Čo je to v skratke pevný disk? Je to pevný disk. Hlasitosť, rýchlosť a čas prístupu

Pevné disky patria medzi kľúčové komponenty PC alebo notebooku. do značnej miery závisí od vlastností týchto zariadení. Aké typy pevných diskov sú dnes dostupné na trhu? Ako vybrať optimálne zariadenie z pohľadu riešenia typických užívateľských úloh?

Čo je to pevný disk?

Pevný disk je hlavným zariadením na ukladanie súborov v počítači alebo notebooku. Konštrukčne ide o otočnú magnetickú platňu s čítacím a zapisovacím prvkom – hlavou. V slangu počítačových nadšencov sa nazýva „pevný disk“, „skrutka“, „pevný“. Špecifikom fungovania pevných diskov je, že čítacia a zapisovacia hlava sa súčasne nedotýka magnetickej platne. Vďaka tomu, ako aj množstvu ďalších konštrukčných prvkov, zariadenie funguje dlhodobo a možno ho považovať za jeden z najspoľahlivejších prostriedkov na ukladanie informácií.

Pevný disk je zdroj, na ktorom sa spravidla nachádzajú systémové súbory, to znamená tie, ktoré sú prítomné v štruktúre OS, rôznych aplikácií a hier. Inštalácia softvéru takmer vždy zahŕňa použitie prostriedkov pevného disku.

Väčšina moderných modelov počítačov podporuje pripojenie viacerých pevných diskov. Notebooky majú najčastejšie len jeden pevný disk kvôli malým rozmerom zodpovedajúcich zariadení. Navyše, ak hovoríme o typoch (na ich špecifiká sa pozrieme o niečo neskôr), ich maximálny počet je najčastejšie obmedzený dostupnosťou zodpovedajúcich slotov na počítači, ako aj výkonnostnými charakteristikami počítača.

Pevný disk je teda najdôležitejšou hardvérovou súčasťou počítača. Našou úlohou je určiť kritériá pre optimálny výber vhodného zariadenia pre PC. Na vyriešenie tohto problému bude užitočné najprv preskúmať klasifikáciu „pevných diskov“.

Klasifikácia pevných diskov

Pozrime sa teda na typy moderných pevných diskov dostupných na trhu počítačov.

Medzi najobľúbenejšie typy zariadení patrí pevný disk počítača, ktorý zodpovedá 3,5-palcovému rozmeru. Takéto disky majú rýchlosť otáčania 5400 alebo 7200 ot./min. Komunikácia medzi pevnými diskami a počítačmi prebieha pomocou rôznych rozhraní. Najbežnejšie sú IDE a SATA.

Existujú pevné disky prispôsobené pre servery. Ich veľkosť je spravidla rovnaká ako v PC, ale rýchlosť otáčania takýchto zariadení je oveľa vyššia - asi 15 000 otáčok za minútu. „Pevné disky“ pre servery sa pripájajú k hlavným hardvérovým komponentom najčastejšie cez rozhranie SCSI, ale je možná podpora pre sériové SATA alebo SAS štandardy. Serverový pevný disk je mimoriadne spoľahlivé zariadenie, čo nie je prekvapujúce: počítače, na ktorých sú takéto disky nainštalované, sú navrhnuté tak, aby slúžili kľúčovým oblastiam digitálnej infraštruktúry spoločností, vládnych organizácií a poskytovateľov internetu.

Tieto typy „pevných diskov“ musia byť nainštalované vo vnútri systémovej jednotky počítača alebo servera. Existujú však aj externé pevné disky. Pripájajú sa k jednému z externých portov počítača – najčastejšie USB alebo FireWire. Ich funkčnosť je vo všeobecnosti podobná funkciám interných zariadení. Kapacita pevného disku klasifikovaného ako externý je zvyčajne dosť veľká - asi 500-1000 GB. Faktom je, že tento typ zariadenia sa často používa na presun veľkého množstva údajov z jedného počítača do druhého.

Existujú pevné disky prispôsobené pre notebooky. Ich veľkosť je menšia ako u pevných diskov určených na inštaláciu do stolných počítačov – 2,5 palca. Rýchlosť pevného disku notebooku je najčastejšie 4200 alebo 5400 otáčok za minútu. Takéto pevné disky zvyčajne fungujú pri použití rozhrania SATA. Vyznačujú sa vysokou odolnosťou voči zmenám polohy, čo je vzhľadom na špecifický charakter používania notebookov celkom logické.

Medzi technologicky najvyspelejšie typy pevných diskov patria pevné disky. V zásade ich možno považovať za samostatnú triedu zariadení, pretože v ich štruktúre nie sú žiadne pohyblivé dosky. Dáta na tomto type pevného disku sa zapisujú do pamäte flash. Zariadenia tohto typu majú výhody aj nevýhody.

Mnoho popredných svetových výrobcov počítačov prispôsobuje svoje výrobné linky na výrobu zariadení vybavených jednotkami SSD. Tieto typy pevných diskov sú drahšie ako disky s rotačnými prvkami vo svojej štruktúre. V porovnaní s nimi sa však vyznačujú zníženou spotrebou energie, takmer úplnou absenciou hluku počas prevádzky a v mnohých prípadoch aj nižšou hmotnosťou. Čo sa týka rýchlosti, možno poznamenať, že typický údaj pre pevné disky SSD je 300 – 400 MB/s, čo je veľmi slušné v porovnaní s poprednými komunikačnými štandardmi podporovanými modernými počítačmi.

Rozhrania

Úspešná inštalácia pevného disku do počítača do značnej miery závisí od prítomnosti potrebných rozhraní v ňom. Uvažujme o špecifikách najbežnejších komunikačných štandardov na modernom trhu s počítačmi. Bude to užitočné pri porovnávaní úloh používateľa a typu „pevného disku“, ktorý je optimálny na ich riešenie.

Medzi najbežnejšie rozhrania na pripojenie externých pevných diskov patrí USB. Okrem toho môže byť tento komunikačný štandard prezentovaný v rôznych verziách - 1, 2 a 3. Rýchlosť pevného disku priamo závisí od jeho kompatibility s príslušnou technológiou. Čo sa týka 1. verzie rozhrania, môžeme povedať, že pri jeho použití je možný prenos dát rýchlosťou 12 Mbit/s, 2. garantuje výmenu súborov rýchlosťou až 480 Mbit/s, 3. generácia USB rozhraní poskytuje údaj 5 Gbit/s. Ak hodláte zariadenie využívať nielen na ukladanie súborov, ale napríklad aj na inštaláciu hier či programov, potom je najlepšie, ak podporuje najmodernejšie USB rozhrania – vo verzii 2 a ešte lepšie vo verzii 3.

Pomocou rozhrania FireWire je možné pripojiť aj externý pevný disk počítača. Vyznačuje sa vysokou rýchlosťou prenosu dát okolo 400 Mbit/s. Mimoriadne efektívne pri práci s video súbormi.

Pozrime sa na štandardy používané pri inštalácii interných jednotiek do PC. Rozhranie je považované za relatívne zastarané, ale stále populárne.

Dáta dokáže prenášať rýchlosťou okolo 133 Mbps. Bežné v stolných počítačoch, najmä kvôli pomerne veľkej veľkosti konektora, ktorá nie je optimálna pre konštrukčnú štruktúru prenosného počítača.

Rozhranie SATA je výsledkom vylepšení štandardu IDE. Umožňuje prenášať dáta rýchlosťou až 300 Mb/s. Charakterizovaná zvýšenou odolnosťou voči rušeniu. Aktívne sa používa v notebookoch - kvôli relatívne malej veľkosti konektora, ako aj dobrej rýchlosti prenosu dát.

Rozhranie SCSI, ako sme uviedli vyššie, sa inštaluje hlavne na servery. Vyznačuje sa tiež vysokou rýchlosťou prenosu dát – okolo 320 Mb/s. Dochádza k modernizovanej úprave predmetného rozhrania - SAS. Pevné disky fungujúce pri jeho aktivácii môžu poskytovať výmenu dát rýchlosťou približne 12 Gbit/s.

