本篇文章基本介绍了关于外部储存器的一些常识。本文因为尽可能的在贴干货所以比较长。

首先咱本文的硬盘除了指机械硬盘和固态硬盘以外，也包括常见的外部储存器的一些初等的常识。我个人来说认为这些东西大同小异，比如同样是闪存在电脑里面我们喜欢叫固态硬盘（SSD）或者电子盘（EMMC），在手机平板等移动设备中就喜欢叫内存（ROM），但是实际上起的作用都是一样的。简单来说就是文件的储存，并且具有可反复读写的能力。

硬盘是电脑主要的存储媒介之一，硬盘有固态硬盘（SSD ）、机械硬盘（HDD）、混合硬盘之分。以前我们也讲过硬盘的结构和基本原理之类的，这次我们就先以机械硬盘入手。

首先要说：硬盘有价数据无价 硬盘有价数据无价 硬盘有价数据无价

无论什么原因，一个硬盘如果失去了可靠性的话，它最好的归宿是拆了当镜子照。如果强行用它储存数据，请一定备份。无论如何，硬盘有价数据无价

机械硬盘

1.什么是机械硬盘？

机械硬盘即通过机械结构实现以磁介质作为储存基质的储存器，机械硬盘主要由磁盘盘片、磁头、主轴与传动轴等组成，数据就存放在磁盘盘片中。

大家见过老式的留声机吗（黑胶唱片机）？留声机上使用的唱片和我们的磁盘盘片非常相似，只不过留声机只有一个唱头，而硬盘是上下双磁头，盘片在两个磁头中间高速旋转（通常是5400/7200，也有万转以上的高速盘和低于5400的低速盘 一般来说转速高的硬盘性能就好 当然这只是传统意义的 现在就不太一样了 往下看就懂了）

机械硬盘有尺寸之分，一般咱台式机用的都是3.5盘，笔记本用的是2.5盘，以前还有过1.8盘和5.25寸盘，这些现在都淘汰了。（1.8寸,转速慢,一般4500转/分，应该现在还能找到。5寸盘都是一个硬盘几G的时代的东西了）

2.机械硬盘结构与工作原理

首先可以看出，硬盘是分单盘和多盘的。上图就是多盘的结构。

在《机械硬盘内部是什么结构？》中我们也拆解展示了机械硬盘的结构，拆了一个希捷的单盘。其中我们也介绍了硬盘的发展史

"1956年，IBM的IBM 350RAMAC是现代硬盘的雏形，它相当于两个冰箱的体积，不过其储存容量只有5MB。1973年IBM 3340问世，它拥有“温彻斯特”这个绰号，来源于他两个30MB的储存单元，恰是当时出名的“温彻斯特来福枪”的口径和填弹量。至此，硬盘的基本架构就被确立。"咱现在这个结构的硬盘就叫温彻斯特硬盘。

PS：最早并没有什么磁盘，而是磁鼓，它长这样：

磁鼓是利用铝鼓筒表面涂覆的磁性材料来存储数据的。鼓筒旋转速度很高，因此存取速度快。

后来有了磁带，这个各位都熟。

咱还是说硬盘结构

顺带说下，机械硬盘是气密无尘结构，一旦在常规环境下拆解将导致硬盘失效。

说白了除非硬盘到手就知道它废了而且没有什么资料需要恢复，不然不要拆。

曾经贴吧有个小伙子为了研究CPU结构用锤子给他爸的I7 4790K砸开看完之后CPU装回去就冒烟的故事，当年还没有5代I7呢。可想而知这熊孩子最后什么下场。

一般的硬盘都是单盘比较贵，并不是因为单盘实际生产成本比多盘低，多盘因为机械结构复杂的原因往往更容易损坏。如果各位学机械也应该明白越复杂的机械越容易故障的道理，因此并不是说双盘的硬盘比单盘的多出来一个盘就更贵了。恰好相反。

磁头在强磁铁下可以通过音圈电机被精确的定位到某一位置以查找磁盘的数据，这个过程也叫寻道,在接收到系统指令后,磁头从开始移动到移动到数据所在磁道所需要的平均时间叫寻道时间。机械硬盘在读取或写入数据时，非常害怕晃动和磕碰，磁头会因为晃动而撞击高速旋转的盘片。也就是说机械硬盘不能在工作中承受过大的加速度（速度变化）。但是这并不代表机械硬盘在不工作的时候就可以磕碰或者摔打。当初我做鬼畜的时候后来笔记本电脑被砸了，结果机械硬盘在断电的情况下依然GG了，那时候320G的硬盘还值200块钱呢（旧盘），现在倒是便宜，7200转的500G盘也就100出头。

和软盘、光盘一样，硬盘一样有扇区和磁道概念。理想状态下硬盘的磁道是完整的，且磁道和磁道之间有很大的间隙，但是实际上由于工艺问题，磁道存在坏道。

柱面又是什么呢？如果硬盘是由多个盘片组成的，每个盘面都被划分为数目相等的磁道，那么所有盘片都会从外向内进行磁道编号，最外侧的就是 0 磁道。具有相同编号的磁道会形成一个圆柱，这个圆柱就被称作磁盘的柱面

