Hard Disk Drive

目录

组成

关键组成：磁盘+主轴+磁头+磁头臂

存储介质

  1. 刚性磁盘
  2. 存储原理：使用极性方向来存储0/1
  3. 读写方法
    1. 读：磁头经过盘片上方，盘片本身的磁场能导致读取线圈中的电信号发生改变（磁头在移动过程中切割磁感线产生电流）
    2. 写：磁头经过盘片上方，通过电流来产生电磁场，改变盘片上单个存储单元的磁极性方向

数据在盘片上的组织组织

  1. 磁道
  2. 扇区
  3. 柱面
  4. 图示：

相关技术：

坏块管理

每个扇区前都会有一个头标，头标中含有一些字段，其中包括对扇区是否能可靠存储数据的标记，还会有一个指示字，可在该扇区错误时指引磁头转到替换扇区或磁道，另外头标末尾还会有循环冗余校验CRC值，可以检查扇区头标的读出情况。

提高容量密度

目前的磁盘已经难以通过增加磁盘大小与增加磁盘数量来提高容量。磁盘大小已经到达极限，再增大，既会增加体积，还会大幅降低磁盘稳定性，另外对于磁盘数量，目前9碟已经是极限了。

对于磁盘记录技术的发展，目前的主要趋势如下图所示，目前比较常见的有Perpendicular magnetic recording和Shingled Magnetic Recording两种。

参考资料

  1. 《大话存储终极版》第三章
  2. wiki
  3. 百度百科
  4. link
  5. link

提到本笔记的相关内容

Perpendicular magnetic recording
一般常用的[[Hard Disk Drive]]中，传统技术下，我们用的是PMR盘。PMR技术下，硬盘中的磁道彼此平行互不重叠，并且留有一定间隙。
Solid-State Drive
固态硬盘（Solid-State Drive，SSD）是一种使用集成电路设计制作的存储设备。SSD中没有可活动的机械部件，这是SSD与HDD在概念上的重要区别。固态硬盘中一般使用闪存（特别是[[NAND Flash]]）作为一种非易失存储介质，其具有非常好的随机读写能力，但同时也由于闪存本身具有的特性带来一些问题。因此基于闪存的存储设备还需要在其上增加一层[[Flash Tranlation Layer]]来更加充分利用闪存的性能以及在读写闪存过程中实现磨损均衡、数据纠错、坏块管理等。
Persistent Memory
持久内存出现的背景
Log-Structured Merge-Trees
摘要
Log-structured File System
写一个很经典的文件系统：LFS（Log-structured File System）[1]，该系统首次在1991年的SOSP 中提出。虽然来自很久远的文章，这个Log-structured的思想到现在依然不过时，在SSD以及PM中都时常被提起，特别是在[[Log-Structured Merge-Trees]]中。 [1] M. Rosenblum and J. K. Ousterhout, “The design and implementation of a log-structured file...

笔记连接图