Як правильно називається жорсткий диск комп'ютера. Детально і просто про жорсткому диску він же HDD (hard disk drive)

Сьогодні ми поговоримо про те, що таке HDD накопичувачі, які вони бувають, розглянемо їх характеристики. Дізнаємося які з них є кращими, і які HDD купувати не варто.

Жорсткий диск - це накопичувач інформації, який застосовується в комп'ютерах і ноутбуках, для установки на нього операційної системи, драйверів, програм, а також для зберігання всіляких призначених для користувача файлів.

HDD - наполовину механічне, наполовину електронний пристрій, Що складається з магнітних пластин, що зчитують головок, шпинделя (мотора), і плати управління. Шпиндель, на якому закріплені магнітні пластини, розкручує їх до декількох тисяч об. в хвилину.

Вважається, що чим вище крутний момент шпинделя, то і швидкість його читання більше. Хоча до важливим чинникам ставляться: час довільного доступу і щільність запису. HDD відрізняються між собою швидкістю, об'ємом, ну і звичайно надійністю. Цей параметр їм гарантує фірма виробник.

Які фірми виробники краще?

Найнадійнішими і швидкими вважаються накопичувачі фірми Samsung. Фірма Hitachi випускає теж дуже хороші диски, Але швидкість у них менше. Середнім якістю володіють HDD фірми Western Digital. Вийшло так що ця фірма спочатку стала випускати свою продукцію на дешевих фабриках, які не мають висококласного обладнання. Найнижчим якістю виробництва пристроїв цього типу з відомих брендів є колись лідируюча американська фірма по електроніці Seagate. Ну а фірми Fujitsu і Toshiba зараз зовсім не можуть похвалитися якістю виробництва жорстких дисків.

Тому при виборі покупки HDD краще вибрати або Samsung, або Hitachi. Вони відрізняються своїми габаритами. На комп'ютери встановлюються HDD мають ширину диска 3,5 (дюйма), а на ноутбуки 2,5 (дюйма).

Швидкість вінчестера системного блоку комп'ютера становить понад 7000 об.мин., Але в продажу трапляються HDD з продуктивністю не вище 5500 об.мин. Такі низькообертовий екземпляри купувати не варто. А ось накопичувачі ноутбуків з частотою обертання 5400 об.мин. працюють набагато тихіше і не так гріються.

буфером у жорсткого диска називається кеш пам'ять, і служить для його прискорення. Вона коливається від 32 до 128 Мб. Хоча 32 Мб. буде і так досить для його нормальної роботи. Швидкість читання і запису є одним з найважливіших параметрів, Який дуже сильно впливає на робочу продуктивність пристрою.

Швидкість обміну інформацією

Хорошим показником для HDD прийнято вважати швидкість читання 110 - 140 мб / с. Не слід купувати HDD зі швидкістю не перевищує 100 мб / с. Час довільного доступу є другим важливим показником продуктивності вінчестера, після читання і запису. Вважається, що чим цей параметр менше, тим краще якість пристрою. В основному він впливає на копіювання та читання маленьких файлів. Досить непогано, якщо час доступу HDD становить 13 - 14 м.с. Носії даного типу бувають з двома видами роз'ємів. Це SATA 2 (більш ранній) і SATA 3. Ці роз'єми сумісні між собою, тому це ніяк не відбивається на роботі накопичувачів і їх швидкості. За останні десять років жорсткі диски абсолютно не змінилися. Тому і ціна на них залишилася приблизно на тому ж рівні.

Метод теплової магнітного запису

Метод теплової магнітного запису (англ. Heat-assisted magnetic recording, HAMR) Залишається перспективним, тривають його доопрацювання та впровадження. При використанні цього методу використовується точковий підігрів диска, який дозволяє голівці намагнічувати дуже дрібні області його поверхні. Після того, як диск охолоджується, намагніченість «закріплюється». На 2009 рік були доступні тільки експериментальні зразки, щільність запису яких становила 150 Гбіт / см². Фахівці Hitachi називають межа для цієї технології в 2,3-3,1 Тбит / см², а представники Seagate Technology - 7,75 Тбіт / см².

Структуровані носії даних

Структурований (паттернірованний) носій даних (англ. Bit patterned media), - перспективна технологія зберігання даних на магнітному носії, що використовує для запису даних масив однакових магнітних осередків, кожна з яких відповідає одному біту інформації, на відміну від сучасних технологій магнітного запису, в яких біт інформації записується на декількох магнітних доменах.

Характеристики

Кількість операцій вводу-виводу в секунду (Англ. IOPS) - у сучасних дисків це близько 50 оп. / С при довільному доступі до накопичувача і близько 100 оп. / Сек при послідовному доступі.

Споживання енергії - важливий фактор для мобільних пристроїв.

опірність ударам (Англ. G-shock rating) - опірність накопичувача різким стрибкам тиску або ударам, вимірюється в одиницях допустимого перевантаження у включеному і вимкненому стані.

