Ce este un hard disk? Caracteristicile hard disk-urilor. În detaliu și simplu despre hard disk, cunoscut și sub numele de HDD (hard disk drive)

O zi bună tuturor, dragii mei prieteni și cititori. Un prieten mi-a spus că, pe când încă lucra într-un salon video, a venit să-l vadă o bunică de vreo 70-80 de ani. S-a apropiat de o prietenă și i-a spus că are nevoie de „HADEDE”. Prietenul nu părea să înțeleagă imediat și a întrebat din nou: „Hadede?” A repetat din nou, dar când a văzut că prietena ei nu fumează, a scos o hârtie și a spus că nepotul i-a spus să cumpere HADEDE.

Pe acea bucată de hârtie era scris HDD 160 GB. Ei bine, prietenul a zâmbit și a spus că este un hard disk pentru un computer și i-a direcționat către alt magazin. Dar asta nu mai este surprinzător. Cum ar putea un nepot să-și trimită măcar bunica să-și ia un hard disk? Ei bine, a căzut din stejar?

Dar la ce ajung? Să vă spun ce este un HDD într-un computer. Atunci cu siguranță nu vei avea întrebări dacă vrei să-l cumperi pentru tine.

HDD (Hard Disk Drive) este hard disk-ul computerului dvs. De asemenea, este posibil să auziți nume alternative pentru acest dispozitiv în conversații, de exemplu „Winchester”, „Șurub”, „Hard”, „Hard”, etc. Acest dispozitiv este necesar pentru a vă stoca informațiile; în plus, pe el este instalat sistemul de operare în care lucrați. Acestea. Fără un hard disk, nu poți face mare lucru cu computerul tău.

Hard disk-ul este o sursă de memorie pe termen lung și după ce alimentarea este oprită, toate informațiile rămân pe el, spre deosebire de RAM-ul rapid. Prin urmare, puteți stoca oricând fișierele, fotografiile, muzica etc. pe el. Dar, desigur, acesta este un dispozitiv, așa că nu uitați de el pentru o mai mare securitate.

Pot auzi deja întrebarea „De ce se numește hard disk? Acestea sunt arme mici!” Într-adevăr, ce ar putea avea în comun un dispozitiv de stocare cu o armă? Cert este că în 1973, cunoscuta companie IBM a lansat modelul de hard disk 3340, dar de dragul armoniei au început să-l numească simplu „30-30”, ceea ce însemna două module de 30 de megaocteți fiecare.

Șeful Kenneth Haughton a găsit consonanța 30-30 în celebra pușcă. Faptul este că cartușele pentru această pușcă aveau același marcaj 30-30, unde primul număr însemna dimensiunea calibrului în inci (0,30 - 7,62 cm), iar al doilea număr însemna greutatea prafului de pușcă în boabe (aceasta este nu o greșeală de tipar, ci o măsură a greutății), cu care a fost umplut cartușul (30 de boabe este de aproximativ 1,94 grame).

Pentru comoditate, s-a decis să se folosească acest nume ca argo. Adevărat, acest argo nu a fost folosit de americani de mult timp, dar în țara noastră nu a ieșit încă din uz, deși mai des poate fi auzit în denumirea prescurtată „Șurub”.

Dispozitiv cu hard disk

În exterior, chestia asta arată ca o cutie mică dreptunghiulară, dar în interiorul ei sunt mai multe discuri magnetice pe un ax, care arată oarecum asemănător cu un CD. Și, desigur, există un anumit cap de citire, care trece de-a lungul acestor plăci magnetice, citind toate informațiile. Ei bine, desigur, există și alte componente, dar cred că toate acestea sunt detalii.

Și această lucrare este oarecum asemănătoare cu munca unui recorder, doar cititorul nu are un ac și nu atinge discurile magnetice, deși distanța dintre ele este pur și simplu nesemnificativă.

Caracteristicile de bază ale hard diskului

Volum

Capacitatea hard disk-ului determină câte informații puteți stoca pe el. În timp, dimensiunea memoriei pe hard disk-urile noi crește, deoarece există o nevoie reală de ea. Dacă pe primul meu computer volumul era de 40 GB și asta mi-a fost suficient, acum am 2000 GB pe computer și am folosit deja jumătate din el. Desigur, unele pot fi îndepărtate fără lacrimi).

Dar există un truc. Producătorii scriu dimensiunea, de exemplu, 500 GB, dar când conectezi hard disk-ul la computer, vei vedea acolo un volum mult mai mic, aproximativ 476 GB. Unde s-au dus cei 24 GB în plus? Da, este foarte simplu.

Producătorii rotunjesc dimensiunile, spunând că 1 GB este 1000 MB, 1 MB este 1000 KB etc. Se dovedește că vă vând un disc cu o capacitate de 500 de milioane de octeți, iar dacă împărțiți la 1000, apoi cu încă 1000, obțineți 500 GB.

Dar 1 GB nu este de fapt 1000, ci 1024 MB, la fel cum 1 MB nu este 1000, ci 1024 KB. Ca rezultat, se pare că împărțim 500 de milioane la 1024, apoi din nou la 1024 și obținem 476 GB cu copeici. Discul meu de 2 terabyte consumă aproximativ 140 GB. Nu-i rău, nu? În general, acum vei ști.

Viteza de rotatie

Performanța unui hard disk este determinată și de viteza axului. Și cu cât această viteză este mai mare, cu atât este mai mare performanța discului, dar cu atât este nevoie de mai multă energie și cu atât este mai mare probabilitatea de defecțiune.

Pentru laptopuri și hard disk-uri externe, viteza de 5400 rpm este cea mai des utilizată, deoarece acest lucru este cu adevărat mai convenabil pentru aceste dispozitive. Viteza schimbului de informații este mai mică, dar există o probabilitate mai mică de eșec.

Pe computerele desktop, în cele mai multe cazuri, sunt instalate hard disk-uri cu o viteză de 7200 rpm. Acest lucru este cu adevărat benefic aici, deoarece echipamentele staționare au de obicei echipamente mai puternice care pot funcționa la o astfel de viteză. În plus, computerul este conectat în mod constant la priză, ceea ce înseamnă că nu va lipsi energie.

Există și un număr mai mare de revoluții, chiar 15.000, dar nu le voi lua în considerare aici.

Interfață de conectare

Și, desigur, hard disk-urile sunt îmbunătățite în mod constant și chiar și conectorii lor de conectare se schimbă. Să vedem ce conectori există.

IDE (ATA/PATA) este o așa-numită interfață paralelă cu o viteză posibilă de utilizare a datelor de până la 133 MB pe secundă. Dar astăzi această interfață este depășită și nu mai sunt produse hard disk-uri cu un astfel de conector.

SATA - Interfață serială, deja mai modernă, care a înlocuit IDE-ul. Standardul are în prezent trei revizuiri diferite cu rate diferite de transfer de date: SATA 1 - până la 150 MB/s, SATA 2 - până la 300 MB/s, SATA 3, până la 600 MB/s.

USB - Acest standard se referă la hard disk-uri externe portabile care sunt conectate la un computer prin USB și pot fi utilizate în liniște. Avantajul unui astfel de dispozitiv este că îl puteți opri în orice moment, fără a opri computerul în sine.

Există și alte interfețe, precum SCSI sau SAS, dar acestea nu mai sunt standarde obligatorii pentru o utilizare simplă.

Factor de formă

Am fost întrebat recent, care este factorul de formă al hard disk-urilor? Totul este simplu aici. Acestea sunt doar dimensiunile sale. Există 2,5 și 3,5 inci. Desigur, mai sunt și altele, dar nimeni nu le folosește în viața de zi cu zi sau sunt demult depășite.

Un HDD de 2,5" va fi introdus în laptopuri, iar un HDD de 3,5" în computerele desktop. Cred că nu vei încurca nimic)

Ei bine, asta pare să fie tot ce am vrut să vă spun în acest articol. Dar deja aud: „De ce nu mi-ai spus despre SSD?” Prieteni, trebuie scris un articol separat despre SSD-uri, mai ales că acest tip este o unitate SSD de mare viteză. În general, cu siguranță voi scrie despre el).

Salutări, Dmitri Kostin.

Hard disk-urile, sau hard disk-urile, după cum mai sunt numite, sunt una dintre cele mai importante componente ale unui sistem informatic. Toată lumea știe despre asta. Dar nu orice utilizator modern are o înțelegere de bază a modului în care funcționează un hard disk. Principiul de funcționare, în general, este destul de simplu pentru o înțelegere de bază, dar există câteva nuanțe, care vor fi discutate în continuare.

Întrebări despre scopul și clasificarea hard disk-urilor?

