動檢測分析及報告技術(Self-Monitoring Analysis and Report Technology,簡稱S.M.A.R.T): 現在出廠的硬盤基本上都支持S.M.A.R.T技術。這種技術可以對硬盤的磁頭單元、盤片電機驅動系統、硬盤內部電路以及盤片表面媒介材料等進行監測,當S.M.A.R.T監測并分析出硬盤可能出現問題時會及時向用戶報警以避免電腦數據受到損失。S.M.A.R.T技術必須在主板支持的前提下才能發生作用,而且S.M.A.R.T技術也不能保證能預報出所有可能發生的硬盤故障。
磁阻磁頭技術MR(Magneto-Resistive Head): MR(MAGNETO-RESITIVEHEAD)即磁阻磁頭的簡稱。MR技術可以更高的實際記錄密度、記錄數據,從而增加硬盤容量,提高數據吞吐率。目前的MR技術已有幾代產品。MAXTOR的鉆石三代/四代等均采用了最新的MR技術。磁阻磁頭的工作原理是基于磁阻效應來工作的,其核心是一小片金屬材料,其電阻隨磁場變化而變化,雖然其變化率不足2%,但因為磁阻元件連著一個非常靈敏的放大器,所以可測出該微小的電阻變化。MR技術可使硬盤容量提高40%以上。GMR(GiantMagnetoresistive)巨磁阻磁頭GMR磁頭與MR磁頭一樣,是利用特殊材料的電阻值隨磁場變化的原理來讀取盤片上的數據,但是GMR磁頭使用了磁阻效應更好的材料和多層薄膜結構,比MR磁頭更為敏感,相同的磁場變化能引起更大的電阻值變化,從而可以實現更高的存儲密度,現有的MR磁頭能夠達到的盤片密度為3Gbit-5Gbit/in2(千兆位每平方英寸),而GMR磁頭可以達到10Gbit-40Gbit/in2以上。目前GMR磁頭已經處于成熟推廣期,在今后的數年中,它將會逐步取代MR磁頭,成為最流行的磁頭技術。
緩存: 緩存是硬盤與外部總線交換數據的場所。硬盤的讀數據的過程是將磁信號轉化為電信號后,通過緩存一次次地填充與清空,再填充,再清空,一步步按照PCI總線的周期送出,可見,緩存的作用是相當重要的。在接口技術已經發展到一個相對成熟的階段的時候,緩存的大小與速度是直接關系到硬盤的傳輸速度的重要因素。目前主流硬盤的緩存主要有512KB和2MB等幾種。其類型一般是EDO DRAM或SDRAM,目前一般以SDRAM為主。根據寫入方式的不同,有寫通式和回寫式兩種。寫通式在讀硬盤數據時,系統先檢查請求指令,看看所要的數據是否在緩存中,如果在的話就由緩存送出響應的數據,這個過程稱為命中。這樣系統就不必訪問硬盤中的數據,由于SDRAM的速度比磁介質快很多,因此也就加快了數據傳輸的速度;貙懯骄褪窃趯懭胗脖P數據時也在緩存中找,如果找到就由緩存就數據寫入盤中,現在的多數硬盤都是采用的回寫式硬盤,這樣就大大提高了性能。
連續無故障時間(MTBF):指硬盤從開始運行到出現故障的最長時間。一般硬盤的MTBF至少在30000或40000小時。
部分響應完全匹配技術PRML(Partial Response Maximum Likelihood):能使盤片存儲更多的信息,同時可以有效地提高數據的讀取和數據傳輸率。是當前應用于硬盤數據讀取通道中的先進技術之一。PRML技術是將硬盤數據讀取電路分成兩段“操作流水線”,流水線第一段將磁頭讀取的信號進行數字化處理然后只選取部分“標準”信號移交第二段繼續處理,第二段將所接收的信號與PRML芯片預置信號模型進行對比,然后選取差異最小的信號進行組合后輸出以完成數據的讀取過程。PRML技術可以降低硬盤讀取數據的錯誤率,因此可以進一步提高磁盤數據密集度。
單磁道時間(Single track seek time):指磁頭從一磁道轉移至另一磁道所用的時間。
