هارد کامپیوتر است. ویژگی های کیفی هارد دیسک

با سلام خدمت همه خوانندگان وبلاگ بسیاری از مردم به این سوال علاقه مند هستند که هارد دیسک کامپیوتر چگونه کار می کند. بنابراین، تصمیم گرفتم مقاله امروز را به این موضوع اختصاص دهم.

یک هارد دیسک کامپیوتر (HDD یا هارد دیسک) برای ذخیره اطلاعات پس از خاموش شدن کامپیوتر مورد نیاز است، برخلاف RAM () - که اطلاعات را تا زمانی که منبع تغذیه قطع شود (قبل از خاموش شدن کامپیوتر) ذخیره می کند.

یک هارد دیسک را به حق می توان یک اثر هنری واقعی نامید، فقط یک اثر مهندسی. بله بله دقیقا. همه چیز در داخل آن بسیار پیچیده است. در حال حاضر، در سراسر جهان، هارد دیسک محبوب ترین وسیله برای ذخیره اطلاعات است؛ این دیسک با دستگاه هایی مانند: فلش مموری (فلش مموری)، SSD برابری می کند. بسیاری در مورد پیچیدگی یک دستگاه هارد دیسک زیاد شنیده‌اند و از اینکه چگونه این همه اطلاعات می‌توانند در آن قرار بگیرند گیج شده‌اند، بنابراین دوست دارند بدانند هارد دیسک کامپیوتر چگونه کار می‌کند یا از چه چیزی تشکیل شده است. امروز چنین فرصتی وجود خواهد داشت).

هارد دیسک دارای پنج قسمت اصلی است. و اولین مورد است مدار مجتمع، که کار دیسک را با کامپیوتر هماهنگ می کند و تمام فرآیندها را کنترل می کند.

قسمت دوم یک موتور الکتریکی است(اسپیندل)، باعث می شود دیسک با سرعت تقریبی 7200 دور در دقیقه بچرخد و آی سی سرعت چرخش را ثابت نگه می دارد.

و در حال حاضر سوم، احتمالا مهمترین قسمت بازوی راکر است، که هم می تواند اطلاعات بنویسد و هم بخواند. انتهای بازوی راکر معمولاً برای رسیدگی به چندین دیسک در یک زمان تقسیم می شود. با این حال، سر راکر هرگز با دیسک ها تماس پیدا نمی کند. بین سطح دیسک و سر فاصله وجود دارد، اندازه این شکاف حدود پنج هزار برابر کمتر از ضخامت موی انسان است!

اما بیایید همچنان ببینیم اگر شکاف ناپدید شود و سر راکر با سطح دیسک چرخان تماس پیدا کند چه اتفاقی می‌افتد. ما هنوز از مدرسه به یاد داریم که F = m * a (قانون دوم نیوتن، به نظر من)، که از آن نتیجه می شود که جسمی با جرم کوچک و شتابی عظیم به طور باورنکردنی سنگین می شود. با توجه به سرعت چرخش بسیار زیاد خود دیسک، وزن سر راکر بسیار بسیار قابل توجه می شود. طبیعتا آسیب به دیسک در این حالت اجتناب ناپذیر است. به هر حال، در اینجا اتفاقی که برای دیسک افتاد که در آن این شکاف به دلایلی ناپدید شد:

نقش نیروی اصطکاک نیز مهم است، به عنوان مثال. عدم وجود تقریباً کامل آن، زمانی که راکر شروع به خواندن اطلاعات می کند، در حالی که تا 60 بار در ثانیه جابجا می شود. اما صبر کنید، اینجا موتوری که راکر را به حرکت در می آورد و حتی با چنین سرعتی کجاست؟ در واقع، قابل مشاهده نیست، زیرا یک سیستم الکترومغناطیسی است که بر روی برهمکنش 2 نیروی طبیعت کار می کند: الکتریسیته و مغناطیس. این فعل و انفعال به شما این امکان را می دهد که به معنای واقعی کلمه راکر را به سرعت نور شتاب دهید.

قسمت چهارم- خود هارد دیسک جایی است که اطلاعات در آن نوشته می شود و اطلاعات از آنجا خوانده می شود، اتفاقاً ممکن است چندین مورد از آنها وجود داشته باشد.

خب، قسمت پنجم و پایانی طراحی هارد، البته موردی است که تمام اجزای دیگر در آن نصب شده اند. مواد استفاده شده به شرح زیر است: تقریباً تمام بدنه از پلاستیک ساخته شده است، اما پوشش بالایی همیشه فلزی است. کیس مونتاژ شده اغلب "محافظه" نامیده می شود. این عقیده وجود دارد که در داخل منطقه مهار هوا وجود ندارد یا بهتر است بگوییم خلاء وجود دارد. این نظر مبتنی بر این واقعیت است که در چنین سرعت های چرخشی بالای دیسک، حتی یک ذره گرد و غبار که داخل آن می رود می تواند کارهای بد زیادی انجام دهد. و این تقریباً درست است، با این تفاوت که در آنجا خلاء وجود ندارد - اما هوای تصفیه شده، خشک شده یا گاز خنثی وجود دارد - مثلاً نیتروژن. اگرچه، شاید در نسخه های قبلی هارد دیسک ها، به جای تصفیه هوا، به سادگی پمپ می شد.

ما در مورد اجزاء صحبت کردیم، یعنی. هارد دیسک از چه چیزی تشکیل شده است... حالا بیایید در مورد ذخیره سازی اطلاعات صحبت کنیم.

اطلاعات در هارد کامپیوتر چگونه و به چه شکلی ذخیره می شود

داده ها در خطوط باریک روی سطح دیسک ذخیره می شوند. در طول تولید، بیش از 200 هزار آهنگ از این قبیل روی دیسک اعمال می شود. هر یک از مسیرها به بخش هایی تقسیم می شوند.

نقشه‌های ردیابی و بخش به شما امکان می‌دهند مکان نوشتن یا خواندن اطلاعات را تعیین کنید. مجدداً تمام اطلاعات مربوط به سکتورها و تراک ها در حافظه مدار مجتمع است که بر خلاف سایر اجزای هارد دیسک داخل کیس نیست، بلکه در خارج و معمولاً در پایین قرار دارد.

سطح خود دیسک صاف و براق است، اما این فقط در نگاه اول است. با بررسی دقیق تر، ساختار سطح پیچیده تر است. واقعیت این است که دیسک از یک آلیاژ فلزی با یک لایه فرومغناطیسی ساخته شده است. این لایه تمام کارها را انجام می دهد. لایه فرومغناطیسی تمام اطلاعات را به خاطر می آورد، چگونه؟ بسیار ساده. سر راکر یک ناحیه میکروسکوپی روی فیلم (لایه فرومغناطیسی) را مغناطیسی می کند و گشتاور مغناطیسی چنین سلولی را در یکی از حالت ها تنظیم می کند: o یا 1. هر صفر و یک بیت نامیده می شوند. بنابراین، هر اطلاعاتی که روی هارد دیسک ثبت می شود، در واقع یک توالی مشخص و تعداد معینی از صفر و یک است. به عنوان مثال، یک عکس با کیفیت خوب حدود 29 میلیون از این سلول ها را می گیرد و در 12 بخش مختلف پراکنده می شود. بله، به نظر می رسد چشمگیر است، اما در واقعیت - چنین تعداد زیادی بیت، منطقه بسیار کوچکی را در سطح دیسک اشغال می کند. هر سانتی متر مربع از سطح هارد دیسک حاوی ده ها میلیارد بیت است.

نحوه کار یک هارد دیسک

به تازگی دستگاه هارد، هر یک از اجزای آن را جداگانه بررسی کرده ایم. اکنون پیشنهاد می کنم همه چیز را به نوعی سیستم پیوند دهیم، به همین دلیل اصل عملکرد دیسک سخت روشن خواهد بود.

بنابراین، اصل کار یک هارد دیسکبعدی: وقتی هارد دیسک روشن می شود به این معنی است که یا روی آن نوشته می شود یا اطلاعاتی از آن خوانده می شود یا از آن موتور الکتریکی (اسپیندل) شروع به شتاب گرفتن می کند و چون هارد دیسک ها به ترتیب روی خود اسپیندل ثابت می شوند، آنها همراه با آن نیز شروع به چرخش می کنند. و تا زمانی که چرخش‌های دیسک (ها) به حدی نرسد که یک بالشتک هوا بین بازوی راکر و دیسک ایجاد شود، راکر برای جلوگیری از آسیب در یک "منطقه پارک" ویژه قرار دارد. این چیزی است که به نظر می رسد.

