台式機硬盤
台式機硬盤就是最為常見的PC機內部使用的存儲設備。隨著用戶對個人PC性能的需求日益提高，台式機硬盤也在朝者大容量、高速度、低噪音的方向發展，單碟容量逐年提高，主流轉速也達到7200RPM，甚至還有了10000RPM的SATA接口的硬盤。台式機硬盤的廠商主要有希捷、邁拓、西部數據、日立、三星等，市場競爭很激烈。
筆記本硬盤
筆記本硬盤顧名思義就是應用於筆記本的存儲設備，筆記本強調的是其便攜性和移動性，因此筆記本硬盤必須在體積、穩定性、功耗上達到很高的要求，而且防震性能要好。
筆記本電腦硬盤和台式機硬盤從產品結構和工作原理看，並沒有本質的區別，筆記本硬盤最大的特點就是體積小巧，目前標準產品的直徑僅為2.5英寸（還有1.8英寸甚至更小的），厚度也遠低於3.5英寸硬盤。一般厚度僅有8.5mm－12.5mm，重量在一百克左右，堪稱小巧玲瓏。由於筆記本電腦內部空間狹小、散熱不便，且電池能量有限，再加上移動中難以避免的磕碰，對其部件的體積、功耗和堅固性等提出了很高的要求。筆記本硬盤本身就設計了比台式機硬盤更好的防震功能，在遇到震動時能夠暫時停止轉動保護硬盤。
筆記本硬盤由於受到盤片直徑小、功耗限製、防震等製約因素，在性能上相對要落後於台式機硬盤。在桌麵係統中，硬盤電機主軸轉速7200轉稱為主流，萬轉的硬盤也已推出，而在筆記本中還是以4200轉為主，部分新品則使用5400轉的硬盤，主要是因為筆記本硬盤空間狹小，而且采用高速電機必然會帶來更大的功耗和發熱量。而在緩存容量方麵筆記本硬盤也略微少於台式機硬盤。轉速和緩存都低，自然數據傳輸率方麵也就較低了。接口方麵筆記本硬盤基本與台式機發展持平，市場上主流的筆記本硬盤都采用了ATA100的接口標準，富士通公司也已經推出了業界首款2.5英寸的SATA硬盤。
目前筆記本電腦硬盤的發展方向就是外形更小、質量更輕、容量更大。東芝率先開發生產了一種1.8英寸規格的硬盤，在一些輕薄筆記本上采用。不過目前1.8英寸的產品在零售市場上極為罕見。這種超小型硬盤要通過一個轉接口才能用在目前采用2.5寸硬盤的筆記本電腦上。除了1.8寸的硬盤，更小的1英寸HDD(Micro Drive)，容量已達到了4GB，其外觀和接口為CF TYPEⅡ型卡，傳送模式為Ultra DMA mode 2。實際傳輸速度達到了5MB/sec左右。盤片轉數為3600rpm，緩存容量128KB。當然，這種硬盤目前還隻能作為一種輔助的存儲設備。
筆記本電腦硬盤上往往保存有重要數據，再加上筆記本電腦的移動特性，其安全性能是很重要的指標。現在的硬盤都支持S.M.A.R.T(自動檢測、分析及報告)技術，使用S．M．A．R．T技術，可有效保護你的硬盤。 可預測的硬驅故障是由硬驅性能逐漸惡化引起的。實際上，硬驅故障的60％都是機械性質的，對此類故障，S.M.A.R.T可一顯身手。S.M.A.R.T可以對數據提供有效的廉價保護，有助於減少數據丟失的風險，並且預先報警能讓你安排及時更換硬盤。
此外現在很多筆記本電腦硬盤還采用了SPS技術，SPs（ShockProtectionSystem）即震動保護係統。使硬盤在受到撞擊時，保持磁頭不受震動，磁頭和磁頭臂停泊在盤片上，衝擊能量被硬盤其他部分吸收，這樣能有效地提高硬盤的抗震性能，使硬盤在運輸、使用及安裝的過程中最大限度地免受震動的損壞。有些產品更是采用了第二代保護係統（SPSII），可以更有效的防止由於外界的震動所引起的硬盤損壞。
服務器硬盤
服務器硬盤在性能上的要求要遠遠高於台式機硬盤，這是受服務器大數據量、高負荷、高速度等要求所決定的。服務器硬盤一般采用SCSI接口，高端還有采用光纖通道接口的，極少的低端服務器采用台式機上的ATA硬盤，性能受到很大影響。
服務器硬盤具有如下三個特點。
1、速度快
服務器硬盤轉速很高，7200轉、10000轉的產品已經相當普及，甚至還有達到15000轉的。它還配備了較大的回寫式緩存，一般為2MB、4MB、8MB或16MB，甚至還有64MB的產品。平均訪問時間比較短；外部傳輸率和內部傳輸率更高。
