Pevný disk čo to je? Vlastnosti pevných diskov. Podrobne a jednoducho o pevnom disku je to tiež HDD (pevný disk)

Prvý sériový pevný disk s kapacitou 16 kb vydala IBM už v roku 1973 a obsahovala 30 magnetických valcov s 30 stopami. Vývojári s ostrým jazykom zachytili podobnosť týchto čísel so značkou "30/30", ktorá zodpovedá názvu zbrane - "Winchester".

je pevný disk.

Hlavným prvkom pevných diskov (HDD - Hard Disk Drive) je niekoľko pevných hliníkových alebo sklenených dosiek okrúhleho tvaru - diskov. Povrch takéhoto disku je pokrytý tenkou vrstvou látky, ktorá je schopná zachovať zvyškovú magnetizáciu po vystavení vonkajšiemu magnetickému poľu. Táto vrstva sa nazýva pracovná alebo magnetická vrstva a ukladajú sa na ňu zaznamenané dáta. Pohon pozostáva z takýchto prvkov.

• Disky s rotačným pohonom, ktoré sú namontované na spoločnej vertikálnej osi.
• Hlavy čítania / zápisu informácií s vlastným pohonom.

Hlavným kritériom kvality je hustota záznamu povrchu. Moderný indikátor je 60-80 GB / tanier.

Každý pevný disk pozostáva z troch hlavných blokov. Poďme sa teda pozrieť na ingrediencie štruktúra pevného disku.

Prvý blok- v skutočnosti samotné úložisko informácií je jeden alebo viac sklenených (alebo kovových) diskov. Štruktúra disku vyzerá takto: magnetický povrch každého disku je rozdelený na sústredné " stopy (track)“, ktoré sú zase rozdelené do segmentov - sektorov. Spolu so stopami, ktoré majú svoje vlastné číslo a sektory, sú tu valce. Valec je súbor všetkých stôp, ktoré sa navzájom vertikálne zhodujú na všetkých pracovných plochách. Ak teda chcete zistiť, koľko valcov obsahuje pevný disk, stačí vynásobiť počet skladieb celkovým počtom pracovných plôch. Nízkoúrovňovým formátovaním disku, ktoré sa vykonáva u výrobcu, sa na začiatku a na konci každého sektora vytvárajú oblasti, ktoré obsahujú informácie o ich číslach a iné (servisné informácie). Veľkosť sektora je 571 bajtov, z toho 512 bajtov je vyhradených pre užitočné dáta pre užívateľa, ostatné sú pre hlavičku (hlavičku) alebo prefix, ktorý určuje začiatok a číslo sektora a koniec (upútavku) alebo príponu, kde kontrolný súčet potrebný na kontrolu integrity disku.

Druhý blok- mechanika pevného disku, ktorá je zodpovedná za rotáciu poľa "palaciniek" a presné umiestnenie systému čítacích hláv. Každá pracovná plocha pevného disku zodpovedá jednej čítacej hlave a sú umiestnené vertikálne v presnom stĺpci. To znamená, že v každom danom čase sú všetky hlavy na dráhach s rovnakým číslom. To znamená, že pracujú v rámci toho istého valca.

Tretí blok zahŕňa elektronické vypchávky - mikroobvody zodpovedné za spracovanie údajov, opravu možných chýb a kontrolu mechanickej časti, ako aj mikroobvody vyrovnávacej pamäte.

Cluster je najmenšia oblasť disku, ktorá je pridelená súboru alebo jeho časti. Každý súbor zaberá miesto na disku rovnajúce sa celočíselnému počtu klastrov. Klaster sa spravidla skladá z niekoľkých sektorov.

Pri pevných diskoch sa veľkosť klastra určuje počas formátovania a závisí od verzie operačného systému a veľkosti disku. Miesto na disku sa však využíva neefektívne. Napríklad musíte uložiť súbor s veľkosťou 500 bajtov. S vedomím, že každý súbor môže zaberať miesto na celočíselnom počte klastrov, bude v tomto prípade obsadený jeden klaster. Súbor bude zapísaný s nepotrebným miestom na disku.

Charakteristiky kvality pevného disku

Čas vyhľadávania sektora. Čas hľadania sektora (čas latencie) je priemerný čas potrebný na to, aby bol požadovaný sektor pod hlavou potom, ako sa dostane na stopu. Priemerný čas vyhľadávania sa rovná polovici periódy rotácie disku a vypočíta sa podľa vzorca:

Priemerný čas vyhľadávania = 1/(otáčky motora*2)

Teda pri rýchlosti 7200 ot./min. čas hľadania je 4,17 ms.

Rýchlosť čítania a špecifikácia. Priemerná rýchlosť čítania dát je asi 40-45 MB/s.

Predpokladá sa, že radič na základnej doske špecifikácie UDMA / 33 je povinný poskytovať rýchlosť čítania dát najmenej 33 MB / s. A moderné špecifikácie, napríklad UDMA / 100 a UDMA / 133, musia zaručiť aspoň 100 a 133 MB / s.

Rýchlosť prenosu dát určuje množstvo dát, ktoré je možné preniesť z disku do počítača a späť za určitý čas. Rýchlosť prenosu dát je určená dvoma faktormi:

• Spôsob pripojenia jednotiek, to znamená výkon rozhrania.
• Rýchlosť čítania dát hlavami.

Rýchlosť čítania(nazýva sa to interný výmenný kurz údajov a meria sa v MB / s) možno určiť podľa vzorca:

Rýchlosť čítania = počet sektorov na stopu * 512* * rýchlosť otáčania disku / 1 000 000.

Rýchlosť jazdy merané v otáčkach za minútu, 512 je počet bajtov dát v sektore.