به محض اینکه چرخش ها به سطح مورد نظر رسید، سروو درایو (موتور الکترومغناطیسی) راکر را به حرکت در می آورد، که از قبل در محلی قرار دارد که شما نیاز به نوشتن یا خواندن اطلاعات از آن دارید. این کار توسط ریز مدار یکپارچه که تمام حرکات بازوی راکر را کنترل می کند، تسهیل می شود.

یک عقیده رایج، نوعی افسانه، وجود دارد که در لحظاتی از زمان که دیسک "بیکار" است، یعنی. به طور موقت هیچ عملیات خواندن / نوشتن با آن انجام نمی شود، دیسک های سخت داخل چرخش متوقف می شوند. این واقعا یک افسانه است، زیرا در واقع هارد دیسک های داخل کیس به طور مداوم می چرخند، حتی زمانی که هارد در حالت صرفه جویی در مصرف انرژی است و چیزی روی آن نوشته نمی شود.

خوب، در اینجا ما با شما دستگاه هارد دیسک کامپیوتر را با تمام جزئیات بررسی کرده ایم. البته، در چارچوب یک مقاله، نمی توان در مورد همه چیز مربوط به هارد دیسک گفت. به عنوان مثال، این مقاله در مورد آن چیزی نگفته است - این یک موضوع بزرگ است، تصمیم گرفتم مقاله جداگانه ای در مورد آن بنویسم.

ویدیوی جالبی در مورد نحوه کار یک هارد دیسک در حالت های مختلف پیدا کردم

با تشکر از توجه شما، اگر هنوز در به روز رسانی های این سایت مشترک نشده اید - به شدت توصیه می کنم این کار را انجام دهید تا مطالب جالب و مفید را از دست ندهید. شما را در صفحات وبلاگ می بینیم!

هارد دیسک چگونه کار می کند؟ چه نوع هارد دیسک هایی وجود دارد؟ چه نقشی در کامپیوتر دارند؟ چگونه با اجزای دیگر تعامل دارند؟ چه پارامترهایی را در هنگام انتخاب و خرید هارد دیسک در نظر بگیرید، از این مقاله خواهید آموخت.

HDD- نام اختصاری از " درایو هارد دیسکهمچنین با زبان انگلیسی مواجه خواهید شد HDD- و زبان عامیانه وینچستریا به اختصار پیچ.

در کامپیوتر، هارد دیسک وظیفه ذخیره سازی داده ها را بر عهده دارد. سیستم عامل ویندوز، برنامه ها، فیلم ها، عکس ها، اسناد، تمام اطلاعاتی که در رایانه خود دانلود می کنید در هارد دیسک شما ذخیره می شود. و اطلاعات موجود در کامپیوتر با ارزش ترین چیز است! اگر پردازنده یا کارت گرافیکی از کار افتاده است، می توانید آنها را خریداری و تعویض کنید. از سوی دیگر، عکس‌های خانوادگی گم‌شده از تعطیلات تابستان گذشته یا حساب‌های یکساله یک کسب‌وکار کوچک، به راحتی قابل بازیابی نیست. بنابراین توجه ویژه ای به قابلیت اطمینان ذخیره سازی داده ها می شود.

چرا به جعبه فلزی مستطیلی دیسک می گویند؟ برای پاسخ به این سوال، باید به داخل آن نگاهی بیندازیم و دریابیم که هارد دیسک چگونه کار می کند. در تصویر زیر می بینید که هارد از چه قطعاتی تشکیل شده و هر قسمت چه عملکردی را انجام می دهد.برای بزرگنمایی کلیک کنید. (برگرفته از سایت itc.ua)

همچنین پیشنهاد می کنم قسمتی از برنامه Discovery Channel را در مورد نحوه کار و عملکرد هارد دیسک تماشا کنید.

سه نکته دیگر که باید در مورد هارد دیسک بدانید.

1. هارد دیسک کندترین قسمت کامپیوتر است.وقتی کامپیوتر یخ می زند، به نشانگر فعالیت هارد دیسک نگاه کنید. اگر مکرراً چشمک می زند یا به طور مداوم روشن است، پس هارد در حال اجرای دستورات یکی از برنامه ها است و بقیه بیکار هستند و منتظر نوبت خود هستند. اگر سیستم عامل RAM سریع کافی برای اجرای یک برنامه نداشته باشد، فضای هارد دیسک را مصرف می کند که به طور چشمگیری باعث کاهش سرعت کل کامپیوتر می شود. بنابراین یکی از راه های افزایش سرعت کامپیوتر، افزایش حجم رم است.
2. هارد دیسک نیز شکننده ترین قسمت کامپیوتر است.همانطور که از ویدیو فهمیدید، موتور دیسک را تا چندین هزار دور در دقیقه می چرخاند. در این حالت، سرهای مغناطیسی در جریان هوای ایجاد شده توسط دیسک چرخان بر روی دیسک شناور می شوند. فاصله بین دیسک و هد در دستگاه های مدرن حدود 10 نانومتر است. اگر دیسک در این نقطه ضربه خورده یا تکان بخورد، ممکن است هد دیسک را لمس کند و به سطح داده آسیب برساند. در نتیجه، به اصطلاح " بلوک های بد"- مناطق ناخوانا، که به دلیل آن کامپیوتر نمی تواند هیچ فایلی را بخواند یا سیستم را بوت کند. در حالت خاموش، هدها" خارج از محل کار پارک شده اند و بارهای بیش از حد ناشی از ضربه برای هارد دیسک چندان وحشتناک نیست. لطفاً نسخه پشتیبان تهیه کنید. از داده های مهم!
3. ظرفیت هارد دیسک اغلب کمی کمتر از چیزی است که فروشنده یا سازنده نشان می دهد.دلیل آن این است که سازندگان اندازه یک دیسک را بر اساس این واقعیت نشان می دهند که 1,000,000,000 بایت در یک گیگابایت وجود دارد در حالی که 1,073,741,824 بایت وجود دارد.

ما یک هارد می خریم

اگر تصمیم دارید با اتصال یک هارد دیسک اضافی یا جایگزینی هارد دیسک قبلی با یک هارد بزرگتر، میزان فضای ذخیره سازی را در رایانه خود افزایش دهید، هنگام خرید چه چیزهایی باید بدانید؟

ابتدا به زیر پوشش واحد سیستم کامپیوتر خود نگاه کنید. باید دریابید که مادربرد از کدام رابط اتصال هارد دیسک پشتیبانی می کند. امروزه رایج ترین استانداردها SATAو در حال مرگ IDE... آنها را به راحتی با ظاهرشان تشخیص می دهند. تصویر سمت چپ قطعه ای از مادربرد را نشان می دهد که به هر دو نوع کانکتور مجهز شده است، اما مادربرد شما به احتمال زیاد یکی از آنها را خواهد داشت.

سه نسخه از رابط وجود دارد SATA... آنها در سرعت انتقال داده متفاوت هستند. SATA, SATA IIو SATA IIIبا سرعت 1.5، 3 و 6 گیگابایت در ثانیه. تمام نسخه های رابط SATAظاهری یکسان دارند و با یکدیگر سازگار هستند. شما می توانید آنها را در هر ترکیبی متصل کنید، در نتیجه سرعت انتقال داده به نسخه کندتر محدود می شود. در این حالت سرعت هارد دیسک حتی کمتر می شود. بنابراین، پتانسیل رابط های سریع تنها با ظهور دستگاه های ذخیره سازی پرسرعت جدید می تواند آشکار شود.

اگر تصمیم به خرید یک هارد دیسک SATA اضافی دارید، لطفاً همانطور که در تصویر نشان داده شده است کابل رابط دارید یا خیر. با دیسک فروخته نمی شود. (معمولاً همراه مادربرد هستند.) همچنین در بین کانکتورهای منبع تغذیه باید حداقل یک کانکتور رایگان برای اتصال هارد وجود داشته باشد یا ممکن است به یک آداپتور از استاندارد قدیمی به جدید نیاز داشته باشید.

حالا در مورد خود هارد: پارامتر اصلی البته ظرفیت است. همانطور که در بالا ذکر کردم، به خاطر داشته باشید که کمی کمتر از آنچه گفته شده است. سیستم عامل و برنامه ها به 100 تا 200 گیگابایت نیاز دارند که با استانداردهای مدرن بسیار کمی است. چقدر فضای اضافی ممکن است نیاز داشته باشید، می توانید به صورت تجربی تعیین کنید. مثلاً برای ضبط ویدیوی با کیفیت بالا، ممکن است حجم زیادی مورد نیاز باشد. فیلم های مدرن HD به چند ده گیگابایت می رسند.