Швидкість передачі даних (Англ. Transfer Rate) при послідовному доступі:

• внутрішня зона диска: від 44,2 до 74,5 Мб / с; [коли?]
• зовнішня зона диска: від 60,0 до 111,4 Мб / с. [коли?]

обсяг буфера - буфером називається проміжна пам'ять, призначена для згладжування відмінностей швидкості читання / запису і передачі по інтерфейсу. В сучасних дисках він зазвичай варіюється від 8 до 128 Мб.

Рівень шуму

Рівень шуму - шум, який виробляє механіка накопичувача при його роботі. Вказується в децибелах. Тихими накопичувачами вважаються пристрої з рівнем шуму близько 26 дБ і нижче. Шум складається з шуму обертання шпинделя (в тому числі аеродинамічного) і шуму позиціонування.

Для зниження шуму від жорстких дисків застосовують такі методи:

Пристрій

Жорсткий диск складається з гермозони і блоку електроніки.

гермозони

Гермозони включає в себе корпус з міцного сплаву, власне диски (пластини) з магнітним покриттям, в деяких моделях розділені сепараторами, а також блок головок з пристроєм позиціонування, і електропривод шпинделя.

Всупереч розхожій думці, в переважній більшості пристроїв всередині гермозони немає вакууму. Одні виробники роблять її герметичною (звідси і назва) і заповнюють очищеним і висушеним повітрям або нейтральними газами, зокрема, азотом, а для вирівнювання тиску встановлюють тонку металеву або пластикову мембрану. (В такому випадку всередині корпусу жорсткого диска передбачається маленький кишеню для пакетика силикагеля, який абсорбує водяні пари, що залишилися всередині корпусу після його герметизації). Інші виробники вирівнюють тиск через невеликий отвір з фільтром, здатним затримувати дуже дрібні (кілька мікрометрів) частки. Однак в цьому випадку вирівнюється і вологість, а також можуть проникнути шкідливі гази. Вирівнювання тиску необхідно, щоб запобігти деформації корпусу гермозони при перепадах атмосферного тиску (наприклад, в літаку) і температури, а також при прогріванні пристрою під час роботи.

Порошинки, які опинилися при складанні в гермозоні і потрапили на поверхню диска, при обертанні зносяться на ще один фільтр - пиловловлювач.

Сепаратор (роздільник) - пластина, виготовлена \u200b\u200bз пластику або алюмінію, що знаходиться між пластинами магнітних дисків і над верхньою пластиною магнітного диска. Використовується для вирівнювання потоків повітря всередині гермозони.

пристрій позиціонування

Пристрій позиціонування головок (жарг. актуатор) Являє собою малоінерційний [ ] Соленоїдний двигун. Він складається з нерухомої пари сильних неодімових постійних магнітів, а також котушки (соленоїд) на рухомому кронштейні блоку головок. Двигун, спільно з системою зчитування й обробки записаної на диск сервоінформаціі і контролером (VCM controller) утворює сервопривід.

Система позиціонування головок може бути і двухпріводной. При цьому основний електромагнітний привід переміщує блок зі звичайною точністю, а додатковий п'єзоелектричний механізм поєднує головки з магнітною доріжкою з підвищеною точністю.

Принцип роботи двигуна полягає в наступному: обмотка знаходиться всередині статора (зазвичай два нерухомих магніту), струм, що подається з різною силою і полярністю, змушує її точно позиціонувати кронштейн (коромисло) з головками по радіальної траєкторії. Від швидкості роботи пристрою позиціонування залежить час пошуку даних на поверхні пластин.

У кожному накопичувачі існує спеціальна зона, яка називається паркувальної, саме на ній зупиняються головки в ті моменти, коли накопичувач вимкнений, або знаходиться в одному з режимів низького енергоспоживання. У стані парковки кронштейн (коромисло) блоку головок знаходиться в крайньому положенні і впирається в обмежувач ходу. При операціях доступу до інформації (читання / запис) одним з джерел шуму є вібрація внаслідок ударів кронштейнів, що утримують магнітні головки, об обмежувачі ходу в процесі повернення головок в нульову позицію. Для зниження шуму на обмежниках ходу встановлені демпфирующие шайби з м'якої гуми. Значно зменшити шум жорсткого диска можна програмним шляхом, змінюючи параметри режимів прискорення і гальмування блоку головок. Для цього розроблена спеціальна технологія - Automatic Acoustic Management. Офіційно можливість програмного управління рівнем шуму жорсткого диска з'явилася в стандарті ATA / ATAPI-6 (для цього потрібно міняти значення керуючої змінної), хоча деякі виробники робили експериментальні реалізації і раніше.

блок електроніки

Інтерфейсний блок забезпечує сполучення електроніки жорсткого диска з рештою системи.