Priemerný čas vyhľadávania. Priemerný čas vyhľadávania je priemerný čas, za ktorý sa hlavy presunú z jedného valca do druhého. Tento indikátor závisí od konštrukcie pohonu a je do 10 ms.

Priemerná doba prístupu. Je definovaný ako súčet priemerného času vyhľadávania a času oneskorenia a charakterizuje priemerný štatistický čas potrebný na získanie prístupu k údajom zaznamenaným v ľubovoľnom sektore.

Rýchlosť otáčania kotúča. Indikátor, ktorý priamo súvisí s rýchlosťou prístupu a rýchlosťou čítania údajov. K dispozícii sú parametre 5400 ot./min., 7200 ot./min. (IDE); 10 000 ot./min., 15 000 ot./min (SCSI).

Pevné disky sú pripojené k základnej doske pomocou špeciálnych káblov.

Tabuľka prideľovania súborov

Tabuľka prideľovania súborov- toto je oblasť na disku, kde sa zadávajú čísla klastrov, ktoré sa zaoberajú súbormi. To nezahŕňa klastre, ktoré obsahujú informácie o službách (zavádzacie sektory, samotná tabuľka prideľovania súborov a údaje koreňového adresára). Operačné systémy spoločnosti Microsoft používajú súborový systém FAT (File Location Table). Na každej logickej jednotke je možné vytvoriť samostatný súborový systém. Na jednom pevnom disku teda môže existovať niekoľko typov súborových systémov.

Populárne súborové systémy

TUK. Tento súborový systém sa používa v operačných systémoch MS DOS, Windows 3.x/9.x/2000, ME, XP, OS/2.

HPFS. Názov tohto súborového systému pochádza z High Performance File System, čo znamená vysoko produktívny súborový systém. Podporované operačnými systémami OS/2, Windows NT.

NTFS. Názov tohto súborového systému pochádza z Windows NT File System, čo znamená súborový systém Windows NT / 2000, podporovaný operačnými systémami Windows NT / 2000, XP.

Logické pohony

Je známe, že počítač priraďuje všetkým diskom bez ohľadu na ich dizajn logické názvy A:, B:, C:. Názvy A:, B: sú štandardne priradené disketovým jednotkám. Systémová logická jednotka, na ktorej je zaznamenaný operačný systém, má názov C:.

Priestor na pevnom disku možno rozdeliť na sekcie a logické jednotky. Operačné systémy pracujú s logickými jednotkami, nie s fyzickými.

Výhody vývoja pevných diskov pre niekoľko logických jednotiek:

• Zníženie zbytočného miesta na disku.
• Zjednodušená štruktúra údajov.
• Zjednodušuje sa proces defragmentácie disku, skenovania vírusov atď.

Na jeden disk môžete uložiť pracovné programy, na druhý dokumentáciu a archívy, hry (inštalačné súbory). V prípade poruchy je strata informácií minimalizovaná.

HDD je zariadenie na ukladanie dát - pevný disk. „HDD“ je skratka pre anglické slovné spojenie Hard Disk Drive. Iné názvy pre HDD: pevný disk, pevný disk, pevný disk, skrutka, pevný, cín, cín.

Na čo slúži HDD?

HDD slúži na ukladanie informácií. Informácie uložené na pevnom disku sa nazývajú dáta. Údaje na disku sú organizované pomocou súborového systému a sú reprezentované súbormi.

HDD je pamäť počítača. Nezamieňajte s RAM. Pevný disk je energeticky nezávislá pamäť, RAM je energeticky závislá.

Winchester je teraz hlavným úložným zariadením a ak máte počítač, potom je tam skrutka.

Princíp fungovania HDD

Pevné disky, teda HDD, fungujú podobne ako zariadenie, na ktoré už všetci dávno zabudli – „prehrávač“, s otočným diskom a ihlou na prehrávanie hudby. Konverzné prvky (hlavy na čítanie/zápis) používané v pevných diskoch sú podobné hlavám na čítanie/zápis používaným vo videorekordéroch a stereo kazetových rekordéroch na prístup k informáciám na magnetických médiách.

V pevných diskoch sú informácie uložené na rotujúcej kovovej alebo sklenenej platni pokrytej magnetickým materiálom. Disk sa spravidla skladá z niekoľkých dosiek spojených spoločnou tyčou - vretenom. Každá platňa je niečo ako vinylová platňa s platňou, ktorú hrá gramofón. Informácie sú zvyčajne uložené na oboch stranách štítku.

Ako sa disk otáča, prvok nazývaný hlava číta alebo zapisuje binárne dáta na magnetické médium. Informácie sa zapisujú na disk pomocou nejakej metódy kódovania, ktorých je veľmi veľa. Spôsob kódovania a hustotu záznamu určuje radič disku.

Bez toho, aby sme sa ďalej ponorili do popisu princípu fungovania HDD, môžeme povedať, že pevný disk je v skutočnosti superprehrávač s množstvom (alebo možno len jedným) záznamom vo vnútri. Aj keď, samozrejme, vzhľadom na zložitosť zariadenia, prehrávač neležal vedľa.

Minulosť a budúcnosť HDD

Úplne prvý pevný disk bol vyvinutý spoločnosťou IBM začiatkom 70-tych rokov.

V roku 1983, s uvedením prvého počítača IBM PC / XT, sa pevný disk od spoločnosti Seagate Technology objavil v životoch tisícov novo razených, no divokých používateľov. Prvé rozhranie pevných diskov, ktoré navrhol Alan Shugart (zakladateľ Seagate Technology), bolo de facto štandardom pre HDD po ​​mnoho rokov. V budúcnosti vývoj spoločnosti Seagate tvoril základ rozhraní ESDI a IDE. Shugart tiež vyvinul rozhranie SCSI, ktoré sa dnes používa v mnohých moderných počítačoch.