علاوه بر این، از جمله پارامترهای اصلی نشان می دهد:

1. فاکتور فرم- اندازه دیسک از دیسک هایی در اندازه های 1.8 و 2.5 اینچی استفاده شده است. برای رایانه رومیزی، باید یک درایو 3.5 اینچی خریداری کنید. آنها همان کانکتورهای SATA را دارند و یک درایو لپ تاپ می تواند در یک کامپیوتر ثابت کار کند. اما دیسک های کوچک با تاکید بر فشرده بودن و مصرف انرژی کم ساخته می شوند و از نظر عملکرد نسبت به مدل های بزرگتر پایین تر هستند. و در عین حال گران تر هستند.
2. دور در دقیقهسرعت چرخش دیسک است. با تعداد دور در دقیقه اندازه گیری می شود ( دور در دقیقه- مخفف از دور در دقیقه). هر چه سرعت چرخش بیشتر باشد، دیسک سریعتر اطلاعات را می نویسد و می خواند. اما انرژی بیشتری نیز مصرف می کند. امروزه رایج ترین دیسک ها با 5400 دور در دقیقهو 7200 دور در دقیقه... دورهای کمتر در درایوهای نوت بوک، درایوهای با ظرفیت بالا (بیش از دو ترابایت) و درایوهای به اصطلاح "سبز" رایج تر است که به دلیل مصرف انرژی کم آنها به این نام خوانده می شود. هارد دیسک هایی با سرعت چرخش نیز وجود دارد 10000 دور در دقیقهو 15000 دور در دقیقه... آنها برای کار در سرورهای با بارگذاری بالا طراحی شده‌اند و منابع قابل اطمینان بیشتری دارند، اما همچنین بسیار گران‌تر از سرورهای معمولی هستند.
3. شرکت تولید کننده... در حال حاضر چندین تولید کننده بزرگ در بازار ذخیره سازی وجود دارد. رقابت کاملاً سختی بین آنها وجود دارد ، بنابراین آنها به هیچ وجه از نظر کیفیت از یکدیگر پایین نیستند. بنابراین، می توانید هر یک از نام های شناخته شده را انتخاب کنید: هیتاچی، اچ پی، سیگیت، سیلیکون پاور، توشیبا ترنسند، وسترن دیجیتال.

هارد دیسک یکی از اجزای کلیدی کامپیوتر یا لپ تاپ است. تا حد زیادی به ویژگی های این دستگاه ها بستگی دارد. امروزه چه نوع هارد دیسک هایی در بازار وجود دارد؟ چگونه بهترین دستگاه را از نظر حل وظایف معمولی کاربر انتخاب کنیم؟

هارد دیسک چیست؟

هارد دیسک اصلی ترین وسیله ذخیره سازی فایل ها در کامپیوتر یا لپ تاپ است. از نظر ساختاری، یک صفحه مغناطیسی دوار با یک عنصر خواندن و نوشتن - یک سر است. در زبان عامیانه علاقه مندان به کامپیوتر به آن هارد، پیچ، هارد می گویند. ویژگی عملکرد دیسک های سخت این است که هد خواندن و نوشتن همزمان با صفحه مغناطیسی تماس پیدا نمی کند. با توجه به این موضوع و همچنین تعدادی دیگر از ویژگی های طراحی، دستگاه به مدت طولانی کار می کند و می تواند به عنوان یکی از مطمئن ترین ابزارها برای ذخیره اطلاعات در نظر گرفته شود.

هارد دیسک منبعی است که به عنوان یک قاعده، فایل های سیستمی در آن قرار دارد، یعنی آنهایی که در ساختار سیستم عامل، برنامه های مختلف، بازی ها وجود دارند. نصب نرم افزار تقریباً همیشه شامل استفاده از منابع هارد دیسک است.

اکثر مدل های کامپیوتر مدرن از چند هارد دیسک پشتیبانی می کنند. در لپ تاپ ها، اغلب تنها یک هارد دیسک قرار دارد - به دلیل اندازه کوچک دستگاه های مربوطه. علاوه بر این، اگر در مورد نوع صحبت می کنیم (مشخصات آنها را کمی بعد در نظر خواهیم گرفت)، حداکثر تعداد آنها اغلب به دلیل در دسترس بودن اسلات های مربوطه در رایانه شخصی و همچنین ویژگی های عملکرد رایانه محدود می شود.

بنابراین، هارد دیسک مهمترین جزء سخت افزاری یک کامپیوتر است. وظیفه ما تعیین معیارهای انتخاب بهینه دستگاه مناسب برای رایانه شخصی است. برای حل آن، ابتدا بررسی طبقه بندی "هارد دیسک ها" مفید خواهد بود.

طبقه بندی هارد دیسک ها

بنابراین، در نظر بگیرید که هارد دیسک های مدرن در بازار سخت افزار کامپیوتر در چه انواعی هستند.

یکی از محبوب ترین انواع دستگاه ها، هارد دیسک کامپیوتر است که مربوط به فرم فاکتور 3.5 اینچی است. چنین دیسک هایی دارای سرعت چرخش 5400 یا 7200 دور در دقیقه هستند. ارتباط "هارد دیسک" با رایانه شخصی با استفاده از رابط های مختلف انجام می شود. رایج ترین آنها IDE و SATA هستند.

هارد دیسک هایی وجود دارد که برای سرورها سازگار شده اند. اندازه آنها، به عنوان یک قاعده، مانند یک رایانه شخصی است، اما سرعت چرخش چنین دستگاه هایی بسیار بالاتر است - حدود 15000 چرخش در دقیقه. هارد دیسک های سرور معمولاً از طریق SCSI به قطعات سخت افزاری اصلی متصل می شوند، اما پشتیبانی سریال SATA یا SAS امکان پذیر است. هارد دیسک سرور یک دستگاه بسیار قابل اعتماد است که جای تعجب نیست: رایانه هایی که چنین درایوهایی روی آنها نصب شده اند برای خدمات رسانی به بخش های کلیدی زیرساخت دیجیتال شرکت ها، سازمان های دولتی و ارائه دهندگان اینترنت طراحی شده اند.

این نوع "هارد دیسک ها" باید در داخل واحد سیستم یک کامپیوتر شخصی یا سرور نصب شوند. اما هارد اکسترنال نیز وجود دارد. آنها به یکی از پورت های خارجی کامپیوتر وصل می شوند - اغلب USB یا FireWire. عملکرد آنها به طور کلی شبیه به عملکرد دستگاه های داخلی است. حجم یک هارد دیسک متعلق به دسته خارجی، به عنوان یک قاعده، بسیار بزرگ است - حدود 500-1000 گیگابایت. واقعیت این است که این نوع دستگاه اغلب برای انتقال حجم زیادی از داده ها از یک کامپیوتر به کامپیوتر دیگر استفاده می شود.

هارد دیسک‌هایی وجود دارند که برای لپ‌تاپ‌ها مناسب هستند. اندازه آنها کوچکتر از "هارد دیسک" است که برای نصب در رایانه های "رومیزی" طراحی شده است - 2.5 اینچ. سرعت هارد دیسک برای لپ تاپ اغلب 4200 یا 5400 دور در دقیقه است. چنین هارد دیسک‌هایی معمولاً زمانی کار می‌کنند که از رابط SATA استفاده می‌شود. آنها با مقاومت بالا در برابر تغییرات موقعیت مشخص می شوند که با توجه به ویژگی های استفاده از لپ تاپ ها کاملاً منطقی است.

از جمله پیشرفته ترین انواع هارد دیسک ها از نظر فناوری، درایوهای حالت جامد هستند. آنها، در اصل، می توانند یک کلاس جداگانه از دستگاه ها در نظر گرفته شوند، زیرا هیچ صفحه متحرکی در ساختار آنها وجود ندارد. داده های این نوع هارد دیسک در حافظه فلش نوشته می شود. دستگاه هایی از این نوع هم مزایا و هم معایب دارند.

بسیاری از تولیدکنندگان پیشرو رایانه های شخصی در جهان خطوط کارخانه خود را برای تولید دستگاه های مجهز به درایوهای حالت جامد تطبیق می دهند. این نوع هارد دیسک ها گرانتر از آنهایی هستند که عناصر چرخشی دارند. با این حال، در مقایسه با آنها، آنها با مصرف انرژی کمتر، عدم وجود تقریباً کامل سر و صدا در حین کار، در بسیاری از موارد - وزن کمتر مشخص می شوند. از نظر سرعت، می توان اشاره کرد که رقم معمولی برای هارد دیسک های حالت جامد 300-400 مگابایت بر ثانیه است که در برابر پس زمینه استانداردهای ارتباطی پیشرو که توسط رایانه های مدرن پشتیبانی می شود بسیار مناسب است.

رابط ها

نصب موفقیت آمیز یک هارد دیسک در رایانه شخصی تا حد زیادی به در دسترس بودن رابط های لازم بستگی دارد. ویژگی های رایج ترین استانداردهای ارتباطی در بازار رایانه مدرن را در نظر بگیرید. این برای ارتباط بین وظایف کاربر و نوع "هارد دیسک" که برای راه حل آنها بهینه است مفید خواهد بود.