超級數字信號處理器(Ultra DSP)技術:用Ultra DSP進行數學運算,其速度較一般CPU快10到50倍。采用Ultra DSP技術,單個的DSP芯片可以同時提供處理器及驅動接口的雙重功能,以減少其它電子元件的使用,可大幅度地提高硬盤的速度和可靠性。接口技術可以極大地提高硬盤的最大外部傳輸率,最大的益處在于可以把數據從硬盤直接傳輸到主內存而不占用更多的CPU資源,提高系統性能。
硬盤表面溫度: 指硬盤工作時產生的溫度使硬盤密封殼溫度上升情況。硬盤工作時產生的溫度過高將影響薄膜式磁頭(包括MR磁頭)的數據讀取靈敏度,因此硬盤工作表面溫度較低的硬盤有更好的數據讀、寫穩定性。
全程訪問時間(Max full seek time):指磁頭開始移動直到最后找到所需要的數據塊所用的全部時間。
接口技術:口技術可極大地提高硬盤的最大外部數據傳輸率,現在普遍使用的ULTRAATA/66已大幅提高了E-IDE接口的性能,所謂UltraDMA66是指一種由Intel及Quantum公司設計的同步DMA協議。使用該技術的硬盤并配合相應的芯片組,最大傳輸速度可以由16MB/s提高到66MS/s。它的最大優點在于把CPU從大量的數據傳輸中解放出來了,可以把數據從HDD直接傳輸到主存而不占用更多的CPU資源,從而在一定程度上提高了整個系統的性能。由于采用ULTRAATA技術的硬盤整體性能比普通硬盤可提高20%~60%,所以已成為目前E-IDE硬盤事實上的標準。
SCSI硬盤的接口技術也在迅速發展。Ultra160/mSCSI被引入硬盤世界,對硬盤在高計算量應用領域的性能擴展極有裨益,處理關鍵任務的服務器、圖形工作站、冗余磁盤陣列(RAID)等設備將因此得到性能提升。從技術發展看,Ultra160/mSCSI僅僅是硬盤接口發展道路上的一環而已,200MB的光纖技術也遠未達到止境,未來的接口技術必將令今天的用戶瞠目結舌。
光纖通道技術具有數據傳輸速率高、數據傳輸距離遠以及可簡化大型存儲系統設計的優點。目前,光纖通道支持每秒200MB的數據傳輸速率,可以在一個環路上容納多達127個驅動器,局域電纜可在25米范圍內運行,遠程電纜可在10公里范圍內運行。某些專門的存儲應用領域,例如小型存儲區域網絡(SAN)以及數碼視像應用,往往需要高達每秒200MB的數據傳輸速率和強勁的聯網能力,光纖通道技術的推出正適應了這一需求。同時,其超長的數據傳輸距離,大大方便了遠程通信的技術實施。由于光纖通道技術的優越性,支持光纖界面的硬盤產品開始在市場上出現。這些產品一般是大容量硬盤,平均尋道時間短,適應于高速、高數據量的應用需求,將為中高端存儲應用提供良好保證。
IEEE1394:IEEE1394又稱為Firewire(火線)或P1394,它是一種高速串行總線,現有的IEEE1394標準支持100Mbps、200Mbps和400Mbps的傳輸速率,將來會達到800Mbps、1600Mbps、3200Mbps甚至更高,如此高的速率使得它可以作為硬盤、DVD、CD-ROM等大容量存儲設備的接口。IEEE1394將來有望取代現有的SCSI總線和IDE接口,但是由于成本較高和技術上還不夠成熟等原因,目前仍然只有少量使用IEEE1394接口的產品,硬盤就更少了。
硬盤:英文“hard-disk”簡稱HD 。是一種儲存量巨大的設備,作用是儲存計算機運行時需要的數據。計算機的硬盤主要由碟片、磁頭、磁頭臂、磁頭臂服務定位系統和底層電路板、數據保護系統以及接口等組成。 計算機硬盤的技術指標主要圍繞在盤片大小、盤片多少、單碟容量、磁盤轉速、磁頭技術、服務定位系統、接口、二級緩存、噪音和S.M.A.R.T. 等參數上。
碟片:硬盤的所有數據都存儲在碟片上,碟片是由硬質合金組成的盤片,現在還出現了玻璃盤片。目前的硬盤產品內部盤片大小有:5.25,3.5,2.5和1.8英寸(后兩種常用于筆記本及部分袖珍精密儀器中,現在臺式機中常用3.5英寸的盤片)。