Întrebarea scopului este, desigur, retorică. Orice utilizator, chiar și cel mai entry-level, va răspunde imediat că un hard disk (aka hard disk, aka Hard Drive sau HDD) va răspunde imediat că este folosit pentru a stoca informații.

În general, acest lucru este adevărat. Nu uitați că pe hard disk, pe lângă sistemul de operare și fișierele utilizator, există sectoare de boot create de sistemul de operare, datorită cărora pornește, precum și anumite etichete prin care puteți găsi rapid informațiile necesare pe disc.

Modelele moderne sunt destul de diverse: HDD-uri obișnuite, hard disk-uri externe, unități SSD de mare viteză, deși nu sunt clasificate în general ca hard disk-uri. În continuare, se propune să se ia în considerare structura și principiul de funcționare a unui hard disk, dacă nu în totalitate, atunci cel puțin în așa fel încât să fie suficient să înțelegem termenii și procesele de bază.

Vă rugăm să rețineți că există și o clasificare specială a HDD-urilor moderne în funcție de câteva criterii de bază, printre care se numără următoarele:

• metoda de stocare a informatiilor;
• tipul media;
• modalitatea de organizare a accesului la informaţie.

De ce se numește un hard disk?

Astăzi, mulți utilizatori se întreabă de ce numesc hard disk-uri legate de armele de calibru mic. S-ar părea, ce ar putea fi comun între aceste două dispozitive?

Termenul în sine a apărut în 1973, când a apărut pe piață primul HDD din lume, al cărui design consta din două compartimente separate într-un container sigilat. Capacitatea fiecărui compartiment era de 30 MB, motiv pentru care inginerii au dat discului numele de cod „30-30”, care era pe deplin în ton cu marca pistolului „30-30 Winchester”, popular la acea vreme. Adevărat, la începutul anilor 90 în America și Europa, acest nume aproape că a căzut din uz, dar rămâne încă popular în spațiul post-sovietic.

Structura și principiul de funcționare a unui hard disk

Dar divagam. Principiul de funcționare al unui hard disk poate fi descris pe scurt ca procesele de citire sau scriere a informațiilor. Dar cum se întâmplă asta? Pentru a înțelege principiul de funcționare a unui hard disk magnetic, mai întâi trebuie să studiați cum funcționează.

Hard disk-ul în sine este un set de plăci, al căror număr poate varia de la patru la nouă, conectate între ele printr-un arbore (axă) numit ax. Plăcile sunt amplasate una deasupra celeilalte. Cel mai adesea, materialele pentru fabricarea lor sunt aluminiu, alamă, ceramică, sticlă etc. Plăcile în sine au o acoperire magnetică specială sub forma unui material numit platou, pe bază de oxid de ferită gamma, oxid de crom, ferită de bariu etc. Fiecare astfel de placă are o grosime de aproximativ 2 mm.

Capetele radiale (unul pentru fiecare placă) sunt responsabile pentru scrierea și citirea informațiilor, iar ambele suprafețe sunt folosite în plăci. Pentru care poate varia de la 3600 la 7200 rpm, iar două motoare electrice sunt responsabile de mișcarea capetelor.

În acest caz, principiul de bază al funcționării hard disk-ului unui computer este că informațiile nu sunt înregistrate oriunde, ci în locații strict definite, numite sectoare, care sunt situate pe căi sau piste concentrice. Pentru a evita confuzia, se aplică reguli uniforme. Aceasta înseamnă că principiile de funcționare a hard disk-urilor, din punct de vedere al structurii lor logice, sunt universale. De exemplu, dimensiunea unui sector, adoptat ca standard uniform în întreaga lume, este de 512 octeți. La rândul lor, sectoarele sunt împărțite în clustere, care sunt secvențe de sectoare adiacente. Iar particularitățile principiului de funcționare al unui hard disk în acest sens sunt că schimbul de informații este realizat de grupuri întregi (un număr întreg de lanțuri de sectoare).

Dar cum se întâmplă citirea informațiilor? Principiile de funcționare ale unei unități de disc magnetic dur sunt următoarele: folosind un suport special, capul de citire este mutat într-o direcție radială (spirală) către pista dorită și, atunci când este rotit, este poziționat deasupra unui sector dat, iar toate capetele se poate deplasa simultan, citind aceleași informații nu numai de pe piste diferite, ci și de pe discuri (plăci) diferite. Toate pistele cu aceleași numere de serie sunt de obicei numite cilindri.

În acest caz, poate fi identificat încă un principiu de funcționare a hard diskului: cu cât capul de citire este mai aproape de suprafața magnetică (dar nu o atinge), cu atât densitatea de înregistrare este mai mare.

Cum se scrie și se citește informațiile?

Hard disk-urile, sau hard disk-urile, au fost numite magnetice deoarece folosesc legile fizicii magnetismului, formulate de Faraday și Maxwell.

După cum sa menționat deja, plăcile din material sensibil nemagnetic sunt acoperite cu un strat magnetic, a cărui grosime este de doar câțiva micrometri. În timpul funcționării, apare un câmp magnetic, care are o așa-numită structură de domeniu.

Un domeniu magnetic este o regiune magnetizată a unui feroaliaj strict limitată de granițe. În plus, principiul de funcționare al unui hard disk poate fi descris pe scurt după cum urmează: atunci când este expus la un câmp magnetic extern, câmpul propriu al discului începe să fie orientat strict de-a lungul liniilor magnetice, iar când influența se oprește, apar zone de magnetizare reziduală. pe discuri, în care sunt stocate informațiile care erau conținute anterior în câmpul principal.

Capul de citire este responsabil pentru crearea unui câmp extern la scriere, iar la citire, zona de magnetizare reziduală, situată vizavi de cap, creează o forță electromotoare sau EMF. În plus, totul este simplu: o modificare a EMF corespunde uneia în cod binar, iar absența sau terminarea acesteia corespunde cu zero. Timpul de schimbare a EMF este de obicei numit element bit.

În plus, suprafața magnetică, pur din considerente informatice, poate fi asociată ca o anumită secvență de biți de informații. Dar, deoarece locația unor astfel de puncte nu poate fi calculată cu absolut exactitate, trebuie să instalați pe disc niște markeri pre-proiectați care vă ajută să determinați locația dorită. Crearea unor astfel de mărci se numește formatare (în general, împărțirea discului în piste și sectoare combinate în clustere).

Structura logică și principiul de funcționare a unui hard disk în ceea ce privește formatarea

În ceea ce privește organizarea logică a HDD-ului, formatarea este pe primul loc aici, în care se disting două tipuri principale: de nivel scăzut (fizic) și de nivel înalt (logic). Fără acești pași, nu se vorbește despre aducerea hard disk-ului în stare de funcționare. Cum să inițializați un nou hard disk va fi discutat separat.

Formatarea la nivel scăzut implică un impact fizic asupra suprafeței HDD-ului, care creează sectoare situate de-a lungul pistelor. Este curios că principiul de funcționare al unui hard disk este de așa natură încât fiecare sector creat are propria sa adresă unică, care include numărul sectorului în sine, numărul pistei pe care se află și numărul părții laterale. a platoului. Astfel, atunci când se organizează accesul direct, aceeași memorie RAM accesează direct la o anumită adresă, mai degrabă decât să caute informațiile necesare pe întreaga suprafață, datorită cărora se realizează performanța (deși acesta nu este cel mai important lucru). Vă rugăm să rețineți că atunci când efectuați formatare la nivel scăzut, absolut toate informațiile sunt șterse și, în majoritatea cazurilor, nu pot fi restaurate.

Un alt lucru este formatarea logică (în sistemele Windows aceasta este formatarea rapidă sau formatarea rapidă). În plus, aceste procese sunt aplicabile și pentru crearea de partiții logice, care sunt o anumită zonă a hard disk-ului principal care funcționează pe aceleași principii.

Formatarea logică afectează în primul rând zona sistemului, care constă din sectorul de boot și tabelele de partiții (Boot record), tabelul de alocare a fișierelor (FAT, NTFS etc.) și directorul rădăcină (Root Directory).

Informațiile sunt scrise în sectoare prin cluster în mai multe părți, iar un cluster nu poate conține două obiecte (fișiere) identice. De fapt, crearea unei partiții logice, așa cum spune, o separă de partiția principală a sistemului, ca urmare a faptului că informațiile stocate pe ea nu pot fi modificate sau șterse în cazul unor erori și eșecuri.

Principalele caracteristici ale HDD-ului

Se pare că în termeni generali principiul de funcționare a unui hard disk este puțin clar. Acum să trecem la principalele caracteristici, care oferă o imagine completă a tuturor capabilităților (sau deficiențelor) hard disk-urilor moderne.

