硬碟機噪音

Black Eagle Jack

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http://www.seagate-asia.com/sgt/taiwan/dis...p?supportId=439

硬碟機噪音

在硬碟機業界,噪音的因素已經變得愈來愈重要。噪音是指硬碟機在運轉時產生的雜訊,經過一段時間的改良,新的硬碟機和系統已變得較為安靜,隨著硬碟機應用到消費電器和 其他「家電」裝置,我們需要更加 努力來減少聽得見的雜訊。本文說明, 在討論到噪音規格和要求時,必須瞭解的一些較重要的問題。

我們以對數分貝 (dB) 基準來測量聲音。噪音的音力測量和規格 ,比噪音音壓更與硬碟機息息相關,客戶一定要 瞭解,在任何特定的情況中所使用和比較的是哪種測量系統,因為並沒有轉換或其他的方式可以使這兩者相關聯。

不同的市場對音力噪音有不同的要求,標準 PC(具備風扇)一般 需要噪音在 30-dB 範圍內(閒置時),而且可以輕易地容納比閒置時高 3-4 dB 的搜尋噪音。高使用 7,200-RPM 硬碟機的高性能 PC 比較不會受雜訊影響,通常只需要 sub-35 dB 閒置噪音。因此,較新的新興市場,像是消費電子應用或者網際網路應用, 可能會開始推出在極度安靜的環境中運轉的無風扇產品;果真如此,這些系統的噪音要求 可能需要介於 mid-20 dB 的範圍內,搜尋比閒置時的噪音小 2 dB。

不論硬碟機的規格如何,對使用者而言,最重要的因素是,當硬碟機 建置到系統內時,它的聲音有多大。釵h因素影響系統整體的雜訊或感受到的雜訊,其中包括風扇、 突出的音調、透過系統機殼傳輸或擴大的震動所造成的結構雜訊、 因為被系統外殼蒙住所產生的空中雜訊、閒置和搜尋雜訊的差異、整體系統設計和 硬碟機裝載系統(音屏)。

為了使硬碟機更安靜、系統設計更好,Seagate 已經著手廣泛的研究和開發, 以使硬碟機和系統可察覺的噪音減至最小。Seagate 不止在提供 極度安靜的硬碟機上領先業界,同時也了解硬碟機在系統中聽起來如何,並且設計 方法、機型和產品,以盡量降低整體的系統雜訊,這些心血,使 Seagate 擁有有史以來最安靜的 硬碟機,以及 OEM 和系統整合者的最佳系統設計,進而使客戶和一般使用者更加 滿意。


要多大聲才算吵?
我們以對數分貝 (dB) 基準來測量聲音,分貝是聲音強度的單位,10 分貝等於一 bel,0 dB 是人類聽力的臨界值,120-130 dB是一般人可以忍受的極限,音壓 測量耳朵所記錄的雜訊壓力層次,音力則是測量物件所產生的平均噪音量 。

一般人可以察覺的最小變化是 3 dB 音壓,或是 1.5 dB 音力。增加 6 dB 就是將所測量到的音壓加倍,雖然,要增加 10 dB 音壓,人耳聽起來才會像聲音 加大一倍。音力增加 3 dB 以上,測量到的聲音就會加倍,只不過要增加 5 dB 音力,人耳聽起來才會像聲音加大一倍。


一些典型的周圍雜訊層次(音壓)如下:

20-30 dB 為安靜的圖書館或耳語。
40 dB 為一般住家。
60 dB 為正常交談。
90 dB 為商用卡車或火車。
120+ dB 為噴射客機或要起飛的火箭。
(如您所知,噴射客機的聲音,聽起來比安靜的圖書館大四倍以上,即使 其 dB 值只高出四倍─那是因為對數表的緣故)


市場需求
不同的「個人儲存設備」市場,對系統和硬碟機雜訊(以 音力)測量有不同的需求。例如,以具備風扇的傳統 PC 而言,風扇通常比閒置中的硬碟機吵, 除了明顯的音調(如果有的話)和搜尋操音之外,所有的聲音都會被遜L。隨著風扇和系統變得較為安靜,建置 傳統 PC 的 OEM 廠商想要在閒置中介於 sub-30-dB 噪音範圍的硬碟機,以及在閒置 和搜尋(最好是在 3 或 4dB)之間差異極小的硬碟機。

高性能系統(常常在辦公室環境中執行或在家中作為遊戲機)沒有 這樣嚴格的噪音要求,在這類應用中,比較重要的是主軸馬達轉速要快,7,200 RPM 硬碟機應該有 sub-35 dB 音力的噪音。Seagate 目前正在規劃,在不久的將來把 7,200-RPM 的噪音大幅降低。

