[练习]硬盘噪音的由来

[练习]硬盘噪音的由来 硬盘噪音的由来 噪音虽然不是直接衡量硬盘性能的标准，但是经常听到一阵阵硬盘乱响毕竟不是一件让人舒心的事。纵观硬盘的发展历史，可以发现硬盘的噪音实际上和硬盘的转速是成正比的:转速每提高一个档次，噪音等级都会相应提高。 尽管现在7200转的硬盘已经改进不少，成为了市场的主流，但噪音仍然是要高于5400转的硬盘。通常硬盘内部有两个电机，一个是驱动硬盘旋转的主轴电机，该电机过去是主要的噪音和热量源，但是现在有很多厂家开始使用液态轴承电机，它使用的是黏膜液油轴承，以油膜代替滚珠，可有效的降低因金属磨擦而产生的噪声和发热问题。 同时液油轴承也可有效的吸收震动，使硬盘的抗震能力得到提高，由此硬盘的寿命与可靠性也可以得到提高。但是另外还有一个寻道电机，由于技术和成本上的原因，该电机还没有采用液态轴承电机，我们平时听到硬盘发出的“答，答”声，就是由它发出的。主轴电机速度的加快，寻道电机只有加快步伐，才能协调，才能发挥主轴电机加快后的潜能。目前大多数硬盘的噪音主要都是由这个寻道电机引起的，不同厂家的硬盘声音都不一样。 为了给硬盘减噪，众硬盘厂商真是“八仙过海”、软硬兼施，使出了各自的杀手锏。比如在“硬件”方面，采用了 新型液态轴承马达、重新改进硬盘内部结构、使用吸收震动噪音的材料制成的垫圈、隔音泡沫等;在“软件”方面，则推出了各自的降噪技术。下面我们来概括地领教一下这些方法。 1、液态轴承马达技术 硬盘内部的主轴马达和寻道马达驱动着硬盘的运转，也是噪音产生的根源。早期的硬盘马达均采用了滚珠轴承(Ball Bearing Motor)，当时由于硬盘的转速较低，所以发出的噪音不大。但随着硬盘转速的提高，滚珠轴承马达带来了磨损加剧、温度升高、噪声增大等诸多问题，成为硬盘噪音的主要来源，这显然已不适应硬盘发展的时代要求。在这种情况下，硬盘厂商相继推出了采用新型液态轴承马达的硬盘。 液态轴承马达(Fluid Dynamic Bearing Motors)技术过去一直被应用于精密机械工业，其技术核心是用黏膜液油轴承、以油膜代替滚珠。与传统的滚珠轴承硬盘相比，液态轴承硬盘的优势是显而易见的。一是减噪降温。避免了滚珠与轴承金属面的直接磨擦，使硬盘噪音及其发热量被减至最低;二是减震降噪。油膜可有效地吸收震动，使硬盘的抗震能力得到提高;三是减少磨损，提高硬盘的工作可靠性和使用寿命。 1996年希捷(Seagate)公司生产了世界上第一台FDB马达，并随后推出了首款使用液态轴承马达的硬盘产品，至 今FDB马达已发展到了第六代。目前台式机硬盘厂商迈拓、希捷、西部数据、日立(原IBM硬盘)、三星等以及笔记本电脑硬盘厂商富士通、东芝、IBM等，基本都有液态轴承硬盘问世。 2、其他硬盘降噪技术 对付硬盘噪音，除了采用液态轴承马达技术外，各大硬盘厂商还有自家的独门“功夫”。下面我们来看看不同品牌硬盘的降噪技术。 (1)希捷(Seagate)硬盘降噪技术 曾几何时，希捷公司的IDE硬盘几乎成了大噪音硬盘的代名词，不过这一切都随着Barracuda ATA IV(酷鱼四代)硬盘的推出而烟消云散，声音屏蔽技术(SBT)的应用使希捷硬盘摇身一变成为了目前最为“安静”的IDE硬盘，声音屏蔽技术包括如下几项: SoftSonic液态轴承技术(Fluid Dynamic Bearing):SoftSonic电机是希捷硬盘的声音屏蔽技术(SBT)的核心，也是一项获得各种电脑用户赏识的技术突破。在采用业内标准进试时，酷鱼ATA IV单盘模型在旋转时所发出的噪声仅为2贝尔，寻道时的噪声仅为2.4贝尔，而低于2.5贝尔的声音人耳是无法听见的。 SeaShield盖板及隔音泡沫:SeaShield盖板即硬盘电路 一面的金属挡板，该挡板与隔音泡沫都起到了进一步减少噪音外泄的可能性。 转动整流技术:通过控制主轴电机的工作电流波形，使电机的启停更平滑流畅。 安静寻道(SilentSeek)技术:主要有速度限制、加速度限制、电流整形和及时寻道方式，由于这些技术比较复杂，在这里就不做详细介绍了。 (2)迈拓(Maxtor)硬盘降噪技术 自从并购昆腾以后，迈拓的硬盘事业蒸蒸日上。除了应用自己的降噪技术以外，迈拓还沿用了昆腾公司的包括QDT静音技术在内的多项技术，强大技术的融合使迈拓的硬盘具有了更高的技术含量和竞争力。 Maxtor Silent Store技术:其实这并不是一项新技术，迈拓很早以前就提出了这个降噪方案，当时称为“Acoustic Management”，该技术的原理就是在硬盘的BIOS芯片内加入控制程序，人为降低磁头动力臂的反应速度，即降低寻道速度，从而降低噪音。 由于这项技术会使硬盘的性能稍有降低，加上几年前还是5400rpm硬盘占主流的时代，噪音问题并不十分突出，因此直到现在7200rpm硬盘成为主流时才得到应用。对于应用了Silent Store技术的迈拓硬盘，用户可以到迈拓的官方网站 上下载最新的控制程序——Maxtor’s AMSET utility。