Mimochodom, teraz sú pevné disky Seagate najpredávanejšie v Európe. A kto by v Rusku nepoznal slávne Barakudy?

Najdôležitejším smerom vo vývoji technológie pevných diskov bolo vždy zvyšovanie ich kapacity (jednotiek). Pokrok v tejto oblasti poháňajú najmä neustále sa zvyšujúce nároky na softvér. Zvýšenie kapacity diskov je možné buď zväčšením veľkosti samotných diskov alebo zvýšením hustoty ukladania dát. Bol dosiahnutý limit veľkosti HDD, ale limit hustoty úložiska ešte nebol dosiahnutý. Netrvalo to však dlho.

Potreba vedieť

1. HDD je zložitá vec na ukladanie informácií

2. Pevný disk má krátku životnosť a pri neustálom používaní pravdepodobne nebude žiť dlhšie ako tri roky

3. Je mimoriadne nežiaduce nosiť pevný disk (niekde), otáčať ho v rukách a vo všeobecnosti ho vyberať z počítačovej skrinky. Winchester je veľmi citlivý na vibrácie!

4. Vnútorná štruktúra HDD je veľmi komplikovaná. Ak ste kedysi chodili do krúžku mladých rádioamatérov, vôbec to neznamená, že teraz môžete opravovať pevné disky. Oprava pevných diskov si vyžaduje viac než len spájkovačku!

5. Fanúšikovia hrabania sa v hardvéri si musia zapamätať, že otvorením HDA disku tým ukončíte informácie aj samotný pevný disk.

6. Z hľadiska zabezpečenia úložiska je možné pamäťové médiá usporiadať v nasledujúcom poradí (so zvyšujúcim sa rizikom straty dát): hlava, papier, pevný disk. Neukladajte dôležité informácie na HDD! A ak musíte - vždy zálohujte!

7. Ak informácie na pevnom disku nie sú z akéhokoľvek dôvodu dostupné, nepokúšajte sa ich obnoviť! S najväčšou pravdepodobnosťou ho nakoniec zničíte - je lepšie kontaktovať profesionálov. Obnovenie informácií nie je pre vás!

8. Slovo "HDD" je urážlivé a v slušnej spoločnosti sa nepoužíva, charakterizuje niečo (mierne povedané) nespoľahlivé, krátkodobé a ohavné

Mnohí počuli slová ako HDD , « HDD», « skrutka"alebo" Winchester". Všetky tieto slová sú synonymá pre to isté zariadenie. HDD - Ide o zariadenie na ukladanie a uchovávanie informácií, ktoré je založené na princípoch magnetického záznamu. Pevný disk vo väčšine moderných počítačov je hlavným zariadením na ukladanie údajov. Uchováva informácie, aj keď je počítač vypnutý, možno ho tiež odstrániť zo systémovej jednotky počítača a pripojiť k inému PC .

História pevného disku Hlavný rozdiel pevný disk z diskiet - ide o záznam informácií na tvrdé platne (hliník alebo sklo) potiahnuté feromagnetickým materiálom, vo väčšine prípadov oxidom chrómovým. Winchestery sa najčastejšie používajú ako nevymeniteľné pamäťové médium , ale v posledných rokoch bol vynájdený vymeniteľný pevný disk , ktorý bol široko používaný. Pevný disk je zvyčajne kombinovaný s jednotkou, jednotkou a elektronickou jednotkou.

Prvýkrát na trhu s počítačmi "skrutka" sa objavil v roku 1957. Narodil sa vďaka spoločnosti IBM dávno pred príchodom osobného počítača. Bol schopný pojať 5 MB informácií a stál šialené peniaze. O niečo neskôr bol vyvinutý 10 MB pevný disk, ale pre PC. Winchester pozostával z 30 skladieb a 30 sektorov. Po označení "30/30" rovnomennej značky obľúbenou karabínou " Winchester» disk bol hovorovo pomenovaný « Winchester“ alebo skrátene „skrutka“. Na území Európy a USA sa tento výraz vytratil už v 90. rokoch a iba v Rusku sa mu takto v slangu hovorí.

Winchester pozostáva z niekoľkých kovových diskov potiahnutých špeciálnou látkou, ktorá dokáže uchovávať magnetické pole. Počet kovových dosiek na pevnom disku sa pohybuje od jednej do troch. Tieto disky majú veľmi hladký povrch a vynikajúce vyváženie. Tieto vlastnosti sú potrebné pre vysokú rýchlosť otáčania. Špeciálne magnetické hlavy, umiestnené jedna po druhej na rôznych stranách diskov, umožňujú na ne nahrávať. hlavy majú magnetorezistívne vlastnosti, ktoré sú citlivé na zmeny magnetického poľa prostredníctvom zmien sily prúdu vybudeného v hlave. Prijatý signál sa načíta a následne digitalizuje. sám hlavu pod vplyvom prúdových impulzov je schopný vytvárať magnetické pole. V závislosti od smeru magnetického momentu sa časti disku zmagnetizujú.

Dáta na diskoch sú uložené v takzvaných stopách. Magnetické hlavy v priebehu pevného disku menia svoje umiestnenie z jednej stopy na druhú. V modernom HDD slúži na zmenu polohy magnetických hláv solenoid pohonná jednotka.

Stopa pozostáva zo sektorov, z ktorých každý obsahuje 512 bajtov údajov. Najmenší priestor na disku je sektor. Súčin valcov, sektorov a počtu hláv je maximálny objem, ktorý je možné uložiť na pevný disk. Takmer všetci výrobcovia sa snažia o čo najhustejšie trate a zníženie počtu diskov.