Kritériá výberu pevného disku

Charakteristiky rozhraní, o ktorých sme hovorili vyššie, možno považovať za dôležité kritériá pri výbere pevného disku. Oznámili sme aj množstvo ďalších dôležitých parametrov, ako napríklad rýchlosť otáčania prvkov zariadenia a tvarový faktor. Ale asi najvýznamnejšou charakteristikou z hľadiska výberu optimálneho modelu zariadenia je pamäť pevného disku. V mnohých ohľadoch je tento parameter subjektívny – mnohí používatelia uprednostnia rýchlejší pevný disk ako ten, ktorý pojme veľké množstvo súborov. Stále je to však prvá vec, ktorej mnohí používatelia venujú pozornosť.

Najdôležitejším aspektom pri výbere pevného disku je, že niektoré z jeho nominálnych charakteristík (napríklad kompatibilita s určitými rozhraniami) musia byť kompatibilné s komunikačnými schopnosťami počítača. Stáva sa, že pevný disk počítača je neuveriteľne technologicky vyspelý, ale podpora zodpovedajúcich štandardov na základnej doske počítača je nedostatočná. Pozrime sa na kľúčové nuansy kompatibility medzi pevnými diskami a niektorými hardvérovými komponentmi moderných počítačov.

Dôležitá je veľkostná kompatibilita

Vyššie sme uviedli, že pevné disky sa líšia veľkosťou. Môže sa zdať, že tento parameter je druhoradý. Často sa však ukáže, že je to takmer rozhodujúce. Faktom je, že inštalácia pevného disku do počítača alebo do zodpovedajúcej oblasti prenosného počítača bude mimoriadne zložitá, ak je veľkosť disku príliš malá, a teda neoptimálna z hľadiska využitia priestoru dostupného v štruktúre zariadenie. Ak sa ukáže, že rozmery sú príliš veľké, bude to prakticky nemožné - pevný disk sa jednoducho nezmestí do počítača.

Samozrejme, tento vzor je typický hlavne pre notebooky, pretože problémy s umiestnením pevného disku do „stolných“ počítačov zvyčajne nevznikajú (najmä kvôli dostupnosti rôznych prídavných zariadení). Preto pri plánovaní nákupu nových pevných diskov pre notebooky musíte vedieť, aká je presná veľkosť tých súčasných. Vyššie sme uviedli, že „pevné disky“ s 2,5-palcovým tvarovým faktorom sú bežné v zodpovedajúcich typoch počítačov. Musíte však mať na pamäti, že niektoré modely notebookov majú 1,8-palcové pevné disky.

Kompatibilita komunikačných štandardov

Komunikačné rozhrania pevného disku a základnej dosky PC musia byť tiež kompatibilné. Hlavnou nuansou sú rozdiely vo verziách štandardov výmeny údajov. Existujú teda tri varianty: Je dôležité, aby príslušný komunikačný štandard podporovaný jednotkou bol kompatibilný aj so základnou doskou. Môže sa stať, že používateľ si kúpi drahý pevný disk, ktorý poskytuje výmenu údajov podľa moderného štandardu SATA 3 (cena takýchto modelov môže byť asi 10 000 rubľov), ale počítač ho nebude môcť plne podporovať. Majiteľ PC tak môže výrazne preplatiť.

To isté platí pre koreláciu medzi štandardmi USB podporovanými pevným diskom a počítačom. Ak je pevný disk navrhnutý na pripojenie cez USB 3.0, ale základná doska ho nepodporuje, technologické možnosti zodpovedajúceho štandardu nebudú tiež plne realizované. Pokiaľ ide o rozhranie FireWire, môžeme povedať, že pri kúpe pevného disku, ktorý ho podporuje (cena zariadenia môže byť tiež slušná - asi 8 - 10 000 rubľov), sa musíte uistiť, že počítač je v zásade kompatibilný. s tým. Tento komunikačný štandard je typický pre notebooky, ale chýba na mnohých stolných počítačoch. Samozrejme, pevné disky, ktoré podporujú FireWire, sú zvyčajne kompatibilné aj s USB rozhraniami a je extrémne nepravdepodobné, že by zariadenie bolo nefunkčné z dôvodu chýbajúceho FireWire portu na PC. Ak ale používateľ napríklad očakával, že využije tú najočividnejšiu konkurenčnú výhodu FireWire – efektívnu prácu s video dátami, potom nemusí dostať požadované výsledky z pevného disku.

Optimálny objem

Ako sme uviedli vyššie, hlasitosť ako hlavná charakteristika zariadenia, akým je pevný disk, je veľmi subjektívny parameter. Mnohým používateľom relatívne postačí niekoľko gigabajtov diskového priestoru – napríklad ak pracujú najmä s dokumentmi. Niekomu sa terabajtový pevný disk nebude zdať dostatočne priestranný z dôvodu častého umiestňovania veľkých objemov multimediálneho obsahu naň – videí, fotografií, hudby.

Odporúčať optimálnu skladovaciu kapacitu je dosť ťažké. Koncept „viac, tým lepšie“ nie je vždy tou najlepšou možnosťou, opäť z ekonomického hľadiska. Môžete minúť peniaze za drahý, priestranný pevný disk - 1 TB. K dispozícii tak bude celý terabajt – v praxi ho však možno využiť sotva polovicu. Zároveň pri kúpe menej priestranného, ​​no lacnejšieho disku možno uvoľnené finančné prostriedky použiť na zlepšenie výkonu PC alebo notebooku (napríklad dokúpiť RAM modul alebo výkonnejší chladič procesora) .

Podľa mnohých IT špecialistov je 500 GB pevný disk optimálnym riešením pre väčšinu používateľských úloh. Takže na pevný disk s vhodnou kapacitou môžete umiestniť asi 100 - 150 tisíc fotografií v dobrej kvalite a nainštalovať asi 100 - 150 moderných hier. Ak majiteľ počítača nie je zberateľom fotografických majstrovských diel alebo hráčom, je nepravdepodobné, že použije aspoň polovicu zodpovedajúceho zdroja. Ak sa však zasa zaujíma o fotografovanie a hry, potom možnosti, ktoré mu 500 GB pevný disk poskytne, nemusia stačiť. Zároveň sa tento objem pevného disku považuje za jeden z optimálnych z hľadiska typických úloh, ktoré riešia moderní používatelia.

rýchlosť otáčok

Ďalším dôležitým parametrom, ktorý charakterizuje pevný disk, je rýchlosť otáčania platne. O ňom môžeme povedať, že je dôležitý z hľadiska skutočnej rýchlosti prenosu dát, ako aj dynamiky spracovania rôznych súborov operačným systémom. Ak sa pevný disk používa ako hlavný, to znamená, že je na ňom nainštalovaný operačný systém, sú na ňom nainštalované programy a hry, potom je lepšie, ak je príslušná charakteristika vyjadrená v čo najväčšom množstve. Ak si používateľ kúpi druhý pevný disk určený primárne na ukladanie súborov, tak v tomto zmysle nie je rýchlosť otáčania platní tým najdôležitejším ukazovateľom.

Čím vyššia je hodnota príslušného ukazovateľa, tým drahší je pohon. V tomto zmysle sa môže preplácanie vyšších otáčok, napriek tomu, že ich prítomnosť nevyžaduje, opäť ukázať ako nežiaduce. Pevný disk s vysokou rýchlosťou otáčania disku produkuje podstatne viac hluku ako disk s nižšou rýchlosťou otáčania a vyznačuje sa tiež vysokou spotrebou energie. Optimálny ukazovateľ pre moderné pevné disky, pri ktorom je možné efektívne vyriešiť väčšinu používateľských úloh, je 7200 otáčok za minútu.

Rýchla vyrovnávacia pamäť

Medzi významné ukazovatele výkonu jednotky patrí vyrovnávacia pamäť. Použitím tohto zdroja môže pevný disk výrazne urýchliť postupy na vykonávanie mnohých operácií so súbormi. Vyrovnávacia pamäť zaznamenáva najčastejšie algoritmy pre požiadavky na určité počítačové zdroje. Ak sú nejaké údaje prítomné vo vyrovnávacej pamäti, pevný disk ich nemusí hľadať v priestore RAM alebo medzi súbormi. Čím väčšia je veľkosť vyrovnávacej pamäte, tým lepšie. Ale optimálna hodnota zodpovedajúceho ukazovateľa odporúčaná mnohými odborníkmi je 64 MB.

Záleží na značke?