یکی از رایج ترین رابط ها برای اتصال هارد اکسترنال USB است. علاوه بر این، این استاندارد ارتباطی را می توان در نسخه های مختلف - 1، 2 و 3 ارائه کرد. سرعت یک هارد دیسک به طور مستقیم به سازگاری آن با فناوری مربوطه بستگی دارد. با توجه به نسخه اول رابط، می توان گفت که هنگام استفاده از آن، انتقال داده با سرعت 12 مگابیت در ثانیه امکان پذیر است، 2 تبادل فایل را با سرعت تا 480 مگابیت بر ثانیه تضمین می کند، نسل سوم رابط های USB نشانگر را ارائه می دهد. 5 گیگابیت بر ثانیه اگر قرار است دستگاه نه تنها برای ذخیره فایل ها، بلکه به عنوان مثال برای نصب بازی ها یا برنامه ها استفاده شود، بهتر است از مدرن ترین رابط های USB - در نسخه 2 و حتی بهتر در نسخه 3 پشتیبانی کند. .

هارد اکسترنال کامپیوتر را نیز می توان با استفاده از رابط FireWire متصل کرد. با سرعت بالای انتقال داده مشخص می شود - حدود 400 مگابیت بر ثانیه. هنگام کار با فایل های ویدئویی بسیار موثر است.

استانداردهای مورد استفاده در هنگام نصب درایوهای داخلی در رایانه شخصی را در نظر بگیرید. نسبتا قدیمی در نظر گرفته می شود، اما هنوز یک رابط محبوب IDE است.

می تواند اطلاعات را با سرعتی در حدود 133 مگابیت بر ثانیه انتقال دهد. به طور گسترده در رایانه های شخصی رومیزی - عمدتاً به دلیل اندازه نسبتاً بزرگ کانکتور است که برای ساختار ساختاری لپ تاپ بهینه نیست.

رابط SATA نتیجه توسعه استاندارد IDE است. به شما امکان می دهد داده ها را با سرعت 300 مگابیت بر ثانیه انتقال دهید. با افزایش ایمنی در برابر تداخل مشخص می شود. این به طور فعال در لپ تاپ ها استفاده می شود - به دلیل اندازه نسبتا کوچک کانکتور و همچنین سرعت انتقال داده خوب.

رابط SCSI، همانطور که در بالا اشاره کردیم، عمدتا بر روی سرورها نصب می شود. همچنین با سرعت بالای انتقال داده مشخص می شود - حدود 320 مگابیت در ثانیه. یک اصلاح ارتقا یافته در رابط مورد نظر وجود دارد - SAS. دیسک‌های سخت که در هنگام فعال شدن کار می‌کنند، می‌توانند تبادل اطلاعات را با سرعتی در حدود 12 گیگابیت بر ثانیه فراهم کنند.

معیارهای انتخاب هارد دیسک

ویژگی‌های رابط‌هایی که در بالا مورد بحث قرار دادیم، می‌توانند معیارهای مهمی در هنگام انتخاب یک هارد دیسک در نظر گرفته شوند. همچنین تعدادی پارامتر مهم دیگر مانند سرعت چرخش عناصر دستگاه، ضریب فرم را اعلام کردیم. اما مهمترین ویژگی در انتخاب مدل بهینه دستگاه، حافظه هارد دیسک است. از بسیاری جهات، این پارامتر ذهنی است - بسیاری از کاربران یک "هارد دیسک" سریعتر را ترجیح می دهند تا آن که تعداد زیادی فایل در آن قرار گیرد. با این حال، این اولین چیزی است که بسیاری از کاربران به آن توجه می کنند.

مهمترین جنبه انتخاب "هارد دیسک" این است که برخی از مشخصات اسمی آن (مثلاً سازگاری با رابط های خاص) باید با قابلیت های ارتباطی رایانه شخصی سازگار باشد. این اتفاق می افتد که هارد دیسک رایانه به طرز باورنکردنی تکنولوژیکی است، اما پشتیبانی از استانداردهای مربوطه در مادربرد رایانه شخصی کافی نیست. بیایید تفاوت های ظریف اصلی سازگاری بین "دیسک های سخت" و برخی از اجزای سخت افزاری رایانه های مدرن را در نظر بگیریم.

سازگاری اندازه مهم است

در بالا اشاره کردیم که هارد دیسک ها از نظر اندازه متفاوت هستند. ممکن است به نظر برسد که این پارامتر در درجه دوم اهمیت قرار دارد. اما اغلب معلوم می شود که تقریباً تعیین کننده است. واقعیت این است که نصب هارد دیسک در رایانه شخصی یا در ناحیه مربوط به لپ تاپ در صورتی که اندازه درایو خیلی کوچک باشد بسیار دشوار خواهد بود و بنابراین از نظر استفاده از فضای موجود در ساختار بهینه نیست. دستگاه اگر ابعاد بیش از حد بزرگ باشد عملا غیرممکن خواهد بود - "هارد دیسک" به سادگی در رایانه جا نمی شود.

البته، این الگو عمدتاً برای لپ‌تاپ‌ها معمول است، زیرا معمولاً مشکلات قرار دادن هارد دیسک در رایانه‌های شخصی رومیزی ایجاد نمی‌شود (عمدتاً به دلیل در دسترس بودن دستگاه‌های مختلف اضافی). بنابراین، هنگام برنامه ریزی برای خرید هارد دیسک های جدید برای لپ تاپ، باید بدانید که اندازه دقیق هاردهای فعلی چقدر است. در بالا، اشاره کردیم که در انواع کامپیوترهای مربوطه، "هارد دیسک" با ضریب فرم 2.5 اینچی رایج است. اما در نظر داشته باشید که برخی از مدل های لپ تاپ مجهز به هارد 1.8 اینچی هستند.

سازگاری استانداردهای ارتباطی

رابط های ارتباطی هارد دیسک و مادربرد رایانه شخصی نیز باید سازگار باشند. تفاوت اصلی در اینجا تفاوت در نسخه های استانداردهای تبادل داده است. بنابراین، سه نوع وجود دارد. مهم است که استاندارد ارتباطی مناسب پشتیبانی شده توسط درایو نیز با مادربرد سازگار باشد. ممکن است اتفاق بیفتد که کاربر یک هارد دیسک گران قیمت را خریداری کند که تبادل داده را مطابق با استاندارد مدرن SATA 3 ارائه می دهد (قیمت چنین مدل هایی می تواند حدود 10 هزار روبل باشد) اما رایانه قادر به پشتیبانی کامل از آن نخواهد بود. بنابراین، صاحب رایانه شخصی می تواند به میزان قابل توجهی بیش از حد پرداخت کند.

همین امر در مورد همبستگی بین استانداردهای USB پشتیبانی شده توسط "دیسک سخت" و رایانه شخصی صدق می کند. اگر هارد دیسک برای اتصال از طریق رابط USB 3.0 طراحی شده باشد و مادربرد از آن پشتیبانی نکند، قابلیت های تکنولوژیکی استاندارد مربوطه نیز به طور کامل محقق نخواهد شد. در مورد رابط FireWire، می توان گفت که هنگام خرید هارد دیسکی که از آن پشتیبانی می کند (قیمت یک دستگاه نیز می تواند مناسب باشد - حدود 8-10 هزار روبل)، باید مطمئن شوید که کامپیوتر در اصل سازگار است. با آن. این استاندارد ارتباطی برای رایانه های نوت بوک معمولی است اما در بسیاری از رایانه های شخصی رومیزی وجود ندارد. البته هارد دیسک های فعال FireWire معمولاً همزمان با USB نیز سازگار هستند و به دلیل عدم وجود درگاه FireWire روی رایانه، احتمال ناکارآمدی دستگاه بسیار کم است. اما اگر یک کاربر، برای مثال، انتظار داشته باشد که از واضح ترین مزیت رقابتی FireWire - کار کارآمد با داده های ویدیویی استفاده کند، ممکن است نتایج مورد نظر را از هارد دیسک دریافت نکند.

حجم بهینه

همانطور که در بالا اشاره کردیم، حجم به عنوان مشخصه اصلی دستگاهی مانند هارد دیسک یک پارامتر بسیار ذهنی است. برای بسیاری از کاربران، به طور نسبی، چندین گیگابایت فضای دیسک کاملاً کافی است - به عنوان مثال، اگر آنها عمدتاً با اسناد کار می کنند. برای برخی، یک ترابایت هارد دیسک به دلیل قرار دادن مکرر حجم زیادی از محتوای چند رسانه ای روی آن - فیلم، عکس، موسیقی، به اندازه کافی بزرگ به نظر نمی رسد.