新的應用,像是小型 PC、網際網路設備和消費電子應用系統(PVR、電子 點唱機等)可能不會有風扇,而且操作環境會比一般 PC 安靜。例如,可以在半夜於臥室中錄 PVR ,或是在客廳播放電子點唱機。

以這類應用而言,一旦將硬碟機裝載到系統中,它必須是聽不見的,其中包括搜尋時的聲音,應用到 消費電子應用和其他「安靜」系統中的硬碟機,必須在 mid-20 dB 範圍內,搜尋時的噪音最好比閒置時小 2 dB。


如何測量和報告聲音
音壓是用單一麥克風來測量的,具有高度方向性,主要依 環境或密閉空間的影響而定。此外,絕不可能將背景或者反射雜訊的影響剔除。

它與音力或人耳感受到的雜訊關聯不大,因此,好幾年前,硬碟機業界就不再使用音壓規格 。

目前硬碟機業界用來指定噪音的標準是音力,其測量方式是在產品四周安排多個麥克風 來測量的(通常介於 8 到 12 個),以測量硬碟機所產生的雜訊總合。

請注意:所有的 OEM 廠商需要使用音力而非音壓的噪音規格,因為它比較能夠代表一般使用者對雜訊的感覺。

請確定您瞭解被引用的測量系統,因為音壓測量遠低於音力測量。業界標準是音力;如果供應商沒有如此表示,就促銷音壓,可能會有誤導作用。絕對不可能將音壓測量/規格轉換為音力,反之亦然。

其他的聲音測量單位和系統用於其他業界和專門職業,例如,有些家庭 裝置是使用稱為「宗」(sone)的響度單位或是另一稱稱為「方」(phon) 的單位來測量主觀的「響度」(loudness)。

可以主觀地測量裝置的「響度」。 主觀的響度受到釵h的因素影響,這些因素包括聲音的頻率範圍、聲音衝量的持續期間 、以及人對各種頻率的敏感度(對不同的頻率有不同的敏感層次)。

這說明了特定的噪音位準為為什麼會讓人覺得大聲或惱人,而另一個 噪音位準相同的突出音調卻可能不會造成問題。要說明這些因素,可以將聲音測量加重在頻率組合的各種比例 (人耳最容易聽得見的頻率)。「A」、「B」、「C」比重擁有國際標準化的性質。

A 比重 (A-weighting) 最常被使用,因為它對主觀的人體試驗可以產生最好的關聯性。使用 A-weighting 作報告的測量 ,經常以 dBA 或 dB(A) 來表示,雖然在硬碟機業界,除非另外註明,否則一般都使用 A-weighting 。


現實與實驗室或密閉空間
測量硬碟機噪音的業界標準實驗室做法是,將硬碟機懸掛在特殊 吸聲房間(稱為無回音或半回音房間)。這種房間免除或減少反射的 雜訊以及外部來源所傳來的雜訊。音壓測量使用單一麥克風,而音力測量 使用釵h麥克風的球形安排。突出的音調也受到監控。結果以 A-weighted 基準來報告 。

這項做法可以正確測量硬碟機傳出的空中噪音,但是我們全都知道,硬碟機被懸掛在特殊的房間內時, 絕不會有人使用它。相反地,它們裝載於機殼中,而機殼則是放在形成實體系統的某種外殼 (請參墨H下的機殼部份)。

大部份客戶想要得到解答的實際問題是,「這個硬碟機在我的系統內運轉時會發出多大的聲音?」其實, 不同的硬碟機/系統組合可能會產生不同的答案,例如,懸掛在測量噪音的房間時,聽起來最安靜的硬碟機 ,裝載到系統上可能比較吵,而在系統中 聽起來最安靜的硬碟機,在單獨測試時可能不是最安靜的。造成這種 差異的因素有幾個,其中包括突出的音調、由結構傳遞噪音、測量技巧、客觀的測量相對於 主觀的聽力等等。

一般來說,獨立式聲音規格較安靜的硬碟機,在系統中聽起來也比較安靜,反之 亦然。硬碟機在 系統中時,可能無法分辨極小 的規格差異 (1-2 dB),甚至會弄顛倒。而且,人耳很難察覺到 1-2 dB 的差異。結構性噪音所產生的惱人或者突出的音調, 也會影響使用者對整體系統噪音的感覺。