Počas práce pevný disk objavia sa chybné sektory a stopy. Počas formátovania na nízkej úrovni sú špeciálne označené a v budúcnosti sa nezohľadňujú, keď pevný disk funguje.

Základné parametre pevného disku

Hlavná charakteristika pevný disk je kapacita(množstvo informácií, ktoré môžu byť obsiahnuté). Kapacita sa meria v gigabajtoch ( GB). Jeden GB rovná sa 1000 megabajtom ( MB). 1 MB sa rovná 1 000 kilobajtom ( KB). Ale v informačnom svete bol prijatý trochu iný systém počítania. Namiesto 1000 počítajú 1024. Na toto si treba dať pozor. Pri diagnostike počítača bude operačný systém indikovať menej GB ako uvádza výrobca.

Ďalšou dôležitou charakteristikou sú otáčky vretena. Tento indikátor priamo ovplyvňuje rýchlosť pevného disku (to znamená, ako rýchlo sa budú vymieňať informácie s inými počítačovými zariadeniami). Čím vyššia je rýchlosť otáčania, tým rýchlejšie je čítanie a zápis informácií z pevného disku. Pre stolné počítače sa považuje za dobrý indikátor 7200 ot./min . Pri vyšších rýchlostiach otáčania sa rýchlosť pevného disku výrazne zvyšuje.

Ďalším dôležitým parametrom je čas náhodného prístupu, ktorý úzko súvisí s rýchlosťou otáčania. Väčšina výrobcov tento ukazovateľ v predaji neuvádza, no ak sa pohrabete na internete, takéto informácie sa dajú ľahko nájsť. Čas náhodného prístupu ukazuje, ako dlho bude pevný disk čítať alebo zapisovať informácie na ktorúkoľvek z častí disku. Tento parameter sa meria v milisekundách. Čím nižší je indikátor, tým vyššia je rýchlosť pevného disku.

Je dôležité vedieť, aké rozhranie je vybavené " skrutka". Jednoducho povedané, konektor pevného disku, pomocou ktorého je pripevnený k základnej doske. Bolo skôr IDE ale teraz je to vymenené SATA. Tie sú vybavené všetkými modernými pevné disky , sú rýchlejšie a pohodlnejšie na inštaláciu. Je potrebné zvážiť, akým rozhraním je základná doska vybavená. Ak sa konektory nezhodujú, pripojenie nebude možné.

Existujú aj disky špeciálne pre servery. Majú rovnakú veľkosť ako normálne HDD, ale oveľa rýchlejšie v práci. Rýchlosť otáčania takýchto zariadení dosahuje 15 000 ot / min. Sú spoľahlivejšie ako stolné pevné disky. Serverové jednotky sa dodávajú so sériovým rozhraním SAV A SATA a paralelné SCSI.

Nie je to tak dávno, čo boli vynájdené externé pevné disky. Sú veľmi pohodlné na používanie, majú menšiu veľkosť a hmotnosť, veľké množstvo dát. Nazývajú sa aj mobilné médiá alebo „veľký flash disk“. S pomocou externého HDD Je vhodné prenášať rôzne informácie vo forme zvukových nahrávok, kancelárskych archívov a multimediálnych súborov. Ovládače sú schopné podporovať USB 2.0, 3.0 a FireWire.

Priemerná rýchlosť otáčania pevných diskov pre notebooky je 5400 ot./min alebo 4200 ot./min. Okrem toho musia byť odolné voči nárazom.

Hlavné rozhrania pripojenia

USB– sériový prenos dát. Šírka pásma USB 1.1 – 12 MB/s, USB 2.0 – 480 MB/s USB 3.0 – 5 GB/s.

IDE– prenos dát je paralelný. Šírka pásma približne 133 MB/s. Toto rozhranie sa bežne používa v stolných počítačoch a prenosných počítačoch.

SATA - paralelný prenos dát. Priepustnosť je približne 300 MB/s. Hlavný konkurent IDE. SATA je odolnejší voči rušeniu a o niečo lepší ako IDE.

SCSI- paralelný prenos dát. Používa sa hlavne pri práci so servermi. Vyznačuje sa vysokým výkonom a spoľahlivosťou.

Serial Attached SCSI (SAS)– sériový prenos informácií. Vylepšená verzia SCSI s vylepšeným výkonom a spoľahlivosťou.

firewire- sekvenčný prenos. Rýchlosť sa blíži k 400 MB/s. Pre prácu s video súbormi je to najlepšia voľba.

Výrobcovia

Na konci minulého storočia bolo na trhu s počítačmi veľa výrobných spoločností. pevné disky . V súčasnosti však počet firiem výrazne klesol. Niektorí nevydržali konkurenciu, iných kúpila výkonnejšia konkurencia, iní začali vyrábať aj iné produkty ako pevné disky.

V polovici 90. rokov spoločnosť vyrábala pevné disky Periférne zariadenia Conner, neskôr nadobudnuté Seagate, A Micropolis. Ten posledný áno vysoká kvalitaSCSI prémiové disky pre servery. Firma vyrábala veľmi drahé produkty, no kvôli dodávkam nekvalitných vretenových ložísk utrpela firma obrovské straty na vrátení a výmene pevných diskov a následne skrachovala. Kúpila ho aj spoločnosť Seagate.