توصیه به ظرفیت ذخیره سازی بهینه دشوار است. اما مفهوم «هرچه بیشتر، بهتر» همیشه از دیدگاه اقتصادی بهترین گزینه نیست. می توانید برای یک هارد دیسک گران قیمت و جادار - 1 ترابایتی پول خرج کنید. بنابراین یک ترابایت کامل در دسترس خواهد بود - اما در عمل به سختی می توان از آن استفاده کرد. در عین حال، هنگام خرید یک درایو با ظرفیت کمتر، اما ارزان‌تر، می‌توان از وجوه آزاد شده برای بهبود عملکرد رایانه شخصی یا لپ‌تاپ استفاده کرد (به عنوان مثال، یک ماژول رم اضافی یا یک خنک کننده قدرتمندتر برای یک پردازنده خریداری کنید).

به گفته تعدادی از متخصصان فناوری اطلاعات، هارد دیسک 500 گیگابایتی راه حل بهینه برای اکثر وظایف کاربر است. بنابراین، در یک "هارد دیسک" با اندازه مربوطه، می توانید حدود 100-150 هزار عکس را با کیفیت خوب قرار دهید، حدود 100-150 بازی مدرن را نصب کنید. اگر صاحب رایانه شخصی کلکسیونر شاهکارها یا گیمر نباشد، بعید است که حداقل از نیمی از منبع مربوطه استفاده کند. اما اگر او به نوبه خود به عکاسی و بازی علاقه دارد، پس فرصت هایی که یک هارد دیسک 500 گیگابایتی به او می دهد ممکن است واقعاً کافی نباشد. در عین حال، این حجم از "هارد دیسک" به عنوان یکی از موارد بهینه از نظر وظایف معمولی که کاربران مدرن آن را حل می کنند در نظر گرفته می شود.

سرعت دور در دقیقه

پارامتر مهم دیگری که یک هارد دیسک را مشخص می کند سرعت چرخش صفحات است. در رابطه با آن می توان گفت که از نظر سرعت انتقال داده واقعی و همچنین پویایی پردازش فایل های مختلف توسط سیستم عامل حائز اهمیت است. اگر از "هارد دیسک" به عنوان اصلی استفاده می شود، یعنی یک سیستم عامل روی آن وجود دارد، برنامه ها و بازی ها روی آن نصب شده اند، بهتر است مشخصه مورد نظر در مقادیر زیاد بیان شود. . اگر کاربر یک هارد دیسک دوم را بخرد که عمدتاً برای ذخیره فایل ها طراحی شده است، از این نظر، سرعت چرخش صفحات مهم ترین شاخص نیست.

هر چه مقدار نشانگر مورد نظر بیشتر باشد، درایو گرانتر است. از این نظر، پرداخت اضافی برای RPM های بالاتر، علیرغم اینکه نیازی به حضور آنها نیست، ممکن است مجدداً نامطلوب باشد. یک وینچستر با سرعت چرخش بالای دیسک ها به طور قابل توجهی نویز بیشتری نسبت به وینچستر با سرعت چرخش متوسط ​​منتشر می کند و همچنین با مصرف انرژی بالا مشخص می شود. نشانگر بهینه برای هارد دیسک های مدرن، که در آن می توان به طور موثر اکثر وظایف کاربر را حل کرد - 7200 دور در دقیقه.

حافظه کش

از جمله شاخص های قابل توجه عملکرد درایو، حافظه نهان است. با استفاده از این منبع، هارد دیسک می تواند به طور قابل توجهی سرعت عمل برای انجام بسیاری از عملیات با فایل ها را افزایش دهد. متداول‌ترین الگوریتم‌ها برای درخواست‌ها به منابع کامپیوتری خاص در حافظه پنهان ثبت می‌شوند. اگر برخی از داده ها در حافظه پنهان وجود داشته باشد، "هارد دیسک" نیازی به جستجوی آنها در فضای RAM یا در بین فایل ها ندارد. هرچه اندازه کش بزرگتر باشد، بهتر است. اما مقدار بهینه شاخص مربوطه که توسط بسیاری از کارشناسان توصیه می شود 64 مگابایت است.

آیا برند مهم است؟

آیا منطقی است که یک هارد دیسک را با توجه به برند انتخاب کنید، همه چیزهای دیگر برابر هستند؟ نظرات کارشناسان و کاربران فناوری اطلاعات در این مورد بسیار متفاوت است. این امر هم در مورد توصیه به تمرکز بر نام تجاری و هم در مورد کیفیت درایوهای تولید شده توسط یک سازنده خاص صدق می کند. برخی از کاربران هارد دیسک منتشر شده توسط سامسونگ را به طور انحصاری مثبت توصیف می کنند، بررسی های صاحبان دستگاه های دیگر از برند کره ای ممکن است کمتر مشتاقانه باشد. برخی از کارشناسان فناوری اطلاعات برندهای هیتاچی، توشیبا را تحسین می کنند، برخی دیگر آنها را بهتر از رقبای خود نمی دانند. در عین حال، این شرکت ها رهبران بازار هستند. در هر صورت این واقعیت را باید قابل توجه دانست. رهبر بودن در بازار بسیار رقابتی قطعات کامپیوتری آسان نیست. این احتمالاً به دلیل کیفیت بالای کالاهای تولید شده است.

بنابراین، اگر به یک هارد دیسک برای رایانه شخصی یا لپ‌تاپ نیاز داریم، می‌توانیم روی مجموعه معیارهای زیر تمرکز کنیم:

اندازه (عمدتاً مربوط به لپ تاپ ها - نامطلوب است که نشانگر مربوطه از شکاف های ارائه شده برای قرار دادن هارد دیسک کوچکتر باشد، بزرگتر بودن آن غیرقابل قبول است).

استانداردهای پشتیبانی شده (مهم است که رابط های تکنولوژیکی روی "هارد دیسک" کاملاً با منابع رایانه شخصی سازگار باشد).

حجم (به طور ذهنی، اما 500 گیگابایت شاخص بهینه برای اکثر وظایف کاربر است).

سرعت چرخش صفحات (بهینه - 7200 دور در دقیقه)؛

حافظه کش (بهینه - 64 مگابایت).

همچنین مطلوب است که "هارد دیسک" توسط یک شرکت تولیدی که در جایگاه پیشرو در بازار جهانی در بخش مربوطه دستگاه ها قرار دارد منتشر شود.

خیلی ها کلماتی مثل این را شنیده اند HDD , « HDD», « پیچ" یا " وینچستر". همه این کلمات مترادف یک دستگاه هستند. HDD وسیله ای برای ذخیره و ذخیره اطلاعات است که بر اساس اصول ضبط مغناطیسی است. وینچستر در اکثر رایانه های مدرن ذخیره اصلی داده ها است. حتی زمانی که رایانه خاموش است، اطلاعات را حفظ می کند، همچنین می توان آن را از واحد سیستم رایانه حذف کرد و به دیگری متصل کرد. کامپیوتر .

تاریخچه پیدایش هارد دیسکتفاوت اصلی هارد دیسک از دیسک‌های فلاپی، ضبط اطلاعات روی صفحات سخت (آلومینیوم یا شیشه) است که با مواد فرومغناطیسی پوشانده شده‌اند که در بیشتر موارد با دی اکسید کروم است. وینچستر اغلب به عنوان استفاده می شود محیط ذخیره سازی غیر قابل جابجایی ، اما در سال های اخیر اختراع شده است هارد دیسک قابل جابجایی به طور گسترده استفاده می شود. وینچستر معمولاً با یک درایو، ذخیره سازی و واحد الکترونیکی ترکیب می شود.

برای اولین بار در بازار کامپیوتر "پیچ"در سال 1957 ظاهر شد. او به لطف شرکت متولد شد IBM، مدتها قبل از ظهور رایانه شخصی. توانایی نگهداری 5 مگابایت اطلاعات را داشت و ارزش پول دیوانه‌واری داشت. کمی بعد، 10 توسعه یافت MBهارد، اما برای کامپیوتر. وینچستر شامل 30 مسیر و 30 بخش بود. پس از علامت گذاری "30/30" به همین نام با نام تجاری محبوب کارابین " وینچستر"درایو به صورت عامیانه نامگذاری شد" وینچستر"یا به اختصار" پیچ ". در قلمرو اروپا و ایالات متحده ، این اصطلاح در دهه 90 ناپدید شد و فقط در روسیه همچنان به زبان عامیانه به این روش خوانده می شود.