磁頭:硬盤的磁頭是用線圈纏繞在磁芯上制成的,最初的磁頭是讀寫合一的,通過電流變化去感應信號的幅度。對于大多數計算機來說,在與硬盤交換數據的過程中,讀操作遠遠快于寫操作,而且讀/寫是兩種不同特性的操作,這樣就促使硬盤廠商開發一種讀/寫分離磁頭。在1991年,IBM提出了它基于磁阻(MR)技術的讀磁頭技術――各項異性磁 ,磁頭在和旋轉的碟片相接觸過程中,通過感應碟片上磁場的變化來讀取數據。在硬盤中,碟片的單碟容量和磁頭技術是相互制約、相互促進的。
AMR(Anisotropic Magneto Resistive,AMR):一種磁頭技術,AMR技術可以支持3.3GB/平方英寸的記錄密度,在1997年AMR是當時市場的主流技術。
GMR(Giant Magneto Resistive,巨磁阻):比AMR技術磁頭靈敏度高2倍以上,GMR磁頭是由4層導電材料和磁性材料薄膜構成的:一個傳感層、一個非導電中介層、一個磁性的栓層和一個交換層。前3個層控制著磁頭的電阻。在栓層中,磁場強度是固定的,并且磁場方向被相臨的交換層所保持。而且自由層的磁場強度和方向則是隨著轉到磁頭下面的磁盤表面的微小磁化區所改變的,這種磁場強度和方向的變化導致明顯的磁頭電阻變化,在一個固定的信號電壓下面,就可以拾取供硬盤電路處理的信號。
OAW(光學輔助溫式技術):希捷正在開發的OAW是未來磁頭技術發展的方向,OAW技術可以在1英寸寬內寫入105000以上的磁道,單碟容量有望突破36GB。單碟容量的提高不僅可以提高硬盤總容量、降低平均尋道時間,還可以降低成本、提高性能。
PRML(局部響應最大擬然,Partial Response Maximum Likelihood):除了磁頭技術的日新月異之外,磁記錄技術也是影響硬盤性能非常關鍵的一個因素。當磁記錄密度達到某一程度后,兩個信號之間相互干擾的現象就會非常嚴重。為了解決這一問題,人們在硬盤的設計中加入了PRML技術。PRML讀取通道方式可以簡單地分成兩個部分。首先是將磁頭從盤片上所讀取的信號加以數字化,并將未達到標準的信號加以舍棄,而沒有將信號輸出。這個部分便稱為局部響應。最大擬然部分則是拿數字化后的信號模型與PRML芯片本身的信號模型庫加以對比,找出最接近、失真度最小的信號模型,再將這些信號重新組合而直接輸出數據。使用PRML方式,不需要像脈沖檢測方式那樣高的信號強度,也可以避開因為信號記錄太密集而產生的相互干擾的現象。 磁頭技術的進步,再加上目前記錄材料技術和處理技術的發展,將使硬盤的存儲密度提升到每平方英寸10GB以上,這將意味著可以實現40GB或者更大的硬盤容量。
間隔因子:硬盤磁道上相鄰的兩個邏輯扇區之間的物理扇區的數量。因為硬盤上的信息是以扇區的形式來組織的,每個扇區都有一個號碼,存取操作要通過這個扇區號,所以使用一個特定的間隔因子來給扇區編號而有助于獲取最佳的數據傳輸率。
著陸區(LZ):為使硬盤有一個起始位置,一般指定一個內層柱面作為著陸區,它使硬盤磁頭在電源關閉之前;卦瓉淼奈恢。著陸區不用來存儲數據,因些可避免磁頭在開、關電源期間緊急降落時所造成數據的損失。目前,一般的硬盤在電源關閉時會自動將磁頭停在著陸區,而老式的硬盤需執行PARK命令才能將磁頭歸位。
反應時間:指的是硬盤中的轉輪的工作情況。反應時間是硬盤轉速的一個最直接的反應指標。5400RPM的硬盤擁有的是5.55 MS的反應時間,而7200RPM的可以達到4.17 MS。反應時間是硬盤將利用多長的時間完成第一次的轉輪旋轉。如果我們確定一個硬盤達到120周旋轉每秒的速度,那么旋轉一周的時間將是1/120即0.008333秒的時間。如果我們的硬盤是0.0041665秒每周的速度,我們也可以稱這塊硬盤的反應時間是4.17 ms(1ms=1/1000每秒)。