2、可靠性高
因為服務器硬盤幾乎是24小時不停地運轉，承受著巨大的工作量。可以說，硬盤如果出了問題，後果不堪設想。除了采用家用硬盤具備的S.M.A.R.T技術(自監測、分析和報告技術)，硬盤廠商都采用了各自獨有的先進技術來保證數據的安全。為了避免意外的損失，服務器硬盤一般都能承受300G到1000G的衝擊力。
為了提高可靠性，服務器多采用了廉價冗餘磁盤陣列(RAID)技術。RAID技術相當於把一份數據複製到其他硬盤上，如果其中一個硬盤損壞了，可以從另一個恢複數據。
3、帶寬大
多數服務器采用了數據吞吐量大、CPU占有率極低的SCSI硬盤。SCSI硬盤必須通過SCSI接口才能使用，有的服務器主板集成了SCSI接口，有的安有專用於大約有10-50人同時在正常上班時間隨機訪問服務器或工作站。在此種情況下建議選擇SCSI接口硬盤。
高性能服務器和工作站主要麵向執行關鍵任務且工作負荷很重的文件服務器，其負荷相當於50多人在一天24小時內同時進行訪問，同時還麵向視頻、動畫製作等有高要求的工作站。在這些場合建議使用高端SCSI。
硬盤類型的選擇
普通家用或小型企業的台式機用戶對硬盤性能的需求相對較低，也極少會對存儲係統提出高性能的要求，因此一般建議使用ATA、SATA接口硬盤，部分個人音頻或視頻工作者可以考慮采用SCSI接口。
中型服務器和工作站主要麵向工作負荷較輕或中等的企業環境，其負荷相當於大約有10-50人同時在正常上班時間隨機訪問服務器或工作站。在此種情況下建議選擇SCSI接口硬盤。
高性能服務器和工作站主要麵向執行關鍵任務且工作負荷很重的文件服務器，其負荷相當於50多人在一天24小時內同時進行訪問，同時還麵向視頻、動畫製作等有高要求的工作站。在這些場合建議使用高端SCSI。
- 容量 -
硬盤的容量是以MB（兆）和GB（千兆）為單位的，早期的硬盤容量低下，大多以MB（兆）為單位，1956年9月IBM公司製造的世界上第一台磁盤存儲係統隻有區區的5MB，而現今硬盤技術飛速的發展數百GB容量的硬盤也以進入到家庭用戶的手中。硬盤的容量有40GB、60GB、80GB、100GB、120GB、160GB、200GB、500GB，硬盤技術還在繼續向前發展，更大容量的硬盤還將不斷推出。
在購買硬盤之後，細心的人會發現，在操作係統當中硬盤的容量與官方標稱的容量不符，都要少於標稱容量，容量越大則這個差異越大。標稱40GB的硬盤，在操作係統中顯示隻有38GB；80GB的硬盤隻有75GB；而120GB的硬盤則隻有114GB。這並不是廠商或經銷商以次充好欺騙消費者，而是硬盤廠商對容量的計算方法和操作係統的計算方法有所不同而造成的，不同的單位轉換關係造成的。
眾所周知，在計算機中是采用二進製，這樣造成在操作係統中對容量的計算是以每1024為一進製的，每1024字節為1KB，每1024KB為1MB，每1024MB為1GB；而硬盤廠商在計算容量方麵是以每1000為一進製的，每1000字節為1KB，每1000KB為1MB，每1000MB為1GB，這二者進製上的差異造成了硬盤容量“縮水”。以120GB的硬盤為例：
廠商容量計算方法：120GB＝120,000MB＝120，000，000KB＝120，000，000，000字節
換算成操作係統計算方法：120，000，000，000字節/1024＝117,187,500KB/1024＝114，440.91796875MB＝114GB
同時在操作係統中，硬盤還必須分區和格式化，這樣係統還會在硬盤上占用一些空間，提供給係統文件使用，所以在操作係統中顯示的硬盤容量和標稱容量會存在差異。
- 單碟容量 -
