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为什么硬盘标注的容量何实际容量不一样?

2024-03-19推荐

为什么硬盘标注的容量何实际容量不一样?

购买硬盘的时候会发现一个奇怪的现象,购买的硬盘容量和实际使用时的容量总是存在差异,例如购买4TB硬盘时,实际到手的容量只有3.72TB。那么为什么会存在这些差异,这算误导消费者吗?

硬盘标注的容量与实际可用容量之间存在差异主要是由于硬盘制造商在计算存储容量时采用的单位和算法不同所导致的。

具体来说,有以下几个原因:

  • 单位转换:硬盘制造商通常使用十进制(decimal)来表示存储容量,而计算机系统内部使用的是二进制(binary)。例如,1 KB(千字节)在十进制中等于1000字节,在二进制中等于1024字节。因此,一个标称100MB的硬盘,在十进制计算下是100,000,000字节,而在二进制计算下是104,857,600字节。

  • 文件系统 overhead:硬盘上的文件系统需要一些额外的空间来管理存储在硬盘上的文件。这包括用于追踪文件位置的元数据(metadata),如文件分配表(FAT)、目录结构等。这部分空间不存储用户数据,因此会减少可用存储空间。

  • 硬盘碎片整理:随着硬盘的使用,文件存储会变得不连续,进行碎片整理时,硬盘驱动器会重新安排数据以提高读写效率,这也会暂时减少可用空间。

  • 固件和系统保留空间:硬盘制造商可能会在硬盘上保留一部分空间用于系统固件的更新或是其他系统级别的操作。

  • 大家在购买硬盘时,看到的标称容量通常是理论最大容量,而实际可用容量会稍微小一些。不过,随着消费者对于准确性的要求提高,许多硬盘产品现在都会在标签上明确指出实际可用容量,以便消费者做出更准确的购买决策。

    一些爱搞事情的朋友还会搞一下硬盘阵列,以增强硬盘的读写性能,那么硬盘阵列分为哪些呢?

    硬盘阵列,也称为磁盘阵列,是将多个硬盘按照不同的规则组合在一起形成各种集群化的数据存储结构。这种结构能够提升数据的读写速度、存储容量以及数据的安全性。常见的硬盘阵列类型包括以下几种:

    RAID 0

    RAID 0是最简单的磁盘阵列形式,它将多个磁盘按顺序连接起来,将数据块进行分割,然后将数据块分别存储到每个磁盘中。这种结构可以提高数据的读写速度,但没有数据冗余机制和数据恢复机制,一旦某个磁盘出现故障,所有数据都将丢失。因此,RAID 0多用于对数据安全要求不高,但追求高性能的场景。

    RAID 1

    RAID 1又称为磁盘镜像,它将相同的数据块同时存储在两个以上的磁盘中,从而保证数据的备份安全性。虽然这种结构能够确保数据的安全性,但会降低性能和存储容量,因为磁盘利用率只有50%,所以成本也相对较高。RAID 1多用于保存关键性的重要数据。

    RAID 5

    RAID 5结合了数据分条(Striping)与数据奇偶校验(Parity)的技术,将数据分散存储于各个硬盘上,并加入一个校验值,将数据冗余量降至最低(大约仅需要多一个硬盘的容量)。当其中一个硬盘失效时,系统可以从其他硬盘上的数据和校验值中重建失效的数据,因此这种结构既能保证数据安全又能提高系统性能。

    RAID 10

    RAID 10也被称为RAID 1+0,它是将多个磁盘分为两组,每组采用RAID 1方式进行备份,然后再将两组使用RAID 0方式组合起来。这种结构结合了RAID 1和RAID 0的优点,既提供了数据冗余备份,又提高了数据读写性能。

    此外,还有一些不常用的RAID级别,如RAID 2/3/4等,由于硬件成本和技术要求等原因,在现代存储环境中较少被采用;还有复合型RAID,例如RAID 01(先条带化后镜像)、RAID 50(RAID 5与RAID 0的组合)以及RAID 60(RAID 6与RAID 0的组合),这些设计主要用于大型数据中心和企业级应用,以进一步优化性能和可靠性。