Seagate 遵循業界標準的程序,指定獨立式 硬碟機的音力噪音(搜尋和閒置)。我們的房間、測試方法和報告,全都符合各個 ISO、ANSI 和 ASTM 標準的適當和適用部份。我們也使用統計上有效的樣本大小來執行廣泛的主觀測試,以 評估獨立式硬碟機和在系統內部的硬碟機,我們持續對 Seagate 和競爭廠商的硬碟機進行這些測試,以使 Seagate 的硬碟機在使用者的系統中安靜到幾乎讓人感受不到它的存在。


有風扇或無風扇,以及其他周圍的雜訊
現在幾乎所有的 PC 都有風扇,安靜的風扇大約是 34 dB,這壓倒了大部份的硬碟機雜訊,例如,28 dB 的硬碟機再加上34 dB 的風扇,產生了大約 35.0 dB 聽得見的雜訊,而 30 dB 硬碟機加上相同的 風扇,會產生大約 35.5 dB 聽得見的雜訊。這 0.5 dB,使用者察覺不出來。

未來,大部份的 PC、網際網路裝置、PVR 和其他消費電子應用裝置,都不會有風扇。 到那時,硬碟機在 sub-30 dB 範圍內執行,就更形重要。但是另一方面, 主要的 OEM 廠商強調,將硬碟機噪音降至遠低於 30 dB,並不重要。

另外一個需要考慮的重點是,其他周圍雜訊的影響。安靜的房間或辦公室通常在 20-30 dB 的範圍內,釵h工作和家庭環境的吵雜,遠大於該數值(試想,空調設備、安靜暖氣、 交通、印表機和影印機等辦公室機器、走廊上的聲音、電話聲等等,全都使 周圍的雜訊增加)。閒置時在 28-30 dB 範圍內的硬碟機,被安裝到系統框中不會被聽到聲音, 系統框會進一步蒙住雜訊。


搜尋相對於閒置
雖然使用者可能不會注意到閒置時為 28 或 30 dB 的硬碟機,但是硬碟機進行搜尋時,如果雜訊比閒置時大聲很多, 他們一定會注意到。目前釵h硬碟機的搜尋雜訊比閒置時高出 4-6 dB。

PC 使用者一定會察覺出來,而且可能會相當令人困擾。 在 CE 裝置中(像是 PVR,可以 在半夜於臥室中操作),這類雜訊就讓人無法忍受的。 所以,Seagate 把重心礎b 減少搜尋雜訊、特別是搜尋和閒置之間的差別。Seagate 的目標是雜訊降至 sub-2 dB 範圍。這表示,Seagate 製造出閒置時操作更安靜 (sub-30 dB) 的硬碟機時, Seagate 也會減少同比例的搜尋噪音。


馬達及其對硬碟機雜訊的影響
馬達轉速與聲音雜訊直接相關:馬達速度愈快,聲音就愈大。 馬達轉速也與性能直接相關: 轉速愈快,性能愈高,因為等待時間減少(等待時間是硬碟機在讀寫磁頭之下旋轉 需要的資料時所需等待的時間)。可以對硬碟機的其他零件作釵h設計上的修改, 使快速轉動的馬達安靜,在不同轉速之間可察覺到的聲音雜訊差異就會逐漸減小。

馬達在軸承上旋轉,這些軸承可能含有金屬合金鋼珠、陶瓷鋼珠、液壓或者其他質料。多 年來,硬碟機主要仰賴金屬合金鋼珠軸承;它們比較具備成本效益、可靠、耐用而且 相當安靜,但是,如果馬達遭受可能造成馬達軸承輕微毀損的震動和撞擊,經過一段時間,這類軸承就會變得較大聲 。這類的毀損可能不會影響硬碟機,但卻可能造成 硬碟機更吵雜,此外,鋼珠從來都不是很圓(在極小的層次上),所以總是會有一些 和金屬鋼珠軸承相關的雜訊和震動。陶瓷鋼珠成本較高,但是比較 圓,而且比較不會受到可能導致硬碟機變得更吵的那類毀損所影響(它們不會凹陷)。

最後,液壓軸承可以用在最終的噪音性能上;從軸承完全除去鋼珠, 鋼珠內改以流體裝填。這可使旋轉更平順、更呈圓滿的圓形,震動極小, 而且操作時幾乎無聲。液壓軸承馬達(又稱為液態軸承馬達 FDB)一直以來都比鋼珠軸承馬達 貴,而且也可能有其他問題,必須要仔細加以設計和製造 ,才能避免過度的電源損耗、熱氣和流體滲漏,但是它們也啟用附加的特性,例如 較高的磁錄密度(每英吋的磁軌數目 (TPI) 更多)、更為堅固,因為它們比較不會受損。

