Il disco rigido del computer è. Caratteristiche qualitative del disco rigido

Un saluto a tutti i lettori del blog. Molte persone sono interessate alla domanda: come funziona un disco rigido del computer. Pertanto, ho deciso di dedicare l'articolo di oggi a questo.

È necessario un disco rigido del computer (HDD o disco rigido) per archiviare le informazioni dopo lo spegnimento del computer, a differenza della RAM () - che memorizza le informazioni fino allo spegnimento dell'alimentazione (fino allo spegnimento del computer).

Il disco rigido, di diritto, può essere definito una vera opera d'arte, solo di ingegneria. Sì Sì esatto. È così complicato dentro tutto è organizzato. Al momento, il disco rigido è il dispositivo più diffuso per la memorizzazione di informazioni in tutto il mondo, è alla pari con dispositivi come: memoria flash (unità flash), SSD. Molte persone hanno sentito parlare della complessità del dispositivo del disco rigido e si chiedono quante informazioni ci siano contenute al suo interno, e quindi vorrebbero sapere come è organizzato un disco rigido del computer o in cosa consiste. Oggi ci sarà una tale opportunità).

Un disco rigido è composto da cinque parti principali. E il primo di loro - circuito integrato, che sincronizza il lavoro del disco con il computer e gestisce tutti i processi.

La seconda parte è il motore elettrico(mandrino), fa ruotare il disco ad una velocità di circa 7200 giri/min e il circuito integrato mantiene costante la velocità di rotazione.

E ora il terzo la parte più importante è il bilanciere, che può sia scrivere che leggere informazioni. L'estremità del bilanciere è solitamente divisa in modo da poter lavorare con più dischi contemporaneamente. Tuttavia, la testata del bilanciere non entra mai in contatto con i dischi. C'è uno spazio tra la superficie del disco e la testa, la dimensione di questo spazio è circa cinquemila volte inferiore allo spessore di un capello umano!

Ma vediamo ancora cosa succede se il gap scompare e la testa del bilanciere entra in contatto con la superficie del disco rotante. Ricordiamo ancora da scuola che F = m * a (seconda legge di Newton, secondo me), da cui segue che un oggetto con una piccola massa e un'accelerazione enorme diventa incredibilmente pesante. Data l'enorme velocità di rotazione del disco stesso, il peso del bilanciere diventa molto, molto evidente. Naturalmente, in questo caso, il danno al disco è inevitabile. A proposito, questo è quello che è successo al disco, in cui questa lacuna è scomparsa per qualche motivo:

Anche il ruolo della forza di attrito è importante, ad es. la sua quasi completa assenza, quando il bilanciere inizia a leggere le informazioni, spostandosi fino a 60 volte al secondo. Ma aspetta, dov'è il motore qui che aziona il bilanciere, e anche a una tale velocità? Infatti non è visibile, perché è un sistema elettromagnetico che lavora sull'interazione di 2 forze della natura: elettricità e magnetismo. Tale interazione consente di accelerare il bilanciere alla velocità della luce, in senso letterale.

Quarta parte- il disco rigido stesso, qui è dove vengono scritte e lette le informazioni, a proposito, potrebbero essercene molte.

Bene, la quinta, ultima parte del design del disco rigido è, ovviamente, il caso in cui sono installati tutti gli altri componenti. I materiali utilizzati sono i seguenti: quasi tutta la scocca è in plastica, ma il coperchio superiore è sempre in metallo. L'alloggiamento assemblato viene spesso definito "zona di contenimento". Si ritiene che non ci sia aria all'interno dell'area di contenimento, o meglio, che ci sia il vuoto lì. Questa opinione si basa sul fatto che a velocità di rotazione del disco così elevate, anche un granello di polvere che entra all'interno può fare molte cose cattive. E questo è quasi vero, tranne per il fatto che lì non c'è il vuoto - ma c'è aria purificata, essiccata o gas neutro - l'azoto, per esempio. Anche se, forse nelle versioni precedenti dei dischi rigidi, invece di pulire l'aria, veniva semplicemente pompato fuori.

Abbiamo parlato di componenti, ovvero di cosa è fatto un disco rigido. Ora parliamo di archiviazione dei dati.

Come e in quale forma vengono archiviati i dati sul disco rigido del computer

I dati vengono archiviati in tracce strette sulla superficie del disco. Durante la produzione, al disco vengono applicate più di 200.000 tracce di questo tipo. Ciascuna delle tracce è divisa in settori.

Le mappe di tracciati e settori ti consentono di determinare dove scrivere o dove leggere le informazioni. Anche in questo caso, tutte le informazioni su settori e tracce si trovano nella memoria di un circuito integrato, che, a differenza di altri componenti di un disco rigido, non si trova all'interno del case, ma all'esterno e solitamente dal basso.

La superficie del disco stesso è liscia e lucida, ma questo è solo a prima vista. A un esame più attento, la struttura della superficie risulta essere più complessa. Il fatto è che il disco è costituito da una lega metallica rivestita con uno strato ferromagnetico. Questo livello fa tutto il lavoro. Lo strato ferromagnetico ricorda tutte le informazioni, come? Molto semplice. La testa oscillante magnetizza un'area microscopica sulla pellicola (strato ferromagnetico), impostando il momento magnetico di tale cella su uno degli stati: o o 1. Ciascuno di questi zero e uno sono chiamati bit. Pertanto, qualsiasi informazione registrata su un disco rigido è, in effetti, una certa sequenza e un certo numero di zeri e uno. Ad esempio, una foto di buona qualità occupa circa 29 milioni di queste celle ed è distribuita in 12 diversi settori. Sì, sembra impressionante, ma in realtà un numero così grande di bit occupa un'area molto piccola sulla superficie del disco. Ogni centimetro quadrato di superficie del disco rigido contiene diverse decine di miliardi di bit.

Come funziona un disco rigido

Abbiamo appena esaminato il dispositivo del disco rigido, ciascuno dei suoi componenti separatamente. Ora propongo di collegare tutto in un determinato sistema, grazie al quale sarà chiaro il principio stesso del funzionamento del disco rigido.

Così, come funziona un disco rigido successivo: quando il disco rigido viene messo in funzione, significa che è in corso la scrittura o la lettura di informazioni da esso, oppure da esso, il motore elettrico (mandrino) inizia a prendere slancio e poiché i dischi rigidi sono fissi sul mandrino stesso, rispettivamente, insieme ad esso iniziano anche a ruotare. E finché la velocità del disco o dei dischi non ha raggiunto il livello in cui si forma un cuscino d'aria tra la testa del bilanciere e il disco, il bilanciere si trova in una speciale "zona di parcheggio" per evitare danni. Ecco come appare.

Non appena la velocità raggiunge il livello desiderato, il servoazionamento (motore elettromagnetico) mette in moto il bilanciere, che è già posizionato nel punto in cui si vogliono scrivere o leggere informazioni. Questo è solo facilitato da un circuito integrato che controlla tutti i movimenti del bilanciere.