Populárne a teraz produkty japonskej spoločnosti Fujitsu. Teraz vsádza na výrobu pevných diskov pre notebooky a SCSI pohony. Ale už to nie je taký obrat ako v minulom storočí. V roku 2001 spoločnosť utrpela vážny neúspech. V tom roku došlo k masívnemu zlyhaniu riadiaceho čipu, v dôsledku čoho spoločnosť utrpela vážne finančné straty, po ktorých sa ešte nezotavila. Ale pred rozpadom bola japonská spoločnosť považovaná za lídra vo výrobe pevných diskov. Pevné disky tohto výrobcu sa vyznačovali vynikajúcimi vlastnosťami rotačných plôch. V roku 2009 masová výroba pevných diskov Fujitsu presťahoval do Toshiba .

Do začiatku roku 2000 boli disky divízie IBM považované za referenčné. Ale po hromadných poruchách z pohonov za PC v dôsledku oxidácie kontaktov nemeckého bankového konektora utrpela americká pobočka značné finančné straty a bola predaná Hitachi.

Quantrum zanechalo jasnú stopu v histórii, ale kvôli masívnym poruchám HDD v sérii SH, tiež vypadla z trhu s počítačmi.

Maxtor bol považovaný za lídra vo svojom odbore. Začiatkom roku 2001 kúpila divíziu Quantrum, ktorá sa zaoberá výrobou pevných diskov a kvôli „tenkým“ diskom zdedí vlak problémov nadobudnutej spoločnosti. V roku 2006 sa zlúčila so spoločnosťou Seagate .

Jar 2011 bola posledná pre Hitachi, veľmi populárny na trhu pevné disky . Je získaná západný digitál a v tom istom roku divíziu HDD od Samsungu prevzal Seagate.

Teraz sú na trhu pevných diskov už len traja výrobcovia – Seagate, Western Digital a Toshiba . Ale v poslednej dobe, v dôsledku vývoja technológie SSD a objavenia sa externých pevných diskov, sa počet spoločností pripravených ponúkať nové technológie a vývoj opäť začína zvyšovať.

Ako je usporiadaný pevný disk? Čo sú pevné disky? Akú úlohu zohrávajú v počítači? Ako interagujú s inými komponentmi? Aké parametre zvážiť pri výbere a kúpe pevného disku, sa dozviete z tohto článku.

HDD- krátky názov pre " Pevný disk“.Stretnete sa aj s angličtinou HDD- a slangovo Winchester alebo skrátené Skrutka.

V počítači je za ukladanie údajov zodpovedný pevný disk. Operačný systém Windows, programy, filmy, fotografie, dokumenty, všetky informácie, ktoré si stiahnete do počítača, sú uložené na vašom pevnom disku. A informácie v počítači sú to najcennejšie! Ak procesor alebo grafická karta zlyhá, je možné ich zakúpiť a vymeniť. Ale stratené rodinné fotografie z minuloročnej letnej dovolenky alebo ročné účtovné údaje pre malú firmu nie je také ľahké obnoviť. Preto sa spoľahlivosť ukladania údajov venuje osobitná pozornosť.

Prečo sa obdĺžniková kovová krabica nazýva disk? Aby sme odpovedali na túto otázku, musíme sa pozrieť dovnútra a zistiť, ako funguje pevný disk. Na obrázku nižšie vidíte, z akých častí sa skladá pevný disk a aké funkcie jednotlivé časti plnia.Kliknutím zväčšíte. (Prevzaté z itc.ua)

Odporúčam tiež pozrieť si úryvok z programu Discovery Channel o tom, ako funguje a funguje pevný disk.

Ďalšie tri fakty, ktoré potrebujete vedieť o pevných diskoch.

1. Pevný disk je najpomalšia časť počítača. Keď počítač zamrzne, dávajte pozor na indikátor aktivity pevného disku. Ak rýchlo bliká alebo zostane svietiť, potom pevný disk vykonáva príkazy z jedného z programov, zatiaľ čo všetky ostatné sú nečinné a čakajú, kým na ne príde rad. Ak operačný systém nemá dostatok vysokorýchlostnej pamäte RAM na spustenie programu, využíva miesto na pevnom disku, čo značne spomaľuje celý počítač. Preto jedným zo spôsobov, ako zvýšiť rýchlosť počítača, je zvýšiť množstvo pamäte RAM.
2. Pevný disk je tiež najkrehkejšia časť počítača. Ako ste sa dozvedeli z videa, motor roztočí disk až na niekoľko tisíc otáčok za minútu. V tomto prípade sa magnetické hlavy „vznášajú“ nad diskom v prúde vzduchu, ktorý vytvára rotujúci disk. Vzdialenosť medzi diskom a hlavami v moderných zariadeniach je asi 10 nm. Ak je disk v tomto bode vystavený otrasom alebo otrasom, hlava sa môže dotknúť disku a poškodiť povrch s údajmi na ňom uloženými. Výsledkom je, že tzv zlé bloky"- nečitateľné oblasti, kvôli ktorým počítač nemôže prečítať žiadny súbor ani naštartovať systém. Vo vypnutom stave hlavy "parkujú" mimo pracovnej oblasti a preťaženie nárazom nie je pre pevný disk také hrozné. Urobte si záložné kópie dôležitých údajov!
3. Kapacita pevného disku je často o niečo menšia, ako uvádza predajca alebo výrobca. Dôvodom je, že výrobcovia udávajú veľkosť disku na základe toho, že v jednom gigabajte je 1 000 000 000 bajtov, pričom ich je 1 073 741 824.

Nákup pevného disku

Ak sa rozhodnete zväčšiť objem úložiska informácií v počítači pripojením ďalšieho pevného disku alebo výmenou starého za väčší, čo potrebujete vedieť pri kúpe?

