ZBR区位记录

ZBR 区位记录（Zoned-bit recording）是一种物理优化硬盘存储空间的方法，或指对磁道进行分区域，在不同区域采用不同密度以提高磁盘容量的记录方法。特点是内部磁道的扇区数目较少，外部磁道的扇区数目较多。在使用ZBR的硬盘，在最外面的环带中的轨道上的数据将具有最高数据传输率。

简介ZBR区位记录，也称为zone-bit recording，zone recording，zone-density recording或者multiple-zone recording，是指为了提高磁盘的存储容量，充分利用磁盘外面磁道的存储能力，现代磁盘不再把内外磁道划分为相同数目的扇区，而是利用外层磁道容量较内层磁道大的特点，将盘面划分成若干条环带，使得同一环带内的所有磁道具有相同的扇区数的方法1；或指在磁盘由大致同心磁道组成－是否实现为分开的圆形轨道或作为单一螺旋轨迹－物理磁道长度（周长）得到增加，若它远离中心枢纽。在较旧的磁盘驱动器中，外轨道和内轨道具有相同的扇区数，因此外磁道数据密度低。这是低效率的对可用空间的利用。显然，外层环带的磁道拥有较内层环带的磁道更多的扇区。为了减少这种磁道和扇区在盘面分布的几何形式变化对驱动程序的影响，大多数现代磁盘都隐藏了这些细节，向操作系统提供虚拟几何的磁盘规格，而不是实际的物理几何规格。

意义所有的硬盘驱动器都是由一些磁盘片组成。在每个磁盘片中，数据存放的物理位置呈同心圆状，这些同心圆称为磁道。每个磁道上包含若干扇区。每个扇区存储的数据容量是一致的。磁道的周长与同心圆的直径成正比。在早期的硬盘驱动器中，所有的磁道包含的扇区数目都是一样的，按照固定的圆心角辐射出去，就可以简单的将各磁道的扇区数进行统一。这样，在磁道边缘的扇区弧长就要大于内部的扇区弧长，其存储数据的密度也要比内部磁道的密度要小。最终，导致外部磁道的空间浪费。为了有效利用外部磁道空间，让所有的磁道扇区存储数据密度一致，就需要保证所有扇区的弧长一致。这样就要根据磁道的半径来重新分配扇区数目。Zoned0bit recording 方法通过将磁道分组（这种磁道组称为zone）实现了这一目标。内部磁道的扇区数目较少，外部磁道的扇区数目较多。这样，外部磁道和内部磁道的存储空间利用率都相等，充分利用了整个硬盘的空间。

硬盘性能的影响因素和衡量指标影响磁盘的关键因素是磁盘服务时间，它由寻道时间、旋转延迟和数据传输时间三部分构成。理解这一点对设计磁盘读写很重要。机械硬盘的连续读写性能很好，但随机读写性能很差，这主要是因为磁头移动到正确的磁道上需要时间，随机读写时，磁头需要不停的移动，时间都浪费在了磁头寻址上，所以性能不高。衡量磁盘的重要主要指标是IOPS和吞吐量。

寻道时间

寻道时间是指将读写磁头移动至正确的磁道上所需要的时间。寻道时间越短，I/O操作越快，磁盘的平均寻道时间一般较长。因为寻道比较耗时，在设计时往往要减少磁盘的随机I/O次数。

旋转延迟

旋转是指盘片旋转将请求数据所在的扇区移动到读写磁盘下方所需要的时间。旋转延迟取决于磁盘转速，通常用磁盘旋转一周所需时间的1/2表示。

数据传输时间

数据传输时间是指完成传输所请求的数据所需要的时间，它取决于数据传输率，其值等于数据大小除以数据传输率。衡量性能的指标机械硬盘的连续读写性能很好，但随机读写性能很差，这主要是因为磁头移动到正确的磁道上需要时间，随机读写时，磁头需要不停的移动，时间都浪费在了磁头寻址上，所以性能不高。衡量磁盘的重要主要指标是IOPS和吞吐量。

IOPS

IOPS（Input/Output Per Second）即每秒的输入输出量（或读写次数），即指每秒内系统能处理的I/O请求数量。随机读写频繁的应用，如小文件存储等，关注随机读写性能，IOPS是关键衡量指标。

吞吐量

吞吐量（Throughput），指单位时间内可以成功传输的数据数量。顺序读写频繁的应用，如视频点播，关注连续读写性能、数据吞吐量是关键衡量指标。它主要取决于磁盘阵列的架构，通道的大小以及磁盘的个数。不同的磁盘阵列存在不同的架构，但他们都有自己的内部带宽，一般情况下，内部带宽都设计足够充足，不会存在瓶颈。

本词条内容贡献者为:

宋春霖 - 副教授 - 江南大学