È opinione diffusa, una specie di mito, che nei momenti in cui il disco è "inattivo", cioè nessuna operazione di lettura/scrittura viene eseguita temporaneamente con esso, i dischi rigidi all'interno smettono di girare. Questo è davvero un mito, perché in effetti, i dischi rigidi all'interno del case girano costantemente, anche quando il disco rigido è in modalità di risparmio energetico e non viene scritto nulla su di esso.

Bene, qui abbiamo esaminato con te il dispositivo del disco rigido del computer in tutti i dettagli. Naturalmente, nell'ambito di un articolo, è impossibile raccontare tutto ciò che riguarda i dischi rigidi. Ad esempio, in questo articolo non è stato detto: questo è un argomento importante, ho deciso di scrivere un articolo separato a riguardo.

Ho trovato un video interessante su come funziona un disco rigido in diverse modalità

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Come è organizzato un disco rigido? Cosa sono i dischi rigidi? Che ruolo hanno in un computer? Come interagiscono con gli altri componenti? Quali parametri considerare quando si sceglie e si acquista un disco rigido, imparerai da questo articolo.

disco fisso- nome abbreviato per " Disco rigido". Incontrerai anche l'inglese disco fisso- e gergo Winchester o abbreviato Vite.

In un computer, il disco rigido è responsabile della memorizzazione dei dati. Il sistema operativo Windows, i programmi, i filmati, le foto, i documenti, tutte le informazioni che scarichi sul tuo computer sono archiviate sul tuo disco rigido. E le informazioni nel computer sono la cosa più preziosa! Se il processore o la scheda video si guastano, possono essere acquistati e sostituiti. Ma le foto di famiglia perse delle vacanze della scorsa estate, o un anno di dati contabili per una piccola impresa, non sono così facili da recuperare. Pertanto, viene prestata particolare attenzione all'affidabilità della memorizzazione dei dati.

Perché una scatola di metallo rettangolare si chiama disco? Per rispondere a questa domanda, dobbiamo guardarci dentro e scoprire come funziona un disco rigido. Nell'immagine qui sotto puoi vedere di quali parti è composto un disco rigido e quali funzioni svolge ciascuna parte.Clicca per ingrandire. (tratto da itc.ua)

Suggerisco anche di guardare un estratto dal programma Discovery Channel su come funziona e funziona un disco rigido.

Altri tre fatti che devi sapere sui dischi rigidi.

1. Il disco rigido è la parte più lenta di un computer. Quando il computer si blocca, prestare attenzione all'indicatore di attività del disco rigido. Se lampeggia frequentemente o rimane acceso, significa che il disco rigido sta eseguendo i comandi di uno dei programmi, mentre tutti gli altri sono inattivi, in attesa del proprio turno. Se il sistema operativo non dispone di RAM ad alta velocità sufficiente per eseguire il programma, utilizza lo spazio su disco rigido, il che rallenta notevolmente l'intero computer. Pertanto, un modo per aumentare la velocità del computer è aumentare la quantità di RAM.
2. Il disco rigido è anche la parte più fragile di un computer. Come hai appreso dal video, il motore fa girare il disco fino a diverse migliaia di giri al minuto. In questo caso, le testine magnetiche "volano" sopra il disco nel flusso d'aria creato dal disco rotante. La distanza tra il disco e le testine nei dispositivi moderni è di circa 10 nm. Se il disco è soggetto a urti o scosse a questo punto, la testina potrebbe toccare il disco e danneggiare la superficie con i dati memorizzati su di esso. Di conseguenza, il cosiddetto blocchi cattivi"- aree illeggibili, a causa delle quali il computer non può leggere alcun file o avviare il sistema. Nello stato spento, le testine "parcheggiano" fuori dall'area di lavoro e il sovraccarico dovuto all'impatto non è così terribile per il disco rigido. Si prega di fare copie di backup di dati importanti!
3. La capacità del disco rigido è spesso leggermente inferiore a quella specificata dal venditore o dal produttore. Il motivo è che i produttori indicano la dimensione del disco in base al fatto che ci sono 1.000.000.000 di byte in un gigabyte, mentre ce ne sono 1.073.741.824.

L'acquisto di un disco rigido

Se decidi di aumentare la quantità di informazioni archiviate nel tuo computer collegando un disco rigido aggiuntivo o sostituendo quello vecchio con uno più grande, cosa devi sapere al momento dell'acquisto?

Per prima cosa, guarda sotto il coperchio dell'unità di sistema del tuo computer. Devi scoprire quale interfaccia del disco rigido supporta la scheda madre. Di gran lunga gli standard più utilizzati SATA e sopravvive alla sua età IDE. Sono facili da distinguere per il loro aspetto. L'immagine a sinistra mostra un frammento della scheda madre, che è dotata di entrambi i tipi di connettori, ma molto probabilmente il tuo sarà uno di questi.

Esistono tre versioni dell'interfaccia SATA. Differiscono nella velocità di trasferimento dei dati. SATA, SATA II e SATA III rispettivamente a velocità di 1,5, 3 e 6 gigabyte al secondo. Tutte le versioni dell'interfaccia SATA hanno lo stesso aspetto e sono compatibili tra loro. Puoi collegarli in qualsiasi combinazione, di conseguenza, la velocità di trasferimento dei dati sarà limitata alla versione più lenta. Allo stesso tempo, la velocità del disco rigido è ancora più lenta. Pertanto, il potenziale delle interfacce veloci può essere rivelato solo con l'avvento di nuove unità ad alta velocità.

Se decidi di acquistare un disco rigido SATA aggiuntivo, controlla se hai un cavo di interfaccia come mostrato in figura. Non viene venduto con un CD. (Di solito sono in bundle con la scheda madre.) Inoltre, tra i connettori di alimentazione, dovrebbe essercene almeno uno libero per collegare un disco rigido, oppure potresti aver bisogno di un adattatore dal vecchio standard al nuovo.

Ora riguardo al disco rigido stesso: il parametro principale è, ovviamente, la capacità. Come accennato in precedenza, si prega di notare che sarà leggermente inferiore a quanto dichiarato. Il sistema operativo e i programmi richiedono 100 - 200 gigabyte, che è un po' per gli standard moderni. Di quanto spazio aggiuntivo potresti aver bisogno, puoi determinare empiricamente. Potrebbero essere necessari grandi volumi, ad esempio, per registrare video di alta qualità. I film moderni in formato HD raggiungono diverse decine di gigabyte.