Principiul de funcționare al unui hard disk și principalele sale caracteristici pot fi complet diferite. Pentru a înțelege despre ce vorbim, să evidențiem cei mai de bază parametri care caracterizează toate dispozitivele de stocare a informațiilor cunoscute astăzi:

• capacitate (volum);
• performanță (viteza de acces la date, citirea și scrierea informațiilor);
• interfață (metoda de conectare, tipul controlerului).

Capacitatea reprezintă cantitatea totală de informații care pot fi scrise și stocate pe un hard disk. Industria de producție a HDD-urilor se dezvoltă atât de repede încât astăzi au intrat în uz hard disk-uri cu capacități de aproximativ 2 TB și mai mari. Și, după cum se crede, aceasta nu este limita.

Interfața este cea mai semnificativă caracteristică. Determină exact modul în care dispozitivul este conectat la placa de bază, ce controler este utilizat, cum se face citirea și scrierea etc. Principalele și cele mai comune interfețe sunt IDE, SATA și SCSI.

Discurile cu interfață IDE sunt ieftine, dar principalele dezavantaje includ un număr limitat de dispozitive conectate simultan (maximum patru) și viteze scăzute de transfer de date (chiar dacă acceptă acces direct la memorie Ultra DMA sau protocoale Ultra ATA (Mod 2 și Mode 4) Deși se crede că utilizarea lor vă permite să creșteți viteza de citire/scriere la nivelul de 16 MB/s, dar în realitate viteza este mult mai mică.În plus, pentru a utiliza modul UDMA, trebuie să instalați un driver, care, teoretic, ar trebui să fie furnizat complet cu placa de bază.

Când vorbim despre principiul de funcționare a unui hard disk și caracteristicile sale, nu putem ignora care este succesorul versiunii IDE ATA. Avantajul acestei tehnologii este că viteza de citire/scriere poate fi mărită la 100 MB/s prin utilizarea magistralei de mare viteză Fireware IEEE-1394.

În cele din urmă, interfața SCSI, în comparație cu cele două anterioare, este cea mai flexibilă și mai rapidă (vitezele de scriere/citire ajung la 160 MB/s și mai mult). Dar astfel de hard disk-uri costă aproape de două ori mai mult. Dar numărul de dispozitive de stocare a informațiilor conectate simultan variază de la șapte la cincisprezece, conexiunea se poate face fără a opri computerul, iar lungimea cablului poate fi de aproximativ 15-30 de metri. De fapt, acest tip de HDD este folosit în mare parte nu pe computerele utilizatorilor, ci pe servere.

Performanța, care caracterizează viteza de transfer și debitul I/O, este de obicei exprimată în termeni de timp de transfer și cantitatea de date secvențiale transferate și exprimate în MB/s.

Câteva opțiuni suplimentare

Vorbind despre care este principiul de funcționare al unui hard disk și ce parametri afectează funcționarea acestuia, nu putem ignora unele caracteristici suplimentare care pot afecta performanța sau chiar durata de viață a dispozitivului.

Aici, pe primul loc este viteza de rotație, care afectează direct timpul de căutare și inițializare (recunoaștere) a sectorului dorit. Acesta este așa-numitul timp de căutare latent - intervalul în care sectorul necesar se rotește spre capul de citire. Astăzi, au fost adoptate mai multe standarde pentru viteza axului, exprimată în rotații pe minut cu un timp de întârziere în milisecunde:

• 3600 - 8,33;
• 4500 - 6,67;
• 5400 - 5,56;
• 7200 - 4,17.

Este ușor de observat că cu cât viteza este mai mare, cu atât se petrece mai puțin timp căutând sectoare și, în termeni fizici, pe rotație a discului înainte de a seta capul la punctul de poziționare dorit al platoului.

Un alt parametru este viteza de transmisie internă. Pe pistele externe este minim, dar crește odată cu o tranziție treptată la pistele interne. Astfel, același proces de defragmentare, care mută datele utilizate frecvent în cele mai rapide zone ale discului, nu este altceva decât mutarea lor pe o pistă internă cu o viteză de citire mai mare. Viteza externă are valori fixe și depinde direct de interfața utilizată.

În cele din urmă, unul dintre punctele importante este legat de prezența memoriei cache sau a bufferului propriu al hard diskului. De fapt, principiul de funcționare al unui hard disk în ceea ce privește utilizarea bufferului este oarecum similar cu RAM sau memoria virtuală. Cu cât memoria cache este mai mare (128-256 KB), cu atât va funcționa mai repede hard diskul.

Principalele cerințe pentru HDD

Nu există atât de multe cerințe de bază care sunt impuse hard disk-urilor în majoritatea cazurilor. Principalul lucru este durata lungă de viață și fiabilitatea.

Standardul principal pentru majoritatea HDD-urilor este o durată de viață de aproximativ 5-7 ani, cu o durată de funcționare de cel puțin cinci sute de mii de ore, dar pentru hard disk-uri de vârf, această cifră este de cel puțin un milion de ore.

În ceea ce privește fiabilitatea, este responsabilă funcția de autotestare S.M.A.R.T., care monitorizează starea elementelor individuale ale hard disk-ului, efectuând o monitorizare constantă. Pe baza datelor colectate, se poate forma chiar și o anumită prognoză a apariției unor posibile defecțiuni în viitor.

Este de la sine înțeles că utilizatorul nu trebuie să rămână pe margine. Deci, de exemplu, atunci când lucrați cu un HDD, este extrem de important să mențineți regimul optim de temperatură (0 - 50 ± 10 grade Celsius), să evitați scuturarea, impactul și căderea hard disk-ului, praful sau alte particule mici care pătrund în el , etc. Apropo, mulți vor Este interesant de știut că aceleași particule de fum de tutun sunt de aproximativ două ori distanța dintre capul de citire și suprafața magnetică a hard disk-ului și părul uman - de 5-10 ori.

Probleme de inițializare în sistem la înlocuirea unui hard disk

Acum câteva cuvinte despre ce acțiuni trebuie întreprinse dacă dintr-un motiv oarecare utilizatorul a schimbat hard disk-ul sau a instalat unul suplimentar.

Nu vom descrie pe deplin acest proces, ci ne vom concentra doar pe etapele principale. Mai întâi, trebuie să conectați hard diskul și să căutați în setările BIOS pentru a vedea dacă a fost detectat hardware nou, să îl inițializați în secțiunea de administrare a discului și să creați o înregistrare de pornire, să creați un volum simplu, să îi atribuiți un identificator (litera) și formatați-l selectând un sistem de fișiere. Abia după aceasta, noul „șurub” va fi complet gata de lucru.

Concluzie

Asta, de fapt, este tot ceea ce privește pe scurt funcționarea și caracteristicile de bază ale hard disk-urilor moderne. Principiul de funcționare a unui hard disk extern nu a fost luat în considerare în mod fundamental aici, deoarece practic nu este diferit de ceea ce este folosit pentru HDD-urile staționare. Singura diferență este metoda de conectare a unității suplimentare la un computer sau laptop. Cea mai comună conexiune este printr-o interfață USB, care este conectată direct la placa de bază. În același timp, dacă doriți să asigurați performanțe maxime, este mai bine să utilizați standardul USB 3.0 (portul din interior este colorat în albastru), bineînțeles, cu condiția ca însuși HDD-ul extern să îl suporte.

În rest, cred că mulți oameni au înțeles măcar puțin cum funcționează un hard disk de orice tip. Poate că au fost date prea multe subiecte mai sus, în special chiar și de la un curs de fizică școlar, cu toate acestea, fără aceasta, nu va fi posibil să înțelegem pe deplin toate principiile și metodele de bază inerente tehnologiilor de producere și utilizare a HDD-urilor.

Numărul de operațiuni I/O pe secundă(Engleză) IOPS) - pentru discurile moderne aceasta este de aproximativ 50 op./s cu acces aleator la unitate și aproximativ 100 op./sec cu acces secvenţial.

Consumul de energie- un factor important pentru dispozitivele mobile.

Rezistența la impact(Engleză) Evaluare G-shock) - rezistența unității la supratensiuni sau șocuri bruște de presiune, măsurată în unități de suprasarcină admisă în starea de pornire și oprire.

Rata de transfer de date(Engleză) Rata de transfer) cu acces secvenţial:

• zona discului intern: de la 44,2 la 74,5 MB/s;
• zona exterioară a discului: 60,0 până la 111,4 MB/s.

Volumul tamponului- un buffer este o memorie intermediară concepută pentru a netezi diferențele de viteză de citire/scriere și viteza de transfer pe interfață. Pe discurile moderne, de obicei variază de la 8 la 64 MB.