Блок управління являє собою систему управління, що приймає електричні сигнали позиціонування головок, і виробляє керуючі впливи приводом типу «звукова котушка», комутації інформаційних потоків з різних головок, управління роботою всіх інших вузлів (наприклад, управління швидкістю обертання шпинделя), прийому і обробки сигналів з датчиків пристрою (система датчиків може включати в себе одноосний акселерометр, який використовується в якості датчика удару, тривісний акселерометр, який використовується в якості датчика вільного падіння, датчик тиску, датчик кутових прискорень, датчик температури).

Блок ПЗУ зберігає керуючі програми для блоків управління і цифрової обробки сигналу, а також службову інформацію вінчестера.

Досить яскравий слід в історії жорстких дисків залишила компанія Quantum, а й вона на початку 2000-х зазнала невдачі, навіть ще більш фатальні, ніж IBM і Fujitsu - в жорстких дисках Quantum серії CX виходила з ладу мікросхема комутатора головок, розташована в гермобанке диска, що призводило до дуже дорогого вилучення даних з вийшов з ладу диска.

Одним з лідерів у виробництві дисків була компанія Maxtor. У 2001 році Maxtor викупила підрозділ жорстких дисків компанії Quantum і теж не уникла проблем з репутацією через так званих «тонких» дисків. У 2006 році Maxtor придбала компанія Seagate.

Навесні 2011 року виробництво Hitachi придбала компанія Western Digital (заводи 3,5-дюймових дисків були передані Toshiba в 2012 році); в той же час Samsung продала своє HDD-підрозділ компанії Seagate.

З 2012 року залишилося всього 3 основних виробника - Seagate, Western Digital і Toshiba.

Ринок жорстких дисків

вартість

З початку випуску жорстких дисків в 1956 році їх ціна знизилася з десятків тисяч доларів до десятків доларів в 2015 році. Вартість ємності знизилася від $ 9200 до $ 0,000 035 за один мегабайт.

низькорівневе форматування

на заключному етапі складання пристрою поверхні пластин форматируются - на них формуються доріжки і сектори. Конкретний спосіб визначається виробником та / або стандартом, але, як мінімум, на кожну доріжку наноситься магнітна мітка, що позначає її початок.

Існують утиліти, здатні тестувати фізичні сектори диска і обмежено переглядати і правити його службові дані. Конкретні можливості подібних утиліт сильно залежать від моделі диска і технічних відомостей, відомих автору програмного забезпечення відповідного сімейства моделей.

Геометрія магнітного диска

З метою адресації простору поверхні пластин диска діляться на доріжки - концентричні кільцеві області. Кожна доріжка ділиться на рівні відрізки - сектори . Адресація CHS передбачає, що всі доріжки в заданій зоні диска мають однакове число секторів.

циліндр - сукупність доріжок, рівновіддалених від центру, на всіх робочих поверхнях пластин жорсткого диска. номер головки задає використовувану робочу поверхню, а номер сектора - конкретний сектор на доріжці.

Щоб використовувати адресацію CHS, необхідно знати геометрію використовуваного диска: загальна кількість циліндрів, головок і секторів в ньому. Спочатку цю інформацію потрібно задавати вручну; в стандарті ATA -1 була введена функція автовизначення геометрії (команда Identify Drive).

Вплив геометрії на швидкість дискових операцій

Геометрія жорсткого диска впливає на швидкість читання записи. Ближче до зовнішнього краю пластини диска зростає довжина доріжок (вміщається більше секторів) і, відповідно, кількість даних, які пристрій може вважати або записати за один оборот. При цьому швидкість читання може змінюватися від 210 до 30 Мб / с. Знаючи цю особливість, доцільно розміщувати кореневі розділи операційних систем саме тут. Нумерація секторів починається від зовнішнього краю диска з нуля.

Особливості геометрії жорстких дисків з вбудованими контролерами

зонування

На пластинах сучасних «вінчестерів» доріжки згруповані в кілька зон (англ. Zoned Recording). Всі доріжки однієї зони мають однакову кількість секторів. Однак на доріжках зовнішніх зон секторів більше, ніж на доріжках внутрішніх. Це дозволяє, використовуючи велику довжину зовнішніх доріжок, домогтися більш рівномірної щільності запису, збільшуючи ємність пластини при тій же технології виробництва.

резервні сектори

Для збільшення терміну служби диска на кожній доріжці можуть бути присутніми додаткові резервні сектори. Якщо в будь-якому секторі виникає невиправна помилка, то цей сектор може бути підмінений резервним (англ. Remapping). Дані, які зберігалися в ньому, при цьому можуть бути втрачені або відновлені за допомогою ECC, а ємність диска залишиться колишньою. Існує дві таблиці перепризначення: одна заповнюється на заводі, інша - в процесі експлуатації. Межі зон, кількість секторів на доріжку для кожної зони і таблиці перепризначення секторів зберігаються в ПЗУ блоку електроніки.