Inoltre, tra i parametri principali indicare:

1. Fattore di forma- dimensione del disco. I dischi da 1,8" e 2,5" sono usati in . Per un computer desktop, dovresti acquistare un'unità da 3,5 pollici. Hanno gli stessi connettori SATA e un'unità laptop può funzionare in un computer desktop. Ma i piccoli drive sono realizzati con un'enfasi sulla compattezza e sul basso consumo energetico e sono inferiori ai modelli più grandi in termini di velocità. E costano di più.
2. RPM- velocità di rotazione del disco. Misurato in giri al minuto ( RPM- Corto per giri al minuto). Maggiore è la velocità di rotazione, più veloce sarà la scrittura e la lettura delle informazioni del disco. Ma consuma anche più energia. Oggi, i dischi più comuni con 5400 giri/min e 7200 giri/min. RPM inferiori sono più comuni nelle unità per laptop, nelle unità ad alta capacità (superiore a due terabyte) e nelle cosiddette unità "verdi", chiamate per il loro ridotto consumo energetico. Ci sono anche dischi rigidi con una velocità di rotazione 10000 giri/min e 15000 giri/min. Sono progettati per funzionare in server altamente caricati e hanno una maggiore affidabilità delle risorse, ma costano anche molto di più di quelli convenzionali.
3. Produttore. Al momento, ci sono diversi grandi produttori sul mercato dello storage. Tra questi c'è una concorrenza piuttosto dura, quindi non sono in alcun modo inferiori l'uno all'altro in termini di qualità. Pertanto, puoi scegliere uno qualsiasi dei nomi noti: Hitachi, HP, Seagate, Silicon Power, Toshiba Transcend, Western Digital.

I dischi rigidi sono tra i componenti chiave di un PC o laptop. dipende in gran parte dalle caratteristiche di questi dispositivi. Quali tipi di hard disk ci sono oggi sul mercato? Come scegliere il dispositivo migliore in termini di risoluzione delle attività tipiche dell'utente?

Cos'è un disco rigido?

Il disco rigido è il dispositivo di archiviazione principale per i file su un PC o laptop. Strutturalmente, è una piastra magnetica rotante con un elemento di lettura e scrittura: una testa. Nel gergo degli amanti della tecnologia informatica, si chiama "disco rigido", "vite", "disco". Le specifiche del funzionamento dei dischi rigidi sono che le testine di lettura e scrittura non entrano in contatto con il piatto magnetico contemporaneamente. Per questo motivo, oltre a una serie di altre caratteristiche del design, il dispositivo funziona a lungo e può essere considerato uno dei mezzi più affidabili per la memorizzazione delle informazioni.

Un disco rigido è una risorsa su cui, di norma, si trovano i file di sistema, ovvero quelli presenti nella struttura del sistema operativo, varie applicazioni, giochi. L'installazione del software comporta quasi sempre l'utilizzo di risorse del "disco rigido".

La maggior parte dei modelli di computer moderni supporta più dischi rigidi. I laptop contengono spesso un solo disco rigido a causa delle piccole dimensioni dei dispositivi corrispondenti. Inoltre, se stiamo parlando del tipo (considereremo le loro specifiche poco dopo), il loro numero massimo è molto spesso limitato dalla disponibilità degli slot corrispondenti sul PC, nonché dalle caratteristiche prestazionali del computer.

Quindi, il disco rigido è il componente hardware più importante del computer. Il nostro compito è determinare i criteri per la selezione ottimale del dispositivo appropriato per un PC. Per risolverlo, sarà utile prima indagare sulla classificazione dei "dischi rigidi".

Classificazione del disco rigido

Considera, quindi, in quali varietà i moderni dischi rigidi sono presentati sul mercato delle apparecchiature informatiche.

Tra i tipi di dispositivi più popolari c'è un disco rigido per computer, che corrisponde a un fattore di forma da 3,5 pollici. Tali dischi hanno una velocità di rotazione di 5400 o 7200 giri/min. La comunicazione di "dischi rigidi" con un PC avviene tramite diverse interfacce. I più comuni sono IDE e SATA.

Ci sono dischi rigidi adattati per i server. Le loro dimensioni, di regola, sono le stesse di un PC, ma la velocità di rotazione di tali dispositivi è molto più alta: circa 15.000 rotazioni al minuto. I "dischi rigidi" del server sono collegati ai componenti hardware principali il più delle volte tramite l'interfaccia SCSI, ma è possibile il supporto per gli standard seriali SATA o SAS. Un disco rigido del server è un dispositivo estremamente affidabile, il che non sorprende: i computer su cui sono installate tali unità sono progettati per servire aree chiave dell'infrastruttura digitale di aziende, organizzazioni governative e provider Internet.

I tipi specificati di "dischi rigidi" devono essere installati all'interno del PC o dell'unità di sistema del server. Ma ci sono anche dischi rigidi esterni. Si collegano a una delle porte esterne del computer, il più delle volte USB o FireWire. La loro funzionalità è generalmente simile a quella che caratterizza i dispositivi di tipo interno. Il volume di un disco rigido che appartiene alla categoria di quelli esterni è generalmente abbastanza grande: circa 500-1000 GB. Il fatto è che questo tipo di dispositivo viene spesso utilizzato per spostare grandi quantità di dati da un computer all'altro.

Ci sono dischi rigidi adattati per laptop. La loro dimensione è inferiore a quella dei "dischi rigidi" progettati per l'installazione in computer "desktop" - 2,5 pollici. La velocità di un disco rigido per un laptop è spesso 4200 o 5400 rpm. Tali dischi rigidi di solito funzionano quando si utilizza l'interfaccia SATA. Sono caratterizzati da un'elevata resistenza ai cambiamenti di posizione, il che è abbastanza logico date le specifiche dell'utilizzo dei laptop.

Tra le varietà di dischi rigidi tecnologicamente più avanzati ci sono le unità a stato solido. In linea di principio, possono essere considerati una classe separata di dispositivi, poiché nella loro struttura non sono presenti piastre mobili. I dati in questo tipo di disco rigido vengono scritti nella memoria flash. I dispositivi di questo tipo presentano sia vantaggi che svantaggi.

Molti dei principali produttori mondiali di PC stanno adattando le loro linee di fabbrica per produrre dispositivi dotati specificamente di unità a stato solido. Questo tipo di dischi rigidi è più costoso di quelli con elementi rotanti. Tuttavia, rispetto a loro, sono caratterizzati da un consumo energetico ridotto, un'assenza quasi completa di rumore durante il funzionamento e, in molti casi, un peso inferiore. Per quanto riguarda la velocità, si può notare che una cifra tipica per i dischi rigidi a stato solido è 300-400 Mb / s, che è molto decente sullo sfondo dei principali standard di comunicazione supportati dai computer moderni.

Interfacce

La corretta installazione di un disco rigido in un PC dipende in gran parte dalla disponibilità delle interfacce necessarie in esso. Considera le specifiche degli standard di comunicazione più comuni nel moderno mercato della tecnologia informatica. Ciò sarà utile per correlare le attività dell'utente e il tipo di "disco rigido" più adatto per risolverle.

Tra le interfacce più comuni per il collegamento di dischi rigidi esterni c'è l'USB. Allo stesso tempo, questo standard di comunicazione può essere presentato in diverse versioni: 1, 2 e 3. La velocità di un disco rigido dipende direttamente dalla sua compatibilità con la tecnologia corrispondente. Per quanto riguarda la 1a versione dell'interfaccia, possiamo dire che quando la si utilizza è possibile il trasferimento dei dati a 12 Mbps, la 2a garantisce lo scambio di file a velocità fino a 480 Mbps, la 3a generazione di interfacce USB fornisce un indicatore di 5 Gbps. Se intendi utilizzare il dispositivo non solo per archiviare file, ma anche, ad esempio, per installare giochi o programmi, è meglio se supporta le interfacce USB più moderne, nella 2a versione e ancora meglio nella 3a.