Najprv sa pozrite pod kryt systémovej jednotky vášho počítača. Musíte zistiť, ktoré rozhranie pevného disku základná doska podporuje. Jednoznačne najpoužívanejšie štandardy SATA a prežiť svoj vek IDE. Dajú sa ľahko rozlíšiť podľa vzhľadu. Na obrázku vľavo je fragment základnej dosky, ktorá je vybavená oboma typmi konektorov, no ten váš bude s najväčšou pravdepodobnosťou jedným z nich.

Existujú tri verzie rozhrania SATA. Líšia sa rýchlosťou prenosu dát. SATA, SATA II A SATA III pri rýchlostiach 1,5, 3 a 6 gigabajtov za sekundu. Všetky verzie rozhrania SATA vyzerajú rovnako a sú navzájom kompatibilné. Pripojiť ich môžete v ľubovoľnej kombinácii, v dôsledku toho bude rýchlosť prenosu dát obmedzená na pomalšiu verziu. Zároveň je rýchlosť pevného disku ešte nižšia. Potenciál rýchlych rozhraní je preto možné odhaliť až s príchodom nových vysokorýchlostných pohonov.

Ak sa rozhodnete zakúpiť si ďalší pevný disk SATA, skontrolujte, či máte kábel rozhrania, ako je znázornené na obrázku. Nepredáva sa s CD. (Väčšinou sú pribalené k základnej doske.) Taktiež medzi napájacími konektormi by mal byť aspoň jeden voľný na pripojenie pevného disku, prípadne budete potrebovať adaptér zo starého štandardu na nový.

Teraz o samotnom pevnom disku: Hlavným parametrom je samozrejme kapacita. Ako som spomenul vyššie, upozorňujeme, že to bude o niečo menej, ako je uvedené. Operačný systém a programy vyžadujú 100 - 200 gigabajtov, čo je na moderné štandardy dosť málo. Koľko miesta navyše budete potrebovať, môžete určiť empiricky. Veľké objemy môžu byť potrebné napríklad na nahrávanie videa vo vysokej kvalite. Moderné filmy vo formáte HD dosahujú niekoľko desiatok gigabajtov.

Okrem toho medzi hlavné parametre uveďte:

1. Faktor tvaru- veľkosť disku. 1,8" a 2,5" disky sa používajú v . Pre stolný počítač by ste si mali kúpiť 3,5-palcový disk. Majú rovnaké konektory SATA a prenosný disk môže fungovať v stolnom počítači. Malé disky sa ale vyrábajú s dôrazom na kompaktnosť a nízku spotrebu a rýchlosťou sú horšie ako väčšie modely. A stoja viac.
2. RPM- rýchlosť otáčania disku. Merané v otáčkach za minútu ( RPM- skratka pre otáčky za minútu). Čím vyššia je rýchlosť otáčania, tým rýchlejšie disk zapisuje a číta informácie. Ale spotrebuje aj viac energie. Dnes sú najbežnejšie disky s 5400 ot./min A 7200 ot./min. Nižšie otáčky sú bežnejšie v jednotkách pre notebooky, vysokokapacitných jednotkách (viac ako dva terabajty) a takzvaných „zelených“ jednotkách, ktoré sú pomenované pre ich zníženú spotrebu energie. Existujú aj pevné disky s rýchlosťou otáčania 10 000 ot./min A 15 000 ot./min. Sú navrhnuté tak, aby fungovali na vysoko zaťažených serveroch a majú zvýšenú spoľahlivosť, no zároveň stoja oveľa viac ako bežné servery.
3. Výrobca. V súčasnosti je na trhu s úložiskami viacero veľkých výrobcov. Medzi nimi je pomerne tvrdá konkurencia, takže si navzájom v ničom nezaostávajú v kvalite. Preto si môžete vybrať ktorýkoľvek zo známych mien: Hitachi, HP, Seagate, Silicon Power, Toshiba Transcend, Western Digital.

HDD

Schematický diagram jednotky pevného disku.

Pevný disk, HDD, HDD, Winchester(Angličtina) Pevný (magnetický) disk, HDD, HMDD ; hovorovo skrutka, ťažké, pevný disk počúvať)) je energeticky nezávislé, prepisovateľné pamäťové zariadenie počítača. Je to hlavné zariadenie na ukladanie údajov takmer vo všetkých moderných počítačoch.

Na rozdiel od „flexibilného“ disku (diskety) sa informácie na pevnom disku zaznamenávajú na tvrdé (hliníkové alebo sklenené) platne potiahnuté vrstvou feromagnetického materiálu, najčastejšie oxidu chromitého. HDD používa jednu až niekoľko platní na rovnakej osi. Čítacie hlavy v prevádzkovom režime sa nedotýkajú povrchu dosiek kvôli vrstve prichádzajúceho prúdu vzduchu vytvorenej blízko povrchu pri rýchlej rotácii. Vzdialenosť medzi hlavou a diskom je niekoľko nanometrov (v moderných diskoch 5-10 nm) a absencia mechanického kontaktu zaisťuje dlhú životnosť zariadenia. Pri absencii rotácie kotúčov sú hlavy pri vretene alebo mimo kotúča v bezpečnej zóne, kde je vylúčený ich abnormálny kontakt s povrchom kotúčov.

meno "Winchester"

Podľa jednej verzie dostal disk názov „pevný disk“ vďaka spoločnosti v roku 1973, ktorá uviedla na trh model 3340 pevný disk, ktorý po prvýkrát kombinoval diskové platne a čítacie hlavy v jednom all-in-one puzdre. . Pri jeho vývoji inžinieri používali krátky interný názov „30-30“, čo znamenalo dva moduly (v maximálnom rozložení) po 30 MB. Kenneth Haughton, vedúci projektu, v súlade s označením populárnej loveckej pušky "Winchester 30-30" navrhol nazvať tento disk "Winchester".

