为什么没有多个磁头覆盖硬盘盘片的半径?

为什么没有多个磁头覆盖硬盘盘片的半径?

如果每个盘片都有多个磁头共同覆盖半径,那是不是意味着臂不必移动并且数据传输速度会更快?

为什么是以下系统:

单头

用来代替这个吗?

多头

答案1

来自 PC 指南,单个执行器与多个执行器,大约2001年:

研究硬盘的人经常会问这样一个问题:“如果磁头在硬盘盘片表面上的机械运动如此缓慢(相对于硬盘中的其他组件和计算机的其余部分而言),那么为什么硬盘制造商不制造带有多个执行器的硬盘呢?”这是一个非常好的问题。在驱动器中放置第二组磁头将允许同时访问磁盘的两个区域,从而大大提高性能,尤其是在随机寻道时。听起来很棒……事实上,既然如此,为什么不在驱动器上放置四个执行器和磁头组呢?:^)

事实上,这样的硬盘已经制造出来了。Conner Peripherals 是 20 世纪 80 年代末和 90 年代初硬盘领域的创新者(后来该公司破产,其产品线和技术被 Seagate 收购),该公司有一款名为 Chinook 的驱动器型号,它有两个完整的磁头执行器组件:两组磁头、滑块和臂以及两个执行器。他们还复制了控制电路,使它们可以独立运行。在当时,这款驱动器的性能非常出色。但这款驱动器从未获得广泛认可,设计也被放弃了。据我所知,过去几年没有人尝试重复这个实验。

有几个原因导致无法制造带有多个执行器的驱动器。一些是技术原因;首先,设计起来非常困难。多个臂在盘片上移动使得设计变得复杂,尤其是在小尺寸的驱动器中。还有更多与热膨胀和热收缩有关的问题。硬盘内部产生的热量增加。协调和优化两组磁头寻道所需的逻辑需要大量工作。由于硬盘设计和材料变化如此之快,这项工作必须经常重做。

但是,多执行器设计不实用的最大原因与市场营销有关。编写专用电子元件和复制驱动器中的大部分内部控制组件会增加成本,而大多数人对性能的关注程度不够,不愿意支付差价。硬盘是一种复杂的技术,只有大规模生产才能经济地制造,而对于那些喜欢额外执行器的人来说,市场规模不足以摊销这些花哨设计所固有的开发成本。更有意义的做法是将大规模生产的驱动器标准化为单个执行器堆栈,并为需要额外性能的人构建 RAID 阵列。将单个 36 GB 驱动器与四个 9 GB 驱动器的阵列进行比较:实际上,该阵列是一个 36 GB 驱动器,具有四组所有组件。在大多数情况下,它的性能和可靠性优于带有四个执行器的单个 36 GB 驱动器,并且可以由标准组件制成而无需特殊工程。

答案2

实际上,只有一个读/写磁头可以连接到臂的末端。这是为了让盘片和磁头之间形成适当的“飞行磁头”气隙。因此,不能在同一臂上安装额外的磁头(同时保持适当的气隙)。

我记得曾经见过带有双臂组件的 HDD。只有一个致动器可以移动两个臂,这样每个 R/W 磁头都可以覆盖半个盘片(内柱面或外柱面)。这是缩短寻道时间的短行程方法的硬件解决方案。

曾经有过磁头每磁道(又称固定磁头)硬盘驱动器。这种硬盘驱动器并不常见,而且价格昂贵。
很久以前,我在一个项目中使用了通用仪器公司生产的单盘固定磁头硬盘驱动器。
由于只有一个主机接口来传输数据,因此任何时候都只能有一个 R/W 磁头处于活动状态。

...数据传输速度会更快不是吗?

只有寻道时间会减少到零。
这将减少总访问时间,但仍然有旋转延迟和从盘片读取数据、验证扇区并将数据传输到主机的时间。
参见这个答案关于磁盘读取。

还出现了双端口驱动器;驱动器有两个读/写头组件和两个主机接口。可以同时操作,但主机负责处理互斥问题。

答案3

也许人们没有想到这一点。也许这会给硬盘带来压力。过多的磁性可能会损坏硬盘组件。

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