È inoltre possibile collegare un disco rigido di un computer esterno utilizzando l'interfaccia FireWire. È caratterizzato da un'elevata velocità di trasferimento dati - circa 400 Mbps. Estremamente efficace quando si lavora con file video.

Considerare gli standard utilizzati durante l'installazione di unità di tipo interno in un PC. Considerato relativamente obsoleto, ma ancora un'interfaccia popolare è l'IDE.

Può trasferire dati ad una velocità di circa 133 Mb/s. È comune nei PC desktop, in gran parte a causa delle dimensioni piuttosto grandi del connettore, che non sono ottimali per la struttura strutturale di un laptop.

L'interfaccia SATA è il risultato di miglioramenti allo standard IDE. Consente di trasferire dati a velocità fino a 300 Mb/s. È caratterizzato da una maggiore protezione contro le interferenze. Viene utilizzato attivamente nei laptop, grazie alle dimensioni relativamente ridotte del connettore e alla buona velocità di trasferimento dei dati.

L'interfaccia SCSI, come abbiamo notato sopra, è installata principalmente sui server. È inoltre caratterizzato da un'elevata velocità di trasferimento dati - circa 320 Mb / s. C'è una modifica modernizzata dell'interfaccia in questione - SAS. I dischi rigidi funzionanti quando è attivato possono fornire uno scambio di dati a una velocità di circa 12 Gb/s.

Criteri di selezione del disco rigido

Le caratteristiche delle interfacce di cui abbiamo discusso sopra possono essere considerate criteri significativi nella scelta di un disco rigido. Abbiamo anche annunciato una serie di altri parametri importanti, come la velocità di rotazione degli elementi del dispositivo, il fattore di forma. Ma la caratteristica più importante in termini di scelta del modello di dispositivo ottimale è la memoria del disco rigido. In molti modi, questo parametro è soggettivo: molti utenti preferiranno un "disco rigido" più veloce rispetto a uno che può ospitare un gran numero di file. Tuttavia, è ancora la prima cosa a cui molti utenti prestano attenzione.

L'aspetto più importante nella scelta di un "disco rigido" è che alcune delle sue caratteristiche nominali (ad esempio la compatibilità con alcune interfacce) devono essere compatibili con le capacità di comunicazione di un PC. Succede che il disco rigido di un computer sia tecnologicamente incredibilmente avanzato, ma il supporto per gli standard pertinenti sulla scheda madre del PC è insufficiente. Considera le sfumature chiave della compatibilità dei "dischi rigidi" e di alcuni componenti hardware dei computer moderni.

La compatibilità delle dimensioni è importante

Sopra, abbiamo notato che le dimensioni dei dischi rigidi variano. Può sembrare che questo parametro sia secondario. Ma spesso risulta essere quasi decisivo. Il fatto è che l'installazione di un disco rigido in un PC o nell'area corrispondente di un laptop sarà estremamente difficile se le dimensioni dell'unità sono troppo ridotte e quindi non ottimali in termini di utilizzo dello spazio disponibile in la struttura del dispositivo. Sarà praticamente impossibile se le dimensioni si rivelano troppo grandi: il "disco rigido" semplicemente non si adatta al computer.

Naturalmente, questo schema è tipico principalmente per i laptop, poiché di solito non si verificano problemi con il posizionamento di un disco rigido nei PC "desktop" (in gran parte a causa della disponibilità di vari dispositivi aggiuntivi). Pertanto, quando si pianifica di acquistare nuovi dischi rigidi per un laptop, è necessario sapere qual è la dimensione esatta di quelli attuali. Abbiamo notato in precedenza che i "dischi rigidi" con un fattore di forma da 2,5 pollici sono comuni nei corrispondenti tipi di computer. Ma devi tenere a mente che alcuni modelli di laptop hanno dischi rigidi da 1,8 pollici installati.

Compatibilità con gli standard di comunicazione

Anche le interfacce di comunicazione del "disco rigido" e della scheda madre del PC devono essere compatibili. La sfumatura principale qui sono le differenze nelle versioni degli standard di scambio di dati. Quindi, ci sono tre varietà: è importante che lo standard di comunicazione appropriato supportato dall'unità sia compatibile anche con la scheda madre. Può succedere che l'utente acquisti un costoso disco rigido che fornisce lo scambio di dati secondo il moderno standard SATA 3 (il prezzo di tali modelli può essere di circa 10 mila rubli), ma il computer non sarà in grado di supportarlo completamente. Il proprietario di un PC, quindi, può pagare significativamente più del dovuto.

Lo stesso vale per la correlazione supportata dagli standard "hard disk" e PC USB. Se il disco rigido è progettato per essere collegato tramite l'interfaccia USB 3.0 e la scheda madre non lo supporta, anche le capacità tecnologiche dello standard corrispondente non saranno completamente realizzate. Per quanto riguarda l'interfaccia FireWire, possiamo dire che quando si acquista un disco rigido che lo supporta (anche il prezzo del dispositivo può essere decente - circa 8-10 mila rubli), è necessario assicurarsi che il PC sia sostanzialmente compatibile con esso. Questo standard di comunicazione è tipico per i laptop, ma è assente da molti PC "desktop". Naturalmente, i dischi rigidi abilitati FireWire sono generalmente compatibili con le interfacce USB allo stesso tempo ed è estremamente improbabile che il dispositivo non funzioni a causa della mancanza di una porta FireWire sul PC. Ma se l'utente, ad esempio, prevede di utilizzare il vantaggio competitivo più evidente di FireWire: un lavoro efficiente con i dati video, potrebbe non ottenere i risultati desiderati dal disco rigido.

Volume ottimale

Come abbiamo notato sopra, il volume come caratteristica principale di un dispositivo come un disco rigido è un parametro molto soggettivo. Per molti utenti, relativamente parlando, sono sufficienti diversi gigabyte di spazio su disco, ad esempio se lavorano principalmente con i documenti. Per alcuni, un disco rigido da terabyte sembrerà non sufficientemente spazioso a causa del frequente posizionamento di grandi quantità di contenuti multimediali su di esso: video, foto, musica.

È abbastanza difficile consigliare la quantità ottimale di spazio di archiviazione. Ma il concetto di "più è meglio" non è sempre l'opzione migliore, sempre da un punto di vista economico. Puoi spendere soldi per un disco rigido costoso e capiente - 1 TB. Sarà quindi disponibile un intero terabyte, ma in pratica difficilmente può essere utilizzato a metà. Allo stesso tempo, quando si acquista un'unità meno capiente, ma più economica, i fondi rilasciati possono essere utilizzati per migliorare le prestazioni di un PC o laptop (ad esempio, acquistare un modulo RAM aggiuntivo o un dispositivo di raffreddamento più potente per il processore).

