一、PC机硬盘的发展

　　1956年9月，IBM的一个工程小组向世界展示了第一台磁盘存储系统IBM 350 RAMAC（Random Access Method of Accounting and Control），其磁头可以直接移动到盘片上的任何一块存储区域，从而成功地实现了随机存储，这套系统的总容量只有5MB，共使用了50个直径为24英寸的磁盘，这些盘片表面涂有一层磁性物质，它们被叠起来固定在一起，绕着同一个轴旋转。1968年IBM公司首次提出“温彻斯特/Winchester”技术，探讨对硬盘技术做重大改造的可能性“温彻斯特”技术的精隋是：“密封、固定并高速旋转的镀磁盘片，磁头沿盘片径向移动，磁头磁头悬浮在高速转动的盘片上方，而不与盘片直接接触”，这便是现代硬盘的原型。1973年IBM公司制造出第一台采用“温彻期特”技术的硬盘，从此硬盘技术的发展有了正确的结构基础。

　　开始的PC，不支持任何形式的固定式存储器（也就是今天我们说的‘硬盘’），因此在它的BIOS里没有任何关于识别与控制此类设备的代码。早期的DOS操作系统在目录总数上的限制也影响到了大容量存储设备的使用。考虑到最初的CPU仅为4.77MHz的主频和少得可怜的内存容量（16KB，可扩展到64KB），对那时的PC来说就连软驱都显得有些“奢侈”了。当时，软驱和装在软盘中的操作系统都还属于系统中的可选部分，大多数用户靠的还是磁带机和记录在ROM里的Basic程序来操作电脑。但到了1983年的IBM PC XT问世时，有些机型就已经开始内置10MB的固定式硬盘了。不过，当时硬盘大部分还是属于外置设备（最早的硬盘都是8英寸），通过接口卡连接，每次启动时，都要用软盘来引导系统。硬盘接口有IDE（E-IDE/ATAPI）和SCSI两种，那么这两种接口又是如何诞生的呢？二者之中资历更深的是SCSI（Small Computer System Interface，小型计算机系统接口），它的前身是1979年由美国的Shugart公司(希捷的前身)制订、并于1986年获得ANSI（美国标准协会）承认的SASI（Shugart Associates System Interface，施加特联合系统接口）。而IDE（Integrated Drive Electronics，集成设备电路）则起源于CDC（Control Data Corporation，数据控制公司）、康柏（COMPAQ）、西部数据（Western Digital，以下简称WD）共同开发的磁盘控制接口，并于1989年由ANSI追认为ATA（AT Attachment，AT附加装置）标准。这一接口的特点是不需要增加太多的设备即可构成电脑一方的主控线路，传输效率从3.3MB/s~16.6MB/s(PIO4),有利于降低系统成本，,这也正是今天它在个人电脑上得到广泛应用的根本原因。1997年，推出了Ultra ATA规格。当使用Ultra ATA DMA Mode 2（俗称Ultra DMA/33）模式时，数据传输率最高可以达到33.3MB/s。紧接着，在98年由昆腾（Quantum）公司牵头推出了支持66MB/s数据传输率的Ultra ATA /66标准。现在Ultra ATA/100已成为新的IDE/ATAPI标准接口，现在流通的IDE硬盘已经全部对应了Ultra ATA模式。不过，一直到今天硬盘的基本技术和结构并没有根本的改变。

二、硬盘的性能

1、转速：

　　硬盘转速(Rotation speed) 由上面的讨论我们知道硬盘的转速对数据传速率有直接的影响，从理论上，转速越快越好，因为较高的转速可缩短硬盘的平均寻道时间和实际读写时间，可是转速越快发热量越大，不利于散热。目前笔记本电脑上的专用硬盘的转速一般不超过4500rpm。今年EIDE接口硬盘的转速以5400rpm为主，并且已经开始逐步转向7200rpm，希捷的大灰熊是业界首款7200rpm的EIDE硬盘，随后迈拓推出了7200rpm的金钻，IBM等其它一些厂商也有了7200rpm的产品。从理论上讲，7200RPM硬盘的最高内部传输速率应比5400rpm硬盘快35％左右。SCSI硬盘的转速其实早就超过了10000rpm，希捷推出的Cheetah X15系列硬盘其转速高达15000rpm。可以预期10000rpm的IDE硬盘即将在不久的时间内出现。

