为什么硬盘由于容量减少而遭受性能损失？

今天，我查看了我的HDD数据表（西部数据500GB WD5000BPKT），并且发现对于整个系列来说，“性能”行“主机与驱动器之间（从驱动器（持续））”的读取和写入性能名义上降低了。容量减少：

这使我想知道为什么。除了设备容量（750GB至160GB）以外，我没有注意到此表上的其他任何其他参数。我还寻找其他家庭，但发现了相同的行为（三星和希捷在其数据表上未显示此性能参数）。

因此，考虑到所有磁盘都属于同一家族，并且本质上是相同的，有人知道这种行为的确切物理原因吗？

较大的硬盘驱动器的存储密度高于较小的硬盘驱动器的密度。在相同的转速（7200 RPM）下，这意味着可以更快地读取/写入数据。

从内存存储密度＃对性能的影响-维基百科，免费的百科全书：

增加介质的存储密度几乎总是会提高该介质可以运行的传输速度。这在考虑各种基于磁盘的介质时最为明显，在这些介质中，存储元素分布在磁盘表面上，并且必须在“磁头”下方进行物理旋转才能进行读取或写入。更高的密度意味着对于任何给定的机械运动，更多的数据将在磁头下方移动。

以软盘为基本示例，我们可以通过确定位在磁头下方移动的速度来计算有效的传输速度。标准的3½英寸软盘以300 rpm的速度旋转，最里面的磁道长约66 mm（半径10.5 mm）。在300 rpm时，磁头下方介质的线速度约为66 mm x 300 rpm = 19800 mm / min ，或330 mm / s。沿着该轨道，比特以686 bit / mm的密度存储，这意味着磁头看到686 bit / mm x 330 mm / s = 226,380 bit / s（或28.3 KiB / s） 。

现在考虑对设计进行改进，以通过减少采样长度并保持相同的磁道间距来使位的密度加倍。这将立即导致传输速度加倍，因为这些位在头部下方通过的速度将快一倍。早期的软盘接口最初是为250 kbit / s的传输速度而设计的，并且在1980年代引入“高密度” 1.44 MB（1,440 KiB）软盘后，其性能已经超越了软盘。绝大多数PC包括专为以500 kbit / s的速度运行的高密度驱动器而设计的接口。这些也完全被诸如LS-120之类的较新设备所淹没，它们被迫使用诸如IDE之类的更高速度的接口。

（强调我的）

好吧，据推测所有驱动器的大小都相同（如高度，宽度，深度）。因此，为了使更多数据适合该大小，必须以更高的密度打包数据。

HDD中的移动部件（例如磁头）很可能全部以相同的速度移动。

因此，如果您增加了数据密度，但是在上述数据上移动的速度保持恒定，则会提高总体吞吐量。

我相信高级格式是指使用4k扇区而不是512bytes。除其他事项外，此更改意味着需要将更多的位用于ECC代码。结果，从驱动器获取给定数量的数据需要读取的位数要少一些；在其他所有条件相同的情况下，这将导致最高传输速率稍高。这可能是两个500MB驱动器之间差异的解释。

好吧，这只是一个疯狂的猜测，但是：

硬盘驱动器分为几个磁道，每个磁道分为几个相等的大块。

读取数据时，硬盘驱动器首先将其磁头移到正确的轨道，然后等待直到磁盘旋转到正确的块。为了连续读取跨越多个块并跟踪的较大文件，此移动必须经常发生。（甚至更高的碎片度）

较大的驱动器在每个磁道上存储的数据速率较高，或者包含一个额外的磁盘。这样，头部就不必经常移动，有效地提高了传输速度。

（在Wikipedia上了解访问时间）

除了更高的比特密度外，另一个可能的答案是较大的HD具有更多的磁盘/磁盘。使用更多的盘片，您可以同时看到更多的位，而无需移动读取头。另外，某些驱动器可以以相同的效果进入2个双面盘