وینچسترشامل چندین دیسک فلزی است که با ماده خاصی پوشیده شده است که می تواند میدان مغناطیسی را حفظ کند. تعداد صفحات فلزی در هارد دیسک از یک تا سه متغیر است. این دیسک ها دارای سطح بسیار صاف و تعادل عالی هستند. این ویژگی ها برای سرعت چرخش بالا ضروری هستند. سرهای مغناطیسی مخصوص که یکی یکی در طرفین مختلف دیسک ها قرار گرفته اند، امکان ضبط بر روی آنها را فراهم می کند. سرهادارای خواص مغناطیسی مقاومتی هستند که به تغییرات میدان مغناطیسی از طریق تغییرات در جریان تولید شده در سر حساس هستند. سیگنال دریافتی خوانده می شود و سپس دیجیتالی می شود. خودش سرتحت تأثیر پالس های جریان، قادر به ایجاد یک میدان مغناطیسی است. بسته به جهت ممان مغناطیسی، بخش های دیسک مغناطیسی می شوند.

داده های روی دیسک ها به اصطلاح در تراک ها ذخیره می شوند. در حین کارکرد هارد، هدهای مغناطیسی محل خود را از مسیری به مسیر دیگر تغییر می دهند. در مدرن HDDبرای تغییر موقعیت سرهای مغناطیسی، استفاده کنید شیر برقی واحد درایو

یک آهنگ شامل بخش هایی است که هر بخش حاوی 512 بایت داده است. کوچکترین فضای دیسک یک سکتور است. حاصلضرب سیلندرها، سکتورها و تعداد هدها، حداکثر حجمی است که می توان روی هارد دیسک ذخیره کرد. تقریباً همه سازندگان تلاش می کنند تا آهنگ ها را تا حد امکان متراکم کنند و تعداد دیسک ها را کاهش دهند.

در حین کار هارد دیسک بخش ها و آهنگ های آسیب دیده ظاهر می شوند. با قالب بندی سطح پایین، آنها به طور ویژه علامت گذاری می شوند و در آینده زمانی که هارد دیسک کار می کند در نظر گرفته نمی شوند.

پارامترهای اصلی هارد دیسک

مشخصه اصلی هارد دیسک هست یک ظرفیت(مقدار اطلاعاتی که می تواند در بر داشته باشد). ظرفیت با گیگابایت اندازه گیری می شود ( گیگابایت). یکی گیگابایتبرابر با 1000 مگابایت ( MB). به نوبه خود، 1 مگابایت برابر با 1000 کیلوبایت است ( کیلوبایت). اما در دنیای اطلاعات، سیستم شمارش کمی متفاوت اتخاذ شده است. به جای 1000 عدد 1024 می شمارند، توجه به این امر ضروری است. هنگام عیب یابی رایانه، سیستم عامل تعداد کمتری را نشان می دهد گیگابایتاز آنچه سازنده نشان داده است.

یکی دیگر از ویژگی های مهم سرعت اسپیندل است. این نشانگر مستقیماً بر سرعت هارد دیسک تأثیر می گذارد (یعنی سرعت تبادل اطلاعات با سایر دستگاه های رایانه ای). هرچه سرعت چرخش بیشتر باشد، هارد دیسک سریعتر اطلاعات را می خواند و می نویسد. برای کامپیوترهای رومیزی شاخص خوبی در نظر گرفته شده است 7200 دور در دقیقه ... در نرخ چرخش بالاتر، سرعت هارد دیسک به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

پارامتر مهم دیگر زمان دسترسی تصادفی است که ارتباط نزدیکی با سرعت چرخش دارد. اکثر تولید کنندگان این شاخص را هنگام فروش نشان نمی دهند، اما اگر در اینترنت جستجو کنید، می توانید به راحتی چنین اطلاعاتی را پیدا کنید. زمان دسترسی تصادفی نشان می دهد که هارد دیسک چقدر طول می کشد تا اطلاعات را روی هر قسمت از دیسک بخواند یا بنویسد. این پارامتر بر حسب میلی ثانیه اندازه گیری می شود. هر چه این نشانگر کمتر باشد، سرعت هارد دیسک بیشتر می شود.

مهم است بدانید که کدام رابط مجهز به " پیچ". به عبارت ساده، رابط هارد دیسکی که آن را به مادربرد متصل می کند. زودتر بود IDE، اما اکنون او جایگزین شد SATA... دومی با تمام مدرن مجهز شده است دیسکهای سخت ، نصب آنها سریعتر و راحت تر است. باید در نظر گرفت که مادربرد به چه رابطی مجهز است. اگر کانکتورها مطابقت نداشته باشند، اتصال غیرممکن خواهد بود.

همچنین دیسک هایی به طور خاص برای سرورها وجود دارد. آنها به اندازه معمولی هستند HDD، اما در محل کار بسیار سریعتر است. سرعت چرخش چنین دستگاه هایی به 15000 دور در دقیقه می رسد. آنها از هارد دیسک های رومیزی قابل اعتمادتر هستند. درایوهای سرور دارای یک رابط سریال هستند SASو SATAو موازی SCSI.

در گذشته ای نه چندان دور هارد اکسترنال اختراع شد. استفاده از آنها بسیار آسان است، ابعاد و وزن کمتری دارند و داده های زیادی دارند. آنها را رسانه موبایل یا "درایو فلش بزرگ" نیز می نامند. با کمک خارجی HDDانتقال اطلاعات مختلف در قالب ضبط صدا، آرشیو اداری و فایل های چند رسانه ای راحت است. کنترلرها قادر به پشتیبانی از USB 2.0، 3.0 و FireWire هستند.

متوسط ​​سرعت چرخش هارد دیسک ها برای نوت بوک ها 5400 دور در دقیقه یا 4200 دور در دقیقه است. همچنین باید ضد ضربه باشند.

رابط های اتصال اصلی

یو اس بی- انتقال اطلاعات سریال خروجی USB 1.1 - 12 مگابایت بر ثانیه، USB 2.0 - 480 مگابایت بر ثانیه USB 3.0 - 5 گیگابایت بر ثانیه.

IDE- انتقال داده ها موازی است. توان خروجی تقریباً 133 مگابایت بر ثانیه است. معمولاً این رابط معمولاً در رایانه‌های رومیزی و لپ‌تاپ استفاده می‌شود.

SATA - انتقال موازی داده پهنای باند حدود 300 مگابایت بر ثانیه است. رقیب اصلی IDE. SATA در برابر تداخل مقاوم تر و کمی بهتر از IDE است.

SCSI- انتقال موازی داده عمدتاً هنگام کار با سرورها استفاده می شود. با عملکرد و قابلیت اطمینان بالا متمایز می شود.

SCSI پیوست شده سریال (SAS)- انتقال متوالی اطلاعات نسخه پیشرفته SCSI با عملکرد و قابلیت اطمینان بهبود یافته.

فایر وایر- انتقال سریال سرعت آن نزدیک به 400 مگابایت بر ثانیه است. برای کار با فایل های ویدئویی، این بهترین انتخاب است.

تولید کنندگان

در پایان قرن گذشته، شرکت های تولیدی زیادی در بازار کامپیوتر وجود داشت دیسکهای سخت ... اما در حال حاضر، تعداد شرکت ها به طور قابل توجهی کاهش یافته است. برخی نتوانستند رقابت را تحمل کنند، برخی دیگر توسط رقبای قدرتمندتر خریداری شدند و برخی دیگر شروع به تولید محصولاتی غیر از هارد دیسک کردند.

در اواسط دهه 90، هارد دیسک ها توسط این شرکت تولید شد لوازم جانبی کانربعد به دست آورد سیگیت، و میکروپولیس... دومی انجام داد کیفیت بالاSCSIذخیره سازی پریمیوم برای سرورها این شرکت محصولات بسیار گران قیمتی تولید می کرد، اما به دلیل عرضه یاتاقان های اسپیندل با کیفیت پایین، شرکت متحمل زیان هنگفتی در بازگشت و تعویض هارد دیسک شد و متعاقباً ورشکست شد. همچنین توسط سیگیت خریداری شد.

محصولات این شرکت ژاپنی همچنان محبوب هستند فوجیتسو... اکنون او به تولید هارد دیسک برای لپ تاپ و SCSIدرایوها اما گردش مالی مشابهی که در قرن گذشته داشت را ندارد. در سال 2001، این شرکت دچار یک شکست بزرگ شد. در آن سال، ریز مدار کنترلر به طور گسترده ای از کار افتاد، در نتیجه، شرکت متحمل خسارات مالی جدی شد، که پس از آن تاکنون بهبود نیافته است. اما قبل از این خرابی، این شرکت ژاپنی پیشرو در تولید هارد دیسک محسوب می شد. وینچسترهای این سازنده با ویژگی های عالی سطوح دوار متمایز شدند. در سال 2009 تولید انبوه هارد دیسک فوجیتسونقل مکان کرد به توشیبا .

درایوهای بخش IBM تا اوایل سال 2000 به عنوان درایوهای مرجع در نظر گرفته می شدند. اما پس از شکست های عظیم درایوها برای کامپیوتربه دلیل اکسید شدن کنتاکت های کانکتور بانک هرمتیک، شعبه آمریکا متحمل زیان مالی قابل توجهی شد و فروخته شد. هیتاچی.