硬盘的大小是使用"磁头数 x 柱面数 x 扇区数 x 每个扇区的大小"这样的公式来计算的。其中，磁头数（Heads）表示硬盘共有几个磁头，也可以理解为硬盘有几个盘面，然后乘以 2；柱面数（Cylinders）表示硬盘每面盘片有几条磁道；扇区数（Sectors）表示每条磁道上有几个扇区；每个扇区的大小一般是 512Byte。

3.坏道和SMR

扇区内容不能正常读写，此扇区失效，它所在的磁道成为坏道（ Bad track）。当然这种坏道有可能是软件的错误，有可能是硬盘本身硬件故障，因此坏道分物理坏道和逻辑坏道。

硬盘出厂的时候就存在坏道，受工艺限制坏道一定会有只是多少的问题。因此，和CPU以及显卡厂商一样，硬盘厂家也会对坏道如同瑕疵CPU GPU一样进行屏蔽后销售。因此市面上就会出现电路板通用的一系列容量不等的硬盘。（图中右上那个就是 一般来说250G 320G 500G之类的硬盘电路板都是一样的 相互通用 硬盘的电路板上有控制芯片 缓存芯片 电机驱动器等有价值的元件，其中缓存没记错的话应该是DDR SDRAM，也就是咱说的内存条的颗粒 一般缓存越大硬盘性能越好，但是这是以前，往下看你就明白了……）

500G 320G 250G 160G……一个硬盘出厂之后测试屏蔽后究竟能留下多少有效容量我们是不知道的，但是从规格上看，坏道越多的硬盘容量就越小。不过也不用太过担心，因为硬盘坏道只要屏蔽了就不影响使用。因此图吧也经常有大佬捡坏道硬盘回去用，但是现在机械硬盘这么便宜坏道硬盘就没必要捡了。

根据上文我们就可以发现，既然硬盘是这样生产的那么在相同容量下多盘显然比单盘的质量要差，因为同样用一个盘片和两个盘片或者多个盘片进行屏蔽后居然容量相同，那么理所应当可以得知多盘的坏道更多质量更次。

此外，机械硬盘上车即翻车！SMR技术到底有多坑爹？ 中我们也初步介绍了机械硬盘分为垂直式和叠瓦式，其中，两者相互不对应。垂直盘也可能是叠瓦盘。因为垂直盘对应的是水平盘。

垂直盘的意思就是说原先硬盘的磁头水平磁化磁介质，但是这样储存密度显然没有垂直来得要密集。因此后来的硬盘就几乎全是垂直盘了。水平向垂直的改变非常顺利，并没有什么问题。

而后来的叠瓦盘就不一样了。在机械硬盘储存密度将届，固态硬盘突破迅猛的时候，硬盘厂商开始走起了歪门邪道：

"受到物理定律的限制，目前硬盘使用的垂直磁记录（Perpendicular Magnetic Recording，PMR）技术即将达到其存储密度极限。业界迫切希望引入新的技术来克服限制，继续稳步提升容量。

叠瓦式磁记录（Shingled Magnetic Recording）技术应运而生，磁道像屋顶上的瓦片那样重叠在一起来实现其存储面密度的增长。"

这个技术说白了就是允许在硬盘写入的时候强行调整磁道间距，将过去已经完成写入的磁道擦掉一些再写入。

原来的硬盘磁道是写的宽读的窄，现在就变成了写窄读的也窄。但是写还是一样的宽，只是每次写的时候都把原来写的再擦掉。因为SMR叠瓦盘这种写入机制，因此它的写入速度往往偏慢。

硬盘盘片本身的记录次数是有寿命的，给同一片区域写好一次再复写就消耗了一次寿命。然而最重要的并不是这样，而是更严重的问题。

这就好比我们现在写字一样，虽然擦掉一部分但是实际上我们还是能看懂的。不信我做个图给你们重新看看就明白了。就像这样。但是显然的写字一张纸写完就拉倒了。但是SMR硬盘在进行再写入的时候麻烦就大大的有了。用笔写字我们还好说，毕竟一行字比笔尖大很多。但是硬盘我们更应该理解成画线，用非常粗的马克笔在本子上画点画线表达信息，然后SMR就像是用修正带盖上线的一半之后再覆盖画写。显然的如果画错了再改或者画完了发现前面有问题再想修改难度非常高，所以一般SMR。可是硬盘我们还是要重复使用的啊，尤其是作为计算机的主硬盘，计算机在工作的时候一定要反复进行读写，擦掉硬盘上原有的文件再写入简直就是家常便饭。所以SMR盘是不能用作系统盘的。

如果在一个位置对一个文件进行反复的改写这显然是不可能的。而我们都知道在删除文件时硬盘并不会把文件当地的信息进行销毁（消磁、固态硬盘归零），而是直接把文件当地标记为可使用。系统只是删除了相对应文件的标识，没有标识系统就会认为“这里是空的” 这其实可以专门拎出来写一篇文章 《文件恢复原理》