логічна геометрія

У міру зростання ємності випускаються жорстких дисків їх фізична геометрія перестала вписуватися в обмеження, що накладаються програмними і апаратними інтерфейсами (див .: Обсяг жорсткого диска). Крім того, доріжки з різною кількістю секторів несумісні зі способом адресації CHS. В результаті контролери дисків стали повідомляти не реальну, а фіктивну, логічну геометрію, Вписується в обмеження інтерфейсів, але не відповідає реальності. Так, максимальні номера секторів і головок для більшості моделей беруться 63 і 255 (максимально можливі значення у функціях переривання BIOS INT 13h), а число циліндрів підбирається відповідно ємності диска. Сама ж фізична геометрія диска не може бути отримана в штатному режимі роботи і іншим частинам системи невідома.

адресація даних

Мінімальною адресується областю даних на жорсткому диску є сектор. Розмір сектора традиційно дорівнює 512 байт. У 2006 році IDEMA оголосила про перехід на розмір сектора 4096 байт, який планується завершити до 2010 року.

Компанія Western Digital вже повідомила про початок використання нової технології форматування, названої Advanced Format, і випустила серію накопичувачів, які використовують нову технологію. До цієї серії відносяться лінійки AARS / EARS і BPVT.

Перед використанням накопичувача з технологією Advanced Format для роботи в Windows XP необхідно виконати процедуру вирівнювання за допомогою спеціальної утиліти. Якщо розділи на диску створюються Windows Vista, Windows 7 і Mac OS, вирівнювання не потрібно.

У Windows Vista, Windows 7, Windows Server 2008 і Windows Server 2008 R2 присутній обмежена підтримка дисків з збільшеним розміром сектора.

Існує 2 основних способи адресації секторів на диску: циліндр-голівка-сектор (Англ. Cylinder-head-sector, CHS) і лінійна адресація блоків (Англ. Linear block addressing, LBA).

CHS

При цьому способі сектор адресується його фізичного стану на диску 3 координатами - номером циліндра, номером головки і номером сектора. У дисках об'ємом більше 528 482 304 байт (504 Мб) з вбудованими контролерами ці координати вже не відповідають фізичній положенню сектора на диску і є «логічними координатами» (див.).

LBA

При цьому способі адреса блоків даних на носії задається за допомогою логічного лінійного адреси. LBA-адресація почала впроваджуватися і використовуватися в 1994 році спільно зі стандартом EIDE (Extended IDE). Необхідність LBA була викликана, зокрема, появою дисків великих обсягів, які не можна було повністю використовувати за допомогою старих схем адресації.

LBA \u003d ((C ylinder × N oofheads + heads) × sectors / track) + (S ector - 1) (\\ displaystyle \\ mathrm (LBA) \u003d (\\ bigl () (\\ mathrm (Cylinder) \\ times \\ mathrm (No \\ of \\ \\ mathrm (heads)) + \\ mathrm (heads)) \\ times \\ mathrm (sectors / track) (\\ bigr)) + (\\ mathrm (Sector) -1))

Метод LBA відповідає Sector Mapping для SCSI. BIOS SCSI-контролера виконує ці завдання автоматично, тобто для SCSI-інтерфейсу метод логічної адресації був характерний спочатку.