Secondo numerosi professionisti IT, un disco rigido da 500 GB è la soluzione migliore per la maggior parte delle attività degli utenti. Quindi, su un "disco rigido" delle dimensioni appropriate, puoi posizionare circa 100-150 mila foto di buona qualità, installare circa 100-150 giochi moderni. Se il proprietario di un PC non è un collezionista di capolavori fotografici e non un giocatore, è improbabile che utilizzi almeno la metà della risorsa corrispondente. Ma se lui, a sua volta, è appassionato di fotografia e giochi, allora le opportunità che gli darà un hard disk da 500 GB potrebbero davvero non essere sufficienti. Allo stesso tempo, questo volume del "disco rigido" è considerato uno di quelli ottimali in termini di compiti tipici che gli utenti moderni risolvono.

Velocità di rotazione

Un altro parametro importante che caratterizza un disco rigido è la velocità di rotazione del piatto. Al riguardo, possiamo dire che è importante in termini di velocità di trasferimento dei dati effettiva, nonché per la dinamica dell'elaborazione dei vari file da parte del sistema operativo. Se il "disco rigido" viene utilizzato come principale, ovvero ha un sistema operativo, su di esso sono installati programmi e giochi, è meglio se la caratteristica in questione è espressa nella maggior quantità possibile. Se un utente acquista un secondo disco rigido destinato principalmente all'archiviazione di file, in questo senso la velocità di rotazione delle piastre non è l'indicatore più importante.

Maggiore è il valore di questo indicatore, più costosa sarà l'unità. In questo senso, pagare in eccesso per fatturati più elevati quando non sono richiesti può, ancora una volta, essere indesiderabile. Un "Winchester" con un'elevata velocità di rotazione del disco produce molto più rumore di uno con una velocità più modesta ed è anche caratterizzato da un elevato consumo energetico. La velocità ottimale per i moderni dischi rigidi, in grado di risolvere efficacemente la maggior parte delle attività degli utenti: 7200 giri / min.

cache

Tra gli indicatori significativi delle prestazioni dell'unità c'è la memoria cache. Utilizzando questa risorsa, il disco rigido può accelerare notevolmente le procedure per eseguire molte operazioni sui file. Gli algoritmi di richiesta più frequenti per determinate risorse del computer sono fissati nella memoria cache. Se alcuni dati sono presenti nella cache, il "disco rigido" non ha bisogno di cercarli nello spazio RAM o tra i file. Più grande è la cache, meglio è. Ma il valore ottimale dell'indicatore corrispondente raccomandato da molti esperti è 64 MB.

Il marchio è importante?

Ha senso scegliere un disco rigido, a parità di altre condizioni, puntando sul marchio? Le opinioni degli esperti IT e degli utenti su questo argomento sono molto diverse. Ciò vale sia per la raccomandazione di concentrarsi sul marchio, sia per i punti di vista sulla qualità degli azionamenti prodotti da un determinato produttore. Alcuni utenti caratterizzeranno esclusivamente in positivo il proprio hard disk, rilasciato da Samsung, le recensioni di altri possessori del dispositivo del brand coreano potrebbero essere meno entusiaste. Alcuni esperti IT lodano i marchi Hitachi, Toshiba, altri non li considerano migliori dei loro concorrenti. Allo stesso tempo, queste aziende sono leader di mercato. In ogni caso, questo fatto è da considerarsi significativo. Essere il leader nel mercato altamente competitivo dell'hardware per computer non è facile. Ciò è probabilmente dovuto all'elevata qualità dei prodotti prodotti.

Quindi, se abbiamo bisogno di un disco rigido per un PC o laptop, possiamo concentrarci sul seguente insieme di criteri:

Dimensioni (rilevante principalmente per i laptop: non è desiderabile che l'indicatore corrispondente sia più piccolo degli slot previsti per i dischi rigidi, è inaccettabile che sia più grande);

Standard supportati (è importante che le interfacce tecnologiche sul "disco rigido" siano pienamente compatibili con le risorse del PC);

Volume (soggettivamente, ma 500 GB è il miglior indicatore per la maggior parte delle attività degli utenti);

La velocità di rotazione delle piastre (in modo ottimale - 7200 giri/min);

Memoria cache (in modo ottimale - 64 MB).

È inoltre auspicabile che il "disco rigido" venga rilasciato da un produttore che si trova in una posizione di leadership nel mercato mondiale nel corrispondente segmento di dispositivi.

Molti hanno sentito parole come disco fisso , « disco fisso», « vite" o " Winchester". Tutte queste parole sono sinonimi dello stesso dispositivo. disco fisso - Questo è un dispositivo per la memorizzazione e la memorizzazione di informazioni, che si basa sui principi della registrazione magnetica. Il disco rigido nella maggior parte dei computer moderni è il principale dispositivo di archiviazione dei dati. Conserva le informazioni anche quando il computer è spento, può anche essere rimosso dall'unità di sistema del computer e collegato a un altro PC .

La storia del disco rigido Differenza principale disco rigido da dischetti - questa è la registrazione di informazioni su lastre rigide (alluminio o vetro) rivestite con un materiale ferromagnetico, nella maggior parte dei casi biossido di cromo. I Winchester sono spesso usati come supporto di memorizzazione non rimovibile , ma negli ultimi anni è stato inventato disco rigido rimovibile , che è stato ampiamente utilizzato. Il disco rigido è solitamente combinato con un'unità, un'unità e un'unità elettronica.

Per la prima volta nel mercato dei computer "vite" apparso nel 1957. È nato grazie all'azienda IBM molto prima dell'avvento del personal computer. Era in grado di contenere 5 MB di informazioni e costava soldi pazzi. Poco dopo, 10 è stato sviluppato MB disco rigido, ma per PC. Winchester consisteva in 30 tracce e 30 settori ciascuno. Dopo aver segnato "30/30" del marchio omonimo con la popolare carabina " Winchester» l'unità è stata chiamata colloquialmente « Winchester” o abbreviato “vite”. Sul territorio dell'Europa e degli Stati Uniti, questo termine è scomparso negli anni '90 e solo in Russia continua a essere chiamato in questo modo in gergo.

Winchesterè costituito da diversi dischi metallici rivestiti con una sostanza speciale in grado di immagazzinare un campo magnetico. Il numero di piastre metalliche in un disco rigido varia da uno a tre. Questi dischi hanno una superficie molto liscia e un eccellente bilanciamento. Queste qualità sono necessarie per un'elevata velocità di rotazione. Speciali testine magnetiche, posizionate una alla volta su lati diversi dei dischi, consentono di registrare su di essi. teste hanno proprietà magnetoresistive che sono sensibili ai cambiamenti nel campo magnetico attraverso i cambiamenti nella forza della corrente eccitata nella testa. Il segnale ricevuto viene letto e quindi digitalizzato. Se stessa testa sotto l'influenza di impulsi di corrente, è in grado di creare un campo magnetico. A seconda della direzione del momento magnetico, le sezioni del disco sono magnetizzate.