Nivel de zgomot

Saibe din silicon pentru fixarea hard disk-urilor. Reduceți vibrațiile și zgomotul

Nivel de zgomot- zgomotul produs de mecanica acționării în timpul funcționării acestuia. Indicat în decibeli. Unitățile silențioase sunt considerate dispozitive cu un nivel de zgomot de aproximativ 26 dB sau mai mic. Zgomotul constă din zgomotul de rotație a arborelui (inclusiv zgomotul aerodinamic) și zgomotul de poziționare.

Pentru a reduce zgomotul de la hard disk, se folosesc următoarele metode:

Producătorii

Inițial, pe piață a existat o mare varietate de hard disk-uri, fabricate de multe companii. Datorită concurenței crescute, creșterii rapide a capacității care necesită tehnologie modernă și scăderii marjelor de profit, majoritatea producătorilor au fost fie achiziționați de concurenți, fie au trecut la alte tipuri de produse.

În prezent, datorită promovării pe piață a unităților externe și dezvoltării tehnologiilor de tip SSD, numărul companiilor care oferă soluții gata făcute a crescut din nou.

Dispozitiv

Hard disk-ul este format dintr-o zonă ermetică și o unitate electronică.

Hermozona

Hard disk Samsung HD753LJ dezasamblat cu o capacitate de 750 GB

Hard disk dezasamblat

Zona ermetică include o carcasă din aliaj durabil, discuri (plăci) cu înveliș magnetic, la unele modele separate prin separatoare, precum și un bloc de cap cu dispozitiv de poziționare și un ax electric de antrenare.

Contrar credinței populare, marea majoritate a dispozitivelor nu au un vid în interiorul zonei de izolare. Unii producători îl fac sigilat (de unde și numele) și îl umple cu aer purificat și uscat sau cu gaze neutre, în special azot, și instalează o membrană subțire de metal sau plastic pentru a egaliza presiunea. (În acest caz, există un mic buzunar în interiorul carcasei hard diskului pentru un pachet de silicagel, care absoarbe vaporii de apă care rămân în interiorul carcasei după ce este sigilat). Alți producători egalizează presiunea printr-un orificiu mic cu un filtru capabil să prindă particule foarte mici (câțiva micrometri). Cu toate acestea, în acest caz, umiditatea este de asemenea egalizată și pot pătrunde și gazele nocive. Egalizarea presiunii este necesară pentru a preveni deformarea corpului zonei de izolare în timpul schimbărilor de presiune atmosferică (de exemplu, într-un avion) ​​și de temperatură, precum și atunci când dispozitivul se încălzește în timpul funcționării.

Particulele de praf care se găsesc în zona ermetică în timpul asamblarii și aterizează pe suprafața discului sunt transportate în timpul rotației către un alt filtru - un colector de praf.

Discurile (plăcile), de regulă, sunt realizate dintr-un aliaj metalic. Deși au existat încercări de a le face din plastic și chiar din sticlă (IBM), astfel de plăci s-au dovedit a fi fragile și de scurtă durată. Ambele planuri ale plăcilor, ca o bandă magnetică, sunt acoperite cu cel mai fin praf feromagnetic - oxizi de fier, mangan și alte metale. Compoziția exactă și tehnologia de aplicare sunt un secret comercial. Majoritatea dispozitivelor de buget conțin una sau două plăci, dar există modele cu mai multe plăci.

Discurile sunt fixate rigid de ax. În timpul funcționării, axul se rotește cu o viteză de câteva mii de rotații pe minut (de la 3600 la 15.000). La această viteză, se creează un flux de aer puternic lângă suprafața plăcii, care ridică capetele și le face să plutească deasupra suprafeței plăcii. Forma capetelor este calculată astfel încât să se asigure distanța optimă față de placă în timpul funcționării. Până când discurile accelerează la viteza necesară pentru ca capetele să „decoleze”, dispozitiv de parcareține capetele înăuntru parcare. Acest lucru previne deteriorarea capetelor și a suprafeței de lucru a plăcilor. Motorul ax al hard disk-ului este sincron trifazat, ceea ce asigura stabilitatea de rotatie a discurilor magnetice montate pe axa (fusul) motorului. Statorul motorului conține trei înfășurări legate într-o stea cu un robinet în mijloc, iar rotorul este un magnet secțional permanent.

Separatorul (separatorul) este o placă din plastic sau aluminiu situată între plăcile discurilor magnetice și deasupra plăcii superioare a discului magnetic. Folosit pentru a egaliza fluxurile de aer din interiorul zonei de izolare.

Dispozitiv de poziționare

Hard disk dezasamblat. Placa superioară a statorului motorului solenoid a fost îndepărtată

Dispozitiv de poziționare a capului (servo drive, jarg. actuator) este un motor solenoid cu inerție redusă. Este alcătuit dintr-o pereche fixă ​​de magneți permanenți puternici din neodim, precum și o bobină (solenoid) pe un suport mobil al unității principale.

Principiul de funcționare al motorului este următorul: înfășurarea este situată în interiorul statorului (de obicei doi magneți fiși), curentul furnizat cu diferite forțe și polarități îl obligă să poziționeze cu precizie suportul (culbator) cu capetele de-a lungul unui radial. cale. Viteza de funcționare a dispozitivului de poziționare determină timpul necesar pentru căutarea datelor pe suprafața plăcilor.

Fiecare unitate are o zonă specială numită zonă de parcare, unde capetele se opresc atunci când unitatea este oprită sau se află într-unul dintre modurile de putere redusă. În starea de parcare, suportul (culbator) al blocului de cap este în poziția sa extremă și se sprijină pe opritorul de deplasare. În timpul operațiunilor de acces la informații (citire/scriere), una dintre sursele de zgomot este vibrația datorată impactului brațelor care țin capetele magnetice împotriva opritoarelor de deplasare în timpul procesului de readucere a capetelor în poziția zero. Pentru a reduce zgomotul, pe opritoarele de deplasare sunt instalate șaibe de amortizare din cauciuc moale. Puteți reduce semnificativ zgomotul unui hard disk folosind software-ul prin modificarea parametrilor modurilor de accelerare și decelerare ale unității principale. În acest scop, a fost dezvoltată o tehnologie specială - Managementul Acustic Automat. Oficial, capacitatea de a controla programatic nivelul de zgomot al unui hard disk a apărut în standardul ATA /ATAPI-6 (pentru a face acest lucru, trebuie să modificați valoarea variabilei de control), deși unii producători au mai făcut implementări experimentale.

Unitate electronică

Unitatea de interfață interfață electronica hard disk-ului cu restul sistemului.

Unitatea de control este un sistem de control care primește semnale electrice de poziționare a capului și generează acțiuni de control cu ​​o bobină vocală, comutarea fluxurilor de informații de la diferite capete, controlând funcționarea tuturor celorlalte componente (de exemplu, controlul vitezei axului), primirea și procesarea semnale de la senzorii dispozitivului (sistemul de senzori poate include un accelerometru uniaxial utilizat ca senzor de șoc, un accelerometru triaxial utilizat ca senzor de cădere liberă, un senzor de presiune, un senzor de accelerație unghiulară, un senzor de temperatură).

Blocul ROM stochează programe de control pentru unitățile de control și procesarea semnalului digital, precum și informațiile de service ale hard disk-ului.

Memoria tampon uniformizează diferența de viteză dintre partea de interfață și unitate (se folosește memoria statică de mare viteză). Creșterea dimensiunii memoriei tampon în unele cazuri vă permite să creșteți viteza unității.

Unitatea de procesare a semnalului digital curăță semnalul analog citit și îl decodifică (extrage informații digitale). Pentru procesarea digitală sunt utilizate diferite metode, de exemplu, metoda PRML (Partial Response Maximum Likelihood - probabilitate maximă cu un răspuns incomplet). Semnalul primit este comparat cu mostrele. În acest caz, este selectat un eșantion care este cel mai asemănător ca formă și caracteristici de sincronizare cu semnalul care este decodat.

Formatare la nivel scăzut

În etapa finală a asamblarii dispozitivului, suprafețele plăcilor sunt formatate - pe ele se formează piste și sectoare. Metoda specifică este determinată de producător și/sau standard, dar cel puțin, fiecare pistă este marcată cu un marcaj magnetic care indică începutul acesteia.

Există utilitare care pot testa sectoarele fizice ale unui disc și pot vizualiza și edita datele de serviciu într-o măsură limitată. Capacitățile specifice ale acestor utilități depind în mare măsură de modelul de disc și de informațiile tehnice cunoscute de autorul software-ului pentru familia de modele corespunzătoare.

Geometria discului magnetic

Pentru a aborda spațiul, suprafețele platourilor de discuri sunt împărțite în urme- zone inele concentrice. Fiecare piesă este împărțită în secțiuni egale - sectoare. Adresarea CHS presupune că toate piesele dintr-o anumită zonă de disc au același număr de sectoare.