單碟容量（storage per disk），是硬盤相當重要的參數之一，一定程度上決定著硬盤的檔次高低。硬盤是由多個存儲碟片組合而成的，而單碟容量就是一個存儲碟所能存儲的最大數據量。硬盤廠商在增加硬盤容量時，可以通過兩種手段：一個是增加存儲碟片的數量，但受到硬盤整體體積和生產成本的限製，碟片數量都受到限製，一般都在5片以內；而另一個辦法就是增加單碟容量。
舉個例子來說，單碟容量為60GB的希捷酷魚五係列和單碟容量為80GB的希捷7200.7係列，如果都用2個盤片那麽總容量將有40GB的差異，可見單碟容量對硬盤容量的影響。
同時，硬盤單碟容量的增加不僅僅可以帶來硬盤總容量的提升，而且也有利於生產成本的控製，提高硬盤工作的穩定性。單碟容量的增加意味著廠商要在同樣大小的盤片上建立更多的磁道數（數據存儲在盤片的磁道中），雖然這在技術難度上對廠商要求很高，但盤片磁道密度（單位麵積上的磁道數）提高，代表著數據密度的提高，這樣在硬盤工作時盤片每轉動一周，磁頭所能讀出的數據就越多，所以在相同轉速的情況下，硬盤單碟容量越大其內部數據傳輸速率就越快。另外單碟容量的提高使單位麵積上的磁道條數也有所提高，這樣硬盤尋道時間也會有所下降。
另外單碟容量的增加也能在一定程度上節省產品成本，舉個例子來說，同樣的120GB的硬盤，如果采用單碟容量40GB的盤片，那麽將要有三張盤片和六個磁頭；而采用單碟容量80GB的盤片，那麽隻需要兩張盤片和三個磁頭（盤片正反兩麵都可以存儲數據，一麵需要一個磁頭），這樣就能在盡可能節省更多的成本的條件下提高硬盤的總容量。單碟容量的增加也對磁頭提出了更高的要求 。
單碟容量的提升是隨著硬盤技術的逐漸提高的，在2000年時出現了單碟容量40GB的硬盤產品，但直到2001中旬才全麵在市場中普及。到了2002年IBM、西部數據、希捷、三星都相繼推出了單碟容量60GB的硬盤產品，最早單碟60GB容量的硬盤是三星於2002年5月推出的SpinPoint V60係列硬盤，其後的一個月內西部數據、希捷就發布了酷魚V和魚子醬係列7200rpm硬盤。
最早的單碟容量80GB的硬盤產品是Maxtor於2002年10月發布的DiamondMax Plus 9，希捷也緊隨其後推出了酷魚7200.7係列與5400.1係列單碟80GB的硬盤。
希捷在2003年的9月發布了單碟容量達100GB酷魚7200.7 PLus 200GB硬盤，而2004年9月，希捷(Seagate)又發布了酷魚7200.8(Barracuda 7200.8)係列硬盤，單碟容量為133GB，使得硬盤單碟容量又達到了一個新的高度，相較於以前的最高單碟容量100GB，整整提高了33%。更高的單碟容量也就意味著更高的數據存儲密度、更大的總容量、更高的性能和更低的成本。但人們對於硬盤存儲空間的需求是不滿足的，單碟容量的發展是不會就此止步的，更高容量的硬盤產品將不久之後出現在我們的視野中。
- 盤片數 -
盤片是硬盤中承載數據存儲的介質，硬盤是由多個盤片疊加在一起，互相之間由墊圈隔開。硬盤盤片是以堅固耐用的材料為盤基，其上在附著磁性物質，表麵被加工的相當平滑。因為盤片在硬盤內部高速旋轉（有5400轉、7200轉、10000轉，甚至15000轉），因此製作盤片的材料硬度和耐磨性要求很高，所以一般采用合金材料，多數為鋁合金。
硬盤盤片是隨著硬盤的發展而不斷進步的，早期的硬盤盤片都是使用塑料材料作為盤基，然後再在塑料盤基上塗上磁性材料就構成了硬盤的盤片。後來隨著硬盤轉速和容量的提高又出現的金屬盤基的盤片，金屬材料的盤基具有更高的記錄密度、更強的硬度，在安全性上也要強於塑料盤基。目前市場中主流的硬盤都是采用鋁材料的金屬盤基。
而IBM等廠商還推出過以石英玻璃為盤基的“玻璃盤片”，但初期的玻璃盤片在發熱等技術方麵處理的並不得當，導致部分產品使用中極易出現故障。但玻璃盤片是一種比鋁更為堅固耐用的盤片材質，盤片高速運轉時的穩定性和可靠性都有所提高，而且玻璃盤片表麵更為平滑，技術上還是領先於金屬盤片的。