Fyzická veľkosť (faktor tvaru)(Angličtina) rozmer) - takmer všetky moderné (-2008) disky pre osobné počítače a servery majú veľkosť 3,5 alebo 2,5 palca. Posledné menované sa častejšie používajú v prenosných počítačoch. Rozšírili sa aj formáty – 1,8 palca, 1,3 palca, 1 palec a 0,85 palca. Výroba pohonov vo formáte 8 a 5,25 palca bola ukončená.

Čas náhodného prístupu(Angličtina) čas náhodného prístupu) - čas, počas ktorého je zaručené, že pevný disk vykoná operáciu čítania alebo zápisu na ktorúkoľvek časť magnetického disku. Rozsah tohto parametra je malý od 2,5 do 16 ms, serverové disky majú spravidla minimálny čas (napríklad Hitachi Ultrastar 15K147 - 3,7 ms), najväčšie zo súčasných sú disky pre prenosné zariadenia (Seagate Momentus 5400.3 - 12, päť).

Rýchlosť vretena(Angličtina) otáčky vretena) je počet otáčok vretena za minútu. Čas prístupu a rýchlosť prenosu dát do značnej miery závisia od tohto parametra. V súčasnosti sa pevné disky vyrábajú s týmito štandardnými rýchlosťami otáčania: 4200, 5400 a 7200 (notebooky), 7200 a 10 000 (osobné počítače), 10 000 a 15 000 ot./min (servery a vysokovýkonné pracovné stanice).

Blok hlavíc je balík pák vyrobených z pružnej ocele (pár pre každý disk). Na jednom konci sú upevnené na osi blízko okraja disku. Na druhých koncoch (nad diskami) sú upevnené hlavy.

Disky (dosky) sú zvyčajne vyrobené z kovovej zliatiny. Hoci boli pokusy vyrobiť ich z plastu a dokonca aj zo skla, ukázalo sa, že takéto platne sú krehké a majú krátku životnosť. Obe roviny dosiek sú ako páska pokryté najjemnejším prachom feromagnetika - oxidmi železa, mangánu a iných kovov. Presné zloženie a technológia aplikácie sú utajené. Väčšina lacných zariadení obsahuje 1 alebo 2 taniere, existujú však modely s viacerými taniermi.

Kotúče sú pevne pripevnené na vretene. Počas prevádzky sa vreteno otáča rýchlosťou niekoľko tisíc otáčok za minútu (4200, 5400, 7200, 10 000, 15 000). Pri tejto rýchlosti sa v blízkosti povrchu dosky vytvorí silný prúd vzduchu, ktorý zdvihne hlavy a spôsobí, že sa vznesú nad povrch dosky. Tvar hlavíc je vypočítaný tak, aby bola zabezpečená optimálna vzdialenosť od vložky počas prevádzky. Kým kotúče nezrýchlili na rýchlosť potrebnú na „vzlet“ hláv, parkovacie zariadenie drží hlavice v parkovacej zóne. Tým sa zabráni poškodeniu hláv a pracovnej plochy vložiek.

Polohovač hlavy pozostáva zo stacionárneho páru silných, zvyčajne neodýmových, permanentných magnetov a cievky na pohyblivom hlavovom zložení.

Na rozdiel od všeobecného presvedčenia, vnútri kontajnmentu nie je žiadne vákuum. Niektorí výrobcovia ho robia vzduchotesným (odtiaľ názov) a plnia ho čisteným a vysušeným vzduchom alebo neutrálnymi plynmi, najmä dusíkom; a na vyrovnanie tlaku je nainštalovaná tenká kovová alebo plastová membrána. (V tomto prípade je vo vnútri puzdra pevného disku malé vrecko na vrecko silikagélu, ktoré absorbuje vodnú paru zostávajúcu vo vnútri puzdra po jeho uzavretí). Iní výrobcovia vyrovnávajú tlak cez malý otvor pomocou filtra schopného zachytiť veľmi jemné (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 krytu kontajnmentu v dôsledku zmien atmosférického tlaku a teploty, ako aj pri zahrievaní zariadenia počas prevádzky.

Prachové častice, ktoré pri montáži skončili v kontajnmente a dopadli na povrch disku, sú pri otáčaní odvádzané do ďalšieho filtra - zberača prachu.

Nízkoúrovňové formátovanie

V záverečnej fáze montáže zariadenia sú povrchy dosiek naformátované - na nich sú vytvorené stopy a sektory.

Prvé „pevné disky“ (ako diskety) obsahovali rovnaký počet sektorov na všetkých stopách. Na platniach moderných „pevných diskov“ sú stopy zoskupené do niekoľkých zón. Všetky stopy jednej zóny majú rovnaký počet sektorov. Na každej stope vonkajšej zóny je však viac sektorov a čím bližšie je zóna k stredu, tým menej sektorov je na každej stope zóny. To umožňuje dosiahnuť rovnomernejšiu hustotu záznamu a v dôsledku toho zvýšenie kapacity plátku bez zmeny technológie výroby.

Hranice zón a počet sektorov na stopu pre každú zónu sú uložené v pamäti ROM elektronickej jednotky.

Navyše v skutočnosti sú na každej dráhe ďalšie náhradné sektory. Ak sa v niektorom sektore vyskytne neodstrániteľná chyba, potom môže byť tento sektor nahradený rezervným. premapovanie). Dáta v ňom uložené sa samozrejme pravdepodobne stratia, no kapacita disku sa nezníži. Existujú dve tabuľky preradenia: jedna je vyplnená vo výrobe, druhá počas prevádzky.