порівняння інтерфейсів

Історія прогресу накопичувачів

• 1956 рік - жорсткий диск IBM 350 в складі першого серійного комп'ютера IBM 305 RAMAC. Накопичувач займав ящик розміром з великий холодильник і мав вагу 971 кг, а загальний обсяг пам'яті 50 оберталися в ньому покритих чистим залізом тонких дисків діаметром 610 мм становив близько 5 мільйонів 6-бітних слів (3,5 Мб в перерахунку на 8-бітові слова - байти).
• 1961 - в жорсткому диску IBM 1301 головки читання / запису вперше були встановлені для кожного диска, 28 Мбайт.
• 1973 рік - в жорсткому диску IBM 3340, що названим Winchester, вперше були застосовані легкі головки читання / запису, які летять над диском, що обертається під дією аеродинамічних сил, що дозволило значно зменшити повітряний зазор між диском і голівкою. Також вперше пластини і головки були упаковані в гермокамери, що виключило зовнішні впливи на механізм, 30 Мбайт.
• 1979 рік - в жорсткому диску IBM 3370 вперше магнітні головки були виготовлені по тонкоплівкової технології, що розробляється з кінця 1960-х років. Завдяки цьому щільність запису збільшилася до 7,53 Мбіт на дюйм. Тонкоплівкові головки читання / запису проводилися до 1991 року, після чого їх замінили магніторезистивні головки.
• 1980 рік - перший 5,25-дюймовий Winchester, Shugart ST-506, 5 Мб (промислові накопичувачі IBM досягали ємності в 1 Гбайт). Жорсткі диски типорозміру 5,25 "проводилися до 1998 року.
• 1981 року - 5,25-дюймовий Shugart ST-412, 10 Мб.
• 1983 рік - перший 3,5 дюймовий жорсткий диск, Випущений невеликою шотландською компанією Rodime, 10 Мб. Даний форм-фактор був запатентований Rodime як власний винахід.
• 1985 рік - стандарт ESDI, доопрацьований стандарт ST-412
• 1986 рік - стандарти SCSI, ATA (IDE).
• 1990 рік - максимальна ємність 320 Мб.
• 1991 рік - IBM випускає перший 2,5 дюймовий жорсткий диск Tamba-1 ємністю 63 Мб і вагою трохи більше 200г.
• 1992 рік - перший жорсткий диск зі швидкістю обертання шпинделя 7200 об / хв, 2,1 Гбайт.
• 1995 рік - максимальна ємність 2 Гб.
• 1996 рік - перший жорсткий диск зі швидкістю обертання шпинделя 10 000 об / хв, Seagate Cheetah.
• 1997 рік - максимальна ємність 10 Гб.
• 1998 рік - стандарти UDMA / 33 і ATAPI.
• 1999 рік - IBM випускає Microdrive ємністю 170 і 340 Мб.
• 2000 рік - IBM випускає Microdrive ємністю 500 Мб і 1 Гб. В цьому ж році з'явилися перші жорсткі диски зі швидкістю обертання шпинделя 15 000 оборотів в хвилину, випущені Seagate і IBM. На цьому гонка швидкостей обертання припинилася.
• 2002 рік - стандарт ATA / ATAPI-6 і накопичувачі місткістю понад 137 Гб.
• 2003 рік - Hitachi випускає Microdrive ємністю 2 Гб.
• 2004 рік - Seagate випускає ST1 - аналог Microdrive ємністю 2,5 і 5 Гб.
• 2005 рік - максимальна ємність 500 Гб.
• 2005 рік - стандарт Serial ATA 3G (або SATA II).
• 2005 рік - поява SAS (Serial Attached SCSI).
• 2005 рік - Seagate випускає ST1 - аналог Microdrive ємністю 8 Гб.
• 2006 рік - застосування перпендикулярного методу запису в комерційних накопичувачах.
• 2006 рік - поява перших «гібридних» жорстких дисків, що містять блок флеш-пам'яті.
• 2006 рік - Seagate випускає ST1 - аналог Microdrive ємністю 12 Гб.
• 2007 рік - Hitachi представляє перший комерційний накопичувач ємністю 1 Тб.
• 2009 рік - на основі 500-гігабайтних пластин Western Digital, потім Seagate випустили моделі ємністю 2 Тб.
• 2009 рік - Samsung випустила перші жорсткі диски з інтерфейсом USB 2.0
• 2009 рік - Western Digital оголосила про створення 2,5-дюймових HDD об'ємом 1 Тб (щільність запису - 333 Гб на одній пластині).
• 2009 рік - поява стандарту SATA 3.0 (SATA 6G).
• 2010 рік - Seagate випускає жорсткий диск об'ємом 3 Тб.
• 2010 рік - Samsung випускає жорсткий диск з пластинами, у яких щільність запису - 667 Гб на одній пластині
• 2011 рік - Western Digital випустила перший диск на 750-Гб пластинах.
• 2011 рік - Hitachi випустила перший диск на 1 Тб пластинах.
• 2011 рік - Seagate представила перший в світі 3,5-дюймовий диск об'ємом 4 Тбайта.
• 2013 рік - Western Digital випускає диск на 6 ТБ з 7 пластинами замість 5.
• 2014 рік - Western Digital випустила перший в світі диск на 10 ТБ з гелієм замість повітря. Має 7 пластин.

Жорсткий диск ( «Вінчестер», hdd, hard disc drive - eng.) - накопичувач інформації заснований на магнітних пластинах і ефекті магнетизму.

застосовується повсюдно в персональних комп'ютерах, ноутбуках, серверах і так далі.

Пристрій жорсткого диска. Як жорсткий диск працює.

У підлозі герметичномублоці знаходяться двосторонні пластини, з нанесеним на них магнітним шаром, Посаджені на вал двигуна і обертаються зі швидкістю від 5400 оборотів в мінуту.Блок не зовсім герметичний, але найголовніше він не пропускає дрібні частинки і не допускає перепадів вологості. Все це згубно позначається на терміні служби і якість роботи жорсткого диска.

У сучасних жорстких дисках, для вала використовуються. Це дає менший шум при роботі, значно збільшує довговічність і зменшує шанс заклинювання валу через який зруйнувався.

Зчитування і запис проводиться за допомогою блоку головок.

В робочому стані, головки парять над поверхнею диска на відстані ~ 10Нм. Вони мають аеродинамічну форму і піднімаються над поверхнею диска за рахунок висхідного потоку від крутиться пластини. Магнітні головки можуть знаходиться з двох боків пластини, якщо з кожного боку магнітного диска нанесені магнітні шари.