2、数据传输率：

　　数据传输率分为外部传输率(External TransferRate)和内部传输率(Internal Transfer Rate)。外部数据传输率指硬盘的缓存与系统主存之间交换数据的速度，内部数据传输率指硬盘磁头从缓存中读写数据的速度。在这项指标中常常使用Mb/S或Mbps为单位，这是兆位/秒的意思，如果需要转换成MB/S（兆字节/秒），就必须将Mbps数据除以8（一字节位数）。例如，WD36400硬盘给出的最大内部数据传输率为131Mbps，但如果按MB/S计算就只有16.37MB/s（131/8）。Ultra ATA/66接口的硬盘，由于受硬盘内部数据传输率的影响，硬盘和系统之间可靠的连续数据传输速度实际上达不到33MB/s，更达不到66MB/s。IBM最新的Deskstar75GXP（转速7200rpm，2MB缓存，支持Ultra ATA/100）系列硬盘的内部传输率最大也不过37.2MB/s（而且还是连续读取时的理想值），也就是说，连Ultra ATA/33的潜力都没发掘完全，更别说Ultra ATA/66了。随着单碟容量的提高和新型GMR磁头的采用，相信不久的将来硬盘的内部传输率很有可能接近66MB/s，那时才是Ultra ATA/100的硬盘发挥其功能的最佳良机。因此硬盘的内部数据传输率就成了整个系统瓶颈中的瓶颈，只有硬盘的内部数据传输率提高了，再提高硬盘的接口速度才有实在的意义。那么硬盘的内部数据传输率又是由什么决定的呢？因素很多，但最主要的因素是硬盘转速、盘片的磁密度、磁头类型和信号处理技术。先看一下内部数据传输率是如何算出来的，假设某一磁轨的扇区数为X，每个扇区的字节数为512KB，那么Y转／分钟的硬盘转动一周，数据传输速度的理想值S=（X×512×Y）B/60s，可见X与Y的值是决定数据传输速度的关键，Y代表转速，很明显S与转速有关。那么S与磁密度、磁头和信号处理技术又有什么关系呢，其实X是由磁密度决定的，磁密度越大在相同面积的盘片上可以做更多的磁轨数，并且在相同周长的磁轨上可以划分更多的扇区（这一点更重要），相应地也就增大了X。磁头与S的关系虽然不十分明显，但也是密不可分的，因为磁密度越大，则存储在磁盘上的信号就越微弱，这就需要磁头有读取更加微弱信号的能力，仅仅提高磁密度，而磁头的读取速度上不去也是枉然。从跟本上说，磁头的读写速度才是硬盘传输速度的本原，信号处理技术对微弱信号进行放大转换，当然对S的贡献也是功不可没。通过提高单碟容量可以提高内部传输率，但是，相同容量的硬盘其磁头数量必定减少，造成寻道时间反而增加的问题，因此，提高单碟容量，尤其是通过提高磁轨数来提高单碟容量，对提高硬盘的速度贡献是有限的。

　　另外，硬盘内外道的传输率是不一样的，有的硬盘内外道传输率差别很大，（厂家出于商业目的一般只给出最高内部传输率），虽然最高传输率很高，而内道传输率却比较低，实际的传输率并不是最高，比较下面两个磁盘的传输率测试结果，昆腾LM在外部传输上似乎没有迈拓 DiamondMax Plus 40快（30 比27），但是在内部传输率上要稍占上风（20：17）。这样，我们可以说昆腾硬盘在整个硬盘盘面的数据读取上要比迈拓稳定一些了,而且平均传输率很接近。