Má zmysel vybrať si pevný disk, ak sú všetky ostatné veci rovnaké, na základe značky? Názory IT expertov a používateľov na túto záležitosť sa veľmi líšia. Týka sa to ako odporúčania zamerať sa na značku, tak aj pohľadov na kvalitu pohonov vyrábaných konkrétnym výrobcom. Niektorí používatelia budú svoj pevný disk vyrobený spoločnosťou Samsung charakterizovať výlučne pozitívne, menej nadšené môžu byť recenzie iných majiteľov zariadenia kórejskej značky. Niektorí IT experti chvália značky Hitachi a Toshiba, iní ich nepovažujú za lepšie ako ich konkurentov. Tieto spoločnosti sú zároveň lídrami na trhu. V každom prípade treba túto skutočnosť považovať za významnú. Stať sa lídrom na vysoko konkurenčnom trhu počítačových komponentov nie je jednoduché. Je to pravdepodobne spôsobené vysokou kvalitou vyrábaného tovaru.

Ak teda potrebujeme pevný disk pre PC alebo notebook, môžeme sa zamerať na nasledujúci súbor kritérií:

Veľkosť (relevantná najmä pre notebooky - je nežiaduce, aby bol príslušný indikátor menší ako sloty určené na umiestnenie pevných diskov; je neprijateľné, aby bol väčší);

Podporované štandardy (je dôležité, aby technologické rozhrania na pevnom disku boli plne kompatibilné so zdrojmi PC);

Objem (subjektívne, ale 500 GB je optimálny ukazovateľ pre väčšinu úloh používateľa);

Rýchlosť otáčania taniera (optimálne 7200 ot./min.);

Vyrovnávacia pamäť (optimálne 64 MB).

Je tiež žiaduce, aby pevný disk vyrábal výrobca, ktorý je lídrom na svetovom trhu v príslušnom segmente zariadení.

Mnohí z vás vedia, že všetky informácie v počítači, prezentované vo forme súborov a priečinkov, sú uložené na pevnom disku. A tu, čo je pevný disk a na čo je určený, málokto správne odpovie. Pre ľudí, ktorí sú ďaleko od programovania, je veľmi ťažké predstaviť si, ako môžu byť informácie uložené na nejakom hardvéri. Toto nie je škatuľka ani papier, na ktorý by sa práve tieto informácie dali zapísať a schovať do škatule. Áno, pevný disk nie je krabica s písmenom.

Pevný disk (HDD, HMDD – z anglického hard (magnetic) disk drive) je magnetické pamäťové médium. V počítačovom slangu sa nazýva „Winchester“. Je určený na ukladanie informácií vo forme fotografií, obrázkov, listov, kníh rôznych formátov, hudby, filmov atď. Navonok toto zariadenie vôbec nevyzerá ako disk. Skôr to vyzerá ako malá obdĺžniková železná krabica.

Vnútorné časti pevného disku sú podobné starému prehrávaču vinylových platní.

Vo vnútri tejto kovovej skrinky sú na rovnakej osi umiestnené kruhové hliníkové alebo sklenené kotúčové dosky, po ktorých sa pohybuje čítacia hlava. Na rozdiel od prehrávača sa hlava pevného disku počas prevádzky nedotýka povrchu platní.

Pre jednoduché používanie je pevný disk rozdelený na niekoľko sekcií. Toto rozdelenie je podmienené. To sa vykonáva pomocou operačného systému alebo špeciálnych programov. Nové oddiely sa nazývajú logické disky. Sú im priradené písmená C, D, E alebo F. Zvyčajne sa inštalujú na jednotku C a súbory a priečinky sa ukladajú na iné jednotky, takže v prípade zlyhania systému sa vaše súbory a priečinky nepoškodia.

Pozrite si video o tom, čo je pevný disk:

Základné vlastnosti pevných diskov

• Faktor tvaru je šírka pevného disku v palcoch. Štandardná veľkosť pre stolný počítač je 3,5 palca a pre notebooky je to 2,5 palca;
• Rozhranie– moderné počítače používajú rôzne verzie pripojenia SATA k základnej doske. SATA, SATA II, SATA III. Staršie počítače používajú rozhranie IDE.
• Kapacita– ide o maximálne množstvo informácií, ktoré môže pevný disk uložiť, merané v gigabajtoch;
• Rýchlosť vretena je počet otáčok vretena za minútu. Čím vyššia je rýchlosť otáčania disku, tým lepšie. Pre operačné systémy je potrebné nainštalovať disky od 7 200 otáčok za minútu a vyššie a pre ukladanie súborov môžete nainštalovať disky s nižšími rýchlosťami.
• MTBF– toto je priemerný čas medzi poruchami vypočítaný výrobcom. Čím je väčšia, tým lepšie;
• Čas náhodného prístupu je priemerný čas potrebný na to, aby sa hlava umiestnila na ľubovoľnú časť plátku. Hodnota nie je konštantná.
• Odolnosť proti nárazu je schopnosť pevného disku odolávať zmenám tlaku a otrasom.
• Úroveň hluku, ktoré disk počas prevádzky vyžaruje sa meria v decibeloch. Čím menšie, tým lepšie.

Teraz už existujú SSD disky (solid-state drive v jednoduchom preklade - solid-state drive), ktoré nemajú ani vreteno, ani platne. Ide o pamäťové zariadenie založené na pamäťových čipoch.

Počet I/O operácií za sekundu(Angličtina) IOPS) - pre moderné disky je to asi 50 op./s s náhodným prístupom k mechanike a asi 100 op./s so sekvenčným prístupom.

Spotreba energie- dôležitý faktor pre mobilné zariadenia.

Odolnosť proti nárazu(Angličtina) Hodnotenie G-shock) - odolnosť pohonu voči náhlym tlakovým rázom alebo otrasom, meraná v jednotkách povoleného preťaženia v zapnutom a vypnutom stave.

Rýchlosť prenosu dát(Angličtina) Rýchlosť prenosu) so sekvenčným prístupom:

• vnútorná disková zóna: od 44,2 do 74,5 MB/s;
• vonkajšia zóna disku: 60,0 až 111,4 MB/s.

Kapacita vyrovnávacej pamäte- vyrovnávacia pamäť je medzipamäť navrhnutá na vyrovnávanie rozdielov v rýchlosti čítania/zápisu a rýchlosti prenosu cez rozhranie. Na moderných diskoch sa zvyčajne pohybuje od 8 do 64 MB.

Úroveň hluku

Silikónové podložky na upevnenie pevných diskov. Znížte vibrácie a hluk

Úroveň hluku- hluk, ktorý vytvára mechanika pohonu počas jeho prevádzky. Udávané v decibeloch. Za tiché disky sa považujú zariadenia s hlučnosťou okolo 26 dB alebo nižšou. Hluk pozostáva z hluku otáčania vretena (vrátane aerodynamického hluku) a hluku z polohy.

Na zníženie hluku z pevných diskov sa používajú nasledujúce metódy:

Výrobcovia

Spočiatku bola na trhu široká škála pevných diskov vyrábaných mnohými spoločnosťami. V dôsledku zvýšenej konkurencie, rýchleho rastu kapacity vyžadujúceho moderné technológie a klesajúcich ziskových marží bola väčšina výrobcov buď získaná konkurentmi, alebo prešli na iné typy produktov.

V súčasnosti sa vďaka presadzovaniu externých diskov na trh a rozvoju technológií typu SSD opäť zvýšil počet spoločností ponúkajúcich hotové riešenia.

Zariadenie

Pevný disk pozostáva z hermetickej zóny a elektronickej jednotky.

Hermozone

Rozložený pevný disk Samsung HD753LJ s kapacitou 750 GB

Demontovaný pevný disk

Hermetická zóna obsahuje puzdro z odolnej zliatiny, disky (dosky) s magnetickým povlakom, v niektorých modeloch oddelené separátormi, ako aj hlavový blok s polohovacím zariadením a elektrický pohon vretena.

Na rozdiel od všeobecného presvedčenia, drvivá väčšina zariadení nemá v uzavretej oblasti vákuum. Niektorí výrobcovia ho zapečatia (odtiaľ názov) a naplnia ho vyčisteným a vysušeným vzduchom alebo neutrálnymi plynmi, najmä dusíkom, a inštalujú tenkú kovovú alebo plastovú membránu na vyrovnanie tlaku. (V tomto prípade je vo vnútri puzdra pevného disku malé vrecko na balíček silikagélu, ktorý absorbuje vodnú paru zostávajúcu vo vnútri puzdra po jeho uzavretí). Iní výrobcovia vyrovnávajú tlak cez malý otvor pomocou filtra schopného zachytiť veľmi malé (niekoľko mikrometrov) častice. V tomto prípade sa však vyrovnáva aj vlhkosť a môžu prenikať aj škodlivé plyny. Vyrovnávanie tlaku je potrebné, aby sa zabránilo deformácii telesa kontajnmentu pri zmenách atmosférického tlaku (napr. v lietadle) a teploty, ako aj pri zohrievaní zariadenia počas prevádzky.