Cilindru- un set de piste distanțate egal de centru pe toate suprafețele de lucru ale platourilor de hard disk. Numărul capului specifică suprafața de lucru care trebuie utilizată (adică calea specifică din cilindru) și numărul sectorului- un sector specific pe pistă.

Pentru a utiliza adresa CHS trebuie să știți geometrie disc utilizat: numărul total de cilindri, capete și sectoare din acesta. Inițial, aceste informații trebuiau introduse manual; în standardul ATA-1 a fost introdusă funcția de auto-geometrie (comanda Identify Drive).

Influența geometriei asupra vitezei operațiunilor pe disc

Geometria hard diskului afectează viteza de citire-scriere. Mai aproape de marginea exterioară a platoului de discuri, lungimea pistelor crește (pot fi găzduite mai multe sectoare) și, în consecință, cantitatea de date pe care dispozitivul le poate citi sau scrie pe revoluție. În acest caz, viteza de citire poate varia de la 50 la 30 MB/s. Cunoscând această caracteristică, este recomandabil să plasați aici partițiile rădăcină ale sistemelor de operare. Numerotarea sectorului începe de la marginea exterioară a discului de la zero. În GParted, marginea exterioară a discului este situată în stânga (în diagramă) și în partea de sus (în listă).

Caracteristici ale geometriei hard disk-urilor cu controlere încorporate

Zonarea

Pe plăcile hard disk-urilor moderne, piesele sunt grupate în mai multe zone. Înregistrare zonată). Toate pistele dintr-o zonă au același număr de sectoare. Există însă mai multe sectoare pe pistele zonelor exterioare decât pe pistele celor interioare. Acest lucru permite, folosind o lungime mai mare a pistelor externe, sa se realizeze o densitate de inregistrare mai uniforma, marind capacitatea platoului cu aceeasi tehnologie de productie.

Sectoare de rezervă

Pentru a crește durata de viață a discului, pe fiecare pistă pot fi prezente sectoare de rezervă suplimentare. Dacă apare o eroare necorecabilă în orice sector, atunci acest sector poate fi înlocuit cu unul de rezervă. remaparea). Datele stocate în acesta pot fi pierdute sau restaurate folosind ECC, iar capacitatea discului va rămâne aceeași. Există două tabele de realocare: unul este completat în fabrică, celălalt în timpul funcționării. Limitele zonei, numărul de sectoare pe pistă pentru fiecare zonă și tabelele de remapare a sectorului sunt stocate în ROM-ul electronic.

Geometrie logică

Pe măsură ce capacitatea hard disk-urilor fabricate a crescut, geometria lor fizică nu se mai încadrează în limitările impuse de interfețele software și hardware (vezi: Capacitatea hard diskului). În plus, pistele cu un număr diferit de sectoare nu sunt compatibile cu metoda de adresare CHS. Ca urmare, controlerele de disc au început să raporteze nu reale, ci fictive, geometrie logică, care se încadrează în limitele interfețelor, dar nu corespunde realității. Astfel, numerele maxime de sector și capete pentru majoritatea modelelor sunt 63 și 255 (valorile maxime posibile în funcțiile de întrerupere BIOS INT 13h), iar numărul de cilindri este selectat în funcție de capacitatea discului. Geometria fizică a discului în sine nu poate fi obținută în funcționare normală și este necunoscută altor părți ale sistemului.

Adresarea datelor

Zona minimă de date adresabilă de pe un hard disk este sector. Mărimea sectorului este în mod tradițional de 512 octeți. În 2006, IDEMA a anunțat o tranziție la o dimensiune a sectorului de 4096 de octeți, care este planificată să fie finalizată până în 2010.

Western Digital a anunțat deja utilizarea unei noi tehnologii de formatare numită Advanced Format și a lansat o serie de unități care utilizează noua tehnologie. Această serie include liniile AARS/EARS și BPVT.

Înainte de a utiliza o unitate cu tehnologie Advanced Format în Windows XP, trebuie să efectuați o procedură de aliniere utilizând un utilitar special. Dacă partițiile de disc sunt create de Windows Vista, Windows 7 și Mac OS, alinierea nu este necesară.

Windows Vista, Windows 7, Windows Server 2008 și Windows Server 2008 R2 au suport limitat pentru unități cu sectoare mari.

Există 2 moduri principale de a adresa sectoare de pe un disc: chiulasă-sector(Engleză) sectorul chiulasei, CHS) Și adresare bloc liniară(Engleză) adresare bloc liniară, LBA).

C.H.S.

Cu această metodă, sectorul este adresat prin poziția sa fizică pe disc cu 3 coordonate - numărul cilindrului, numărul capuluiȘi numărul sectorului. Pe discurile mai mari de 528.482.304 octeți (504 MB) cu controlere încorporate, aceste coordonate nu mai corespund poziției fizice a sectorului de pe disc și sunt „coordonate logice” (vezi).

LBA

Cu această metodă, adresa blocurilor de date de pe suport este specificată folosind o adresă liniară logică. Adresarea LBA a început să fie implementată și utilizată în 1994 împreună cu standardul EIDE (Extended IDE). Nevoia de LBA a fost cauzată, în special, de apariția discurilor de mare capacitate, care nu au putut fi exploatate pe deplin folosind vechile scheme de adresare.

Metoda LBA corespunde maparii sectorului pentru SCSI. BIOS-ul controlerului SCSI realizează aceste sarcini în mod automat, adică metoda de adresare logică a fost inițial caracteristică interfeței SCSI.

Tehnologii de înregistrare a datelor

Principiul de funcționare al hard disk-urilor este similar cu funcționarea casetofonelor. Suprafața de lucru a discului se mișcă în raport cu capul de citire (de exemplu, sub forma unui inductor cu un spațiu în circuitul magnetic). Atunci când un curent electric alternativ este furnizat (în timpul înregistrării) bobinei de cap, câmpul magnetic alternant rezultat din spațiul capului afectează feromagnetul suprafeței discului și schimbă direcția vectorului de magnetizare a domeniului în funcție de puterea semnalului. În timpul citirii, mișcarea domeniilor la decalajul capului duce la o modificare a fluxului magnetic în circuitul magnetic al capului, ceea ce duce la apariția unui semnal electric alternativ în bobină datorită efectului inducției electromagnetice.

Recent, efectul magnetorezistiv a fost folosit pentru citire și capete magnetorezistive sunt folosite în discuri. În ele, o modificare a câmpului magnetic duce la o modificare a rezistenței, în funcție de modificarea intensității câmpului magnetic. Astfel de capete fac posibilă creșterea probabilității unei citiri fiabile a informațiilor (în special la densități mari de înregistrare a informațiilor).

Metoda de înregistrare longitudinală

Hard disk-urile de înregistrare perpendiculară sunt disponibile pe piață din 2005.

Metoda de înregistrare termică magnetică

Metoda de înregistrare termică magnetică Înregistrare magnetică asistată de căldură, HAMR ) este în prezent cea mai promițătoare dintre cele existente; în prezent este în curs de dezvoltare activ. Această metodă folosește încălzirea punctuală a discului, care permite capului să magnetizeze zone foarte mici ale suprafeței sale. Odată ce discul este răcit, magnetizarea este „fixată”. Începând cu 2009, erau disponibile doar mostre experimentale, a căror densitate de înregistrare era de 150 Gbit/cm². Specialiștii Hitachi numesc limita pentru această tehnologie 2,3−3,1 Tbit/cm², reprezentanții Seagate Technology - 7,75 Tbit/cm².

Medii de stocare structurate

Mediu de stocare structurat (modelat). Suport media cu model de biți), este o tehnologie promițătoare pentru stocarea datelor pe un mediu magnetic, folosind o serie de celule magnetice identice pentru a înregistra date, fiecare dintre acestea corespunde unui bit de informație, spre deosebire de tehnologiile moderne de înregistrare magnetică, în care un pic de informație este înregistrate pe mai multe domenii magnetice.

Metoda de auto-asamblare a polimerului

Acum, cea mai recentă dezvoltare în domeniul creșterii volumului HDD este metoda de auto-asamblare a polimerilor (14 noiembrie 2012).