Сполучений блок головок має фіксоване положення, Тобто головки переміщаються всі разом.

Всіма головками, управляє спеціальний привід заснований на електромагнетизмі.

Неодимовий магніт створює магнітне поле, В якому з високою швидкістю реакції під впливом струму, може переміщатися блок головок. Це кращий і найшвидший варіант переміщення блоку головок, але ж колись то блок головок переміщався механічно, за допомогою шестерень.

Коли диск вимикається, щоб головки не опустилися на диск і не пошкодили його, вони забираються в зону паркування головок (Паркувальна зона, parking zone).

Це також, дозволяє без особливих обмежень транспортувати вимкнені жорсткі диски. У вимкненому стані, диск може витримати великі навантаження і не пошкодитися. У включеному стані, навіть невеликий поштовх під певним кутом може зруйнувати магнітний шар пластини або пошкодити голівки при торканні про диск.

Крім герметичній частині, у сучасних жорстких дисків є зовнішня плата керування. Коли то, все плати управління були вставлені в материнську плату комп'ютера в слоти розширення. Це було не зручно в плані універсальності і можливостей. Зараз у жорстких дисків, вся керуюча диском електроніка, і інтерфейсу розташовані на невеликій платі в нижній частині жорсткого диска. Завдяки цьому, можна налаштувати кожен диск під певні, вигідні з точки зору його будови параметри, даючи йому виграш у швидкості, або більш тиху роботу наприклад.

Для підключення інтерфейсу і харчування використовуються стандартні загальноприйняті роз'єми / і Molex/Power SATA.

Особливості.

Жорсткі диски є самими ємними хранителями інформації і щодо надійними. Обсяги дисків постійно ростуть, але останнім часом це пов'язано з деякими складнощами і для подальшого розширення обсягу, потрібні нові технології. Можна сказати, що жорсткі диски практично вийшли на пряму в досягненні максимальних можливостей. Поширенню жорстких дисків в основному посприяло співвідношення ценаоб'ём. У більшості випадків, гігабайт обсягу диска коштує менше ніж 2.5 рубля.

Плюси і мінуси жорстких дисків в порівнянні з.

До появи твердотільних SSD(solid state drive) - накопичувачів, у жорстких дисків не було конкурентів. Тепер у жорстких дисків є напрям куди потрібно прагнути.

Мінуси жорстких дисків(Hard drive) (ssd) накопичувачами:

• низька швидкість послідовного читання
• низька швидкість доступу
• низька швидкість читання
• трохи нижча швидкість запису
• вібрації і невеликий шум при роботі

Хоча з іншого боку, у жорстких дисків є інші, вагоміші переваги, до яких SSD накопичувачів прагнути і прагнути.

плюси жорстких дисків (Hard drive) в порівнянні з твердотільними (Ssd) накопичувачами:

• значно кращий показник об'ёмцена
• кращий показник надійності
• більший максимальний обсяг
• при виході з ладу, в рази більший шанс відновити дані
• кращий варіант для використання в медіа центрах, завдяки компактності і великим обсягом 2.5 накопичувачів

Про те, на що варто звертати увагу при виборі жорсткого диска, можна подивитися в нашій статті ««. Якщо вам необхідний ремонт жорсткого диска або відновлення інформації, можна звернутися до.

Накопичувач на жорстких магнітних дисках, Жорсткий диск або вінчестер, (англ. Hard Disk Drive, HDD) - незалежне, перезаписуваний комп'ютерне пристрій. Є основним накопичувачем даних практично у всіх сучасних комп'ютерах.

На відміну від «гнучкого» диска (дискети), інформація в НЖМД записується на жорсткі (алюмінієві або скляні) пластини, покриті шаром феромагнітного матеріалу, найчастіше двоокису хрому. Зчитувальні головки в робочому режимі не торкаються поверхні пластин завдяки прошарку набігаючого потоку повітря, утвореного у поверхні при швидкому обертанні. Відстань між головкою і диском складає декілька нанометрів (у сучасних дисках 5-10 нм), а відсутність механічного контакту забезпечує довгий термін служби жорсткого диска. При відсутності обертання дисків, головки знаходяться у шпінделя в безпечній зоні, де виключений їх контакт з поверхнею дисків.

Назва «вінчестер» жорсткий диск отримав завдяки фірмі IBM, яка в 1973 році випустила жорсткий диск моделі 3340, що вперше об'єднав в одному нероз'ємному корпусі пластини диска і читаючі головки. При його розробці інженери використовували коротку внутрішню назву "30-30", що означало два модулі (у максимальній компоновці) по 30 Мб кожен. Кеннет Хотон, керівник проекту, по співзвучності з позначенням популярного мисливської рушниці "Winchester 30-30" запропонував назвати цей диск "вінчестером".