Prachové častice, ktoré sa pri montáži ocitnú v hermetickej zóne a dopadnú na povrch disku, sú pri otáčaní unášané do ďalšieho filtra – zberača prachu.

Disky (dosky) sú spravidla vyrobené z kovovej zliatiny. Hoci existovali pokusy vyrobiť ich z plastu a dokonca aj zo skla (IBM), takéto platne sa ukázali ako krehké a krátkodobé. Obe roviny dosiek sú ako magnetická páska pokryté najjemnejším feromagnetickým prachom – oxidmi železa, mangánu a iných kovov. Presné zloženie a technológia aplikácie sú obchodným tajomstvom. Väčšina lacných zariadení obsahuje jednu alebo dve platne, existujú však modely s viacerými platňami.

Disky sú pevne pripevnené k vretene. Počas prevádzky sa vreteno otáča rýchlosťou niekoľko tisíc otáčok za minútu (od 3600 do 15 000). Pri tejto rýchlosti sa v blízkosti povrchu dosky vytvorí silný prúd vzduchu, ktorý zdvihne hlavy a prinúti ich, aby sa vznášali nad povrchom dosky. Tvar hláv je vypočítaný tak, aby bola zabezpečená optimálna vzdialenosť od dosky počas prevádzky. Kým sa disky nezrýchlia na rýchlosť potrebnú na to, aby hlavy „vzlietli“, parkovacie zariadenie drží hlavy dovnútra miesto na parkovanie. Tým sa zabráni poškodeniu hláv a pracovnej plochy platní. Vretenový motor pevného disku je trojfázový synchrónny, čo zaisťuje stabilitu otáčania magnetických diskov uložených na osi (vretenu) motora. Stator motora obsahuje tri vinutia spojené do hviezdy s kohútikom v strede a rotor je permanentný prierezový magnet.

Separátor (separátor) je doska vyrobená z plastu alebo hliníka umiestnená medzi platňami magnetických diskov a nad hornou doskou magnetického disku. Používa sa na vyrovnanie prúdenia vzduchu vo vnútri ochranného priestoru.

Polohovacie zariadenie

Demontovaný pevný disk. Horná doska statora solenoidového motora bola odstránená

Zariadenie na polohovanie hlavy (servopohon, jarg. aktuátor) je solenoidový motor s nízkou zotrvačnosťou. Skladá sa z pevného páru silných neodýmových permanentných magnetov, ako aj cievky (solenoidu) na pohyblivom držiaku hlavnej jednotky.

Princíp činnosti motora je nasledovný: vinutie je umiestnené vo vnútri statora (zvyčajne dva pevné magnety), prúd dodávaný s rôznou silou a polaritou ho núti presne umiestniť konzolu (vahadlo) s hlavami pozdĺž radiálu. cesta. Rýchlosť činnosti polohovacieho zariadenia určuje čas potrebný na vyhľadávanie údajov na povrchu platní.

Každý pohon má špeciálnu zónu nazývanú parkovacia zóna, kde sa hlavy zastavia, keď je pohon vypnutý alebo je v jednom z režimov nízkej spotreby. V odstavenom stave je konzola (vahadlo) hlavového bloku v krajnej polohe a opiera sa o doraz pojazdu. Pri operáciách prístupu k informáciám (čítanie/zápis) sú jedným zo zdrojov hluku vibrácie spôsobené nárazmi konzol, ktoré držia magnetické hlavy proti dorazom počas procesu vracania hlavíc do nulovej polohy. Na zníženie hluku sú na dorazoch pojazdu inštalované tlmiace podložky z mäkkej gumy. Zmenou parametrov režimov zrýchlenia a spomalenia hlavnej jednotky môžete výrazne znížiť hlučnosť pevného disku pomocou softvéru. Na tento účel bola vyvinutá špeciálna technológia - Automatic Acoustic Management. Oficiálne sa možnosť programového riadenia úrovne hluku pevného disku objavila v štandarde ATA / ATAPI-6 (na to je potrebné zmeniť hodnotu riadiacej premennej), hoci niektorí výrobcovia už experimentálne implementovali.

Jednotka elektroniky

Jednotka rozhrania spája elektroniku pevného disku so zvyškom systému.

Riadiaca jednotka je riadiaci systém, ktorý prijíma elektrické signály o polohovaní hlavy a generuje riadiace činnosti pomocou kmitacej cievky, prepína toky informácií z rôznych hláv, riadi činnosť všetkých ostatných komponentov (napríklad riadenie rýchlosti vretena), prijíma a spracováva. signály zo snímačov zariadenia (systém snímačov môže zahŕňať jednoosový akcelerometer používaný ako snímač otrasov, trojosový akcelerometer používaný ako snímač voľného pádu, snímač tlaku, snímač uhlového zrýchlenia, snímač teploty).

V bloku ROM sú uložené riadiace programy pre riadiace jednotky a digitálne spracovanie signálu, ako aj servisné informácie o pevnom disku.

Vyrovnávacia pamäť vyrovnáva rozdiel rýchlosti medzi časťou rozhrania a diskom (používa sa vysokorýchlostná statická pamäť). Zväčšenie veľkosti vyrovnávacej pamäte v niektorých prípadoch umožňuje zvýšiť rýchlosť disku.

Jednotka na spracovanie digitálneho signálu čistí načítaný analógový signál a dekóduje ho (extrahuje digitálne informácie). Na digitálne spracovanie sa používajú rôzne metódy, napríklad metóda PRML (Partial Response Maximum Likelihood - maximálna pravdepodobnosť s neúplnou odpoveďou). Prijatý signál sa porovnáva so vzorkami. V tomto prípade sa vyberie vzorka, ktorá je svojím tvarom a časovými charakteristikami najviac podobná dekódovanému signálu.

Nízkoúrovňové formátovanie

V záverečnej fáze montáže zariadenia sú povrchy dosiek naformátované - na nich sú vytvorené stopy a sektory. Konkrétnu metódu určuje výrobca a/alebo norma, ale minimálne každá stopa je označená magnetickou značkou označujúcou jej začiatok.

Existujú nástroje, ktoré môžu testovať fyzické sektory disku a prezerať a upravovať jeho servisné dáta v obmedzenom rozsahu. Špecifické možnosti takýchto nástrojov veľmi závisia od modelu disku a technických informácií známych autorovi softvéru pre príslušnú modelovú rodinu.

Geometria magnetického disku

Aby bolo možné adresovať priestor, povrchy diskových platní sú rozdelené na stopy- oblasti sústredného prstenca. Každá trať je rozdelená na rovnaké časti - sektorov. CHS adresovanie predpokladá, že všetky stopy v danej oblasti disku majú rovnaký počet sektorov.

Valec- súbor stôp rovnomerne rozmiestnených od stredu na všetkých pracovných plochách platní pevného disku. Číslo hlavyšpecifikuje pracovnú plochu, ktorá sa má použiť (to znamená špecifickú dráhu z valca) a číslo sektora- špecifický sektor na trati.

Ak chcete použiť adresovanie CHS, musíte to vedieť geometria použitý disk: celkový počet valcov, hláv a sektorov v ňom. Spočiatku sa tieto informácie museli zadávať manuálne; v štandarde ATA-1 bola zavedená funkcia autogeometrie (príkaz Identify Drive).

Vplyv geometrie na rýchlosť diskových operácií

Geometria pevného disku ovplyvňuje rýchlosť čítania a zápisu. Bližšie k vonkajšiemu okraju diskovej platne sa zväčšuje dĺžka stôp (môže sa zmestiť viac sektorov) a podľa toho aj množstvo dát, ktoré môže zariadenie prečítať alebo zapísať za otáčku. V tomto prípade sa rýchlosť čítania môže meniť od 50 do 30 MB/s. Po znalosti tejto funkcie je vhodné umiestniť koreňové oddiely operačných systémov sem. Číslovanie sektorov začína od vonkajšieho okraja disku od nuly. V GParted je vonkajší okraj disku umiestnený vľavo (v diagrame) a v hornej časti (v zozname).