Seagate 多年來在其產品線之一安裝 FDB 馬達 (Medalist Pro),目前已將 FDB 馬達整合到釵h桌面產品。Seagate 在 FDB 馬達設計、開發和 生產上的歷史,已使我們降低成本,並且獲得珍貴而長期的可靠度和效能資料。Seagate? 馬達部門最近也在這項技術上達到突破,這項技術將會比競爭業者的 FDB 施行具有明顯的優點。

硬碟機機械部份:減弱振幅、共振、外殼、繩索、磁碟數目和規格選項

硬碟機機械部份對噪音影響很大,因為聲音雜訊是由震動、共振和移動所造成的。

從外殼的形狀到 硬碟機內金屬層所使用的質料,一切都會影響噪音。Seagate 利用廣泛的模型建立、設計原則和測試,來減少這些元件對整體硬碟機雜訊的所有 影響,Finite Element Analysis 協助 Seagate 模型並且減少共振。

其他減少雜訊的技術包括,在硬碟機內外部使用減弱振幅的質料,在外殼和馬達之間使用 螺絲釘或繩索、為減少噪音而選擇釵h其他材質和設計 。Seagate?專有的 SeaShield 外殼(硬質和軟質)也有助於減少噪音。

在 HDA 中的磁碟數目也會影響噪音。一般而言,磁碟愈多,噪音就 愈大。最安靜的硬碟機通常是單碟片硬碟機。Seagate 目前對整個產品系列開出噪音規格(不論 磁碟數目有多少),造成在出版品出現最差的個案數目。 競爭者在其出版物和銷售工具中號稱他們擁有單磁片的最佳個案數目 。Seagate 計劃開始發表每一個產品容量的噪音規格,以 產生公正並且可供評比的規格。

機殼:震動、減弱振幅、擴大和其他由結構傳遞的雜訊問題

裝載於機殼中之磁碟機噪音,其來源有二。 第一是 空氣傳遞的噪音,此即現今所有磁碟機製造商指定的音力值。 此為經由 空氣從磁碟機傳至觀察者的聲音, 在磁碟機停止轉動時,可測得這個值。 第二是 磁碟機於閒置和進行搜尋時因為震動所產生的噪音。 此震動能量直接傳至 PC 機殼 架構,因而造成機殼成為噪音的擴音器。 這個形式的噪音是由架構傳遞的噪音。

在機殼(用於 PC 或其他產品的框架)中裝載並且以箱封裝的硬碟機(PC 的塑膠主體或其他 產品),造成聲音雜訊的震動可能會被減弱(減少、蒙住)或擴大。例如, 塑膠機殼往往會減少箱子所發出的噪音,因為它蒙住了空中傳播的噪音。

另一方面,機殼 可能會加速、重新導向或甚至擴大硬碟機所造成的震動,而這種震動會造成機箱或是透過機箱某個部份發出更多由結構傳遞的雜訊。 Seagate 已經考慮到 磁碟機對 PC 系統的整體影響,而且可以指出,經由架構傳遞的噪音,才是磁碟機造成 PC 發出噪音的主因。 事實上,測試已經顯示,如果硬碟機是裝載於機殼中,則獨立式硬碟機噪音的改變,對整體系統 噪音幾乎沒有影響。

因此,Seagate 在針對 PC 機殼開發進行 設計和測試周期時,與客戶密切合作,並且投入廣泛的音屏設計和開發。


音屏:進度和施行的最新資訊
Seagate 在音屏設計和開發上已有重大的進展,音屏是使用比金屬更柔軟的材料所製成的裝載機制 ;它們可用來分離或隔離硬碟機和機殼,使 經由結構傳遞的震動和雜訊降至最低。

幾年前,音屏曾被視為對硬碟機裝載不實用;透過音屏「轉動」和「鬆開」,經常的長時間搜尋可能 引起硬碟機過度運轉,硬碟機過度運轉會導致在搜尋時出現靜止問題, 而這會降低硬碟機性能及/或資料完整性。目前的硬碟機設計,再加上 Seagate? 在新音屏材質和設計的研發,已經大幅減少這些問題。在一般的 PC 應用,所有的搜尋中有 90% 以上只發生在 30 個磁軌內,亦即不到硬碟機 磁軌的 0.25%,導致硬碟機幾乎沒有運轉和轉動。Seagate 建議使用的音屏材質是可大幅減弱振幅的 橡膠化合物,這樣可以將轉動、擴大和其他不穩定的情況減至最小。