由於盤片上的記錄密度巨大，而且盤片工作時的高速旋轉，為保證其工作的穩定，數據保存的長久，盤片都是密封在硬盤內部。萬萬不可自行拆卸硬盤，在普通環境下空氣中的灰塵，都會對硬盤造成永久傷害，更不能用器械或手指碰觸盤片。
- 磁頭數 -
硬盤磁頭是硬盤讀取數據的關鍵部件，它的主要作用就是將存儲在硬盤盤片上的磁信息轉化為電信號向外傳輸，而它的工作原理則是利用特殊材料的電阻值會隨著磁場變化的原理來讀寫盤片上的數據，磁頭的好壞在很大程度上決定著硬盤盤片的存儲密度。目前比較常用的是GMR（Giant Magneto Resisive）巨磁阻磁頭，GMR磁頭的使用了磁阻效應更好的材料和多層薄膜結構，這比以前的傳統磁頭和MR（Magneto Resisive）磁阻磁頭更為敏感，相對的磁場變化能引起來大的電阻值變化，從而實現更高的存儲密度 。
磁頭是硬盤中對盤片進行讀寫工作的工具，是硬盤中最精密的部位之一。磁頭是用線圈纏繞在磁芯上製成的。硬盤在工作時，磁頭通過感應旋轉的盤片上磁場的變化來讀取數據；通過改變盤片上的磁場來寫入數據。為避免磁頭和盤片的磨損，在工作狀態時，磁頭懸浮在高速轉動的盤片上方，而不與盤片直接接觸，隻有在電源關閉之後，磁頭會自動回到在盤片上的固定位置（稱為著陸區，此處盤片並不存儲數據，是盤片的起始位置）。
由於磁頭工作的性質，對其磁感應敏感度和精密度的要求都非常高。早先的磁頭采用鐵磁性物質，在磁感應敏感度上不是很理想，因此早期的硬盤單碟容量都比較低，單碟容量大則碟片上磁道密度大，磁頭感應程度不夠，就無法準確讀出數據。這就造成早期的硬盤容量都很有限。隨著技術的發展，磁頭在磁感應敏感度和精密度方麵都有了長足的進步。
最初磁頭是讀、寫功能一起的，這對磁頭的製造工藝、技術都要求很高，而對於個人電腦來說，在與硬盤交換數據的過程中，讀取數據遠遠快於寫入數據，讀、寫操作二者的特性也完全不同，這也就導致了讀、寫分離的磁頭，二者分別工作、各不幹擾。
薄膜感應（TEI）磁頭
在1990年至1995年間，硬盤采用TFI讀/寫技術。TFI磁頭實際上是繞線的磁芯。盤片在繞線的磁芯下通過時會在磁頭上產生感應電壓。TFI讀磁頭之所以會達到它的能力極限，是因為在提高磁靈敏度的同時，它的寫能力卻減弱了。
各向異性磁阻（AMR）磁頭
AMR（Anisotropic Magneto Resistive）90年代中期，希捷公司推出了使用AMR磁頭的硬盤。AMR磁頭使用TFI磁頭來完成寫操作，但用薄條的磁性材料來作為讀元件。在有磁場存在的情況下，薄條的電阻會隨磁場而變化，進而產生很強的信號。硬盤譯解由於磁場極性變化而引起的薄條電阻變化，提高了讀靈敏度。AMR磁頭進一步提高了麵密度，而且減少了元器件數量。由於AMR薄膜的電阻變化量有一定的限度，AMR技術最大可以支持3.3GB/平方英寸的記錄密度，所以AMR磁頭的靈敏度也存在極限。這導致了GMR磁頭的研發。
GMR（Giant Magneto Resistive，巨磁阻）
GMR磁頭繼承了TFI磁頭和AMR磁頭中采用的讀/寫技術。但它的讀磁頭對於磁盤上的磁性變化表現出更高的靈敏度。GMR磁頭是由4層導電材料和磁性材料薄膜構成的：一個傳感層、一個非導電中介層、一個磁性的栓層和一個交換層。GMR傳感器的靈敏度比AMR磁頭大3倍，所以能夠提高盤片的密度和性能。
硬盤的磁頭數取決於硬盤中的碟片數，盤片正反兩麵都存儲著數據，所以一個盤片對應兩個磁頭才能正常工作。比如總容量80GB的硬盤，采用單碟容量80GB的盤片，那隻有一張盤片，該盤片正反麵都有數據，則對應兩個磁頭；而同樣總容量120GB的硬盤，采用二張盤片，則隻有三個磁頭，其中一張盤片的一麵沒有磁頭。
- 傳輸規範 -
硬盤接口是硬盤與主機係統間的連接部件，作用是在硬盤緩存和主機內存之間傳輸數據。不同的硬盤接口決定著硬盤與計算機之間的連接速度，在整個係統中，硬盤接口的優劣直接影響著程序運行快慢和係統性能好壞。不同的硬盤接口采用不同的數據傳輸規範，所能提供的數據傳輸速度也不相同。傳輸規範是硬盤最為重要的參數之一。以前主流的台式機硬盤接口為IDE接口，現在則以SATA接口為主，高端工作站服務器則會有SCSI接口和SAS接口。