Vlastnosti geometrie pevných diskov so vstavanými ovládačmi

Zónovanie

Na platniach moderných pevných diskov sú stopy zoskupené do niekoľkých zón. Zónové nahrávanie). Všetky stopy jednej zóny majú rovnaký počet sektorov. Na dráhach vonkajších zón je však viac sektorov ako na dráhach vnútorných. To umožňuje pri použití väčšej dĺžky externých stôp dosiahnuť rovnomernejšiu hustotu záznamu a zvýšiť kapacitu platne pri rovnakej výrobnej technológii.

Rezervné sektory

Na zvýšenie životnosti disku môžu byť na každej stope ďalšie náhradné sektory. Ak sa v niektorom sektore vyskytne neopraviteľná chyba, potom môže byť tento sektor nahradený rezervným. premapovanie). Dáta v ňom uložené sa môžu stratiť alebo obnoviť pomocou ECC a kapacita disku zostane rovnaká. Existujú dve tabuľky preradenia: jedna je vyplnená vo výrobe, druhá počas prevádzky. Hranice zón, počet sektorov na stopu pre každú zónu a tabuľky premapovania sektorov sú uložené v pamäti ROM elektroniky.

Logická geometria

Ako kapacita vyrábaných pevných diskov rástla, ich fyzická geometria už nezodpovedala obmedzeniam vyplývajúcim zo softvérových a hardvérových rozhraní (pozri: Kapacita pevných diskov). Okrem toho stopy s rôznym počtom sektorov nie sú kompatibilné s metódou adresovania CHS. Výsledkom bolo, že radiče diskov začali hlásiť nie skutočné, ale fiktívne, logická geometria, čo zapadá do obmedzení rozhraní, ale nezodpovedá realite. Maximálne čísla sektorov a hláv pre väčšinu modelov sú teda 63 a 255 (maximálne možné hodnoty vo funkciách prerušenia BIOS INT 13h) a počet valcov sa vyberá podľa kapacity disku. Fyzickú geometriu samotného disku nemožno pri bežnej prevádzke získať a ostatné časti systému ju nepoznajú.

Adresovanie údajov

Minimálna adresovateľná dátová oblasť na pevnom disku je sektore. Veľkosť sektora je tradične 512 bajtov. V roku 2006 IDEMA oznámila prechod na sektor s veľkosťou 4096 bajtov, ktorý sa má dokončiť do roku 2010.

Spoločnosť Western Digital už oznámila použitie novej technológie formátovania s názvom Advanced Format a vydala sériu jednotiek využívajúcich túto novú technológiu. Táto séria zahŕňa línie AARS/EARS a BPVT.

Pred použitím jednotky s technológiou Advanced Format v systéme Windows XP musíte vykonať postup zarovnania pomocou špeciálneho nástroja. Ak sú diskové oblasti vytvorené systémom Windows Vista, Windows 7 a Mac OS, zarovnanie sa nevyžaduje.

Windows Vista, Windows 7, Windows Server 2008 a Windows Server 2008 R2 majú obmedzenú podporu pre veľké sektorové disky.

Existujú 2 hlavné spôsoby adresovania sektorov na disku: sektor hlavy valcov(Angličtina) sektor hlavy valcov, CHS) A lineárne blokové adresovanie(Angličtina) lineárne blokové adresovanie, LBA).

C.H.S.

Pri tejto metóde je sektor adresovaný svojou fyzickou polohou na disku s 3 súradnicami - číslo valca, číslo hlavy A číslo sektora. Na diskoch väčších ako 528 482 304 bajtov (504 MB) so zabudovanými radičmi už tieto súradnice nezodpovedajú fyzickej polohe sektora na disku a sú to „logické súradnice“ (pozri).

LBA

Pri tejto metóde je adresa dátových blokov na médiu špecifikovaná pomocou logickej lineárnej adresy. LBA adresovanie sa začalo implementovať a používať v roku 1994 v spojení so štandardom EIDE (Extended IDE). Potrebu LBA vyvolal najmä nástup veľkokapacitných diskov, ktoré nebolo možné plne využiť pomocou starých adresných schém.

Metóda LBA zodpovedá mapovaniu sektorov pre SCSI. BIOS radiča SCSI vykonáva tieto úlohy automaticky, to znamená, že metóda logického adresovania bola pôvodne charakteristická pre rozhranie SCSI.

Technológie na zaznamenávanie údajov

Princíp fungovania pevných diskov je podobný ako pri fungovaní magnetofónov. Pracovná plocha disku sa pohybuje vzhľadom na čítaciu hlavu (napríklad vo forme induktora s medzerou v magnetickom obvode). Pri privádzaní striedavého elektrického prúdu (počas záznamu) do hlavovej cievky výsledné striedavé magnetické pole z hlavovej medzery ovplyvňuje feromagnet povrchu disku a mení smer vektora doménovej magnetizácie v závislosti od sily signálu. Počas čítania vedie pohyb domén v hlavovej medzere k zmene magnetického toku v magnetickom obvode hlavy, čo vedie k objaveniu sa striedavého elektrického signálu v cievke vplyvom elektromagnetickej indukcie.

V poslednej dobe sa magnetorezistívny efekt používa na čítanie a magnetorezistívne hlavy sa používajú v diskoch. V nich vedie zmena magnetického poľa k zmene odporu v závislosti od zmeny intenzity magnetického poľa. Takéto hlavy umožňujú zvýšiť pravdepodobnosť spoľahlivého čítania informácií (najmä pri vysokej hustote záznamu informácií).

Metóda pozdĺžneho záznamu

Pevné disky s kolmým záznamom sú na trhu dostupné od roku 2005.

Metóda tepelného magnetického záznamu

Metóda tepelného magnetického záznamu Teplom podporovaný magnetický záznam, HAMR ) je v súčasnosti najperspektívnejšia z existujúcich a v súčasnosti sa aktívne rozvíja. Táto metóda využíva bodové zahrievanie disku, čo umožňuje hlave magnetizovať veľmi malé oblasti jeho povrchu. Po ochladení disku je magnetizácia „pevná“. Od roku 2009 boli k dispozícii iba experimentálne vzorky, ktorých hustota záznamu bola 150 Gbit/cm². Špecialisti Hitachi nazývajú limit pre túto technológiu 2,3–3,1 Tbit/cm², zástupcovia Seagate Technology - 7,75 Tbit/cm².

Štruktúrované pamäťové médium

Štruktúrované (vzorované) pamäťové médium Médium s bitovým vzorom), je sľubná technológia na ukladanie údajov na magnetické médium, využívajúca na záznam údajov pole identických magnetických buniek, z ktorých každá zodpovedá jednému bitu informácie, na rozdiel od moderných technológií magnetického záznamu, v ktorých je bit informácie zaznamenané na niekoľkých magnetických doménach.

Metóda samoskladania polymérov

Teraz najnovším vývojom v oblasti zvyšovania objemu HDD je metóda samoskladania polymérov (14. novembra 2012).

Porovnanie rozhrania

	Šírka pásma, Mbit/s	Maximálna dĺžka kábla, m	Je potrebný napájací kábel?	Počet jednotiek na kanál	Počet vodičov v kábli	Ďalšie funkcie
UltraATA /133	1064	0,46	Áno (3,5") / Nie (2,5")	2	40/80	Controller+2Slave, hot swapping nie je možný
SATA-300	3000	1	Áno	1	7	Host/Slave, hot swap na niektorých ovládačoch
SATA-600	6144	žiadne dáta	Áno	1	7
FireWire/400	400			63	4/6
FireWire/800	800	4,5 (s reťazovým pripojením do 72 m)	Áno/Nie (v závislosti od rozhrania a typu disku)	63	9	zariadenia sú rovnaké, je možná výmena za chodu
USB 2.0	480	5 (so sériovým pripojením, cez rozbočovače, až 72 m)		127	4
USB 3.0	4800	žiadne dáta	Áno/Nie (v závislosti od typu pohonu)	žiadne dáta	9	Obojsmerný, kompatibilný s USB 2.0
Ultra-320 SCSI	2560	12	Áno	16	50/68	zariadenia sú rovnaké, je možná výmena za chodu
SAV	3000	8	Áno	Viac ako 16 384		hot swap; k SAS radičom je možné pripojiť SATA zariadenia
eSATA	3000	2	Áno	1 (s násobiteľom portov do 15)	7	Host/Slave, vymeniteľné za chodu