Comparația interfeței

	Lățime de bandă, Mbit/s	Lungimea maximă a cablului, m	Este necesar un cablu de alimentare?	Numărul de unități pe canal	Numărul de conductori din cablu	Alte caracteristici
UltraATA /133	1064	0,46	Da (3,5") / Nu (2,5")	2	40/80	Controller+2Slave, schimbarea la cald nu este posibilă
SATA-300	3000	1	da	1	7	Gazdă/Sclav, schimbător la cald pe unele controlere
SATA-600	6144	nu există date	da	1	7
FireWire/400	400			63	4/6
FireWire/800	800	4,5 (cu conexiune în lanț de până la 72 m)	Da/Nu (în funcție de interfață și tipul de unitate)	63	9	dispozitivele sunt egale, este posibilă schimbarea la cald
USB 2.0	480	5 (cu conexiune serială, prin hub-uri, până la 72 m)		127	4
USB 3.0	4800	nu există date	Da/Nu (în funcție de tipul de unitate)	nu există date	9	Bidirecțional, compatibil USB 2.0
Ultra-320 SCSI	2560	12	da	16	50/68	dispozitivele sunt egale, este posibilă schimbarea la cald
SAS	3000	8	da	Peste 16384		schimb la cald; este posibil să se conecteze dispozitive SATA la controlere SAS
eSATA	3000	2	da	1 (cu multiplicator de porturi până la 15)	7	Gazdă/Sclav, schimbător la cald

Istoricul progresului conducerii

Piața de hard disk

Consecințele inundațiilor din Thailanda (2011)

În urma inundației, au fost inundate mai multe zone industriale în care se află fabricile de hard disk, ceea ce, potrivit experților, a provocat o penurie de hard disk pe piața globală. Potrivit lui Piper Jaffray, în trimestrul al patrulea din 2011, deficitul de hard disk pe piața globală va fi de 60-80 de milioane de unități, cu un volum de cerere de 180 de milioane; începând cu 9 noiembrie 2011, prețurile pentru hard disk-uri au crescut deja cu 10 până la 60%. Până la jumătatea anului 2012, nivelul de producție și prețurile hard disk-urilor au revenit la nivelurile anterioare.

Vezi si

Note

1. Ghid de referință - Hard Disk Drives (engleză). - Prezentare generală a tehnologiei hard diskului. Arhivat din original pe 23 august 2011. Consultat la 28 iulie 2009.
2. http://www.storagereview.com/guide/histEarly.html Ghid de referință - Unități de disc - Unități de disc timpurii (engleză)
3. Arhive IBM: facilitate de stocare cu acces direct IBM 3340
4. Hard disk sau hard disk?
5. Seagate a introdus un hard disk de 4 TB
6. Medaliat 545XE (engleză) . Seagate (17 august 1994). (link inaccesibil - poveste) Preluat la 8 decembrie 2008.(link inaccesibil - poveste)
   Specificația discului Medalist 545xe (Seagate ST3660A) stabilește următorii parametri: volum formatat 545,5 MB și geometrie 1057 cilindri × 16 capete × 63 sectoare × 512 octeți pe sector = 545.513.472 octeți. Totuși, volumul declarat de 545,5 se obține din geometrie numai dacă este împărțit la 1000 × 1000; împărțirea la 1024x1024 dă o valoare de 520,2.
   Barracuda 7200.9 320 GB PATA hard disk (ST3320833A) (engleză) . Seagate. - Fila Specificații tehnice. Arhivat din original pe 23 august 2011. Consultat la 8 decembrie 2008.
   Un alt exemplu: volumul declarat este de 320 GB și numărul de sectoare disponibile este de 625 142 448. Cu toate acestea, dacă numărul de sectoare este înmulțit cu dimensiunea lor (512), rezultatul va fi 320 072 933 376. „320” de aici se obține doar prin împărțirea cu 1000³, la împărțirea la 1024³ se dovedește a fi doar 298.
7. Baza de cunoștințe Seagate. Standarde pentru măsurarea capacității de stocare (rusă)
8. http://www.hitachigst.com/hdd/support/15k147/15k147.htm
9. http://www.seagate.com/products/notebook/momentus.html (link inaccesibil - poveste)
10. Recenzie despre Scythe Quiet Drive activată thg.ru
11. Toshiba: Comunicat de presă 1 octombrie 2009
12. Seagate finalizează achiziția diviziei de hard disk a Samsung | Seagate
13. Dispozitiv cu hard disk. R.LAB (23 iunie 2010). Arhivat din original pe 3 februarie 2012.
14. Confruntare cu un hard disk (a ajunge la partea de jos a hard disk-urilor), părțile 1-3 / Publicații / hi-Tech
15. O colecție de utilități pentru diagnosticarea de nivel scăzut și repararea hard disk-urilor. ???. Arhivat
16. Utilitar pentru diagnosticarea si repararea hard disk-urilor UDMA-3000 cu module pentru multe modele. ???. Arhivat din original pe 23 august 2011. Verificat???.

Hard disk-urile sunt printre componentele cheie ale unui PC sau laptop. depinde în mare măsură de caracteristicile acestor dispozitive. Ce tipuri de hard disk-uri sunt disponibile astăzi pe piață? Cum să alegi dispozitivul optim din punctul de vedere al rezolvării sarcinilor tipice ale utilizatorului?

Ce este un hard disk?

Un hard disk este principalul dispozitiv de stocare a fișierelor pe un computer sau laptop. Din punct de vedere structural, este o placă magnetică rotativă cu un element de citire și scriere - un cap. În argoul pasionaților de computere se numește „hard disk”, „șurub”, „hard”. Specificul funcționării hard disk-urilor este că capul de citire și scriere în același timp nu intră în contact cu placa magnetică. Datorită acestui fapt, precum și a unui număr de alte caracteristici de design, dispozitivul funcționează mult timp și poate fi considerat unul dintre cele mai fiabile mijloace de stocare a informațiilor.

Un hard disk este o resursă pe care, de regulă, sunt localizate fișierele de sistem, adică cele care sunt prezente în structura sistemului de operare, diferite aplicații și jocuri. Instalarea software-ului implică aproape întotdeauna utilizarea resurselor de pe hard disk.

Cele mai multe modele de computere moderne acceptă conectarea mai multor hard disk-uri. Laptopurile au cel mai adesea un singur hard disk din cauza dimensiunilor mici ale dispozitivelor corespunzătoare. Mai mult, dacă vorbim despre tipuri (ne vom uita la specificul lor puțin mai târziu), atunci numărul lor maxim este cel mai adesea limitat de disponibilitatea sloturilor corespunzătoare de pe computer, precum și de caracteristicile de performanță ale computerului.

Deci, hard disk-ul este cea mai importantă componentă hardware a unui computer. Sarcina noastră este să stabilim criteriile pentru selecția optimă a dispozitivului potrivit pentru PC. Pentru a rezolva această problemă, va fi util să examinăm mai întâi clasificarea „hard disk-urilor”.

Clasificarea hard disk-urilor

Prin urmare, să luăm în considerare tipurile de hard disk moderne disponibile pe piața computerelor.

Printre cele mai populare tipuri de dispozitive se numără un hard disk de computer, care corespunde unui factor de formă de 3,5 inchi. Astfel de discuri au o viteză de rotație de 5400 sau 7200 rpm. Comunicarea între hard disk și PC-uri se realizează folosind diverse interfețe. Cele mai comune sunt IDE și SATA.

Există hard disk-uri adaptate pentru servere. Dimensiunea lor, de regulă, este aceeași ca la un computer, dar viteza de rotație a unor astfel de dispozitive este mult mai mare - aproximativ 15.000 de rotații pe minut. „Discurile hard” pentru servere sunt conectate la componentele hardware principale cel mai adesea printr-o interfață SCSI, dar este posibil suportul pentru standardele seriale SATA sau SAS. Un hard disk pentru server este un dispozitiv extrem de fiabil, ceea ce nu este surprinzător: computerele pe care sunt instalate astfel de unități sunt proiectate pentru a servi zone-cheie ale infrastructurii digitale a companiilor, organizațiilor guvernamentale și furnizorilor de internet.

Aceste tipuri de „hard disk” trebuie instalate în unitatea de sistem a unui PC sau server. Dar există și hard disk-uri externe. Se conectează la unul dintre porturile externe ale computerului - cel mai adesea USB sau FireWire. Funcționalitatea lor este în general similară cu cea a dispozitivelor de tip intern. Capacitatea unui hard disk clasificat ca extern este de obicei destul de mare - aproximativ 500-1000 GB. Faptul este că acest tip de dispozitiv este adesea folosit pentru a muta cantități mari de date de la un computer la altul.

Există hard disk-uri adaptate pentru laptopuri. Dimensiunea lor este mai mică decât cea a hard disk-urilor concepute pentru instalare în computere desktop - 2,5 inci. Viteza hard disk-ului unui laptop este cel mai adesea de 4200 sau 5400 rpm. Astfel de hard disk-uri funcționează de obicei atunci când este utilizată interfața SATA. Se caracterizează prin rezistență ridicată la schimbările de poziție, ceea ce este destul de logic având în vedere natura specifică a utilizării laptopurilor.

Printre cele mai avansate tipuri de hard disk-uri din punct de vedere tehnologic se numără unitățile SSD. În principiu, ele pot fi considerate o clasă separată de dispozitive, deoarece nu există plăci mobile în structura lor. Datele din acest tip de hard disk sunt scrise pe memoria flash. Dispozitivele de acest tip au atât avantaje, cât și dezavantaje.