- 內部數據傳輸率 -
內部數據傳輸率（Internal Transfer Rate）是指硬盤磁頭與緩存之間的數據傳輸率，簡單的說就是硬盤將數據從盤片上讀取出來，然後存儲在緩存內的速度。內部傳輸率可以明確表現出硬盤的讀寫速度，它的高低才是評價一個硬盤整體性能的決定性因素，它是衡量硬盤性能的真正標準。有效地提高硬盤的內部傳輸率才能對磁盤子係統的性能有最直接、最明顯的提升。目前各硬盤生產廠家努力提高硬盤的內部傳輸率，除了改進信號處理技術、提高轉速以外，最主要的就是不斷的提高單碟容量以提高線性密度。由於單碟容量越大的硬盤線性密度越高，磁頭的尋道頻率與移動距離可以相應的減少，從而減少了平均尋道時間，內部傳輸速率也就提高了。雖然硬盤技術發展的很快，但內部數據傳輸率還是在一個比較低（相對）的層次上，內部數據傳輸率低已經成為硬盤性能的最大瓶頸。目前主流的家用級硬盤，內部數據傳輸率基本還停留在70~90 MB/s左右，而且在連續工作時，這個數據會降到更低。
數據傳輸率的單位一般采用MB/s或Mbit/s，尤其在內部數據傳輸率上官方數據中更多的采用Mbit/s為單位。此處有必要講解一下兩個單位二者之間的差異：
MB/s的含義是兆字節每秒，Mbit/s的含義是兆比特每秒，前者是指每秒傳輸的字節數量，後者是指每秒傳輸的比特位數。MB/s中的B字母是Byte的含義，雖然與Mbit/s中的bit翻譯一樣，都是比特，也都是數據量度單位，但二者是完全不同的。Byte是字節數，bit是位數，在計算機中每八位為一字節，也就是1Byte＝8bit，是1：8的對應關係。因此1MB/s等於8Mbit/s。因此在在書寫單位時一定要注意B字母的大小寫，尤其有些人還把Mbit/s簡寫為Mb/s，此時B字母的大小真可以稱為失之毫厘，謬以千裏。
上麵這是一般情況下MB/s與Mbit/s的對應關係，但在硬盤的數據傳輸率上二者就不能用一般的MB和Mbit的換算關係（1B=8bit）來進行換算。比如某款產品官方標稱的內部數據傳輸率為683Mbit/s，此時不能簡單的認為683除以8得到85.375，就認為85MB/s是該硬盤的內部數據傳輸率。因為在683Mbit中還包含有許多bit（位）的輔助信息，不完全是硬盤傳輸的數據，簡單的用8來換算，將無法得到真實的內部數據傳輸率數值。
- 外部數據傳輸率 -
硬盤數據傳輸率的英文拚寫為Data Transfer Rate，簡稱DTR。硬盤數據傳輸率表現出硬盤工作時數據傳輸速度，是硬盤工作性能的具體表現，它並不是一成不變的而是隨著工作的具體情況而變化的。在讀取硬盤不同磁道、不同扇區的數據；數據存放的是否連續等因素都會影響到硬盤數據傳輸率。因為這個數據的不確定性，所以廠商在標示硬盤參數時，更多是采用外部數據傳輸率(External Transfer Rate)和內部數據傳輸率（Internal Transfer Rate）。
外部數據傳輸率(External Transfer Rate)，一般也稱為突發數據傳輸或接口傳輸率。是指硬盤緩存和電腦係統之間的數據傳輸率，也就是計算機通過硬盤接口從緩存中將數據讀出交給相應的控製器的速率。平常硬盤所采用的ATA66、ATA100、ATA133等接口，就是以硬盤的理論最大外部數據傳輸率來表示的。ATA100中的100就代表著這塊硬盤的外部數據傳輸率理論最大值是100MB/s；ATA133則代表外部數據傳輸率理論最大值是133MB/s；SATA1.0接口的硬盤外部理論數據最大傳輸率可達150MB/s，而SATAII接口的硬盤外部理論數據最大傳輸率可達300MB/s。這些隻是硬盤理論上最大的外部數據傳輸率，在實際的日常工作中是無法達到這個數值的，而是更多的取決於內部數據傳輸率。