У Європі та США назву «вінчестер» вийшло з ужитку в 1990-х роках, в російському ж комп'ютерному сленгу назва "вінчестер" збереглася, скоротившись до слова «гвинт».
Характеристики
Інтерфейс - спосіб, який використовується для передачі даних. Сучасні накопичувачі можуть використовувати інтерфейси ATA (AT Attachment, він же IDE - Integrated Drive Electronic), (EIDE), Serial ATA, SCSI (Small Computer System Interface), IEEE 1394, SAS, FireWire, USB, SDIO і Fibre Channel.

Ємність (англ. Capacity) - кількість даних, які можуть зберігатися накопичувачем. Ємність сучасних пристроїв досягає 1000 Гб. На відміну від прийнятої в інформатиці системі приставок, що позначають кратну 1 024 величину (кіло \u003d 1024, мега \u003d 1 048 576 і т. Д.), Виробниками при позначенні ємності жорстких дисків використовуються кратна 1000 величини. Так, напр., «Справжня» місткість жорсткого диска, маркованого як «200 Гб», становить 186,2 Гб.

Фізичний розмір (форм-фактор) - майже всі сучасні накопичувачі для персональних комп'ютерів і серверів мають розмір або 3,5, або 2,5 дюйма. Останні частіше застосовуються в ноутбуках. Інші поширені формати - 1,8 дюйма, 1,3 дюйма і 0,85 дюйма

Час довільного доступу (Англ. Random access time) - від 3 до 15 мс, як правило, мінімальним часом володіють серверні диски (наприклад, у Hitachi Ultrastar 15K147 - 3,7 мс), найбільшим з актуальних - диски для портативних пристроїв (Seagate Momentus 5400.3 - 12,5).

Швидкість обертання шпинделя (Англ. Spindle speed) - кількість оборотів шпинделя в хвилину. Від цього параметра в значній мірі залежать час доступу і швидкість передачі даних. В даний час випускаються вінчестери з наступними стандартними швидкостями обертання: 4200 5400 і 7200 (ноутбуки), 7200 і 10 000 (персональні комп'ютери), 10 000 і 15 000 об. / Хв. (Сервери і високопродуктивні робочі станції).

Надійність (англ. Reliability) - визначається як середній час напрацювання на відмову (Mean Time Between Failures, MTBF).

Кількість операцій вводу-виводу в секунду - у сучасних дисків це близько 50 оп. / Сек при довільному доступі до накопичувача і близько 100 оп. / Сек при послідовному доступі.

Споживання енергії - важливий фактор для мобільних пристроїв.

Рівень шуму - шум, який виробляє механіка накопичувача при його роботі. Вказується в децибелах. Тихими накопичувачами вважаються пристрої з рівнем шуму близько 26 дБ і нижче.

опірність ударам (Англ. G-shock rating) - опірність накопичувача різким стрибкам тиску або ударам, вимірюється в одиницях допустимого перевантаження g у включеному і вимкненому стані.

Швидкість передачі даних (Англ. Transfer Rate): Внутрішня зона диска: від 44,2 до 74,5 Мб / с
Зовнішня зона диска: від 74,0 до 111,4 Мб / с

Див. Також Основні фізичні та логічні параметри ЖД
Виробники
Велика частина всіх вінчестерів виробляються лише кількома компаніями: Seagate, Western Digital, Samsung, а також раніше належали IBM підрозділом по виробництву дисків фірми Hitachi. Fujitsu продовжує випускати жорсткі диски для ноутбуків і SCSI-диски, але покинула масовий ринок в 2001 році. Toshiba є основним виробником 2,5- і 1,8-дюймових ЖД для ноутбуків. Одним з лідерів у виробництві дисків була компанія Maxtor, добре відома своїми «розумними» алгоритмами кешування. У 2006 році відбулося злиття Seagate і Maxtor. В середині 1990-х років Seagate купила компанію Conner.
Пристрій
Жорсткий диск складається з наступних основних вузлів: корпус з міцного сплаву, власне жорсткі диски (пластини) з магнітним покриттям, блок головок з пристроєм позиціонування, електропривод шпинделя і блок електроніки.

Всупереч розхожій думці, жорсткі диски не герметичні. Внутрішня порожнина жорсткого диска повідомляється з атмосферою через фільтр, здатний затримувати дуже дрібні (декілька мкм) частинки. Це необхідно для підтримки постійного тиску усередині диска при коливаннях температури корпусу.
блок електроніки

Блок електроніки обов'язково містить: керуючий блок, постійний запам'ятовуючий пристрій (ПЗУ), буферну пам'ять, інтерфейсний блок і блок цифрової обробки сигналу.

Інтерфейсний блок забезпечує сполучення електроніки жорсткого диска з рештою системи.

