磁盘的两个传输速率

        在上一篇文章《“磁盘”名字的由来》中给大家带来了两个内容&＃xff0c;其一是磁盘的内部构造&＃xff0c;我特意拆了一块硬盘给大家看&＃xff1b;其二是磁盘的工作原理。今天的这篇文章我想和大家聊一聊了磁盘的传输速率问题。比如说通常&＃xff0c;每秒10000转的 SCSI硬盘的内部传输速率的数量级大概在1000MB/s左右。但是为何实际使用硬盘的时候&＃xff0c;比如复制一个文件&＃xff0c;其传输速率充其量只是每秒几十兆字节呢?这个问题大家有没有想过&＃xff1f;这就是今天答疑解惑的重点
 

        我们一般认为磁盘的传输速率分为两种&＃xff0c;分别是内部传输速率和外部传输速率&＃xff0c;前者就是影响实际传输速率的重要因素。

一、内部传输速率

        磁盘的内部传输速率指的是磁头读写磁盘时的最高速率。这个速率不包括寻道以及等待扇区旋转到磁头下所耗费时间的影响。它是一种理想情况&＃xff0c;即假设磁头读写的时候不需要换道&＃xff0c;也不
专门读取某个扇区&＃xff0c;而是只在一个磁道上连续地循环读写这个磁道的所有扇区&＃xff0c;此时的速率就叫做硬盘的内部传输速率。如果大家看过我写的《计算机网络基础之学习总结&＃xff08;二&＃xff09;》中的第7条“信道容量指的是信道中数据的最大传输速率&＃xff0c;它与数据传输速率的区别就在于前者是理论上的最大值&＃xff0c;后者是实际传输中的速率”就会发现二者是何其的相似。说到这里&＃xff0c;大家可能也就明白了&＃xff0c;之所以实际速率和理论速率差了这么多&＃xff0c;主要就是因为磁盘的磁盘还要有寻道的时间消耗。

        很好理解&＃xff0c;这就像机枪和三八大盖之间的比较一样&＃xff0c;同样打1000发子弹对于机枪来说只需要1分钟足矣&＃xff0c;但是如果用三八大盖打够1000发子弹可就不合适用分钟来计时了&＃xff0c;因为三八大盖的弹匣容量为5发&＃xff0c;每5发就要装一次弹&＃xff0c;不仅如此&＃xff0c;每次打完一枪还要拉栓&＃xff0c;就更浪费时间了&＃xff0c;这就类似于磁盘的寻道浪费的时间。

         所以&＃xff0c;磁头必须不断地被"打断"去进行换道操作&＃xff0c;整体传输速率就会大大降低。实际中一块 10000 转的 SCSI硬盘的实际外部传输速率也只有80MB/s左右。既然发现了问题&＃xff0c;就要去解决&＃xff0c;怎么解决的呢&＃xff1f;为了避免磁头被不断打断的问题&＃xff0c;人们发明了RAID 技术&＃xff0c;什么是RAID技术&＃xff1f;它是独立磁盘冗余阵列的缩写&＃xff0c;就是将很多单块的磁盘组合在一起&＃xff0c;构成一个磁盘组。让一个硬盘的磁头在换道时&＃xff0c;另一个磁盘的磁头在读写。这样的话当很多磁盘联合起来&＃xff0c;同一时刻总有某块硬盘的磁头在读写状态而不是都在换道状态&＃xff0c;所以 RAID 可以显著提升传输速率。而且这个RAID之间也是可以互相组合的&＃xff0c;比如RAID10就是RAID0 和RAID1组合而来。

        如果大家对RAID 这部分感兴趣&＃xff0c;可以看我的《服务器的RAID》。

二、外部传输速率

        磁头从盘片上将数据读出&＃xff0c;然后存放到硬盘驱动器电路板上的缓存芯片内&＃xff0c;再将数据从缓存内取出&＃xff0c;通过外部接口传送给主板 上的硬盘控制器。从外部接口传送给硬盘控制器时的传输速率&＃xff0c;就是外部传输速率。上面说过因为磁头要被不断地打断去寻道&＃xff0c;所以外部接口传输速率无须和磁头传输速率一样&＃xff0c;只要满足最终的实际速率即可。最终外部接口的速率通常大于实际使用中磁头读写数据的速率&＃xff08;计入换道的损失&＃xff09;。

        大家对这个小知识有了解即可