História priebehu jazdy

Trh s pevnými diskami

Následky povodní v Thajsku (2011)

V dôsledku povodne došlo k zaplaveniu viacerých priemyselných zón, kde sa nachádzajú továrne na výrobu pevných diskov, čo podľa odborníkov spôsobilo nedostatok pevných diskov na svetovom trhu. Podľa Piper Jaffray v štvrtom štvrťroku 2011 bude nedostatok pevných diskov na globálnom trhu 60-80 miliónov kusov s objemom dopytu 180 miliónov; od 9. novembra 2011 sa ceny pevných diskov už zvýšili o 10 až 60 %. Do polovice roka 2012 sa úroveň výroby a ceny pevných diskov vrátili na predchádzajúcu úroveň.

pozri tiež

Poznámky

1. Referenčná príručka - Pevné disky (anglicky). - Prehľad technológie pevných diskov. Archivované z originálu 23. augusta 2011. Získané 28. júla 2009.
2. http://www.storagereview.com/guide/histEarly.html Referenčná príručka – Pevné disky – Early Disk Drives (anglicky)
3. Archívy IBM: Úložný priestor s priamym prístupom IBM 3340
4. Pevný disk alebo pevný disk?
5. Seagate predstavil 4 TB pevný disk
6. Medailista 545XE (anglicky) . Seagate (17. august 1994). (neprístupný odkaz - príbeh) Získané 8. decembra 2008.(neprístupný odkaz - príbeh)
   Špecifikácia disku Medalist 545xe (Seagate ST3660A) uvádza tieto parametre: formátovaný objem 545,5 MB a geometria 1057 cylindrov × 16 hláv × 63 sektorov × 512 bajtov na sektor = 545 513 472 bajtov. Deklarovaný objem 545,5 sa však získa z geometrie iba vtedy, ak sa vydelí 1000 × 1000; po delení 1024x1024 dostaneme hodnotu 520,2.
   Pevný disk Barracuda 7200.9 320 GB PATA (ST3320833A) (anglicky) . Seagate. - Karta Technické špecifikácie. Archivované z originálu 23. augusta 2011. Získané 8. decembra 2008.
   Ďalší príklad: uvedený objem je 320 GB a počet dostupných sektorov je 625 142 448. Ak sa však počet sektorov vynásobí ich veľkosťou (512), výsledok bude 320 072 933 376. „320“ odtiaľto sa získa iba vydelením o 1000³, pri delení 1024³ je to len 298.
7. Databáza znalostí Seagate. Normy na meranie skladovacej kapacity (ruština)
8. http://www.hitachigst.com/hdd/support/15k147/15k147.htm
9. http://www.seagate.com/products/notebook/momentus.html (neprístupný odkaz - príbeh)
10. Recenzia Scythe Quiet Drive na thg.ru
11. Toshiba: Tlačová správa z 1. októbra 2009
12. Seagate dokončila akvizíciu divízie pevných diskov Samsung | Seagate
13. Zariadenie pevného disku. R.LAB (23. júna 2010). Archivované z originálu 3. februára 2012.
14. Zúčtovanie s pevným diskom (prechod na spodok pevných diskov), časti 1-3 / Publikácie / hi-Tech
15. Zbierka nástrojov pre nízkoúrovňovú diagnostiku a opravu pevných diskov. ???. Archivované
16. Pomôcka na diagnostiku a opravu pevných diskov UDMA-3000 s modulmi pre mnoho modelov. ???. Archivované z originálu 23. augusta 2011. Overené???.

Tento článok bude hovoriť len o pevných diskoch (HDD), teda o magnetických diskových médiách. Nasledujúci článok bude o SSD diskoch.

Čo je pevný disk

Podľa tradície sa pozrime na definíciu pevného disku na Wikipédii:
Pevný disk (skrutka, pevný disk, pevný disk, HDD, HDD, HMDD) je úložné zariadenie s náhodným prístupom založené na princípe magnetického záznamu.
Používajú sa v drvivej väčšine počítačov a tiež ako samostatne pripojené zariadenia na ukladanie záložných kópií dát, ako úložisko súborov atď.
Poďme na to trochu prísť. Páči sa mi výraz „pevný disk“. Týchto päť slov vyjadruje podstatu. HDD je zariadenie, ktorého účelom je uchovávať dáta na ňom zaznamenané po dlhú dobu. Základom HDD sú pevné (hliníkové) disky so špeciálnym povlakom, na ktoré sa pomocou špeciálnych hláv zaznamenávajú informácie.
Nebudem podrobne zvažovať samotný proces nahrávania - v podstate ide o fyziku posledných ročníkov školy a som si istý, že sa do toho nechcete ponoriť, a o tom tento článok vôbec nie je.
Venujme pozornosť aj slovnému spojeniu: „náhodný prístup“, čo zhruba znamená, že my (počítač) môžeme kedykoľvek prečítať informácie z ktoréhokoľvek úseku železnice.
Dôležitým faktom je, že pamäť HDD nie je volatilná, to znamená, že bez ohľadu na to, či je napájanie pripojené alebo nie, informácie zaznamenané v zariadení nikde nezmiznú. Toto je dôležitý rozdiel medzi trvalou pamäťou počítača a dočasnou pamäťou (RAM).
Pri pohľade na pevný disk počítača v reálnom živote neuvidíte ani disky, ani hlavy, pretože to všetko je skryté v zapečatenom obale (hermetická zóna). Vonkajšie pevný disk vyzerá takto.
Myslím, že chápete, čo je HDD. Pokračuj.

Prečo počítač potrebuje pevný disk?

Pozrime sa, čo je HDD v počítači, teda akú úlohu zohráva v PC. Je jasné, že ukladá dáta, ale ako a čo. Tu zdôrazňujeme nasledujúce funkcie HDD:
- Ukladanie OS, užívateľského softvéru a ich nastavení;
- Ukladanie používateľských súborov: hudba, videá, obrázky, dokumenty atď.;
- využitie časti kapacity pevného disku na ukladanie údajov, ktoré sa nezmestia do pamäte RAM (swap súbor), alebo ukladanie obsahu pamäte RAM počas režimu spánku;
- Ako vidíte, pevný disk počítača nie je len skládka fotografií, hudby a videí. Je na ňom uložený celý operačný systém a navyše pevný disk pomáha vyrovnať sa so záťažou RAM, pričom preberá niektoré jeho funkcie.

Z čoho pozostáva pevný disk?

Čiastočne sme spomenuli komponenty pevného disku, teraz sa na to pozrieme podrobnejšie. Takže hlavné komponenty HDD:
- Puzdro - chráni mechanizmy pevného disku pred prachom a vlhkosťou. Spravidla je utesnený tak, aby sa dovnútra nedostala vlhkosť a prach;
- Disky (placky) - platne vyrobené z určitej kovovej zliatiny, potiahnuté z oboch strán, na ktorých sú zaznamenané údaje. Počet tanierov sa môže líšiť - od jedného (v rozpočtových možnostiach) po niekoľko;
- Motor - na vretene, na ktorom sú upevnené palacinky;
- Hlavový blok - štruktúra vzájomne prepojených pák (vahadiel) a hlavíc. Časť pevného disku, ktorá naň číta a zapisuje informácie. Na jednu palacinku sa používa pár hláv, pretože horná aj spodná časť fungujú;
- Polohovacie zariadenie (aktor) - mechanizmus, ktorý uvádza do činnosti blok hlavy. Pozostáva z dvojice permanentných neodýmových magnetov a cievky umiestnenej na konci hlavového bloku;
- Controller - elektronický čip, ktorý riadi činnosť HDD;
- Odstavná plocha - miesto vo vnútri pevného disku vedľa diskov alebo na ich vnútornej časti, kde sú hlavy počas nečinnosti spustené (zaparkované), aby nedošlo k poškodeniu pracovnej plochy palaciniek.
Toto je jednoduché zariadenie s pevným diskom. Vznikol pred mnohými rokmi a už dlhší čas sa v ňom nerobia zásadné zmeny. A ideme ďalej.

Ako funguje pevný disk?