Tabuľky sektorového mapovania sú tiež uložené v pamäti ROM elektronickej jednotky.

Počas operácií prístupu k "pevnému disku" elektronická jednotka nezávisle určuje, ku ktorému fyzickému sektoru by sa malo pristupovať a kde sa nachádza (berúc do úvahy zóny a zmeny priradenia). Preto z externého rozhrania vyzerá "pevný disk" homogénne.

V súvislosti s vyššie uvedeným existuje veľmi húževnatá legenda, že úpravou premapovacích tabuliek a zón možno zvýšiť kapacitu pevného disku. Existuje na to veľa nástrojov, ale v praxi sa ukazuje, že ak sa dá dosiahnuť zvýšenie, potom je to zanedbateľné. Moderné disky sú také lacné, že takáto úprava nestojí za námahu ani čas strávený nad ňou.

Blok elektroniky

V skorých pevných diskoch bola riadiaca logika umiestnená na ovládači počítača MFM alebo RLL a doska elektroniky obsahovala iba moduly analógového spracovania a ovládanie motora vretena, polohovadla a hlavového spínača. Zvýšenie rýchlosti prenosu údajov prinútilo vývojárov skrátiť dĺžku analógovej cesty na limit a v moderných pevných diskoch elektronická jednotka zvyčajne obsahuje: riadiacu jednotku, pamäť iba na čítanie (ROM), vyrovnávaciu pamäť, jednotku rozhrania. a jednotka na spracovanie digitálneho signálu.

Skriňa rozhrania spája elektroniku pevného disku so zvyškom systému.

Riadiaca jednotka je riadiaci systém, ktorý prijíma elektrické signály na polohovanie hláv a generuje riadiace činnosti pre pohon kmitacej cievky, prepína toky informácií z rôznych hláv a riadi činnosť všetkých ostatných uzlov (napríklad riadenie rýchlosti vretena).

Jednotka ROM ukladá 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 (extrakcia digitálnych informácií). 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 sa tvarom a časovými charakteristikami najviac podobá dekódovanému signálu.

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 privedení striedavého elektrického prúdu (počas záznamu) na hlavovú cievku výsledné striedavé magnetické pole z hlavovej medzery ovplyvňuje feromagnet povrchu disku a mení smer vektora doménovej magnetizácie v závislosti od sily signálu. Pri čítaní vedie pohyb domén v medzere hlavy k zmene magnetického toku v magnetickom obvode hlavy, čo vedie k vzniku striedavého elektrického signálu v cievke vplyvom elektromagnetickej indukcie.

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

Metóda paralelného zápisu

Momentálne je to stále najrozšírenejšia technológia na zaznamenávanie informácií na pevný disk. Bity informácií sa zaznamenávajú pomocou malej hlavy, ktorá pri prechode po povrchu rotujúceho disku magnetizuje miliardy horizontálnych diskrétnych oblastí – domén. Každá z týchto oblastí je logická nula alebo jednotka v závislosti od magnetizácie.

Maximálna dosiahnuteľná hustota záznamu pri použití tejto metódy je približne 23 Gb/cm². V súčasnosti sa táto metóda postupne nahrádza metódou kolmého záznamu.

Spôsob kolmého záznamu

Metóda kolmého záznamu je technika, pri ktorej sú bity informácií uložené vo vertikálnych doménach. To vám umožní použiť silnejšie magnetické polia a znížiť plochu materiálu potrebnú na záznam 1 bitu. Hustota záznamu moderných vzoriek je 15-23 Gb / cm², v budúcnosti sa plánuje zvýšenie hustoty na 60-75 Gb / cm².

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

Metóda tepelného magnetického záznamu

Metóda tepelného magnetického záznamu Teplom podporovaný magnetický záznam, HAMR ) je v súčasnosti najperspektívnejšia z existujúcich, teraz sa aktívne rozvíja. Táto metóda využíva bodové zahrievanie disku, čo umožňuje hlave magnetizovať veľmi malé oblasti jeho povrchu. Po vychladnutí disku sa magnetizácia „zafixuje“. Železnice tohto typu ešte neboli prezentované na trhu (od roku 2009), existujú len experimentálne vzorky, ale ich hustota už presahuje 150 Gbit / cm². Vývoj HAMR technológií prebieha už pomerne dlho, no odborníci sa stále líšia v odhadoch maximálnej hustoty záznamu. Hitachi teda volá limit 2,3-3,1 Tb/cm² a zástupcovia Seagate Technology navrhujú, že budú schopní zvýšiť hustotu záznamu HAMR médií až na 7,75 Tb/cm². Rozšírené prijatie tejto technológie by sa malo očakávať po roku 2010.

Porovnanie rozhrania

	Šírka pásma, Mbps	Maximálna dĺžka kábla, m	Je potrebný napájací kábel	Počet jednotiek na kanál	Počet vodičov v kábli	Ďalšie funkcie
Ultra	2	40/80	Controller+2Slave, hot swap nie je možný
FireWire/400	400		Áno/Nie (v závislosti od typu rozhrania a disku)	63	4/6
FireWire/800	800	4,5 (so sériovým pripojením do 72 m)	nie	63	4/6	zariadenia sú rovnaké, je možná výmena za chodu
USB 2.0	480	5 (pri sériovom zapojení cez rozbočovače až do 72 m)	Áno/Nie (v závislosti od typu pohonu)	127	4
Ultra-320
SAV	3000	8	Áno	Viac ako 16 384		hot swap; možné spojenie
eSATA	2400	2	Áno	1 (s násobiteľom portov do 15)	4	Host/Slave, vymeniteľné za chodu