I dati sui dischi vengono memorizzati nelle cosiddette tracce. Nel corso del disco rigido, le testine magnetiche cambiano la loro posizione da una traccia all'altra. In moderno disco fisso utilizzato per modificare la posizione delle testine magnetiche solenoide unità di azionamento.

Una traccia è composta da settori, ognuno dei quali memorizza 512 byte di dati. Lo spazio su disco più piccolo è un settore. Il prodotto di cilindri, settori e numero di testine è il volume massimo che può essere memorizzato su un disco rigido. Quasi tutti i produttori si sforzano di rendere le tracce il più dense possibile e di ridurre il numero di dischi.

Durante il lavoro disco rigido Vengono visualizzati settori e tracce danneggiati. Durante la formattazione di basso livello, vengono contrassegnati in modo speciale e non vengono presi in considerazione in futuro quando il disco rigido è in funzione.

Parametri di base del disco rigido

Caratteristica principale disco rigido è capacità(la quantità di informazioni che può essere contenuta). La capacità è misurata in gigabyte ( GB). Uno GB equivale a 1000 megabyte ( MB). A sua volta, 1 MB equivale a 1000 kilobyte ( KB). Ma nel mondo dell'informazione è stato adottato un sistema di conteggio leggermente diverso. Invece di 1000, contano 1024. Devi prestare attenzione a questo. Durante la diagnosi di un computer, il sistema operativo ne indicherà meno GB rispetto a quanto specificato dal produttore.

Un'altra caratteristica importante è la velocità del mandrino. Questo indicatore influisce direttamente sulla velocità del disco rigido (ovvero, la velocità con cui le informazioni verranno scambiate con altri dispositivi del computer). Maggiore è la velocità di rotazione, più veloce sarà la lettura e la scrittura delle informazioni sul disco rigido. Per i computer desktop, viene considerato un buon indicatore 7200 giri/min . A velocità di rotazione più elevate, la velocità del disco rigido aumenta in modo significativo.

Un altro parametro importante è il tempo di accesso casuale, che è strettamente correlato alla velocità di rotazione. La maggior parte dei produttori non elenca questo indicatore nelle vendite, ma se cerchi su Internet, tali informazioni possono essere facilmente trovate. Il tempo di accesso casuale mostra per quanto tempo il disco rigido leggerà o scriverà informazioni su una qualsiasi delle sezioni del disco. Questo parametro è misurato in millisecondi. Più basso è l'indicatore, maggiore è la velocità del disco rigido.

È importante sapere quale interfaccia è dotata di " vite". In parole semplici, il connettore del disco rigido con cui è collegato alla scheda madre. Era prima IDE ma ora è stato sostituito SATA. Questi ultimi sono dotati di tutti i moderni dischi fissi , sono più veloci e più convenienti da installare. È necessario considerare di quale interfaccia è dotata la scheda madre. Se i connettori non corrispondono, la connessione non sarà possibile.

Ci sono anche dischi specifici per i server. Hanno le stesse dimensioni del normale disco fisso, ma molto più veloce al lavoro. La velocità di rotazione di tali dispositivi raggiunge i 15.000 giri/min. Sono più affidabili dei dischi rigidi desktop. Le unità server sono dotate di un'interfaccia seriale SAS e SATA e parallelo SCSI.

Non molto tempo fa sono stati inventati i dischi rigidi esterni. Sono molto comodi da usare, hanno dimensioni e peso ridotti, grandi quantità di dati. Sono anche chiamati supporti mobili o "big flash drive". Con l'aiuto di esterni disco fissoÈ conveniente trasferire varie informazioni sotto forma di registrazioni audio, archivi d'ufficio e file multimediali. I controller sono in grado di supportare USB 2.0, 3.0 e FireWire.

La velocità di rotazione media dei dischi rigidi per laptop è 5400 rpm o 4200 rpm. Inoltre, devono essere resistenti agli urti.

Principali interfacce di connessione

USB– trasmissione dati seriale. Larghezza di banda USB 1.1 - 12 MB/s, USB 2.0 - 480 MB/s USB 3.0 - 5 GB/s.

IDE– la trasmissione dei dati è parallela. Larghezza di banda di circa 133 MB/s. Questa interfaccia è comunemente usata nei computer desktop e laptop.

SATA – trasferimento dati parallelo. Il throughput è di circa 300 MB/s. Il principale concorrente dell'IDE. SATA è più resistente alle interferenze e leggermente migliore di IDE.

SCSI– trasferimento dati parallelo. Viene utilizzato principalmente quando si lavora con i server. Si distingue per alte prestazioni e affidabilità.

Serial Attached SCSI (SAS)– trasmissione seriale di informazioni. Versione migliorata di SCSI con prestazioni e affidabilità migliorate.

filo di fuoco- trasmissione sequenziale. La velocità è vicina a 400 MB/s. Per lavorare con i file video, questa è la scelta migliore.

Produttori

Alla fine del secolo scorso c'erano molte aziende manifatturiere sul mercato dei computer. dischi fissi . Ma al momento il numero delle imprese è notevolmente diminuito. Alcuni non hanno resistito alla concorrenza, altri sono stati acquistati da concorrenti più potenti, altri hanno iniziato a produrre prodotti diversi dai dischi rigidi.

A metà degli anni '90, l'azienda produceva dischi rigidi Periferiche Conner, successivamente acquisito Seagate, e Micropoli. L'ultimo l'ha fatto alta qualitàSCSI unità premium per server. L'azienda produceva prodotti molto costosi, ma a causa della fornitura di cuscinetti per mandrini di bassa qualità, l'azienda ha subito enormi perdite durante la restituzione e la sostituzione dei dischi rigidi e successivamente è fallita. È stato acquistato anche da Seagate.

Popolare e ora i prodotti dell'azienda giapponese Fujitsu. Ora sta scommettendo sulla produzione di dischi rigidi per laptop e SCSI unità. Ma non è più lo stesso fatturato del secolo scorso. Nel 2001, l'azienda ha subito una grave battuta d'arresto. In quell'anno, il chip del controller si è guastato in modo massiccio, di conseguenza, la società ha subito gravi perdite finanziarie, dopo le quali non si è ancora ripresa. Ma prima del guasto, l'azienda giapponese era considerata un leader nella produzione di dischi rigidi. I dischi rigidi di questo produttore si distinguevano per le eccellenti caratteristiche delle superfici rotanti. Nel 2009 produzione in serie di dischi rigidi Fujitsu trasferito a Toshiba .

Fino all'inizio del 2000 i dischi della divisione IBM erano considerati riferimento. Ma dopo i guasti di massa da unità per PC a causa dell'ossidazione dei contatti del connettore bancario tedesco, la filiale americana ha subito significative perdite finanziarie, ed è stata ceduta Hitachi.

Quantrum ha lasciato un segno luminoso nella storia, ma a causa di enormi guasti disco fisso in serie SH, ha anche abbandonato il mercato dei computer.

Maxtor era considerato il leader nel suo campo. All'inizio del 2001, rileva la divisione Quantrum, che è impegnata nella produzione di dischi rigidi ed eredita una serie di problemi dell'azienda acquisita a causa dei dischi "sottili". Nel 2006 si è fusa con l'azienda Seagate .