Po privedení energie na HDD sa motor, na vretene, na ktorom sú palacinky pripevnené, začne točiť. Po dosiahnutí rýchlosti, pri ktorej sa na povrchu diskov vytvára konštantný prúd vzduchu, sa hlavy začnú pohybovať.
Táto sekvencia (najskôr sa roztočia disky a potom začnú pracovať hlavy) je potrebná na to, aby sa vďaka výslednému prúdeniu vzduchu hlavy vznášali nad platňami. Áno, nikdy sa nedotýkajú povrchu diskov, inak by sa disk okamžite poškodil. Vzdialenosť od povrchu magnetických dosiek k hlavám je však taká malá (~10 nm), že ju voľným okom neuvidíte.
Po spustení sa v prvom rade načítajú servisné informácie o stave pevného disku a ďalšie potrebné informácie o ňom umiestnené na takzvanej nulovej stope. Až potom sa začína práca s dátami.
Informácie na pevnom disku počítača sa zaznamenávajú na stopy, ktoré sú zase rozdelené do sektorov (ako pizza nakrájaná na kúsky). Na zapisovanie súborov sa niekoľko sektorov spája do klastra, čo je najmenšie miesto, kam je možné zapísať súbor.
Okrem tohto „horizontálneho“ oddielu disku existuje aj konvenčný „vertikálny“ oddiel. Pretože sú všetky hlavy kombinované, sú vždy umiestnené nad rovnakým číslom stopy, každá nad vlastným diskom. Počas prevádzky HDD sa teda zdá, že hlavy ťahajú valec.
Keď je HDD spustený, v podstate vykonáva dva príkazy: čítanie a zápis. Keď je potrebné vykonať príkaz zápisu, vypočíta sa oblasť na disku, kde sa vykoná, potom sa umiestnia hlavy a v skutočnosti sa príkaz vykoná. Výsledok sa potom skontroluje. Okrem zápisu dát priamo na disk končia informácie aj v jeho cache.
Ak radič dostane príkaz na čítanie, najprv skontroluje, či sú požadované informácie v cache. Ak tam nie je, znova sa vypočítajú súradnice pre umiestnenie hláv, potom sa hlavy umiestnia a načítajú sa údaje.
Po dokončení práce, keď zmizne napájanie pevného disku, sú hlavy automaticky zaparkované v parkovacej zóne.
Takto v podstate funguje pevný disk počítača. V skutočnosti je všetko oveľa komplikovanejšie, ale priemerný používateľ s najväčšou pravdepodobnosťou takéto podrobnosti nepotrebuje, takže dokončíme túto časť a pokračujeme.

Typy pevných diskov a ich výrobcovia

Dnes sú na trhu v skutočnosti traja hlavní výrobcovia pevných diskov: Western Digital (WD), Toshiba, Seagate. Plne pokrývajú dopyt po zariadeniach všetkých typov a požiadaviek. Zostávajúce spoločnosti buď skrachovali, boli pohltené jednou z troch hlavných spoločností, alebo boli zmenené.
Ak hovoríme o typoch HDD, možno ich rozdeliť takto:

1. Pri notebookoch je hlavným parametrom veľkosť zariadenia 2,5 palca. To umožňuje ich kompaktné umiestnenie v puzdre na laptop;
2. Pre PC - v tomto prípade je možné použiť aj 2,5″ pevné disky, ale spravidla sa používajú 3,5″;
3. Externé pevné disky – zariadenia, ktoré sú samostatne pripojené k PC/laptopu, najčastejšie slúžia ako úložisko súborov.
Existuje aj špeciálny typ pevného disku - pre servery. Sú identické s bežnými PC, môžu sa však líšiť pripojovacími rozhraniami a väčším výkonom.

Všetky ostatné rozdelenia HDD na typy vychádzajú z ich charakteristík, tak ich zvážme.

Špecifikácie pevného disku

Takže hlavné charakteristiky pevného disku počítača:

Objem je ukazovateľ maximálneho možného množstva dát, ktoré je možné uložiť na disk. Prvá vec, na ktorú sa zvyčajne pozerajú pri výbere HDD. Toto číslo môže dosiahnuť 10 TB, aj keď pre domáce PC často volia 500 GB - 1 TB;
- Form factor - veľkosť pevného disku. Najbežnejšie sú 3,5 a 2,5 palca. Ako je uvedené vyššie, 2,5″ sa vo väčšine prípadov inštalujú do notebookov. Používajú sa aj v externých HDD. 3,5″ je nainštalovaný v počítačoch a serveroch. Formát tiež ovplyvňuje objem, pretože na väčší disk sa zmestí viac údajov;
- Rýchlosť otáčania vretena - akou rýchlosťou rotujú palacinky. Najbežnejšie sú 4200, 5400, 7200 a 10000 ot./min. Táto vlastnosť priamo ovplyvňuje výkon, ako aj cenu zariadenia. Čím vyššia je rýchlosť, tým väčšie sú obe hodnoty;
- Rozhranie - spôsob (typ konektora) pripojenia HDD k počítaču. Najpopulárnejším rozhraním pre interné pevné disky je dnes SATA (staršie počítače používali IDE). Externé pevné disky sa zvyčajne pripájajú cez USB alebo FireWire. Okrem tých, ktoré sú uvedené, existujú aj také rozhrania ako SCSI, SAS;
- Objem vyrovnávacej pamäte (cache memory) - typ rýchlej pamäte (typ RAM) inštalovanej na radiči pevného disku, určený na dočasné ukladanie údajov, ku ktorým sa najčastejšie pristupuje. Veľkosť vyrovnávacej pamäte môže byť 16, 32 alebo 64 MB;
- Čas náhodného prístupu - čas, počas ktorého je zaručené, že HDD bude zapisovať alebo čítať z akejkoľvek časti disku. Rozsahy od 3 do 15 ms;

Okrem vyššie uvedených charakteristík môžete nájsť aj také ukazovatele ako:

Rýchlosť prenosu dát;
- Počet I/O operácií za sekundu;
- Úroveň hluku;
- Spoľahlivosť;
- Odolnosť proti nárazu atď.;
To je všetko o vlastnostiach HDD.

Keď sa počítač spustí, súbor firmvéru uložený v čipe BIOS skontroluje hardvér. Ak je všetko v poriadku, prenesie riadenie na zavádzač operačného systému. Potom sa načíta operačný systém a môžete začať používať počítač. Zároveň, kde bol operačný systém uložený pred zapnutím počítača? Ako zostala vaša esej, ktorú ste písali celú noc, nedotknutá po vypnutí PC? Ešte raz, kde je uložený?

Dobre, asi som zašiel priďaleko a všetci dobre viete, že počítačové dáta sú uložené na pevnom disku. Nie každý však vie, čo to je a ako to funguje, a keďže ste tu, usudzujeme, že by sme to chceli zistiť. Nuž, poďme to zistiť!

Čo je pevný disk

Podľa tradície sa pozrime na definíciu pevného disku na Wikipédii:

HDD (skrutka, pevný disk, pevný magnetický disk, HDD, HDD, HMDD) - pamäťové zariadenie s náhodným prístupom založené na princípe magnetického záznamu.

Používajú sa v drvivej väčšine počítačov a tiež ako samostatne pripojené zariadenia na ukladanie záložných kópií dát, ako úložisko súborov atď.

Poďme na to trochu prísť. Páči sa mi termín" pevný disk ". Týchto päť slov vyjadruje podstatu. HDD je zariadenie, ktorého účelom je uchovávať dáta na ňom zaznamenané po dlhú dobu. Základom HDD sú pevné (hliníkové) disky so špeciálnym povlakom, na ktoré sa pomocou špeciálnych hláv zaznamenávajú informácie.

Nebudem podrobne zvažovať samotný proces nahrávania - v podstate ide o fyziku posledných ročníkov školy a som si istý, že sa do toho nechcete ponoriť, a o tom tento článok vôbec nie je.

Venujme pozornosť aj vete: „ náhodný prístup „Čo, zhruba povedané, znamená, že my (počítač) môžeme kedykoľvek prečítať informácie z ktoréhokoľvek úseku železnice.

Dôležitým faktom je, že pamäť HDD nie je volatilná, to znamená, že bez ohľadu na to, či je napájanie pripojené alebo nie, informácie zaznamenané v zariadení nikde nezmiznú. Toto je dôležitý rozdiel medzi trvalou pamäťou počítača a dočasnou pamäťou ().

Pri pohľade na pevný disk počítača v reálnom živote neuvidíte ani disky, ani hlavy, pretože to všetko je skryté v zapečatenom obale (hermetická zóna). Externe vyzerá pevný disk takto:

Prečo počítač potrebuje pevný disk?