Блок управління являє собою систему управління, що приймає електричні сигнали позиціонування головок, і виробляє керуючі впливи приводом типу «звукова котушка», комутації інформаційних потоків з різних головок, управління роботою всіх інших вузлів (наприклад, управління швидкістю обертання шпинделя).

Блок ПЗУ зберігає керуючі програми для блоків управління і цифрової обробки сигналу, а також службову інформацію вінчестера.

Буферна пам'ять згладжує різницю швидкостей інтерфейсної частини і накопичувача (використовується швидкодіюча статична пам'ять). Збільшення розміру буферної пам'яті дозволяє збільшити швидкість роботи накопичувача.

Блок цифрової обробки сигналу здійснює очищення ліченого аналогового сигналу і його декодування (витяг цифрової інформації). Для цифрової обробки застосовуються різні методи, наприклад метод PRML (Partial Response Maximum Likelihood - максимальне пpавдоподобіе пpи неповному відгуку). Здійснюється порівнянні прийнятого сигналу із зразками. При цьому вибирається зразок найбільш схожий за формою і тимчасовим характеристикам з декодіруемой сигналом.
Технології запису даних
Принцип роботи жорстких дисків схожий на роботу магнітофонів. Робоча поверхня диска рухається щодо голівки, що зчитує (наприклад, у вигляді котушки індуктивності з зазором в магнітопроводі). При подачі змінного електричного струму (при записі) на котушку головки, що виникає змінне магнітне поле з зазору головки впливає на феромагнетик поверхні диска і змінює напрямок вектора доменів залежно від величини сигналу. При зчитуванні переміщення доменів у зазору головки приводить до зміни магнітного потоку в муздрамтеатрі головки, що призводить до виникнення змінного електричного сигналу в котушці через ефект електромагнітної індукції.

Останнім часом для зчитування застосовують магніторезистивний ефект і використовують в дисках магніторезистивні головки. У них, зміна магнітного поля призводить до зміни опору, в залежності від зміни напруженості магнітного поля. Подібні головки дозволяють збільшити вірогідність достовірності зчитування інформації (особливо при великій щільності запису інформації).
Метод паралельного запису

На даний момент це найпоширеніша технологія запису інформації на НЖМД. Біти інформації записуються за допомогою маленької головки, яка проходячи над поверхнею диска, що обертається намагнічує мільярди горизонтальних дискретних областей - доменів. Кожна з цих областей є логічним нулем або одиницею, в залежності від намагніченості.

Максимально досяжна при використанні даного методу щільність запису оцінюється 150 Гбіт / дюйм (23Гбіт / см). У найближчому майбутньому очікується поступове витіснення даного методу методом перпендикулярного запису.
Метод перпендикулярного запису

Метод перпендикулярного запису - це технологія, при якій біти інформації зберігаються в вертикальних доменах. Це дозволяє використовувати більш сильні магнітні поля і знизити площа матеріалу, необхідну для запису 1 біта. Щільність запису у сучасних зразків - 100-150 Гбіт / дюйм (15-23 Гбіт / см), в подальшому планується довести щільність до 400-500 Гбіт / дюйм (60-75 Гбіт / см).

Жорсткі диски з перпендикулярним записом доступні на ринку з 2005 року.
Метод теплової магнітного запису

Метод теплової магнітного запису (англ. Heat assisted magnetic recording - HAMR) На даний момент активно розробляється. При використанні цього методу використовується точковий підігрів диска, який дозволяє голівці намагнічувати дуже дрібні області його поверхні. Після того, як диск охолоджується, намагніченість «закріплюється».
Історія прогресу накопичувачів
1956 - продаж першого комерційного жорсткого диска, IBM 350 RAMAC, 5 Мб. Він важив близько тонни, займав два ящики - кожен розміром з великий холодильник, а загальний обсяг пам'яті 50 оберталися в ньому покритих чистим залізом тонких дисків діаметром з велику піцу складав 5 мегабайтів
1980 - перший 5,25-дюймовий Winchester, Shugart ST-506, 5 Мб
1986 - Стандарт SCSI
1991 - Максимальна місткість 100 Мб
1995 - Максимальна місткість 2 Гб
1997 - Максимальна місткість 10 Гб
1998 - Стандарти UDMA / 33 і ATAPI
1999 - IBM випускає Microdrive ємністю 170 і 340 Мб
2002 - Взято бар'єр адресного простору вище 137 Гб
2003 - Поява SATA
2005 - Максимальна місткість 500 Гб
2005 - Стандарт Serial ATA 3G
2005 - Поява SAS (Serial Attached SCSI)
2006 - Застосування перпендикулярного методу запису в комерційних накопичувачах
2006 - Поява «гібридних» жорстких дисків, що містять додатковий блок флеш-пам'яті ємністю в одиниці гігабайт
2007 - Hitachi представляє накопичувач ємністю 1000 Гб

Примітки
Рушниця «Winchester Model 1 894» широко відомо як "Winchester 30-30" за назвою використовуваного патрона «.30-30».