磁盘的两个传输速率

温故：

        在上一篇文章《“磁盘”名字的由来》中给大家带来了两个内容，其一是磁盘的内部构造，我特意拆了一块硬盘给大家看；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，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，比如复制一个文件，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？这就是今天答疑解惑的重点
 

知新：

        我们一般认为磁盘的传输速率分为两种，分别是内部传输速率和外部传输速率，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，即假设磁头读写的时候不需要换道，也不
专门读取某个扇区，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，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（二）》中的第7条“信道容量指的是信道中数据的最大传输速率，它与数据传输速率的区别就在于前者是理论上的最大值，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，大家可能也就明白了，之所以实际速率和理论速率差了这么多，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，这就像机枪和三八大盖之间的比较一样，同样打1000发子弹对于机枪来说只需要1分钟足矣，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，因为三八大盖的弹匣容量为5发，每5发就要装一次弹，不仅如此，每次打完一枪还要拉栓，就更浪费时间了，这就类似于磁盘的寻道浪费的时间。

         所以，磁头必须不断地被"打断"去进行换道操作，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，就要去解决，怎么解决的呢？为了避免磁头被不断打断的问题，人们发明了RAID 技术，什么是RAID技术？它是独立磁盘冗余阵列的缩写，就是将很多单块的磁盘组合在一起，构成一个磁盘组。让一个硬盘的磁头在换道时，另一个磁盘的磁头在读写。这样的话当很多磁盘联合起来，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，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，比如RAID10就是RAID0 和RAID1组合而来。

        如果大家对RAID 这部分感兴趣，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，然后存放到硬盘驱动器电路板上的缓存芯片内，再将数据从缓存内取出，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，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，所以外部接口传输速率无须和磁头传输速率一样，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（计入换道的损失）。

        大家对这个小知识有了解即可