平均潛伏期(average latency):指當磁頭移動到數據所在的磁道后,然后等待所要的數據塊繼續轉動(半圈或多些、少些)到磁頭下的時間,單位為毫秒(ms)。平均潛伏期是越小越好,潛伏期小代表硬盤的讀取數據的等待時間短,這就等于具有更高的硬盤數據傳輸率。
道至道時間(single track seek):指磁頭從一磁道轉移至另一磁道的時間,單位為毫秒(ms)。
全程訪問時間(max full seek):指磁頭開始移動直到最后找到所需要的數據塊所用的全部時間,單位為毫秒(ms)。
外部數據傳輸率:通稱突發數據傳輸率(burst data transfer rate):指從硬盤緩沖區讀取數據的速率,常以數據接口速率代替,單位為MB/S。目前主流硬盤普通采用的是Ultra ATA/66,它的最大外部數據率即為66.7MB/s,2000年推出的Ultra ATA/100,理論上最大外部數據率為100MB/s,但由于內部數據傳輸率的制約往往達不到這么高。
主軸轉速:是指硬盤內電機主軸的轉動速度,目前ATA(IDE)硬盤的主軸轉速一般為5400-7200rpm,主流硬盤的轉速為7200RPM,至于SCSI硬盤的主軸轉速可達一般為7200-10,000RPM,而最高轉速的SCSI硬盤轉速高達15,000RPM。
數據緩存:指在硬盤內部的高速存儲器,在電腦中就象一塊緩沖器一樣將一些數據暫時性的保存起來以供讀取和再讀取。目前硬盤的高速緩存一般為512KB-2MB,目前主流ATA硬盤的數據緩存為2MB,而在SCSI硬盤中最高的數據緩存現在已經達到了16MB。對于大數據緩存的硬盤在存取零散文件時具有很大的優勢。
硬盤表面溫度:它是指硬盤工作時產生的溫度使硬盤密封殼溫度上升情況。硬盤工作時產生的溫度過高將影響磁頭的數據讀取靈敏度,因此硬盤工作表面溫度較低的硬盤有更好的數據讀、寫穩定性。
MTBF(連續無故障時間):它指硬盤從開始運行到出現故障的最長時間,單位是小時。一般硬盤的MTBF至少在30000或40000小時。
S.M.A.R.T.(自監測、分析、報告技術):這是現在硬盤普遍采用的數據安全技術,在硬盤工作的時候監測系統對電機、電路、磁盤、磁頭的狀態進行分析,當有異常發生的時候就會發出警告,有的還會自動降速并備份數據。
DPS(數據保護系統):昆騰在火球八代硬盤中首次內建了DPS,在硬盤的前300MB內存放操作系統等重要信息,DPS可在系統出現問題后的90秒內自動檢測恢復系統數據,若不行則用DPS軟盤啟動后它會自動分析故障,盡量保證數據不丟失。
數據衛士:是西部數據(WD)特有的硬盤數據安全技術,此技術可在硬盤工作的空余時間里自動每8個小時自動掃描、檢測、修復盤片的各扇區。
MaxSafe:是邁拓在金鉆二代上應用的技術,它的核心是將附加的ECC校驗位保存在硬盤上,使讀寫過程都經過校驗以保證數據的完整性。
DST:驅動器自我檢測技術,是希捷公司在自己硬盤中采用的數據安全技術,此技術可保證保存在硬盤中數據的安全性。
DFT:驅動器健康檢測技術,是IBM公司在自己硬盤中采用的數據安全技術,此技術同以上幾種技術一樣可極大的提高數據的安全性。
噪音與防震技術:硬盤主軸高速旋轉時不可避免的產生噪音,并會因金屬磨擦而產生磨損和發熱問題,“液態軸承馬達”就可以解決這一問題。它使用的是黏膜液油軸承,以油膜代替滾珠,可有效地降低以上問題。同時液油軸承也可有效地吸收震動,使硬盤的抗震能力由一般的一二百個G提高到了一千多G,因此硬盤的壽命與可靠性也可以得到提高。昆騰在火球七代(EX)系列之后的硬盤都應用了SPS震動保護系統;邁拓在金鉆二代上應用了ShockBlock防震保護系統,他們的目的都是分散沖擊能量,盡量避免磁頭和盤片的撞擊;希捷的金牌系列硬盤中SeaShield系統是用減震材料制成的保護軟罩外加磁頭臂與盤片間的防震設計來實現的。