Mulți dintre cei mai importanți producători de PC-uri din lume își adaptează liniile de fabrică pentru a produce dispozitive echipate cu unități SSD. Aceste tipuri de hard disk-uri sunt mai scumpe decât cele cu elemente rotative în structura lor. Cu toate acestea, în comparație cu acestea, se caracterizează prin consum redus de energie, absență aproape completă a zgomotului în timpul funcționării și, în multe cazuri, greutate mai mică. În ceea ce privește viteza, se poate observa că cifra tipică pentru hard disk-urile solid-state este de 300-400 MB/sec, ceea ce este foarte decent în comparație cu standardele de comunicare de top suportate de computerele moderne.

Interfețe

Instalarea cu succes a unui hard disk într-un PC depinde în mare măsură de prezența interfețelor necesare în acesta. Să luăm în considerare specificul celor mai comune standarde de comunicare pe piața modernă de calculatoare. Acest lucru va fi util pentru corelarea sarcinilor utilizatorului și tipul de „hard disk” care este optim pentru rezolvarea acestora.

Printre cele mai comune interfețe pentru conectarea hard disk-urilor externe se numără USB. Mai mult, acest standard de comunicare poate fi prezentat în diferite versiuni - 1, 2 și 3. Viteza hard disk-ului depinde direct de compatibilitatea acestuia cu tehnologia corespunzătoare. În ceea ce privește prima versiune a interfeței, putem spune că la utilizarea acesteia este posibil transferul de date la 12 Mbit/s, a 2-a garantează schimbul de fișiere la viteze de până la 480 Mbit/s, a 3-a generație de interfețe USB oferă o cifră de 5 Gbit/s. Dacă intenționați să utilizați dispozitivul nu numai pentru stocarea fișierelor, ci și, de exemplu, pentru instalarea de jocuri sau programe, atunci cel mai bine este dacă acceptă cele mai moderne interfețe USB - în versiunea 2 și chiar mai bine în versiunea 3.

Un hard disk extern al computerului poate fi, de asemenea, conectat utilizând interfața FireWire. Se caracterizează printr-o viteză mare de transfer de date de aproximativ 400 Mbit/s. Extrem de eficient atunci când lucrați cu fișiere video.

Să ne uităm la standardele folosite la instalarea unităților interne în computere. Considerată relativ depășită, dar totuși populară, interfața este IDE.

Poate transfera date la o viteză de aproximativ 133 Mbps. Frecvent la PC-urile desktop, în mare parte datorită dimensiunii destul de mari a conectorului, care nu este optimă pentru structura structurală a unui laptop.

Interfața SATA este rezultatul îmbunătățirilor aduse standardului IDE. Vă permite să transferați date la viteze de până la 300 Mb/sec. Caracterizat prin imunitate crescută la interferențe. Este utilizat în mod activ în laptopuri - datorită dimensiunii relativ mici a conectorului, precum și vitezei bune de transfer de date.

Interfața SCSI, așa cum am menționat mai sus, este instalată în principal pe servere. De asemenea, se caracterizează prin viteze mari de transfer de date - aproximativ 320 Mb/sec. Există o modificare modernizată a interfeței în cauză - SAS. Hard disk-urile care funcționează atunci când sunt activate pot oferi schimb de date la o viteză de aproximativ 12 Gbit/sec.

Criterii de selectare a hard diskului

Caracteristicile interfețelor pe care le-am discutat mai sus pot fi considerate criterii semnificative atunci când alegeți un hard disk. De asemenea, am anunțat o serie de alți parametri importanți, cum ar fi viteza de rotație a elementelor dispozitivului și factorul de formă. Dar probabil cea mai semnificativă caracteristică în ceea ce privește alegerea modelului optim de dispozitiv este memoria hard disk. În multe privințe, acest parametru este subiectiv - mulți utilizatori vor prefera un hard disk mai rapid decât unul care poate găzdui un număr mare de fișiere. Cu toate acestea, este încă primul lucru la care mulți utilizatori îi acordă atenție.

Cel mai important aspect al alegerii unui hard disk este că unele dintre caracteristicile sale nominale (de exemplu, compatibilitatea cu anumite interfețe) trebuie să fie compatibile cu capacitățile de comunicare ale PC-ului. Se întâmplă ca hard disk-ul computerului să fie incredibil de avansat din punct de vedere tehnologic, dar suportul pentru standardele corespunzătoare de pe placa de bază a PC-ului este insuficient. Să ne uităm la nuanțele cheie ale compatibilității dintre hard disk-uri și unele componente hardware ale computerelor moderne.

Compatibilitatea dimensiunilor este importantă

Am observat mai sus că hard disk-urile variază în dimensiune. Poate părea că acest parametru are o importanță secundară. Dar de multe ori se dovedește a fi aproape decisiv. Faptul este că instalarea unui hard disk într-un PC sau în zona corespunzătoare a unui laptop va fi extrem de dificilă dacă dimensiunea unității este prea mică și, prin urmare, suboptimă în ceea ce privește utilizarea spațiului disponibil în structura dispozitivului. dispozitiv. Va fi practic imposibil dacă dimensiunile se dovedesc a fi prea mari - hard disk-ul pur și simplu nu se va potrivi în computer.

Desigur, acest model este tipic în principal pentru laptop-uri, deoarece problemele cu plasarea unui hard disk în computerele „desktop” de obicei nu apar (în mare parte din cauza disponibilității diferitelor dispozitive suplimentare). Prin urmare, atunci când plănuiți să cumpărați noi hard disk-uri pentru laptop, trebuie să știți care este dimensiunea exactă a celor actuale. Am remarcat mai sus că „hard disk-urile” cu un factor de formă de 2,5 inchi sunt comune în tipurile corespunzătoare de computere. Dar trebuie să rețineți că unele modele de laptopuri au hard disk de 1,8 inchi.

Compatibilitate cu standardele de comunicare

Interfețele de comunicare ale hard disk-ului și ale plăcii de bază ale PC-ului trebuie să fie și ele compatibile. Nuanța principală aici este diferențele dintre versiunile standardelor de schimb de date. Deci, există trei soiuri.Este important ca standardul de comunicare corespunzător suportat de unitate să fie compatibil și cu placa de bază. Se poate întâmpla ca utilizatorul să cumpere un hard disk scump care oferă schimb de date conform standardului modern SATA 3 (prețul unor astfel de modele poate fi de aproximativ 10 mii de ruble), dar computerul nu îl va putea susține pe deplin. Proprietarul PC-ului poate plăti în mod semnificativ în exces.

Același lucru este valabil și pentru corelația dintre standardele USB suportate de hard disk și PC. Dacă hard disk-ul este proiectat pentru a fi conectat prin USB 3.0, dar placa de bază nu o acceptă, atunci capacitățile tehnologice ale standardului corespunzător nu vor fi nici pe deplin realizate. În ceea ce privește interfața FireWire, putem spune că atunci când cumpărați un hard disk care o acceptă (prețul dispozitivului poate fi și decent - aproximativ 8-10 mii de ruble), trebuie să vă asigurați că computerul este, în principiu, compatibil Cu acesta. Acest standard de comunicare este tipic pentru laptopuri, dar este absent pe multe PC-uri desktop. Desigur, hard disk-urile care acceptă FireWire sunt de obicei compatibile și cu interfețele USB și este extrem de puțin probabil ca dispozitivul să fie nefuncțional din cauza lipsei unui port FireWire pe PC. Dar dacă utilizatorul, de exemplu, se aștepta să folosească cel mai evident avantaj competitiv al FireWire - lucru eficient cu date video, atunci este posibil să nu obțină rezultatele dorite de pe hard disk.

Volum optim

După cum am menționat mai sus, volumul, ca caracteristică principală a unui dispozitiv, cum ar fi un hard disk, este un parametru foarte subiectiv. Pentru mulți utilizatori, câțiva gigaocteți de spațiu pe disc, relativ vorbind, sunt suficienti - de exemplu, dacă lucrează în principal cu documente. Pentru unii, un hard disk terabyte nu va părea suficient de spațios din cauza plasării frecvente a unor volume mari de conținut multimedia pe el - videoclipuri, fotografii, muzică.

Este destul de greu de recomandat capacitatea optimă de stocare. Dar conceptul „mai mult este mai bine” nu este întotdeauna cea mai bună opțiune, iarăși din punct de vedere economic. Puteți cheltui bani pe un hard disk scump și spațios - 1TB. Un întreg terabyte va fi astfel disponibil - dar în practică poate fi folosit abia jumătate. În același timp, atunci când achiziționați o unitate mai puțin încăpătoare, dar mai ieftină, resursele financiare eliberate pot fi folosite pentru a îmbunătăți performanța unui computer sau laptop (de exemplu, cumpărați un modul RAM suplimentar sau un cooler mai puternic pentru procesor) .