کوانتروم در تاریخ اثر درخشانی از خود بر جای گذاشت، اما به دلیل خرابی های عظیم HDDدر سری SH، او همچنین از بازار کامپیوتر خارج شد.

Maxtor شرکت پیشرو در زمینه خود محسوب می شد. در اوایل سال 2001، او بخش را خریداری کرد کوانتومی، که به تولید هارد دیسک می پردازد و به دلیل درایوهای «نازک»، یک سری مشکلات را از شرکت خریداری شده به ارث می برد. در سال 2006 با این شرکت ادغام شد سیگیت .

بهار 2011 آخرین بار بود هیتاچیبسیار محبوب در بازار دیسکهای سخت ... او به دست آورد دیجیتال غربیو در همان سال بخش HDD سامسونگ توسط سیگیت تصاحب شد.

اکنون تنها سه سازنده در بازار هارد دیسک باقی مانده است - اسایگیت، وسترن دیجیتال و توشیبا ... اما اخیراً با توجه به توسعه فناوری SSD و ظهور هارد دیسک های خارجی، تعداد شرکت های آماده ارائه فناوری ها و پیشرفت های جدید دوباره شروع به افزایش می کند.

HDD

نمودار دستگاه هارد دیسک.

هارد دیسک مغناطیسی, HDD, HDD, وینچستر(انگلیسی درایو دیسک سخت (مغناطیسی)، HDD، HMDD ; به صورت عامیانه پیچ, سخت, هارد دیسک) - دستگاه ذخیره سازی کامپیوتری قابل بازنویسی غیر فرار. این دستگاه اصلی ذخیره سازی اطلاعات تقریباً در تمام رایانه های مدرن است.

برخلاف دیسک فلاپی (فلاپی دیسک)، اطلاعات موجود در هارد دیسک بر روی صفحات سخت (آلومینیوم یا شیشه ای) پوشیده شده با لایه ای از مواد فرومغناطیسی، اغلب دی اکسید کروم، ثبت می شود. HDD از یک تا چند صفحه در یک محور استفاده می کند. هدهای خواندنی در حالت کار، به دلیل وجود لایه میانی جریان هوای ورودی که در طول چرخش سریع در سطح ایجاد می شود، سطح صفحات را لمس نمی کنند. فاصله بین هد و دیسک چندین نانومتر است (در دیسک های مدرن 5-10 نانومتر) و عدم وجود تماس مکانیکی عمر طولانی دستگاه را تضمین می کند. در غیاب چرخش دیسک‌ها، هدها در دوک یا خارج از دیسک در یک منطقه امن قرار می‌گیرند، جایی که تماس غیرعادی آنها با سطح دیسک‌ها حذف می‌شود.

نام "وینچستر"

طبق یکی از نسخه ها، درایو به لطف شرکت نام "Winchester" را دریافت کرد. در سال 1973 هارد دیسک مدل 3340 را منتشر کرد که برای اولین بار صفحات دیسک و هدهای خواندن را در یک جعبه یک تکه ترکیب کرد. هنگام توسعه آن، مهندسان از یک نام داخلی کوتاه "30-30" استفاده کردند که به معنای دو ماژول (در حداکثر پیکربندی)، هر کدام 30 مگابایت بود. کنت هاتون، مدیر پروژه، پیشنهاد کرد که این دیسک را با نام تفنگ شکاری محبوب وینچستر 30-30، "وینچستر" بنامیم.

اندازه فیزیکی (فاکتور فرم)(انگلیسی بعد، ابعاد، اندازه) - تقریباً تمام درایوهای مدرن (-2008) برای رایانه ها و سرورهای شخصی 3.5 یا 2.5 اینچ اندازه دارند. دومی بیشتر در لپ تاپ ها استفاده می شود. همچنین فرمت های گسترده - 1.8 "، 1.3"، 1 "و 0.85". درایوهای 8 و 5.25 اینچی متوقف شد.

زمان دسترسی تصادفی(انگلیسی زمان دسترسی تصادفی) - مدت زمانی که در طی آن هارد دیسک برای انجام عملیات خواندن یا نوشتن در هر قسمت از دیسک مغناطیسی تضمین می شود. محدوده این پارامتر زیاد نیست، از 2.5 تا 16 میلی ثانیه، به طور معمول، دیسک های سرور کمترین زمان را دارند (به عنوان مثال، Hitachi Ultrastar 15K147 دارای 3.7 میلی ثانیه است)، بزرگترین مورد واقعی دیسک های دستگاه های قابل حمل است (Seagate) Momentus 5400.3 - 12, 5).

سرعت اسپیندل(انگلیسی سرعت اسپیندل) - تعداد دور دوک در دقیقه. زمان دسترسی و سرعت انتقال داده تا حد زیادی به این پارامتر بستگی دارد. در حال حاضر هارد دیسک ها با سرعت چرخش استاندارد زیر تولید می شوند: 4200، 5400 و 7200 (لپ تاپ)، 7200 و 10000 (کامپیوترهای شخصی)، 10000 و 15000 دور در دقیقه (سرورها و ایستگاه های کاری با کارایی بالا).

بلوک سر مجموعه ای از اهرم های فولادی فنری است (یک جفت برای هر دیسک). در یک انتها، آنها به یک محور نزدیک به لبه دیسک متصل می شوند. در انتهای دیگر (بالای دیسک ها) سرها ثابت می شوند.

دیسک ها (صفحات) معمولاً از یک آلیاژ فلزی ساخته می شوند. اگرچه تلاش هایی برای ساخت آنها از پلاستیک و حتی شیشه صورت گرفت، اما چنین صفحاتی شکننده و کوتاه مدت بودند. هر دو صفحه صفحات، مانند یک ضبط صوت، با بهترین گرد و غبار فرومغناطیس - اکسیدهای آهن، منگنز و سایر فلزات پوشیده شده اند. ترکیب دقیق و فناوری کاربرد مخفی نگه داشته می شود. اکثر دستگاه های مقرون به صرفه حاوی 1 یا 2 ویفر هستند، اما مدل هایی با ویفرهای بیشتر وجود دارد.

دیسک ها به طور سفت و سخت به دوک ثابت می شوند. در حین کار، اسپیندل با سرعت چند هزار دور در دقیقه (4200، 5400، 7200، 10000، 15000) می چرخد. در این سرعت جریان هوای قدرتمندی در نزدیکی سطح صفحه ایجاد می شود که سرها را بلند کرده و آنها را بالای سطح صفحه شناور می کند. شکل سرها به گونه ای محاسبه می شود که فاصله بهینه از صفحه در حین کار فراهم شود. تا زمانی که دیسک ها به سرعت مورد نیاز برای بلند شدن سرها نرسند، دستگاه پارکینگ سرها را در منطقه پارکینگ نگه می دارد. این کار از آسیب رسیدن به سر و سطح کار صفحات جلوگیری می کند.

پوزیشنر سر شامل یک جفت ثابت آهنرباهای دائمی قوی، معمولاً نئودیمیم و یک سیم پیچ روی مجموعه سر متحرک است.

برخلاف تصور رایج، هیچ خلاء در داخل محوطه نگهداری وجود ندارد. برخی از سازندگان آن را هوابند (از این رو نام آن) می سازند و آن را با هوای تصفیه شده و خشک شده یا گازهای خنثی، به ویژه نیتروژن پر می کنند. و برای یکسان سازی فشار، یک غشای نازک فلزی یا پلاستیکی تعبیه شده است. (در این حالت، یک جیب کوچک در داخل محفظه هارد دیسک برای یک کیسه ژل سیلیکا در نظر گرفته شده است که بخار آب باقی مانده در داخل محفظه را پس از آب بندی جذب می کند). سایر سازندگان فشار را از طریق یک دهانه کوچک با فیلتری که قادر به به دام انداختن ذرات بسیار کوچک (چند میکرومتری) است، برابر می کنند. با این حال، در این حالت سطح رطوبت نیز برابر می شود و گازهای مضر نیز می توانند نفوذ کنند. یکسان سازی فشار برای جلوگیری از تغییر شکل محفظه محفظه به دلیل تغییر در فشار و دما اتمسفر و همچنین هنگام گرم شدن دستگاه در حین کار ضروری است.

ذرات گرد و غباری که در حین مونتاژ خود را در منطقه مهار پیدا کرده اند و به سطح دیسک برخورد کرده اند به فیلتر دیگری - جمع کننده گرد و غبار در طول چرخش منتقل می شوند.

قالب بندی سطح پایین

در مرحله نهایی مونتاژ دستگاه، سطوح صفحات قالب بندی می شوند - آهنگ ها و بخش ها روی آنها تشکیل می شود.