ST-506/412接口:這是希捷開發的一種硬盤接口,首先使用這種接口的硬盤為希捷的ST-506及ST-412。ST-506接口使用起來相當簡便,它不需要任何特殊的電纜及接頭,但是它支持的傳輸速度很低,因此到了1987年左右這種接口就基本上被淘汰了,采用該接口的老硬盤容量多數都低于200MB。早期IBM PC/XT和PC/AT機器使用的硬盤就是ST-506/412硬盤或稱MFM硬盤-MFM(Modified Frequency Modulation)是指一種編碼方案。
ESDI接口:即(Enhanced Small Drive Interface)接口,它是邁拓公司于1983年開發的。其特點是將編解碼器放在硬盤本身之中,而不是在控制卡上,理論傳輸速度是前面所述的ST-506的2…4倍,一般可達到10Mbps。但其成本較高,與后來產生的IDE接口相比無優勢可言,因此在九十年代后就被淘汰了。
IDE及EIDE接口:IDE(Integrated Drive Electronics)的本意實際上是指把控制器與盤體集成在一起的硬盤驅動器,我們常說的IDE接口,也叫ATA(Advanced Technology Attachment)接口,現在PC機使用的硬盤大多數都是IDE兼容的,只需用一根電纜將它們與主板或接口卡連起來就可以了。把盤體與控制器集成在一起的做法減少了硬盤接口的電纜數目與長度,數據傳輸的可靠性得到了增強,硬盤制造起來變得更容易,因為廠商不需要再擔心自己的硬盤是否與其它廠商生產的控制器兼容,對用戶而言,硬盤安裝起來也更為方便。
ATA-1(IDE):ATA是最早的IDE標準的正式名稱,IDE實際上是指連在硬盤接口的硬盤本身。ATA在主板上有一個插口,支持一個主設備和一個從設備,每個設備的最大容量為504MB,ATA最早支持的PIO-0模式(Programmed I/O-0)只有3.3MB/s,而ATA-1一共規定了3種PIO模式和4種DMA模式(沒有得到實際應用),要升級為ATA-2,需要安裝一個EIDE適配卡。
ATA-2。‥IDE Enhanced IDE/Fast ATA):這是對ATA-1的擴展,它增加了2種PIO和2種DMA模式,把最高傳輸率提高到了16.7MB/s,同時引進了LBA地址轉換方式,突破了老BIOS固有504MB的限制,支持最高可達8.1GB的硬盤。如你的電腦支持ATA-2,則可以在CMOS設置中找到(LBA,LogicalBlock Address)或(CHS,Cylinder,Head,Sector)的設置。其兩個插口分別可以連接一個主設備和一個從設置,從而可以支持四個設備,兩個插口也分為主插口和從插口。通?蓪⒆羁斓挠脖P和CD-ROM放置在主插口上,而將次要一些的設備放在從插口上,這種放置方式對于486及早期的Pentium電腦是必要的,這樣可以使主插口連在快速的PCI總線上,而從插口連在較慢的ISA總線上。
三、內存術語解釋
BANK:BANK是指內存插槽的計算單位(也有人稱為記憶庫),它是計算機系統與內存間資料匯流的基本運作單位。
內存的速度:內存的速度是以每筆CPU與內存間數據處理耗費的時間來計算,為總線循環(bus cycle)以奈秒(ns)為單位。
內存模塊 (Memory Module):提到內存模塊是指一個印刷電路板表面上有鑲嵌數個記憶體芯片chips,而這內存芯片通常是DRAM芯片,但近來系統設計也有使用快取隱藏式芯片鑲嵌在內存模塊上內存模塊是安裝在PC 的主機板上的專用插槽(Slot)上鑲嵌在Module上DRAM芯片(chips)的數量和個別芯片(chips)的容量,是決定內存模塊的設計的主要因素。