La primavera 2011 è stata l'ultima Hitachi, molto popolare nel mercato dischi fissi . È acquisita digitale occidentale e, nello stesso anno, la divisione HDD di Samsung è stata rilevata da Seagate.

Ora ci sono solo tre produttori rimasti sul mercato dei dischi rigidi - Seagate, Western Digital e Toshiba . Ma recentemente, a causa dello sviluppo della tecnologia SSD e dell'emergere di dischi rigidi esterni, il numero di aziende pronte a offrire nuove tecnologie e sviluppi ricomincia ad aumentare.

disco fisso

Diagramma schematico di un disco rigido.

Disco rigido, disco fisso, disco fisso, Winchester(Inglese) Disco rigido (magnetico), HDD, HDD ; colloquiale vite, difficile, disco rigido listen)) è un dispositivo di archiviazione per computer non volatile e riscrivibile. È il principale dispositivo di archiviazione dati in quasi tutti i computer moderni.

A differenza di un disco "flessibile" (floppy disk), le informazioni in un disco rigido vengono registrate su lastre rigide (alluminio o vetro) rivestite con uno strato di materiale ferromagnetico, il più delle volte biossido di cromo. L'HDD utilizza da una a più piastre sullo stesso asse. Le testine di lettura nella modalità operativa non toccano la superficie delle piastre a causa dello strato del flusso d'aria in arrivo formatosi vicino alla superficie durante la rotazione rapida. La distanza tra la testina e il disco è di diversi nanometri (nei moderni dischi 5-10 nm) e l'assenza di contatto meccanico garantisce una lunga durata del dispositivo. In assenza di rotazione dei dischi, le teste si trovano in corrispondenza del mandrino o all'esterno del disco in una zona sicura, dove è escluso il loro contatto anomalo con la superficie dei dischi.

Nome "Winchester"

Secondo una versione, il nome "disco rigido" è stato dato all'unità grazie all'azienda nel 1973, che ha rilasciato il disco rigido modello 3340, che per la prima volta ha combinato dischi e testine di lettura in un unico caso . Durante il suo sviluppo, gli ingegneri hanno utilizzato il nome interno abbreviato "30-30", che significava due moduli (nel layout massimo) di 30 MB ciascuno. Kenneth Haughton, capo progetto, in consonanza con la designazione del popolare fucile da caccia "Winchester 30-30" ha suggerito di chiamare questo disco "Winchester".

Dimensioni fisiche (fattore di forma)(Inglese) dimensione) - quasi tutte le unità moderne (-2008) per personal computer e server hanno una dimensione di 3,5 o 2,5 pollici. Questi ultimi sono più comunemente usati nei laptop. Anche i formati - 1,8 pollici, 1,3 pollici, 1 pollice e 0,85 pollici - si sono diffusi. La produzione di unità nei fattori di forma da 8 e 5,25 pollici è stata interrotta.

Tempo di accesso casuale(Inglese) tempo di accesso casuale) - il tempo durante il quale è garantito che il disco rigido esegua un'operazione di lettura o scrittura su qualsiasi parte del disco magnetico. L'intervallo di questo parametro è piccolo da 2,5 a 16 ms, di norma i dischi del server hanno il tempo minimo (ad esempio Hitachi Ultrastar 15K147 - 3,7 ms), il più grande degli attuali sono i dischi per dispositivi portatili (Seagate Momentus 5400.3 - 12, 5).

Velocità del mandrino(Inglese) velocità del mandrino) è il numero di giri del mandrino al minuto. Il tempo di accesso e la velocità di trasferimento dei dati dipendono in gran parte da questo parametro. Attualmente, i dischi rigidi sono prodotti con le seguenti velocità di rotazione standard: 4200, 5400 e 7200 (laptop), 7200 e 10.000 (personal computer), 10.000 e 15.000 rpm (server e workstation ad alte prestazioni).

Il blocco di teste è un pacchetto di leve in acciaio elastico (una coppia per ogni disco). Ad un'estremità sono fissati sull'asse vicino al bordo del disco. Le teste sono fissate alle altre estremità (sopra i dischi).

I dischi (piastre) sono solitamente realizzati in una lega metallica. Sebbene ci siano stati tentativi di realizzarli in plastica e persino in vetro, tali piatti si sono rivelati fragili e di breve durata. Entrambi i piani delle piastre, come un nastro, sono ricoperti dalla polvere più fine di un ferromagnete: ossidi di ferro, manganese e altri metalli. La composizione esatta e la tecnologia di applicazione sono mantenute segrete. La maggior parte dei dispositivi economici contiene 1 o 2 piatti, ma ci sono modelli con più piatti.

I dischi sono fissati rigidamente sul mandrino. Durante il funzionamento, il mandrino ruota a una velocità di diverse migliaia di giri al minuto (4200, 5400, 7200, 10.000, 15.000). A questa velocità si crea un potente flusso d'aria vicino alla superficie della piastra, che solleva le testine e le fa galleggiare sopra la superficie della piastra. La forma delle teste è calcolata in modo da garantire la distanza ottimale dall'inserto durante il funzionamento. Mentre i dischi non hanno accelerato alla velocità necessaria per il “decollo” delle teste, il dispositivo di parcheggio mantiene le teste nella zona di parcheggio. In questo modo si evitano danni alle testine e alla superficie di lavoro degli inserti.

Il posizionatore della testa è costituito da una coppia fissa di potenti magneti permanenti, generalmente al neodimio, e da una bobina su un gruppo testa mobile.

Contrariamente alla credenza popolare, non c'è vuoto all'interno del contenimento. Alcuni produttori lo rendono ermetico (da cui il nome) e lo riempiono con aria purificata ed essiccata o gas neutri, in particolare azoto; e una sottile membrana di metallo o plastica è installata per equalizzare la pressione. (In questo caso, all'interno della custodia del disco rigido è presente una piccola tasca per un sacchetto di gel di silice, che assorbe il vapore acqueo rimasto all'interno della custodia dopo che è stata sigillata). Altri produttori equalizzano la pressione attraverso un piccolo orifizio con un filtro in grado di intrappolare particelle molto fini (diversi micrometri). Tuttavia, in questo caso, anche l'umidità viene equalizzata e possono penetrare anche gas nocivi. L'equalizzazione della pressione è necessaria per prevenire la deformazione dell'alloggiamento di contenimento a causa delle variazioni della pressione atmosferica e della temperatura, nonché quando il dispositivo si riscalda durante il funzionamento.

Le particelle di polvere che sono finite nell'area di contenimento durante l'assemblaggio e sono cadute sulla superficie del disco vengono trasportate durante la rotazione verso un altro filtro: un collettore di polvere.

Formattazione di basso livello

Nella fase finale di assemblaggio del dispositivo, le superfici delle piastre vengono formattate - su di esse si formano tracce e settori.