Potrivit unui număr de specialiști IT, un hard disk de 500 GB este soluția optimă pentru majoritatea sarcinilor utilizatorului. Deci, pe un hard disk de capacitate adecvată, puteți plasa aproximativ 100-150 de mii de fotografii de bună calitate și puteți instala aproximativ 100-150 de jocuri moderne. Dacă proprietarul PC-ului nu este un colecționar de capodopere foto sau un jucător, atunci este puțin probabil să folosească cel puțin jumătate din resursa corespunzătoare. Dar dacă el, la rândul său, este interesat de fotografie și jocuri, atunci oportunitățile pe care i le va oferi un hard disk de 500 GB ar putea într-adevăr să nu fie suficiente. În același timp, acest volum de hard disk este considerat unul dintre cele optime din punct de vedere al sarcinilor tipice pe care le rezolvă utilizatorii moderni.

Viteza RPM

Un alt parametru important care caracterizează un hard disk este viteza de rotație a platoului. Referitor la acesta, putem spune că este important din punct de vedere al vitezei efective de transfer de date, precum și al dinamicii procesării sistemului de operare a diferitelor fișiere. Dacă hard disk-ul este folosit ca principal, adică pe el este instalat sistemul de operare, pe el sunt instalate programe și jocuri, atunci este mai bine dacă caracteristica în cauză este exprimată în cantități cât mai mari. Dacă un utilizator cumpără un al doilea hard disk, destinat în primul rând stocării fișierelor, atunci în acest sens, viteza de rotație a platourilor nu este cel mai important indicator.

Cu cât valoarea indicatorului în cauză este mai mare, cu atât unitatea este mai scumpă. În acest sens, plata în exces pentru revoluții mai mari, în ciuda faptului că prezența lor nu este necesară, se poate, din nou, să se dovedească a fi nedorită. Un hard disk cu o viteză mare de rotație a discului produce mult mai mult zgomot decât unul cu o viteză de rotație mai modestă și se caracterizează, de asemenea, printr-un consum mare de energie. Indicatorul optim pentru hard disk-urile moderne, la care majoritatea sarcinilor utilizatorului pot fi rezolvate eficient, este 7200 rpm.

Memorie cache

Printre indicatorii semnificativi de performanță ai unei unități se numără memoria cache. Folosind această resursă, un hard disk poate accelera semnificativ procedurile pentru efectuarea multor operațiuni cu fișiere. Memoria cache înregistrează cei mai frecventi algoritmi pentru solicitările către anumite resurse ale computerului. Dacă unele date sunt prezente în cache, atunci hard disk-ul nu trebuie să le caute în spațiul RAM sau printre fișiere. Cu cât dimensiunea memoriei cache este mai mare, cu atât mai bine. Dar valoarea optimă a indicatorului corespunzător recomandat de mulți experți este de 64 MB.

Contează marca?

Are sens să alegi un hard disk, toate celelalte lucruri fiind egale, în funcție de marcă? Opiniile experților IT și ale utilizatorilor în această chestiune sunt foarte diferite. Acest lucru se aplică atât recomandării de a se concentra asupra mărcii, cât și punctelor de vedere asupra calității unităților produse de un anumit producător. Unii utilizatori își vor caracteriza hard disk-ul produs de Samsung în mod exclusiv pozitiv; recenziile de la alți proprietari ai unui dispozitiv din marca coreeană pot fi mai puțin entuziaste. Unii experți IT laudă mărcile Hitachi și Toshiba, în timp ce alții nu le consideră mai bune decât concurenții lor. În același timp, aceste companii sunt lideri de piață. În orice caz, acest fapt ar trebui considerat semnificativ. A deveni lider pe piața extrem de competitivă a componentelor computerelor nu este ușor. Acest lucru se datorează probabil calității înalte a mărfurilor produse.

Deci, dacă avem nevoie de un hard disk pentru un PC sau laptop, atunci ne putem concentra pe următorul set de criterii:

Dimensiune (relevant în principal pentru laptopuri - nu este de dorit ca indicatorul corespunzător să fie mai mic decât sloturile prevăzute pentru plasarea hard disk-urilor; este inacceptabil ca acesta să fie mai mare);

Standarde suportate (este important ca interfețele tehnologice de pe hard disk să fie pe deplin compatibile cu resursele PC);

Volumul (subiectiv, dar 500 GB este indicatorul optim pentru majoritatea sarcinilor utilizatorului);

Viteza de rotație a plăcii (optim 7200 rpm);

Memoria cache (optim 64 MB).

De asemenea, este de dorit ca hard disk-ul să fie produs de un producător care este lider pe piața mondială pe segmentul de dispozitive corespunzător.

Un hard disk („hard disk drive” abreviat ca HDD) este un dispozitiv pentru stocarea permanentă a informațiilor. În lumea computerelor se mai numește: Hard disk, Winchester, şurub. Pe hard disk-ul computerului sunt stocate toate informațiile și datele: fișiere ale sistemului de operare, muzică și filme, documente și fotografii.

Aspectul hard diskului Organizare internă 1. Găuri pentru șuruburi care fixează capacul superior. 2.12. Carcasă pentru hard disk (hard disk). 3. Ax - un arbore pe care se rotesc plăcile magnetice cu informații. 4. Capete de citire, care citesc informații de pe plăci magnetice. 5,6,7. Drive cap de citire. 8. Conector de interfață pentru transmiterea informațiilor și comenzilor de service de pe hard disk la sistem și invers. Fotografia prezintă un conector ATA (IDE); modelele mai noi folosesc de obicei o interfață SATA (mai compactă). 9.10. Jumperii de configurare. Acestea sunt folosite pentru a seta diferite moduri de operare ale hard disk-ului, de exemplu Slave și Master (disc de pornire cu sistemul). 11. Conector pentru conectarea puterii (+12 volți) la disc. 13. Cablu pentru conectarea unității principale la placa de control a hard diskului. 14. Plăci magnetice cu toate informațiile stocate. 15. Găuri pentru șuruburi care fixează carcasa hard diskului în interiorul computerului.  Principiul de funcționare Pe scurt, principiul de funcționare al hard disk-urilor este foarte asemănător cu funcționarea casetofonelor și a casetofonelor cu bobină la bobină. Plăcile magnetice (cilindri) sunt acoperite cu un strat special de oxid de fier, pe care capul de citire scrie datele folosind un câmp magnetic alternativ. La citirea informațiilor, capul de citire trece peste zonele magnetizate ale plăcii. Ca urmare a acestui fapt, în cap apare un curent alternativ, care este transmis pentru procesare pe placa hard disk, unde se află elementul principal, microcontrolerul. Un microcontroler este o versiune simplificată a unui procesor conceput pentru a îndeplini sarcini specifice. Microcontrolerul din hard disk este responsabil pentru funcționalitatea acestuia. Structura stocării datelor pe un hard disk. Dacă toate informațiile de pe un hard disk ar fi stocate ca o simplă secvență de date, ca într-un casetofon, ar complica foarte mult munca utilizatorului. La urma urmei, ar fi imposibil să găsiți imediat începutul fișierului dorit sau să determinați spațiul liber pentru înregistrarea datelor noi. De aceea, orice hard disk are o anumită structură care vă permite să găsiți aproape instantaneu documentul dorit și să salvați fișiere noi. Din punct de vedere structural, discul poate fi împărțit în piste circulare, care la rândul lor sunt împărțite în sectoare. Un sector este cel mai mic bloc de date de pe un hard disk. Structura cilindrului hard diskului
De asemenea, orice hard disk are un sector de servicii special, a cărui dimensiune este de obicei de 10% din dimensiunea media. Acest sector conține informații de serviciu despre numărul de cilindri de pe hard disk, numărul de sectoare, dimensiunea acestora etc. Această secțiune conține și un tabel de sistem de fișiere. În esență, este o bază de date pe hard disk. În ea este înregistrată întreaga structură a discului: numele directoarelor (directoarelor), conținutul acestora (fișiere și subfoldere), etc. Întreaga structură de foldere și fișiere pe care le vedem când lucrăm pe un computer este formată tocmai din datele conținute în tabelul de fișiere. Când, de exemplu, dorim să urmărim un fișier video înregistrat pe acest hard disk, sistemul de operare citește informații despre sectoarele în care sunt înregistrate datele fișierului, determină sectorul de pornire (începutul fișierului) și începe să citească datele, care este procesat de sistemul de operare sau de un program special (în acest caz este un media player). Exact așa funcționează totul, pe scurt. Programe specializate pentru lucrul cu hard disk-uri