SIMM (Single In-line Memory Module):電路板上面焊有數目不等的記憶IC,可分為以下2種型態:
72PIN:72腳位的單面內存模塊是用來支持32位的數據處理量。
30PIN:30腳位的單面內存模塊是用來支持8位的數據處理量。
DIMM (Dual In-line Memory Module):(168PIN) 用來支持64位或是更寬的總線,而且只用3.3伏特的電壓,通常用在64位的桌上型計算機或是服務器。
RIMM:RIMM模塊是下一世代的內存模塊主要規格之一,它是Intel公司于1999年推出芯片組所支持的內存模塊,其頻寬高達1.6Gbyte/sec。
SO-DIMM (Small Outline Dual In-line Memory Module) (144PIN): 這是一種改良型的DIMM模塊,比一般的DIMM模塊來得小,應用于筆記型計算機、列表機、傳真機或是各種終端機等。
PLL: 為鎖相回路,用來統一整合時脈訊號,使內存能正確的存取資料。
Rambus 內存模塊 (184PIN): 采用Direct RDRAM的內存模塊,稱之為RIMM模塊,該模塊有184pin腳,資料的輸出方式為串行,與現行使用的DIMM模塊168pin,并列輸出的架構有很大的差異。
6層板和4層板(6 layers V.S. 4 layers): 指的是電路印刷板PCB Printed Circuit Board用6層或4層的玻璃纖維做成,通常SDRAM會使用6層板,雖然會增加PCB的成本但卻可免除噪聲的干擾,而4層板雖可降低PCB的成本但效能較差。
Register:是緩存器的意思,其功能是能夠在高速下達到同步的目的。
SPD:為Serial Presence Detect 的縮寫,它是燒錄在EEPROM內的碼,以往開機時BIOS必須偵測memory,但有了SPD就不必再去作偵測的動作,而由BIOS直接讀取 SPD取得內存的相關資料。
Parity和ECC的比較:同位檢查碼(parity check codes)被廣泛地使用在偵錯碼(error detection codes)上,他們增加一個檢查位給每個資料的字元(或字節),并且能夠偵測到一個字符中所有奇(偶)同位的錯誤,但Parity有一個缺點,當計算機查到某個Byte有錯誤時,并不能確定錯誤在哪一個位,也就無法修正錯誤。
緩沖器和無緩沖器(Buffer V.S. Unbuffer):有緩沖器的DIMM 是用來改善時序(timing)問題的一種方法無緩沖器的DIMM雖然可被設計用于系統上,但它只能支援四條DIMM。若將無緩沖器的DIMM用于速度為100Mhz的主機板上的話,將會有存取不良的影響。而有緩沖器的DIMM則可使用四條以上的內存,但是若使用的緩沖器速度不夠快的話會影響其執行效果。換言之,有緩沖器的DIMM雖有速度變慢之虞,但它可以支持更多DIMM的使用。
自我充電 (Self-Refresh):DRAM內部具有獨立且內建的充電電路于一定時間內做自我充電, 通常用在筆記型計算機或可攜式計算機等的省電需求高的計算機。
預充電時間 (CAS Latency):通常簡稱CL。例如CL=3,表示計算機系統自主存儲器讀取第一筆資料時,所需的準備時間為3個外部時脈 (System clock)。CL2與CL3的差異僅在第一次讀取資料所需準備時間,相差一個時脈,對整個系統的效能并無顯著影響。
時鐘信號 (Clock):時鐘信號是提供給同步內存做訊號同步之用,同步記憶體的存取動作必需與時鐘信號同步。