将下载的程序解压到软盘上，再用该软盘启动电脑，运行Amset 程序。 Amset.exe有四个参数，分别是/quiet、/fast、/check和/off，/quiet模式允许以性能的降低为代价使硬盘噪音下降; /fast模式则允许以性能的稍许降低换取噪音的下降，当然降噪效果不如/quiet模式;/check则可以检查硬盘当前的静音模式，/off即把降噪功能选项完全关闭，硬盘以最佳性能运行。 安静驱动器技术(QuiteDriveTechnology) 该项技术曾是昆腾公司引以为豪的硬盘静音技术，不过随着昆腾公司被迈拓并购，这项优秀的技术自然也被迈拓所拥有，该项技术可将硬盘的噪音控制在3.0贝尔以下。 (3)IBM硬盘降噪技术 作为目前所有台式硬盘遵循的温彻斯特盘结构的提出者，IBM公司在硬盘领域中一直处于一个很重要的地位，不过自从腾龙二代开始，硬盘返修率较高的问题就给IBM蒙上了一层阴影，如今IBM又将硬盘事业部出售给了日立公司，但无论如何，IBM硬盘的技术含量还是不容质疑的。 IBM Drive Noise Suppression System降噪技术:该技术应用于IBM的台式机硬盘时主要包括:可一定程度上降低运 行噪音的陶瓷轴承马达(Ceramic spindle Motor)，改良的音圈马达(Voice Coil Motor)，以及减少噪音向外传播的三层冲压式顶盖(Tri-laminate Top Cover)。这些先进技术的应用，使IBM腾龙四代硬盘的工作噪声只有3.1贝尔(3碟片)到3.0贝尔(2 碟片及以下)。 液体动力轴承(Fluid Dynamic Bearing)技术:该项技术被应用在IBM于2002年10月1日发布的Deskstar 180GXP 系列硬盘上，与希捷公司的SoftSonic液态轴承技术相同，可以大幅度降低硬盘噪音。 自动声音管理(Automatic Acoustic Management):这项技术则与迈拓公司的Silent Store技术大同小异，都是通过降低硬盘的寻道速度来降低噪音。不过与迈拓的声音管理工具相比，IBM所提供的工具IBM Feature Tool不但界面华丽，而且功能强大。它是一个包括声音管理工具的工具包，利用其中的声音管理工具，可以让硬盘在两种工作模式下来回切换，一种是低噪音的安静模式(Quiet Seek Mode)，一种是高性能的正常模式(Normal Seek Mode)，通过硬盘性能的少许下降换来噪音的大幅度降低。 (4)三星(Samsung)降噪技术 对于三星硬盘，有的用户可能不是很清楚。到1999年底，三星硬盘生产能力就达到了每月120万个，不过那时主 要是以OEM的形式供货给市场，所以在 DIY市场上鲜有三星硬盘的产品出现。不过早在那时，三星硬盘就竖立起了高性能、低噪声、低工作温度的产品特点，在业界享有很好的口碑。目前三星公司的硬盘已经大举进入中国市场，主要分为5400rpm的V系列及7200rpm的P系列，这两个系列的硬盘都采用了三星独有的硬盘降噪技术，静音效果相当显著。 噪音卫士(Noise Guard):主要包括三个方面，首先是在顶盖上加装隔音片进一步阻止内部振动的扩散，其次是改进顶盖设计与结构，降低主轴马达产生的噪音，最后是改进主轴马达设计，降低高速运转时产生的振动。 安静寻道(Silent Seek):这种技术的原理是通过专用DSP(数字信号处理器)来优化修整音圈马达的驱动波形，平滑磁头臂寻道时的加速度，在降低音圈马达寻道噪音的同时尽量保证寻道速度不受影响。 另类办法为硬盘静音 (1)设置硬盘自动休眠功能，如通过BIOS的 POWER MANAGEMENT SETUP 选项，选择合适的 HDD POWER DOWN 时间，或者在WINDOWS电源管理选项中设置合适的硬盘掉电时间。在选中的时间内若系统未访问硬盘，则硬盘马达自动停转。总体来说，这种方法的实用性也不强，首先它无法消除连续读写文件时磁头寻道发出的刺耳噪声;其 次硬盘加电、磁头起停的次数是有限的，早期的硬盘无故障工作时间为30万小时左右，而磁头起停次数仅为1,3万次，最新的IDE硬盘磁头起停上限也不过10万次，频繁的硬盘休眠不仅影响系统的连续工作速度，还会缩短硬盘的物理寿命。 (2)最新的整体设计 由于电脑中的噪声源太多，一两种方法难以完全解决，因此有人提出“桌柜式”、“分体式”电脑设计，即把电脑主机箱放置在前板封闭的桌柜中或者放置在另外的房间，使“眼不见耳不烦”。从理论上来说这种方法的效果最好，然而你必须有较长的信号线，而且远离主机不便于你频繁的切换光盘或软盘。 (3)硬件改造 如果你想要耳根清静的话，就要尽量选择那些外壳较厚实且没有大型的开口、驱动器托架能与硬盘等驱动器紧密配合并且本身有良好的固定，而且电源风扇噪音小的机箱，比如爱国者的“月光宝盒”系列就是一个不错的选择。