我們的測試顯示,WinBench 測試得分(業界標準硬碟機基準性能測試)不會受使用音屏的裝載硬碟機所影響 。在一般硬碟機弁酮伬郊~的進一步測試確實顯示,在執行多次長時間搜尋時 ,(由於磁軌密度增加,長時間搜尋也愈來愈少見),寫入性能可能會 或多或少降低,而讀取性能則維持不變。同樣地,大部份硬碟機執行的讀取次數,比 寫入次數多,所以即使是在這些極端的環境中,整體性能感覺上也不會受到影響。

對於為了將聲音雜訊降至最低而設計機殼的客戶 ,Seagate 提供音屏設計、建議和測試服務。

搜尋性能相對於噪音:設計搜尋、搜尋緩慢和可選取的模式

讓驅動臂將磁頭移至正確的磁軌所使用的能量一旦散逸,就會產生搜尋雜訊,驅動臂移動時,發生在硬碟機中的 震動和共振,也會造成搜尋雜訊。 要使進行搜尋時較為安靜,方法有很多 ,一是重新設計硬碟機的零件,以減少搜尋和閒置雜訊。

一是「設計」搜尋,亦即改變目前套用到驅動臂的設定檔,如此一來,能源的變動就會 較為平順,較不突然,進而使搜尋更安靜。還有一個方法是減緩搜尋速度,特別是 高速(「長時間」)搜尋。

設計或者減緩搜尋,會影響硬碟機性能。這種影響的程度如何,主要視實際工程 變更、應用類型和性能指標而定。例如,較緩慢的長時間(高速)搜尋可能造成 平均搜尋規格較高,就實驗室基準性能測試和 這類應用的實際性能(例如系統啟動時間、檔案載入時間、檔案儲存時間 等)而言,這不一定會影響性能。相同的設計變動,對這些應用的影響可能會不一樣;例如,系統啟動時間要更久, 而在 WinBench 結果中並未記錄變動。Seagate 持續設計和最佳化安靜的搜尋,而且會建議 在不同的應用(例如 CE 相對於傳統 PC)上使用不同的搜尋參數。

...............(剩餘結論部分有廣告嫌疑 :lkl: 故請自見吧 :sun: )
 

奧汀Ψ

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不談效能,光是論Seagate的液態軸承硬碟
做的真的粉棒,小弟去年4月就是買了一顆
還比同年9月朋友買的Maxtor液態軸承還
安靜一些 YYY
 

Teuton

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前幾天剛敗了一顆Seagate 120G/8M
還不錯啦
 

lsrchen

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jackdo.idv.st
真的可以說是超安靜的

幾乎可用無聲來形容

sata 120gb/8m的 效能不錯又很安靜
 

AMD-Ti

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以下是以前在站上看到的文章,轉載於此,可以得知上文中風扇與硬碟碟機共囀的噪音:
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聲音的大小在物理上,稱為聲音壓力位準 (Sound Pressure Level),以Lp表示,單位為分貝(Decibel)

Lp=20 log10 (P/Po)

其中

Po=0.00002 N/m2 稱為基準聲壓,為人耳所能聽到的最小聲壓

P=Sound Pressure稱為聲壓

Lp聲音壓力位準,表示之。

聲音的相加或相減之計算,並不是dB值加減,而是聲音壓力的加減。
例如:一部引擎運轉時為12OdB,兩部引擎同時運轉的聲音,並非120 dBx2=240 dB
可由近似公式快速計算得之。

Lp=LPl+△L

△L:修正值,

當兩個欲相加的聲音之dB值之差為0或1時,△L值取3 dB

當兩個欲相加的聲音之dB值之差為2或3時,△L值取2 dB

當兩個欲相加的聲音之dB值之差為4到9時,△L值取1 dB

當兩個欲相加的聲音之dB值之差為10或以上時,△L值取0 dB,就是當兩個聲音之dB值差距達 10 dB時,聲音相加時不增加聲音較大者之dB值。

LPl:聲音較大者之dB值

Lp:兩個聲音一起發出時約合成聲之dB值

所以一部引擎運轉時為12OdB,兩部引擎同時運轉,為12OdB+3dB=123dB
 

xXx

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增長知識喔

Seagate真的很安靜
 

toshiba530

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IBM GXP75 60 120 180 都應該是不及格

那特有的機機聲 一聽就知道是IBM |||