電子工程設計發展聯合會議 (JEDEC):JEDEC大部分是由從事設計、發明的制造業尤以有關計算機記憶模塊所組成的一個團體財團,一般工業所生產的記憶體產品大多以JEDEC所制定的標準為評量。
只讀存儲器ROM (Read Only Memory):ROM是一種只能讀取而不能寫入資料之記燱體,因為這個特所以最常見的就是主機板上的 BIOS (基本輸入/輸出系統Basic Input/Output System)因為BISO是計算機開機必備的基本硬件設定用來與外圍做為低階通信接口,所以BISO之程式燒錄于ROM中以避免隨意被清除資料。
EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM):為一種將資料寫入后即使在電源關閉的情況下,也可以保留一段相當長的時間,且寫入資料時不需要另外提高電壓,只要寫入某一些句柄,就可以把資料寫入內存中了。
EPROM (Erasable Programmable ROM):為一種可以透過紫外線的照射將其內部的資料清除掉之后,再用燒錄器之類的設備將資料燒錄進 EPROM內,優點為可以重復的燒錄資料。
程序規畫的只讀存儲器 (PROM):是一種可存程序的內存,因為只能寫一次資料,所以它一旦被寫入資料若有錯誤,是無法改變的且無法再存其它資料,所以只要寫錯資料這顆內存就無法回收重新使用。
MASK ROM:是制造商為了要大量生產,事先制作一顆有原始數據的ROM或EPROM當作樣本,然后再大量生產與樣本一樣的 ROM,這一種做為大量生產的ROM樣本就是MASK ROM,而燒錄在MASK ROM中的資料永遠無法做修改。
隨機存取內存RAM ( Random Access Memory):RAM是可被讀取和寫入的內存,我們在寫資料到RAM記憶體時也同時可從RAM讀取資料,這和ROM內存有所不同。但是RAM必須由穩定流暢的電力來保持它本身的穩定性,所以一旦把電源關閉則原先在RAM里頭的資料將隨之消失。
動態隨機存取內存 DRAM (Dynamic Random Access Memory):DRAM 是Dynamic Random Access Memory 的縮寫,通常是計算機內的主存儲器,它是而用電容來做儲存動作,但因電容本身有漏電問題,所以內存內的資料須持續地存取不然
資料會不見。
FPM DRAM (Fast Page Mode DRAM):是改良的DRAM,大多數為72IPN或30PIN的模塊,FPM 將記憶體內部隔成許多頁數Pages,從512 bite 到數 Kilobytes 不等,它特色是不需等到重新讀取時,就可讀取各page內的資
料。
EDO DRAM (Extended Data Out DRAM):EDO的存取速度比傳統DRAM快10%左右,比FPM快12到30倍一般為72PIN、168PIN的模塊。
SDRAM:Synchronous DRAM 是一種新的DRAM架構的技術;它運用晶片內的clock使輸入及輸出能同步進行。所謂clock同步是指記憶體時脈與CPU的時脈能同步存取資料。SDRAM節省執行指令及數據傳輸的時間,故可提升計算機效率。
DDR:DDR 是一種更高速的同步內存,DDR SDRAM為168PIN的DIMM模塊,它比SDRAM的傳輸速率更快, DDR的設計是應用在服務器、工作站及數據傳輸等較高速需求之系統。
DDRII (Double Data Rate Synchronous DRAM):DDRII 是DDR原有的SLDRAM聯盟于1999年解散后將既有的研發成果與DDR整合之后的未來新標準。DDRII的詳細規格目前尚未確定。
DRDRAM (Direct Rambus DRAM):是下一代的主流內存標準之一,由Rambus 公司所設計發展出來,是將所有的接腳都連結到一個共同的Bus,這樣不但可以減少控制器的體積,已可以增加資料傳送的效率。