هارد دیسک های اولیه (مانند فلاپی دیسک ها) دارای تعداد یکسانی از بخش ها در همه آهنگ ها بودند. روی بشقاب‌های "هارد دیسک" مدرن، مسیرها در چندین منطقه دسته‌بندی می‌شوند. همه آهنگ ها در یک منطقه دارای تعداد یکسانی از بخش ها هستند. با این حال، بخش‌های بیشتری در هر مسیر از ناحیه بیرونی وجود دارد، و هر چه منطقه به مرکز نزدیک‌تر باشد، بخش‌های کمتری برای هر مسیر منطقه وجود دارد. این امکان دستیابی به تراکم ضبط یکنواخت تری را فراهم می کند و در نتیجه ظرفیت صفحه را بدون تغییر در فناوری تولید افزایش می دهد.

مرزهای منطقه و تعداد سکتورها در هر مسیر برای هر منطقه در ROM واحد الکترونیک ذخیره می شود.

علاوه بر این، در واقع بخش های یدکی اضافی در هر مسیر وجود دارد. اگر یک خطای غیرقابل جبران در هر بخش رخ دهد، می توان آن بخش را با یک ذخیره جایگزین کرد (eng. نقشه برداری مجدد). البته اطلاعات ذخیره شده در آن به احتمال زیاد از بین می رود اما ظرفیت دیسک کاهش نمی یابد. دو جدول جابجایی وجود دارد: یکی در کارخانه تکمیل می شود، دیگری در طول عملیات.

جداول ریمپینگ سکتور نیز در رام واحد الکترونیک ذخیره می شود.

در طول عملیات دسترسی به "هارد دیسک"، واحد الکترونیکی به طور مستقل تعیین می کند که کدام بخش فیزیکی باید مورد توجه قرار گیرد و در کجا قرار دارد (با در نظر گرفتن مناطق و تخصیص مجدد). بنابراین، از سمت رابط خارجی، "هارد دیسک" همگن به نظر می رسد.

در ارتباط با موارد فوق، یک افسانه بسیار سرسخت وجود دارد که با تنظیم جداول و مناطق نقشه برداری مجدد می توان ظرفیت هارد دیسک را افزایش داد. ابزارهای زیادی برای این وجود دارد، اما در عمل معلوم می شود که اگر بتوان به سود دست یافت، ناچیز است. دیسک های مدرن به قدری ارزان هستند که چنین تنظیماتی ارزش زمان و تلاش صرف شده روی آن را ندارند.

واحد الکترونیک

در هارد دیسک های اولیه، منطق کنترل به کنترل کننده کامپیوتر MFM یا RLL منتقل می شد و برد الکترونیک فقط شامل ماژول های پردازش آنالوگ و کنترل موتور اسپیندل، پوزیشنر و هد کموتاتور بود. افزایش نرخ انتقال داده، توسعه دهندگان را مجبور کرد طول مسیر آنالوگ را تا حد مجاز کاهش دهند، و در هارد دیسک های مدرن، واحد الکترونیک معمولاً شامل: یک واحد کنترل، حافظه فقط خواندن (ROM)، حافظه بافر، یک واحد رابط است. و یک واحد پردازش سیگنال دیجیتال.

جعبه رابط، الکترونیک هارد دیسک را به بقیه سیستم متصل می کند.

واحد کنترل یک سیستم کنترلی است که سیگنال های الکتریکی را برای قرار دادن هدها دریافت می کند و اقدامات کنترلی را برای یک درایو "سیم پیچ صوتی" ایجاد می کند، جریان های اطلاعاتی را از سرهای مختلف سوئیچ می کند، عملکرد همه گره های دیگر را کنترل می کند (به عنوان مثال، کنترل سرعت چرخش اسپیندل). ).

بلوک ROM برنامه های کنترل واحدهای کنترل و پردازش سیگنال دیجیتال و همچنین اطلاعات سرویس هارد دیسک را ذخیره می کند.

حافظه بافر تفاوت بین سرعت بخش رابط و درایو را صاف می کند (از حافظه استاتیک با سرعت بالا استفاده می شود). افزایش اندازه حافظه بافر در برخی موارد می تواند سرعت درایو را افزایش دهد.

واحد پردازش سیگنال دیجیتال سیگنال آنالوگ خوانده شده را تمیز کرده و آن را رمزگشایی می کند (استخراج اطلاعات دیجیتال). روش های مختلفی برای پردازش دیجیتال استفاده می شود، مانند روش PRML (Partial Response Maximum Likelihood). مقایسه سیگنال دریافتی با نمونه ها انجام می شود. در این مورد، نمونه ای انتخاب می شود که از نظر شکل و ویژگی های زمانی بیشترین شباهت را به سیگنال رمزگشایی دارد.

فن آوری های ثبت داده ها

اصل عملکرد هارد دیسک ها مشابه عملکرد ضبط صوت است. سطح کار دیسک نسبت به سر خواندن حرکت می کند (به عنوان مثال، به شکل یک سلف با شکاف در مدار مغناطیسی). هنگامی که یک جریان الکتریکی متناوب (در حین ضبط) به سیم پیچ سر اعمال می شود، میدان مغناطیسی متناوب حاصل از شکاف سر بر روی فرومغناطیس سطح دیسک اثر می کند و جهت بردار مغناطیسی دامنه را بسته به بزرگی سیگنال تغییر می دهد. در حین خواندن، حرکت دامنه ها در شکاف سر منجر به تغییر در شار مغناطیسی در مدار مغناطیسی هد می شود که به دلیل تأثیر القای الکترومغناطیسی منجر به ظهور سیگنال الکتریکی متناوب در سیم پیچ می شود.

اخیراً از اثر مغناطیسی مقاومتی برای خواندن استفاده شده است و از سرهای مغناطیسی در دیسک ها استفاده شده است. در آنها، تغییر در میدان مغناطیسی منجر به تغییر در مقاومت، بسته به تغییر در قدرت میدان مغناطیسی می شود. چنین هدهایی امکان افزایش احتمال پایایی خواندن اطلاعات (به ویژه در تراکم بالای ثبت اطلاعات) را فراهم می کند.

روش ضبط موازی

در حال حاضر، این هنوز رایج ترین فناوری برای ضبط اطلاعات در هارد دیسک است. بیت‌های اطلاعات با استفاده از یک سر کوچک ضبط می‌شوند، که با عبور از سطح یک دیسک در حال چرخش، میلیاردها ناحیه گسسته افقی - دامنه را مغناطیسی می‌کند. هر یک از این مناطق بسته به مغناطش، صفر یا یک منطقی هستند.

حداکثر تراکم ضبط قابل دستیابی با استفاده از این روش حدود 23 گیگابیت بر سانتی متر مربع است. در حال حاضر این روش به تدریج جایگزین روش ثبت عمود بر هم می شود.

روش ثبت عمود بر

ضبط عمودی تکنیکی است که به موجب آن بیت های اطلاعات در حوزه های عمودی ذخیره می شوند. این امکان استفاده از میدان های مغناطیسی قوی تر را فراهم می کند و ردپای مورد نیاز برای ضبط 1 بیت را کاهش می دهد. چگالی ضبط نمونه های مدرن 15-23 گیگابیت بر سانتی متر مربع است، در آینده برنامه ریزی شده است که چگالی را به 60-75 گیگابیت بر سانتی متر مربع برساند.

هارد دیسک های ضبط عمود از سال 2005 در بازار موجود است.

روش ثبت مغناطیسی حرارتی

روش ضبط مغناطیسی حرارتی (eng. ضبط مغناطیسی به کمک گرما، HAMR ) در حال حاضر امیدوارکننده ترین مورد موجود است، اکنون به طور فعال در حال توسعه است. در این روش از گرمایش نقطه ای دیسک استفاده می شود که به هد اجازه می دهد مناطق بسیار کوچکی از سطح خود را مغناطیسی کند. پس از سرد شدن دیسک، مغناطش "ثابت" می شود. هنوز هیچ راه آهنی از این نوع در بازار وجود ندارد (برای سال 2009)، فقط نمونه های آزمایشی وجود دارد، اما چگالی آنها در حال حاضر بیش از 150 گیگابیت بر سانتی متر مربع است. توسعه فناوری‌های HAMR برای مدتی طولانی ادامه داشته است، اما کارشناسان هنوز در مورد تخمین‌های حداکثر چگالی ضبط اختلاف نظر دارند. بنابراین، شرکت هیتاچی محدودیت را 2.3-3.1 ترابیت بر سانتی متر مربع می نامد و نمایندگان Seagate Technology پیشنهاد می کنند که می توانند تراکم ضبط رسانه HAMR را به 7.75 ترابیت بر سانتی متر مربع برسانند. پذیرش گسترده این فناوری را باید پس از سال 2010 انتظار داشت.

مقایسه رابط ها