[组成原理] 硬盘

限于喜欢 提交于 2020-01-14 01:47:19

1. 硬盘性能指标

1) IOPS

每秒读写次数,在大多数场景下,随机读写的IOPS是核心指标

2) DTR

数据传输率,也就是吞吐率。

2. 机械硬盘

机械硬盘由盘面和磁头、悬臂组成。

盘面是存储数据的载体,上面有一层磁性涂层,数据就存储在磁性涂层上。在使用的时候,盘面会高速旋转。有一个指标叫做转速,指盘面每分钟旋转的圈数。

使用的时候,悬臂链接在磁头上,控制磁头定位到盘面的某个特定的磁道上,磁头从盘面上读取数据,再通过电路信号传输给控制电路,再到总线上。

通常一个盘面的正反面都有对应的涂层存储数据,也就有两个对应的磁头。

对硬盘进行一次随机访问,需要的时间分为两部分。首先要旋转盘面,定位到目标的几何扇区,这部分叫平均延时。之后通过悬臂寻道定位到实际扇区,叫做平均寻道时间。7200转的机械硬盘,IOPS只有100左右。

3. SSD

SSD 的读取和写入的基本单位,不是一位或者一个字节,而是一个页。擦除单位就更夸张了,必须按照块来擦除。虽然固态硬盘在读写速度上相比机械硬盘有很大的优势,但是非常不耐用。不同的芯片颗粒寿命不同,SLC 的芯片,可以擦除的次数大概在 10 万次,MLC 在 1 万次左右,而 TLC 和 QLC 就只在几千次。这也是不同硬盘价格差别很大的原因。

1) 写入、擦除

由于SSD是以页为单位写入的,以块为单位擦除的。所以在删除的时候就要进行垃圾回收操作。

在这里插入图片描述

2) 预留空间

这样会出现一个问题,假如SSD空间全部占满了,没有空间提供给垃圾回收,我们就无法写入数据了。

在这里插入图片描述

所以硬盘厂商会预留一部分空间专门用作垃圾回收。

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我们一般在购买固态硬盘的时候,240G的容量其实实际有256G空间,预留了16G用作垃圾回收,真正供我们使用的是240G。

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