RDRAM (Rambus DRAM):是由Rambus公司獨立設計完成,它的速度約一般DRAM的10倍以上,雖有這樣強的效能,但使用后內存控制器需要相當大的改變,所以目前這一類的內存大多使用在游戲機器或者專業的圖形加速適配卡上。
VRAM (Video RAM):與DRAM最大的不同在于其有兩組輸出及輸入口,所以可以同時一邊讀入,一邊輸出資料。
WRAM (Window RAM):屬于VRAM的改良版,其不同之處在于其控制線路有一、二十組的輸入/輸出控制器,并采用EDO的資料存取模式。
MDRAM (Multi-Bank RAM):MIDRAM 的內部分成數個各別不同的小儲存庫 (BANK),也就是數個屬立的小單位矩陣所構成。每個儲存庫之間以高于外部的資料速度相互連接,其應用于高速顯示卡或加速卡中。
靜態隨機處理內存 SRAM (Static Random Access Memory):SRAM 是Static Random Access Memory 的縮寫,通常比一般的動態隨機處理內存處理速度更快更穩定。所謂靜態的意義是指內存資料可以常駐而不須隨時存取。因為此種特性,靜態隨機處理內存通常被用來做高速緩存。
Async SRAM:為異步SRAM這是一種較為舊型的SRAM,通常被用于電腦上的 Level 2 Cache上,它在運作時獨立于計算機的系統時脈外。
Sync SRAM:為同步SRAM,它的工作時脈與系統是同步的。
SGRAM (Synchronous Graphics RAM):是由SDRAM再改良而成以區塊Block為單位,個別地取回或修改存取的資料,減少內存整體讀寫的次數增加繪圖控制器。
高速緩存 (Cache Ram):為一種高速度的內存是被設計用來處理運作CPU?烊∮洃涹w是利用 SRAM 的顆粒來做內存。因連接方式不同可分為一是外接方式(External)另一種為內接方式(Internal)。外接方式是將內存放在主機板上也稱為Level 1 Cache而內接方式是將內存放在CPU中稱為Level 2 Cache。
PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association):是一種標準的卡片型擴充接口,多半用于筆記型計算機上或是其它外圍產品,其種類可以分為:
Type 1:3.3mm的厚度,常作成SRAM、Flash RAM 的記憶卡以及最近打印機所使用的DRAM記憶卡。
Type 2:5.5mm的厚度,通常設計為筆記計算機所使用的調制解調器接口(Modem)。
Type 3:10.5mm的厚度,被運用為連接硬盤的ATA接口。
Type 4:小型的PCMCIA卡,大部用于數字相機。
FLASH:Flash內存比較像是一種儲存裝置,因為當電源關掉后儲存在Flash內存中的資料并不會流失掉,在寫入資料時必須先將原本的資料清除掉,然后才能再寫入新的資料,缺點為寫入資料的速度太慢。
重新標示過的內存模塊(Remark Memory Module):在內存市場許多商家都會販售重新標示過的內存模塊,所謂重新標示過的內存模塊就是將芯片Chip上的標示變更過,使其所顯示出錯誤的訊息以提供商家賺取更多的利潤。一般說來,業者會標示成較快的速度將( -7改成-6)或將沒有廠牌的改為有廠牌的。要避免購買到這方面的產品,最佳的方法就是向好聲譽的供貨商來購買頂級芯片制造商產品。
內存的充電 (Refresh):主存儲器是DRAM組合而成,其電容需不斷充電以保持資料的正確。一般有2K與4K Refresh的分類,而2K比4K有較快速的Refresh但2K比4K耗電。