I primi "dischi rigidi" (come i floppy disk) contenevano lo stesso numero di settori su tutte le tracce. Sulle piastre dei moderni "dischi rigidi" le tracce sono raggruppate in più zone. Tutte le tracce di una zona hanno lo stesso numero di settori. Tuttavia, ci sono più settori su ogni traccia della zona esterna, e più la zona è vicina al centro, meno settori ci sono su ogni traccia della zona. Ciò consente di ottenere una densità di registrazione più uniforme e, di conseguenza, un aumento della capacità del wafer senza modificare la tecnologia di produzione.

I confini delle zone e il numero di settori per traccia per ciascuna zona sono memorizzati nella ROM dell'unità elettronica.

Inoltre, in realtà, ci sono ulteriori settori di riserva su ogni traccia. Se si verifica un errore irreversibile in un settore, questo può essere sostituito con uno di riserva. rimappatura). Naturalmente, è probabile che i dati in esso memorizzati vadano persi, ma la capacità del disco non diminuirà. Ci sono due tabelle di riassegnazione: una viene compilata in fabbrica, l'altra durante il funzionamento.

Le tabelle di mappatura dei settori sono anche memorizzate nella ROM dell'unità elettronica.

Durante le operazioni di accesso al "disco rigido", l'unità elettronica determina autonomamente a quale settore fisico si deve accedere e dove si trova (tenendo conto delle zone e delle riassegnazioni). Pertanto, dall'interfaccia esterna, il "disco rigido" sembra omogeneo.

In connessione con quanto sopra, esiste una leggenda molto tenace secondo cui la regolazione delle tabelle e delle zone di rimappatura può aumentare la capacità di un disco rigido. Ci sono molte utilità per questo, ma in pratica si scopre che se è possibile ottenere l'aumento, allora è insignificante. I dischi moderni sono così economici che una tale regolazione non vale lo sforzo o il tempo speso su di esso.

Blocco elettronico

Nei primi dischi rigidi, la logica di controllo era posizionata sul controller del computer MFM o RLL e la scheda elettronica conteneva solo moduli di elaborazione analogici e controllo del motore del mandrino, del posizionatore e dell'interruttore della testina. L'aumento delle velocità di trasferimento dei dati ha costretto gli sviluppatori a ridurre al limite la lunghezza del percorso analogico e, nei moderni dischi rigidi, l'unità elettronica di solito contiene: un'unità di controllo, una memoria di sola lettura (ROM), una memoria buffer, un'unità di interfaccia e un'unità di elaborazione del segnale digitale.

La scatola di interfaccia interfaccia l'elettronica del disco rigido con il resto del sistema.

L'unità di controllo è un sistema di controllo che riceve segnali elettrici per posizionare le testine e genera azioni di controllo per un azionamento della bobina mobile, commutando i flussi di informazioni da varie testine e controllando il funzionamento di tutti gli altri nodi (ad esempio, controllando la velocità del mandrino).

L'unità ROM memorizza i programmi di controllo per le unità di controllo e l'elaborazione del segnale digitale, nonché le informazioni di servizio del disco rigido.

La memoria buffer attenua la differenza di velocità tra la parte di interfaccia e l'azionamento (viene utilizzata la memoria statica ad alta velocità). L'aumento della dimensione della memoria buffer in alcuni casi consente di aumentare la velocità dell'unità.

L'unità di elaborazione del segnale digitale pulisce il segnale analogico letto e lo decodifica (estrazione di informazioni digitali). Per l'elaborazione digitale vengono utilizzati vari metodi, ad esempio il metodo PRML (Partial Response Maximum Likelihood - la massima verosimiglianza con una risposta incompleta). Il segnale ricevuto viene confrontato con i campioni. In questo caso, viene selezionato un campione che è il più simile per forma e caratteristiche temporali al segnale decodificato.

Tecnologie di registrazione dei dati

Il principio di funzionamento dei dischi rigidi è simile al funzionamento dei registratori a nastro. La superficie di lavoro del disco si sposta rispetto alla testina di lettura (ad esempio, sotto forma di un induttore con uno spazio vuoto nel circuito magnetico). Quando viene applicata una corrente elettrica alternata (durante la registrazione) alla bobina della testina, il campo magnetico alternato risultante dall'apertura della testina colpisce il ferromagnete della superficie del disco e cambia la direzione del vettore di magnetizzazione del dominio a seconda dell'intensità del segnale. Durante la lettura, il movimento dei domini nello spazio della testa porta a una variazione del flusso magnetico nel circuito magnetico della testa, che porta alla comparsa di un segnale elettrico alternato nella bobina a causa dell'effetto dell'induzione elettromagnetica.

Recentemente, l'effetto magnetoresistivo è stato utilizzato per la lettura e le testine magnetoresistive sono state utilizzate nei dischi. In essi, un cambiamento nel campo magnetico porta a un cambiamento nella resistenza, a seconda della variazione dell'intensità del campo magnetico. Tali testine consentono di aumentare la probabilità di affidabilità della lettura delle informazioni (soprattutto a densità di registrazione delle informazioni elevate).

Metodo di scrittura parallela

Al momento, è ancora la tecnologia più comune per la registrazione di informazioni su un disco rigido. Bit di informazioni vengono registrati utilizzando una testina che, passando sulla superficie di un disco rotante, magnetizza miliardi di regioni discrete orizzontali - domini. Ognuna di queste aree è uno zero logico o uno, a seconda della magnetizzazione.

La densità di registrazione massima ottenibile utilizzando questo metodo è di circa 23 Gb/cm². Attualmente, questo metodo viene gradualmente sostituito dal metodo di registrazione perpendicolare.

Metodo di registrazione perpendicolare

Il metodo di registrazione perpendicolare è una tecnica in cui i bit di informazioni vengono archiviati in domini verticali. Ciò consente di utilizzare campi magnetici più forti e ridurre di 1 bit l'area di materiale necessaria per registrare. La densità di registrazione dei campioni moderni è 15-23 Gb / cm², in futuro si prevede di aumentare la densità a 60-75 Gb / cm².

I dischi rigidi con registrazione perpendicolare sono sul mercato dal 2005.

Metodo di registrazione magnetica termica

Metodo di registrazione magnetica termica Registrazione magnetica assistita dal calore, HAMR ) è attualmente il più promettente di quelli esistenti, ora è in fase di sviluppo attivo. Questo metodo utilizza il riscaldamento spot del disco, che consente alla testina di magnetizzare aree molto piccole della sua superficie. Dopo che il disco si è raffreddato, la magnetizzazione "si risolve". Ferrovie di questo tipo non sono ancora state presentate sul mercato (a partire dal 2009), esistono solo campioni sperimentali, ma la loro densità supera già i 150 Gbit/cm². Lo sviluppo delle tecnologie HAMR è in corso da molto tempo, ma gli esperti differiscono ancora nelle loro stime sulla densità massima di registrazione. Quindi, Hitachi definisce un limite di 2,3-3,1 Tb / cm² e i rappresentanti di Seagate Technology suggeriscono che saranno in grado di portare la densità di registrazione dei supporti HAMR fino a 7,75 Tb / cm². L'adozione diffusa di questa tecnologia dovrebbe essere prevista dopo il 2010.

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