PATA硬盤

PATA硬盤叫做並行ATA硬盤，採用的是一根四芯的電源線和一根40芯的數據線與主板相連接（3.5寸盤）或只有40針的接口和插針（2.5寸盤），把數據並列傳輸和成列（串）傳輸。

傳輸速率由於受到並行傳輸的限制，傳輸率較低，PATA硬盤是不需要安裝驅動程序的。

PATA標準規範產生於上個世紀80年代中期，Imprimis公司推出Wren系列5.25英寸硬盤（當時Compaq PC機所使用的 硬盤）專用的“PCAT”接口，後來的3.5英寸硬盤也採用這項規格。由於“PC AT”這個名稱很容易同IBM PC/AT機混淆，人們就為它選擇了另 外的名字：“Advanced Technology Attachment（高級技術附件規格）”，簡稱ATA。但它並不是我們所説的“第一代ATA”。

這項規格只生存 了短短數個月，因為它令不同廠商的硬盤出現嚴重的不兼容問題，尤其在主從盤安裝的時候更為嚴重。ATA-6也就是我們所説的ATA/100、UltraDMA/100，是當前最為普遍的ATA規格，它在2001年才通過ANSI認證。

ATA -6增加了UltraDMA 5傳輸模式、速率提高到100MB/s的高水平，同時LBA模式的尋址能力也由原來的28位擴充到48位，這樣就突破了硬盤最大可 用容量只能低於137GB的限制！

目前主流的ATA-100和ATA-133，使用80排線作為數據線。在傳輸速度方面，ATA-100的速度是100MB/s，那麼ATA- 133的速度便是133MB/s。單從這一方面，SATA就比PATA快出不少。

1、每分鐘轉速(RPM，Revolutions Per Minute)：這一指標代表了硬盤主軸馬達(帶動磁盤)的轉速，比如5400RPM就代表該硬盤中的主軸轉速為每分鐘5400轉，一般現售2.5寸盤為5200-7200RPM。

2、平均尋道時間(Average Seek Time)：如果沒有特殊説明一般指讀取時的尋道時間，單位為ms(毫秒)。這一指標的含義是指硬盤接到讀/寫指令後到磁頭移到指定的磁道(應該是柱面，但對於具體磁頭來説就是磁道)上方所需要的平均時間。除了平均尋道時間外，還有道間尋道時間(Track to Track或Cylinder Switch Time)與全程尋道時間(Full Track或Full Stroke)，前者是指磁頭從當前磁道上方移至相鄰磁道上方所需的時間，後者是指磁頭從最外(或最內)圈磁道上方移至最內(或最外)圈磁道上方所需的時間，基本上比平均尋道時間多一倍。出於實際的工作情況，我們一般只關心平均尋道時間。現在目前硬盤的平均尋道時間都是小於9.0ms的.

3、平均潛伏期(Average Latency)：這一指標是指當磁頭移動到指定磁道後，要等多長時間指定的讀/寫扇區會移動到磁頭下方(盤片是旋轉的)，盤片轉得越快，潛伏期越短。平均潛伏期是指磁盤轉動半圈所用的時間。顯然，同一轉速的硬盤的平均潛伏期是固定的。7200RPM時約為4.167ms，5400RPM時約為5.556ms。

4、平均訪問時間(Average Access Time)：又稱平均存取時間，一般在廠商公佈的規格中不會提供，這一般是測試成績中的一項，其含義是指從讀/寫指令發出到第一筆數據讀/寫時所用的平均時間，包括了平均尋道時間、平均潛伏期與相關的內務操作時間(如指令處理)，由於內務操作時間一般很短(一般在0.2ms左右)，可忽略不計，所以平均訪問時間可近似等於平均尋道時間+平均潛伏期，因而又稱平均尋址時間。如果一個5400RPM硬盤的平均尋道時間是9ms，那麼理論上它的平均訪問時間就是14.556ms。

5、數據傳輸率(DTR，Data Transfer Rate)：單位為MB/s(兆字節每秒，又稱MBPS)或Mbits/s(兆位每秒，又稱Mbps)。DTR分為最大(Maximum)與持續(Sustained)兩個指標，根據數據交接方的不同又分外部與內部數據傳輸率。內部DTR是指磁頭與緩衝區之間的數據傳輸率，外部DTR是指緩衝區與主機(即內存)之間的數據傳輸率。外部DTR上限取決於硬盤的接口，目前流行的Ultra ATA-100接口即代表外部DTR最高理論值可達100MB/s，持續DTR則要看內部持續DTR的水平。內部DTR則是硬盤的真正數據傳輸能力，為充分發揮內部DTR，外部DTR理論值都會比內部DTR高，但內部DTR決定了外部DTR的實際表現。由於磁盤中最外圈的磁道最長，可以讓磁頭在單位時間內比內圈的磁道劃過更多的扇區，所以磁頭在最外圈時內部DTR最大，在最內圈時內部DTR最小。

6、緩衝區容量(Buffer Size)：很多人也稱之為緩存(Cache)容量，單位為MB。在一些廠商資料中還被寫作Cache Buffer。緩衝區的基本要作用是平衡內部與外部的DTR。為了減少主機的等待時間，硬盤會將讀取的資料先存入緩衝區，等全部讀完或緩衝區填滿後再以接口速率快速向主機發送。隨着技術的發展，廠商們後來為SCSI硬盤緩衝區增加了緩存功能(這也是為什麼筆者仍然堅持説其是緩衝區的原因)。這主要體現在三個方面：預取(Prefetch)，實驗表明在典型情況下，至少50%的讀取操作是連續讀取。預取功能簡單地説就是硬盤“私自”擴大讀取範圍，在緩衝區向主機發送指定扇區數據(即磁頭已經讀完指定扇區)之後，磁頭接着讀取相鄰的若干個扇區數據並送入緩衝區，如果後面的讀操作正好指向已預取的相鄰扇區，即從緩衝區中讀取而不用磁頭再尋址，提高了訪問速度。寫緩存(Write Cache)，通常情況下在寫入操作時，也是先將數據寫入緩衝區再發送到磁頭，等磁頭寫入完畢後再報告主機寫入完畢，主機才開始處理下一任務。具備寫緩存的硬盤則在數據寫入緩區後即向主機報告寫入完畢，讓主機提前“解放”處理其他事務(剩下的磁頭寫入操作主機不用等待)，提高了整體效率。為了進一步提高效能，現在的廠商基本都應用了分段式緩存技術(Multiple Segment Cache)，將緩衝區劃分成多個小塊，存儲不同的寫入數據，而不必為小數據浪費整個緩衝區空間，同時還可以等所有段寫滿後統一寫入，性能更好。讀緩存(Read Cache)，將讀取過的數據暫時保存在緩衝區中，如果主機再次需要時可直接從緩衝區提供，加快速度。讀緩存同樣也可以利用分段技術，存儲多個互不相干的數據塊，緩存多個已讀數據，進一步提高緩存命中率。