Pozrime sa, čo je HDD v počítači, teda akú úlohu zohráva v PC. Je jasné, že ukladá dáta, ale ako a čo. Tu zdôrazňujeme nasledujúce funkcie HDD:

• Ukladanie OS, používateľského softvéru a ich nastavení;
• Ukladanie používateľských súborov: hudba, videá, obrázky, dokumenty atď.;
• Použitie časti miesta na pevnom disku na ukladanie údajov, ktoré sa nezmestia do pamäte RAM (swap súbor) alebo ukladanie obsahu pamäte RAM počas používania režimu spánku;

Ako vidíte, pevný disk počítača nie je len skládka fotografií, hudby a videí. Je na ňom uložený celý operačný systém a navyše pevný disk pomáha vyrovnať sa so záťažou RAM, pričom preberá niektoré jeho funkcie.

Z čoho pozostáva pevný disk?

Čiastočne sme spomenuli komponenty pevného disku, teraz sa na to pozrieme podrobnejšie. Takže hlavné komponenty HDD:

• Rám — chráni mechanizmy pevného disku pred prachom a vlhkosťou. Spravidla je utesnený tak, aby sa dovnútra nedostala vlhkosť a prach;
• Disky (palacinky) - platne vyrobené z určitej kovovej zliatiny, obojstranne potiahnuté, na ktorých sú zaznamenané údaje. Počet tanierov sa môže líšiť - od jedného (v rozpočtových možnostiach) po niekoľko;
• Motor — na vretene, na ktorom sú upevnené palacinky;
• Blok hlavy - prevedenie vzájomne prepojených pák (vahadiel) a hlavíc. Časť pevného disku, ktorá naň číta a zapisuje informácie. Na jednu palacinku sa používa pár hláv, pretože horná aj spodná časť fungujú;
• Polohovacie zariadenie (aktuátor ) - mechanizmus, ktorý poháňa blok hlavy. Pozostáva z dvojice permanentných neodýmových magnetov a cievky umiestnenej na konci hlavového bloku;
• Ovládač — elektronický mikroobvod, ktorý riadi činnosť HDD;
• Parkovacia zóna - miesto vo vnútri pevného disku pri diskoch alebo na ich vnútornej časti, kde sú hlavy počas odstávky spustené (zaparkované), aby nedošlo k poškodeniu pracovnej plochy palaciniek.

Toto je jednoduché zariadenie s pevným diskom. Vznikol pred mnohými rokmi a už dlhší čas sa v ňom nerobia zásadné zmeny. A ideme ďalej.

Ako funguje pevný disk?

Po privedení energie na HDD sa motor, na vretene, na ktorom sú palacinky pripevnené, začne točiť. Po dosiahnutí rýchlosti, pri ktorej sa na povrchu diskov vytvára konštantný prúd vzduchu, sa hlavy začnú pohybovať.

Táto sekvencia (najskôr sa roztočia disky a potom začnú pracovať hlavy) je potrebná na to, aby sa vďaka výslednému prúdeniu vzduchu hlavy vznášali nad platňami. Áno, nikdy sa nedotýkajú povrchu diskov, inak by sa disk okamžite poškodil. Vzdialenosť od povrchu magnetických dosiek k hlavám je však taká malá (~10 nm), že ju voľným okom neuvidíte.

Po spustení sa v prvom rade načítajú servisné informácie o stave pevného disku a ďalšie potrebné informácie o ňom umiestnené na takzvanej nulovej stope. Až potom sa začína práca s dátami.

Informácie na pevnom disku počítača sa zaznamenávajú na stopy, ktoré sú zase rozdelené do sektorov (ako pizza nakrájaná na kúsky). Na zapisovanie súborov sa niekoľko sektorov spája do klastra, čo je najmenšie miesto, kam je možné zapísať súbor.

Okrem tohto „horizontálneho“ oddielu disku existuje aj konvenčný „vertikálny“ oddiel. Pretože sú všetky hlavy kombinované, sú vždy umiestnené nad rovnakým číslom stopy, každá nad vlastným diskom. Zdá sa teda, že počas prevádzky HDD hlavy ťahajú valec:

Keď je HDD spustený, v podstate vykonáva dva príkazy: čítanie a zápis. Keď je potrebné vykonať príkaz zápisu, vypočíta sa oblasť na disku, kde sa vykoná, potom sa umiestnia hlavy a v skutočnosti sa príkaz vykoná. Výsledok sa potom skontroluje. Okrem zápisu dát priamo na disk končia informácie aj v jeho cache.

Ak radič dostane príkaz na čítanie, najprv skontroluje, či sú požadované informácie v cache. Ak tam nie je, znova sa vypočítajú súradnice pre umiestnenie hláv, potom sa hlavy umiestnia a načítajú sa údaje.

Po dokončení práce, keď zmizne napájanie pevného disku, sú hlavy automaticky zaparkované v parkovacej zóne.

Takto v podstate funguje pevný disk počítača. V skutočnosti je všetko oveľa komplikovanejšie, ale priemerný používateľ s najväčšou pravdepodobnosťou takéto podrobnosti nepotrebuje, takže dokončíme túto časť a pokračujeme.

Typy pevných diskov a ich výrobcovia

Dnes sú na trhu v skutočnosti traja hlavní výrobcovia pevných diskov: Western Digital (WD), Toshiba, Seagate. Plne pokrývajú dopyt po zariadeniach všetkých typov a požiadaviek. Zostávajúce spoločnosti buď skrachovali, boli pohltené jednou z troch hlavných spoločností, alebo boli zmenené.

Ak hovoríme o typoch HDD, možno ich rozdeliť takto:

1. Pri notebookoch je hlavným parametrom veľkosť zariadenia 2,5 palca. To umožňuje ich kompaktné umiestnenie v puzdre na laptop;
2. Pre PC - v tomto prípade je možné použiť aj 2,5" pevné disky, ale spravidla sa používajú 3,5";
3. Externé pevné disky sú zariadenia, ktoré sa samostatne pripájajú k PC/laptopu, najčastejšie slúžia ako úložisko súborov.

Existuje aj špeciálny typ pevného disku - pre servery. Sú identické s bežnými PC, môžu sa však líšiť pripojovacími rozhraniami a väčším výkonom.

Všetky ostatné rozdelenia HDD na typy vychádzajú z ich charakteristík, tak ich zvážme.

Špecifikácie pevného disku

Takže hlavné charakteristiky pevného disku počítača:

• Objem — ukazovateľ maximálneho možného množstva dát, ktoré je možné uložiť na disk. Prvá vec, na ktorú sa zvyčajne pozerajú pri výbere HDD. Toto číslo môže dosiahnuť 10 TB, aj keď pre domáce PC často volia 500 GB - 1 TB;
• Faktor tvaru — veľkosť pevného disku. Najbežnejšie sú 3,5 a 2,5 palca. Ako je uvedené vyššie, 2,5″ sa vo väčšine prípadov inštalujú do notebookov. Používajú sa aj v externých HDD. 3,5″ je nainštalovaný v počítačoch a serveroch. Formát tiež ovplyvňuje objem, pretože na väčší disk sa zmestí viac údajov;
• Rýchlosť vretena — akou rýchlosťou sa palacinky otáčajú? Najbežnejšie sú 4200, 5400, 7200 a 10000 ot./min. Táto vlastnosť priamo ovplyvňuje výkon, ako aj cenu zariadenia. Čím vyššia je rýchlosť, tým väčšie sú obe hodnoty;
• Rozhranie — spôsob (typ konektora) pripojenia HDD k počítaču. Najpopulárnejším rozhraním pre interné pevné disky je dnes SATA (staršie počítače používali IDE). Externé pevné disky sa zvyčajne pripájajú cez USB alebo FireWire. Okrem tých, ktoré sú uvedené, existujú aj také rozhrania ako SCSI, SAS;
• Objem vyrovnávacej pamäte (vyrovnávacia pamäť) - typ rýchlej pamäte (napríklad RAM) nainštalovanej na radiči pevného disku, ktorá je určená na dočasné ukladanie údajov, ku ktorým sa najčastejšie pristupuje. Veľkosť vyrovnávacej pamäte môže byť 16, 32 alebo 64 MB;
• Čas náhodného prístupu — čas, počas ktorého je zaručené, že HDD bude zapisovať alebo čítať z akejkoľvek časti disku. Rozsahy od 3 do 15 ms;

Okrem vyššie uvedených charakteristík môžete nájsť aj také ukazovatele ako: