Kısaca sabit disk nedir? Bu bir sabit disktir. Hacim, hız ve erişim süresi

Sabit sürücüler bir PC veya dizüstü bilgisayarın temel bileşenleri arasındadır. büyük ölçüde bu cihazların özelliklerine bağlıdır. Bugün piyasada ne tür sabit diskler mevcut? Tipik kullanıcı görevlerini çözme açısından en uygun cihaz nasıl seçilir?

Sabit disk nedir?

Sabit sürücü, bir PC veya dizüstü bilgisayardaki ana dosya depolama aygıtıdır. Yapısal olarak, okuma ve yazma elemanı olan bir kafaya sahip, dönen bir manyetik plakadır. Bilgisayar meraklılarının argosunda buna “sabit disk”, “vida”, “sabit” denir. Sabit sürücülerin işleyişinin özelliği, okuma ve yazma kafasının aynı anda manyetik plakaya temas etmemesidir. Bunun yanı sıra bir dizi diğer tasarım özelliği sayesinde cihaz uzun süre çalışır ve bilgi depolamanın en güvenilir araçlarından biri olarak kabul edilebilir.

Sabit sürücü, kural olarak sistem dosyalarının, yani işletim sisteminin yapısında bulunanların, çeşitli uygulamaların ve oyunların bulunduğu bir kaynaktır. Yazılımın yüklenmesi neredeyse her zaman sabit sürücü kaynaklarının kullanılmasını içerir.

Çoğu modern bilgisayar modeli birden fazla sabit sürücünün bağlanmasını destekler. Dizüstü bilgisayarlarda, ilgili cihazların küçük boyutları nedeniyle çoğunlukla yalnızca bir sabit sürücü bulunur. Dahası, türlerden bahsediyorsak (özelliklerine biraz sonra bakacağız), o zaman maksimum sayıları çoğunlukla bilgisayardaki ilgili yuvaların mevcudiyeti ve bilgisayarın performans özellikleriyle sınırlıdır.

Yani sabit disk bir bilgisayarın en önemli donanım bileşenidir. Görevimiz, PC için uygun cihazın en uygun seçimine yönelik kriterleri belirlemektir. Bunu çözmek için öncelikle “sabit disklerin” sınıflandırmasını incelemek faydalı olacaktır.

Sabit sürücülerin sınıflandırılması

Bu nedenle bilgisayar pazarında mevcut olan modern sabit disk türlerini ele alalım.

En popüler cihaz türleri arasında 3,5 inç form faktörüne karşılık gelen bilgisayar sabit diski bulunur. Bu tür disklerin dönüş hızı 5400 veya 7200 rpm'dir. Sabit sürücüler ve PC'ler arasındaki iletişim çeşitli arayüzler kullanılarak gerçekleştirilir. En yaygın olanları IDE ve SATA'dır.

Sunuculara uyarlanmış sabit sürücüler vardır. Boyutları genellikle bir PC'dekiyle aynıdır, ancak bu tür cihazların dönme hızı çok daha yüksektir - dakikada yaklaşık 15.000 dönüş. Sunucular için "sabit sürücüler" ana donanım bileşenlerine çoğunlukla SCSI arayüzü aracılığıyla bağlanır, ancak seri SATA veya SAS standartlarını desteklemek mümkündür. Sunucu sabit diski son derece güvenilir bir cihazdır ve bu şaşırtıcı değildir: Bu tür sürücülerin kurulu olduğu bilgisayarlar, şirketlerin, devlet kurumlarının ve İnternet sağlayıcılarının dijital altyapısının önemli alanlarına hizmet etmek üzere tasarlanmıştır.

Bu tür "sabit sürücüler" bir bilgisayarın veya sunucunun sistem biriminin içine kurulmalıdır. Ancak harici sabit diskler de var. Bilgisayarın harici bağlantı noktalarından birine (çoğunlukla USB veya FireWire) bağlanırlar. İşlevleri genellikle dahili tipteki cihazlara benzer. Harici olarak sınıflandırılan bir sabit sürücünün kapasitesi genellikle oldukça büyüktür - yaklaşık 500-1000 GB. Gerçek şu ki, bu tür cihazlar genellikle büyük miktarda veriyi bir bilgisayardan diğerine taşımak için kullanılıyor.

Dizüstü bilgisayarlar için uyarlanmış sabit sürücüler var. Boyutları, masaüstü bilgisayarlara kurulum için tasarlanmış sabit sürücülerden daha küçüktür - 2,5 inç. Bir dizüstü bilgisayarın sabit sürücüsünün hızı çoğunlukla 4200 veya 5400 rpm'dir. Bu tür sabit sürücüler genellikle SATA arayüzü kullanıldığında çalışır. Dizüstü bilgisayar kullanmanın özellikleri göz önüne alındığında oldukça mantıklı olan konum değişikliklerine karşı yüksek direnç ile karakterize edilirler.

Teknolojik açıdan en gelişmiş sabit sürücü türleri arasında katı hal sürücüleri bulunur. Prensip olarak, yapılarında hareketli plaka bulunmadığından ayrı bir cihaz sınıfı olarak düşünülebilirler. Bu tür sabit sürücüdeki veriler flash belleğe yazılır. Bu tip cihazların hem avantajları hem de dezavantajları vardır.

Dünyanın önde gelen PC üreticilerinin çoğu, fabrika hatlarını katı hal sürücülerle donatılmış cihazlar üretecek şekilde uyarlıyor. Bu tip sabit diskler yapısında döner eleman bulunan sabit disklere göre daha pahalıdır. Bununla birlikte, onlarla karşılaştırıldığında, daha az güç tüketimi, çalışma sırasında neredeyse tamamen gürültü olmaması ve çoğu durumda daha hafif olması ile karakterize edilirler. Hızla ilgili olarak, katı hal sabit diskler için tipik rakamın 300-400 MB/sn olduğu belirtilebilir; bu, modern bilgisayarların desteklediği önde gelen iletişim standartlarıyla karşılaştırıldığında oldukça iyi bir değerdir.

Arayüzler

Bir sabit sürücünün bir PC'ye başarılı bir şekilde kurulması büyük ölçüde içinde gerekli arayüzlerin varlığına bağlıdır. Modern bilgisayar pazarındaki en yaygın iletişim standartlarının özelliklerini ele alalım. Bu, kullanıcının görevlerini ve bunları çözmek için en uygun "sabit sürücü" türünü ilişkilendirmek için yararlı olacaktır.

Harici sabit sürücüleri bağlamak için en yaygın arayüzler arasında USB bulunur. Ayrıca, bu iletişim standardı farklı versiyonlarda (1, 2 ve 3) sunulabilir. Sabit sürücünün hızı doğrudan ilgili teknolojiyle uyumluluğuna bağlıdır. Arayüzün 1. versiyonuna gelince, bunu kullanırken 12 Mbit/s hızında veri aktarımının mümkün olduğunu söyleyebiliriz, 2. versiyon 480 Mbit/s'ye kadar hızlarda dosya alışverişini garanti ediyor, 3. nesil USB arayüzleri bu rakamı sağlıyor 5 Gbit/sn. Cihazı yalnızca dosyaları depolamak için değil, aynı zamanda örneğin oyun veya program yüklemek için de kullanmayı düşünüyorsanız, en modern USB arayüzlerini desteklemesi en iyisidir - sürüm 2'de ve hatta sürüm 3'te.

FireWire arayüzü kullanılarak harici bir bilgisayar sabit sürücüsü de bağlanabilir. Yaklaşık 400 Mbit/s'lik yüksek veri aktarım hızıyla karakterize edilir. Video dosyalarıyla çalışırken son derece etkilidir.

Bir PC'ye dahili sürücüleri kurarken kullanılan standartlara bakalım. Nispeten modası geçmiş olduğu düşünülen ancak hala popüler olan arayüz IDE'dir.

Yaklaşık 133 Mbps hızında veri aktarabilmektedir. Masaüstü bilgisayarlarda yaygındır, büyük ölçüde konektörün oldukça büyük boyutundan dolayı, bu da bir dizüstü bilgisayarın yapısal yapısı için ideal değildir.

SATA arayüzü, IDE standardındaki iyileştirmelerin sonucudur. 300 Mb/sn'ye varan hızlarda veri aktarmanıza olanak tanır. Girişime karşı artan bağışıklık ile karakterize edilir. Konektörün nispeten küçük boyutu ve iyi veri aktarım hızı nedeniyle dizüstü bilgisayarlarda aktif olarak kullanılır.

Yukarıda belirttiğimiz gibi SCSI arayüzü esas olarak sunuculara kurulur. Aynı zamanda yaklaşık 320 Mb/sn gibi yüksek veri aktarım hızlarıyla da karakterize edilir. Söz konusu arayüzün modernize edilmiş bir modifikasyonu var - SAS. Etkinleştirildiğinde çalışan sabit diskler yaklaşık 12 Gbit/sn hızında veri alışverişi sağlayabilir.

Sabit sürücü seçim kriterleri

Yukarıda tartıştığımız arayüzlerin özellikleri, sabit disk seçerken önemli kriterler olarak değerlendirilebilir. Ayrıca cihaz elemanlarının dönüş hızı ve form faktörü gibi bir dizi önemli parametreyi de duyurduk. Ancak muhtemelen en uygun cihaz modelini seçme açısından en önemli özellik sabit disk belleğidir. Birçok yönden bu parametre özneldir; birçok kullanıcı, çok sayıda dosyayı barındırabilen bir sabit sürücü yerine daha hızlı bir sabit sürücüyü tercih edecektir. Ancak yine de birçok kullanıcının ilk dikkat ettiği şey budur.

Bir sabit sürücü seçmenin en önemli yönü, bazı nominal özelliklerinin (örneğin, belirli arayüzlerle uyumluluk) bilgisayarın iletişim yetenekleriyle uyumlu olması gerektiğidir. Bilgisayarın sabit diskinin teknolojik açıdan inanılmaz derecede gelişmiş olduğu, ancak PC anakartındaki ilgili standartların desteğinin yetersiz olduğu görülür. Sabit sürücüler ile modern bilgisayarların bazı donanım bileşenleri arasındaki uyumluluğun temel nüanslarına bakalım.

Beden uyumu önemli

Yukarıda sabit disklerin boyutlarının farklılık gösterdiğini belirtmiştik. Bu parametrenin ikincil öneme sahip olduğu görünebilir. Ancak çoğu zaman neredeyse belirleyici olduğu ortaya çıkıyor. Gerçek şu ki, bir PC'ye veya bir dizüstü bilgisayarın ilgili alanına bir sabit disk takmak, sürücünün boyutu çok küçükse ve bu nedenle yapıdaki mevcut alanın kullanımı açısından yetersizse son derece zor olacaktır. cihaz. Boyutların çok büyük çıkması pratik olarak imkansız olacaktır - sabit sürücü bilgisayara sığmayacaktır.

Elbette, bu model esas olarak dizüstü bilgisayarlar için tipiktir, çünkü bir sabit sürücüyü "masaüstü" bilgisayarlara yerleştirmeyle ilgili sorunlar genellikle ortaya çıkmaz (büyük ölçüde çeşitli ek cihazların bulunması nedeniyle). Bu nedenle, yeni dizüstü bilgisayar sabit diskleri satın almayı planlarken mevcut sabit disklerin tam boyutunu bilmeniz gerekir. Yukarıda, ilgili bilgisayar türlerinde 2,5 inç form faktörlü "sabit sürücülerin" yaygın olduğunu belirtmiştik. Ancak bazı dizüstü bilgisayar modellerinin 1,8 inç sabit disklere sahip olduğunu unutmamanız gerekir.

İletişim standartları uyumluluğu

Sabit sürücünün ve PC anakartının iletişim arayüzleri de uyumlu olmalıdır. Buradaki temel nüans, veri alışverişi standartlarının versiyonlarındaki farklılıklardır. Dolayısıyla üç çeşit vardır. Sürücü tarafından desteklenen ilgili iletişim standardının anakartla da uyumlu olması önemlidir. Kullanıcının, modern SATA 3 standardına göre veri alışverişi sağlayan pahalı bir sabit disk satın alması mümkündür (bu tür modellerin fiyatı yaklaşık 10 bin ruble olabilir), ancak bilgisayar bunu tam olarak destekleyemeyecektir. PC sahibi bu nedenle önemli ölçüde fazla ödeme yapabilir.

Aynı durum, sabit sürücü ve bilgisayar tarafından desteklenen USB standartları arasındaki korelasyon için de geçerlidir. Sabit sürücü USB 3.0 üzerinden bağlanacak şekilde tasarlanmışsa ancak anakart bunu desteklemiyorsa, ilgili standardın teknolojik yetenekleri de tam olarak gerçekleştirilmeyecektir. FireWire arayüzü ile ilgili olarak, onu destekleyen bir sabit disk satın alırken (cihazın fiyatı da uygun olabilir - yaklaşık 8-10 bin ruble), bilgisayarın prensip olarak uyumlu olduğundan emin olmanız gerektiğini söyleyebiliriz. Bununla birlikte. Bu iletişim standardı dizüstü bilgisayarlar için tipiktir ancak birçok masaüstü bilgisayarda yoktur. Elbette, FireWire'ı destekleyen sabit diskler genellikle USB arayüzleriyle de uyumludur ve PC'de FireWire bağlantı noktasının olmaması nedeniyle aygıtın çalışmaması pek olası değildir. Ancak, örneğin kullanıcı, FireWire'ın en bariz rekabet avantajı olan video verileriyle verimli çalışmayı kullanmayı bekliyorsa, o zaman sabit diskten istenen sonuçları alamayabilir.

Optimum hacim

Yukarıda belirttiğimiz gibi, sabit disk gibi bir cihazın temel özelliği olan ses seviyesi oldukça subjektif bir parametredir. Göreceli olarak konuşursak, birçok kullanıcı için birkaç gigabaytlık disk alanı yeterlidir - örneğin, esas olarak belgelerle çalışıyorlarsa. Bazıları için, terabaytlık bir sabit sürücü, üzerine büyük miktarda multimedya içeriğinin (videolar, fotoğraflar, müzik) sık sık yerleştirilmesi nedeniyle yeterince geniş görünmeyecektir.

Optimum depolama kapasitesini tavsiye etmek oldukça zordur. Ancak “daha ​​fazlası daha iyidir” kavramı yine ekonomik açıdan her zaman en iyi seçenek değildir. Pahalı, geniş bir sabit sürücüye (1 TB) para harcayabilirsiniz. Böylece tam bir terabayt mevcut olacak, ancak pratikte ancak yarısı kadar kullanılabiliyor. Aynı zamanda, daha az kapasiteli ancak daha ucuz bir sürücü satın alırken, serbest kalan finansal kaynaklar bir PC veya dizüstü bilgisayarın performansını artırmak için kullanılabilir (örneğin, ek bir RAM modülü veya işlemci için daha güçlü bir soğutucu satın almak) .

Bazı BT uzmanlarına göre 500 GB'lık bir sabit disk, çoğu kullanıcı görevi için en uygun çözümdür. Yani uygun kapasitedeki bir sabit diske 100-150 bin civarında kaliteli fotoğrafı yerleştirebilir, 100-150 civarında modern oyun yükleyebilirsiniz. PC sahibi bir fotoğraf başyapıtı koleksiyoncusu veya oyuncu değilse, ilgili kaynağın en az yarısını kullanması pek olası değildir. Ancak kendisi de fotoğrafçılıkla ve oyunlarla ilgileniyorsa, 500 GB'lık bir sabit diskin ona sağlayacağı fırsatlar gerçekten de yeterli olmayabilir. Aynı zamanda, bu sabit disk hacmi, modern kullanıcıların çözdüğü tipik görevler açısından en uygun olanlardan biri olarak kabul edilir.

RPM hızı

Bir sabit sürücüyü karakterize eden bir diğer önemli parametre tabla dönüş hızıdır. Bununla ilgili olarak, gerçek veri aktarım hızı ve işletim sisteminin çeşitli dosyaları işleme dinamikleri açısından önemli olduğunu söyleyebiliriz. Sabit sürücü ana sürücü olarak kullanılıyorsa, yani üzerine işletim sistemi kuruluysa, programlar ve oyunlar kuruluysa, söz konusu özelliğin mümkün olduğu kadar büyük miktarlarda ifade edilmesi daha iyidir. Bir kullanıcı öncelikle dosyaları depolamak için tasarlanmış ikinci bir sabit disk satın alırsa, bu anlamda plakaların dönüş hızı en önemli gösterge değildir.

Söz konusu göstergenin değeri ne kadar yüksek olursa sürücü o kadar pahalı olur. Bu anlamda, varlıkları gerekli olmamasına rağmen daha yüksek devrimler için fazla ödeme yapmak yine istenmeyen bir durum haline gelebilir. Yüksek disk dönüş hızına sahip bir sabit sürücü, daha düşük dönüş hızına sahip bir sabit sürücüden çok daha fazla gürültü üretir ve aynı zamanda yüksek güç tüketimiyle de karakterize edilir. Çoğu kullanıcı görevinin etkili bir şekilde çözülebildiği modern sabit sürücüler için en uygun gösterge 7200 rpm'dir.

Ön bellek

Bir sürücünün önemli performans göstergeleri arasında önbellek bulunur. Bu kaynağı kullanarak bir sabit sürücü, dosyalarla birçok işlemi gerçekleştirme prosedürlerini önemli ölçüde hızlandırabilir. Önbellek, belirli bilgisayar kaynaklarına yapılan istekler için en sık kullanılan algoritmaları kaydeder. Önbellekte bazı veriler varsa, sabit sürücünün bunu RAM alanında veya dosyalar arasında aramasına gerek yoktur. Önbellek boyutu ne kadar büyük olursa o kadar iyidir. Ancak birçok uzman tarafından önerilen ilgili göstergenin optimal değeri 64 MB'dir.

Marka önemli mi?

Markaya bağlı olarak diğer her şey eşitken bir sabit disk seçmek mantıklı mı? Bilişim uzmanlarının ve kullanıcıların bu konudaki görüşleri oldukça farklıdır. Bu, hem markaya odaklanma önerisi hem de belirli bir üretici tarafından üretilen tahriklerin kalitesine ilişkin bakış açıları için geçerlidir. Bazı kullanıcılar, Samsung yapımı sabit disklerini yalnızca olumlu bir şekilde nitelendirecek; Kore markalı bir cihazın diğer sahiplerinin incelemeleri daha az hevesli olabilir. Bazı BT uzmanları Hitachi ve Toshiba markalarını övüyor, bazıları ise onları rakiplerinden daha iyi görmüyor. Bu şirketler aynı zamanda pazar lideridir. Her durumda, bu gerçeğin önemli olduğu düşünülmelidir. Oldukça rekabetçi olan bilgisayar bileşenleri pazarında lider olmak kolay olmuyor. Bu muhtemelen üretilen malların yüksek kalitesinden kaynaklanmaktadır.

Dolayısıyla, bir PC veya dizüstü bilgisayar için bir sabit sürücüye ihtiyacımız varsa, aşağıdaki kriterlere odaklanabiliriz:

Boyut (esas olarak dizüstü bilgisayarlar için geçerlidir - ilgili göstergenin sabit sürücüler için sağlanan yuvalardan daha küçük olması istenmez; daha büyük olması kabul edilemez);

Desteklenen standartlar (sabit sürücüdeki teknolojik arayüzlerin PC kaynaklarıyla tamamen uyumlu olması önemlidir);

Hacim (özneldir, ancak 500 GB çoğu kullanıcı görevi için en uygun göstergedir);

Plaka dönüş hızı (optimal olarak 7200 rpm);

Önbellek (optimal olarak 64 MB).

Sabit sürücünün, ilgili cihaz segmentinde dünya pazarında lider olan bir üretici tarafından üretilmesi de arzu edilir.

Birçoğunuz, bilgisayardaki dosya ve klasörler halinde sunulan tüm bilgilerin sabit sürücüde saklandığını biliyorsunuz. Ve burada, sabit disk nedir ve ne amaçla yapıldığına pek çok kişi doğru cevap vermeyecektir. Programlamadan uzak insanlar için bilginin bir donanım üzerinde nasıl saklanabileceğini hayal etmek çok zordur. Bu, üzerine bu bilgilerin yazılıp kutunun içine saklanabileceği bir kutu ya da kağıt parçası değil. Evet, sabit disk, üzerinde harf bulunan bir kutu değildir.

Sabit disk (HDD, HMDD - İngilizce sabit (manyetik) disk sürücüsünden) manyetik bir depolama ortamıdır. Bilgisayar argosunda buna “Winchester” denir. Fotoğraf, resim, mektup, çeşitli formatlarda kitap, müzik, film vb. biçimindeki bilgileri depolamak için tasarlanmıştır. Dışarıdan bakıldığında bu cihaz hiç bir diske benzemiyor. Daha ziyade küçük dikdörtgen bir demir kutuya benziyor.

Sabit sürücünün iç kısımları eski bir vinil plak çalara benzer.

Bu metal kutunun içinde, aynı eksende yer alan ve okuma kafasının hareket ettiği yuvarlak alüminyum veya cam plakalar-diskler bulunmaktadır. Bir oynatıcının aksine, sabit disk kafası çalışma sırasında plakaların yüzeyine temas etmez.

Kullanım kolaylığı için sabit sürücü birkaç bölüme ayrılmıştır. Bu bölünme şartlıdır. Bu, işletim sistemi veya özel programlar kullanılarak yapılır. Yeni bölümlere mantıksal diskler denir. Bunlara C, D, E veya F harfleri atanır. Genellikle C sürücüsüne kurulur ve dosyalar ve klasörler diğer sürücülerde saklanır, böylece sistem çökerse dosyalarınız ve klasörleriniz zarar görmez.

Sabit sürücünün ne olduğu hakkında bir video izleyin:

Sabit sürücülerin temel özellikleri

• Form faktörü sabit sürücünün inç cinsinden genişliğidir. Bir masaüstü bilgisayar için standart boyut 3,5 inç, dizüstü bilgisayarlar için ise 2,5 inçtir;
• Arayüz– modern bilgisayarlar anakart için farklı SATA bağlantı versiyonları kullanır. SATA, SATA II, SATA III. Eski bilgisayarlar IDE arayüzünü kullanır.
• Kapasite– bu, bir sabit sürücünün depolayabileceği, gigabayt cinsinden ölçülen maksimum bilgi miktarıdır;
• Mil hızı dakikadaki iş mili devir sayısıdır. Disk dönüş hızı ne kadar yüksek olursa o kadar iyidir. İşletim sistemleri için 7.200 rpm ve üzeri diskler kurmanız gerekir; dosyaları depolamak için ise daha düşük hızlara sahip diskler kurabilirsiniz.
• MTBF– bu, üretici tarafından hesaplanan arızalar arasındaki ortalama süredir. Ne kadar büyük olursa o kadar iyidir;
• Rastgele erişim süresi kafanın kendisini levhanın isteğe bağlı bir bölümüne konumlandırması için gereken ortalama süredir. Değer sabit değildir.
• Etki dayanıklılığı bir sabit sürücünün basınç değişikliklerine ve şoklara dayanma yeteneğidir.
• Gürültü seviyesi, diskin çalışma sırasında yaydığı desibel cinsinden ölçülür. Ne kadar küçük olursa o kadar iyidir.

Artık ne iş miline ne de plakalara sahip olan SSD sürücüler (basit çeviride katı hal sürücüsü - katı hal sürücüsü) zaten var. Bellek yongalarına dayalı bir depolama aygıtıdır.

Saniyedeki G/Ç işlemi sayısı(İngilizce) IOPS) - modern diskler için bu, sürücüye rastgele erişimle yaklaşık 50 işlem/sn ve sıralı erişimle yaklaşık 100 işlem/sn'dir.

Güç tüketimi- mobil cihazlar için önemli bir faktör.

Etki dayanıklılığı(İngilizce) G-şok derecesi) - açık ve kapalı durumda izin verilen aşırı yük birimleri cinsinden ölçülen, sürücünün ani basınç dalgalanmalarına veya şoklara karşı direnci.

Veri aktarım hızı(İngilizce) Transfer oranı) sıralı erişimle:

• dahili disk bölgesi: 44,2'den 74,5 MB/s'ye;
• dış disk bölgesi: 60,0 ila 111,4 MB/sn.

Arabellek hacmi- ara bellek, arayüz üzerinden okuma/yazma hızı ve aktarım hızı arasındaki farkları düzeltmek için tasarlanmış bir ara bellektir. Modern disklerde genellikle 8 ila 64 MB arasında değişir.

Gürültü seviyesi

Sabit sürücüleri sabitlemek için silikon pullar. Titreşimi ve gürültüyü azaltın

Gürültü seviyesi- çalışması sırasında sürücünün mekaniğinin ürettiği gürültü. Desibel cinsinden gösterilir. Sessiz sürücüler, gürültü seviyesi yaklaşık 26 dB veya daha düşük olan cihazlar olarak kabul edilir. Gürültü, iş mili dönme gürültüsünden (aerodinamik gürültü dahil) ve konumlandırma gürültüsünden oluşur.

Sabit sürücülerden gelen gürültüyü azaltmak için aşağıdaki yöntemler kullanılır:

Üreticiler

Başlangıçta piyasada birçok şirket tarafından üretilen çok çeşitli sabit diskler vardı. Artan rekabet, modern teknoloji gerektiren kapasitedeki hızlı büyüme ve düşen kar marjları nedeniyle çoğu üretici ya rakipler tarafından satın alındı ​​ya da başka tür ürünlere yöneldi.

Şu anda harici sürücülerin pazara sunulması ve SSD tipi teknolojilerin gelişmesi nedeniyle hazır çözüm sunan firmaların sayısı yeniden arttı.

Cihaz

Sabit sürücü hermetik bir bölge ve bir elektronik üniteden oluşur.

Hermozon

750 GB kapasiteli demonte Samsung HD753LJ sabit disk

Demonte sabit disk

Hermetik bölge, dayanıklı alaşımdan yapılmış bir mahfaza, manyetik kaplamalı diskler (plakalar), bazı modellerde ayırıcılarla ayrılmış, ayrıca konumlandırma cihazlı bir kafa bloğu ve bir elektrikli mil tahriki içerir.

Popüler inanışın aksine, cihazların büyük çoğunluğunun muhafaza alanı içinde vakum yoktur. Bazı üreticiler onu mühürlü hale getirir (adı da buradan gelir) ve arıtılmış ve kurutulmuş hava veya nötr gazlarla, özellikle nitrojenle doldurur ve basıncı eşitlemek için ince bir metal veya plastik membran yerleştirir. (Bu durumda, sabit disk kasasının içinde, kapatıldıktan sonra kasanın içinde kalan su buharını emen bir paket silika jeli için küçük bir cep vardır). Diğer üreticiler, çok küçük (birkaç mikrometre) parçacıkları yakalayabilen bir filtreyle basıncı küçük bir delikten eşitler. Ancak bu durumda nem de eşitlenir ve zararlı gazlar da nüfuz edebilir. Atmosfer basıncındaki (örneğin bir uçakta) ve sıcaklıktaki değişiklikler sırasında ve ayrıca cihaz çalışma sırasında ısındığında muhafaza bölgesi gövdesinin deformasyonunu önlemek için basınç dengeleme gereklidir.

Montaj sırasında kendilerini hermetik bölgede bulan ve diskin yüzeyine düşen toz parçacıkları, dönüş sırasında başka bir filtreye - toz toplayıcıya - taşınır.

Diskler (plakalar) kural olarak metal alaşımından yapılır. Bunları plastikten ve hatta camdan (IBM) yapma girişimleri olmasına rağmen, bu tür plakaların kırılgan ve kısa ömürlü olduğu ortaya çıktı. Plakaların her iki düzlemi, manyetik bir bant gibi, en ince ferromanyetik toz - demir, manganez ve diğer metallerin oksitleri ile kaplıdır. Tam bileşim ve uygulama teknolojisi ticari bir sırdır. Çoğu bütçe cihazı bir veya iki plaka içerir, ancak daha fazla plakalı modeller de vardır.

Diskler mile sağlam bir şekilde sabitlenmiştir. Çalışma sırasında iş mili, dakikada birkaç bin devir hızında (3600'den 15.000'e) döner. Bu hızda, plakanın yüzeyinin yakınında, kafaları kaldıran ve plaka yüzeyinin üzerinde yüzmelerini sağlayan güçlü bir hava akışı yaratılır. Kafaların şekli, çalışma sırasında plakaya en uygun mesafeyi sağlayacak şekilde hesaplanır. Diskler, kafaların “havalanması” için gereken hıza ulaşana kadar, park cihazı kafaları içeride tutar Park alanı. Bu, kafaların ve plakaların çalışma yüzeyinin zarar görmesini önler. Sabit sürücünün iş mili motoru, motorun eksenine (mil) monte edilen manyetik disklerin dönme stabilitesini sağlayan üç fazlı senkrondur. Motor statoru, ortasında bir musluk bulunan bir yıldıza bağlı üç sargı içerir ve rotor, kalıcı bir kesit mıknatısıdır.

Ayırıcı (ayırıcı), manyetik disklerin plakaları arasında ve manyetik diskin üst plakasının üzerinde bulunan plastik veya alüminyumdan yapılmış bir plakadır. Muhafaza alanı içindeki hava akışlarını eşitlemek için kullanılır.

Konumlandırma cihazı

Demonte sabit disk. Solenoid motor stator üst plakası çıkarıldı

Kafa konumlandırma cihazı (servo sürücü, jarg. aktüatör) düşük ataletli bir solenoid motordur. Sabit bir çift güçlü neodim kalıcı mıknatısın yanı sıra ana ünitenin hareketli bir braketi üzerindeki bir bobinden (solenoid) oluşur.

Motorun çalışma prensibi şu şekildedir: sargı statorun içine yerleştirilmiştir (genellikle iki sabit mıknatıs), farklı güçlerde ve polaritelerde sağlanan akım, onu braketi (külbütör kolunu) kafaları radyal bir doğrultuda doğru bir şekilde konumlandırmaya zorlar. yol. Plakaların yüzeyindeki verileri aramak için gereken süre, konumlandırma cihazının hızına bağlıdır.

Her sürücünün, sürücü kapatıldığında veya düşük güç modlarından birinde olduğunda kafaların durduğu, park alanı adı verilen özel bir bölgesi vardır. Park durumunda, kafa bloğunun braketi (külbütör kolu) en uç konumundadır ve hareket tahdidine dayanır. Bilgiye erişim işlemleri (okuma/yazma) sırasında, kafaların sıfır konumuna geri getirilmesi işlemi sırasında manyetik kafaları hareket durdurucularına karşı tutan braketlerin çarpmasından kaynaklanan gürültü kaynaklarından biri de titreşimdir. Gürültüyü azaltmak için hareket tahditlerine yumuşak kauçuktan yapılmış sönümleme pulları takılmıştır. Ana ünitenin hızlanma ve yavaşlama modlarının parametrelerini değiştirerek yazılımı kullanarak sabit sürücünün gürültüsünü önemli ölçüde azaltabilirsiniz. Bu amaçla özel bir teknoloji geliştirilmiştir - Otomatik Akustik Yönetim. Resmi olarak, bir sabit sürücünün gürültü seviyesini programlı olarak kontrol etme yeteneği ATA /ATAPI-6 standardında ortaya çıktı (bunu yapmak için kontrol değişkeninin değerini değiştirmeniz gerekir), ancak bazı üreticiler daha önce deneysel uygulamalar yapmış olsa da.

Elektronik ünitesi

Arayüz ünitesi, sabit sürücü elektroniği ile sistemin geri kalanı arasında arayüz oluşturur.

Kontrol ünitesi, elektrikli kafa konumlandırma sinyallerini alan ve bir ses bobini tahrikiyle kontrol eylemleri üreten, çeşitli kafalardan gelen bilgi akışlarını değiştiren, diğer tüm bileşenlerin çalışmasını kontrol eden (örneğin iş mili hızını kontrol eden), alan ve işleyen bir kontrol sistemidir. cihaz sensörlerinden gelen sinyaller (sensör sistemi, şok sensörü olarak kullanılan tek eksenli bir ivmeölçer, serbest düşme sensörü olarak kullanılan üç eksenli bir ivmeölçer, bir basınç sensörü, bir açısal ivme sensörü, bir sıcaklık sensörü içerebilir).

ROM bloğu, kontrol üniteleri ve dijital sinyal işleme için kontrol programlarının yanı sıra sabit sürücünün servis bilgilerini de saklar.

Tampon bellek, arayüz parçası ile sürücü arasındaki hız farkını düzeltir (yüksek hızlı statik bellek kullanılır). Bazı durumlarda tampon belleğin boyutunu artırmak, sürücünün hızını artırmanıza olanak tanır.

Dijital sinyal işleme ünitesi, okunan analog sinyali temizler ve kodunu çözer (dijital bilgiyi çıkarır). Dijital işleme için çeşitli yöntemler kullanılır, örneğin PRML yöntemi (Kısmi Yanıt Maksimum Olabilirlik - eksik yanıtla maksimum olasılık). Alınan sinyal örneklerle karşılaştırılır. Bu durumda, kodu çözülen sinyale şekil ve zamanlama özellikleri bakımından en benzer olan bir örnek seçilir.

Düşük düzeyli biçimlendirme

Cihazın montajının son aşamasında plakaların yüzeyleri biçimlendirilir - üzerlerinde izler ve sektörler oluşturulur. Spesifik yöntem, üretici ve/veya standart tarafından belirlenir, ancak en azından her iz, başlangıcını belirten manyetik bir işaretle işaretlenir.

Bir diskin fiziksel sektörlerini test edebilen ve hizmet verilerini sınırlı ölçüde görüntüleyebilen ve düzenleyebilen yardımcı programlar vardır. Bu tür yardımcı programların spesifik yetenekleri büyük ölçüde disk modeline ve ilgili model ailesi için yazılımın yazarı tarafından bilinen teknik bilgilere bağlıdır.

Manyetik diskin geometrisi

Uzaya hitap etmek için disk plakalarının yüzeyleri bölünmüştür Parçalar- eşmerkezli halka alanları. Her parça eşit bölümlere ayrılmıştır - sektörler. CHS adresleme, belirli bir disk alanındaki tüm parçaların aynı sayıda sektöre sahip olduğunu varsayar.

Silindir- sabit disk plakalarının tüm çalışma yüzeylerinde merkezden eşit aralıklarla yerleştirilmiş bir dizi parça. Kafa numarası kullanılacak çalışma yüzeyini (yani silindirden gelen belirli yolu) belirtir ve sektör numarası- pistte belirli bir sektör.

CHS adreslemeyi kullanmak için bilmeniz gerekenler geometri kullanılan disk: içindeki toplam silindir, kafa ve sektör sayısı. Başlangıçta bu bilgilerin manuel olarak girilmesi gerekiyordu; ATA-1 standardında otomatik geometri işlevi tanıtıldı (Sürücüyü Tanımla komutu).

Geometrinin disk işlemlerinin hızı üzerindeki etkisi

Sabit sürücünün geometrisi okuma-yazma hızını etkiler. Disk plakasının dış kenarına yaklaştıkça izlerin uzunluğu artar (daha fazla sektör yerleştirilebilir) ve buna bağlı olarak cihazın devir başına okuyabileceği veya yazabileceği veri miktarı artar. Bu durumda okuma hızı 50 ila 30 MB/s arasında değişebilir. Bu özelliği bilerek işletim sistemlerinin kök bölümlerinin buraya yerleştirilmesi tavsiye edilir. Sektör numaralandırması diskin dış kenarından sıfırdan başlar. GParted'da diskin dış kenarı solda (şemada) ve üstte (listede) bulunur.

Yerleşik denetleyicilere sahip sabit sürücülerin geometrisinin özellikleri

İmar

Modern sabit sürücülerin plakalarında izler birkaç bölgeye ayrılmıştır. Bölgeli Kayıt). Bir bölgenin tüm izleri aynı sayıda sektöre sahiptir. Ancak dış bölgelerin raylarında iç bölgelerin raylarına göre daha fazla sektör var. Bu, daha uzun harici kanallar kullanarak daha düzgün bir kayıt yoğunluğu elde edilmesini ve aynı üretim teknolojisiyle plaka kapasitesinin artırılmasını sağlar.

Rezerv sektörleri

Diskin ömrünü uzatmak için her parçada ek yedek sektörler bulunabilir. Herhangi bir sektörde düzeltilemez bir hata meydana gelirse, bu sektör yedek sektörle değiştirilebilir. yeniden haritalama). İçinde saklanan veriler ECC kullanılarak kaybolabilir veya geri yüklenebilir ve disk kapasitesi aynı kalacaktır. İki yeniden atama tablosu vardır: biri fabrikada, diğeri ise işletme sırasında doldurulur. Bölge sınırları, her bölge için iz başına sektör sayısı ve sektör yeniden eşleme tabloları elektronik ROM'da saklanır.

Mantıksal geometri

Üretilen sabit sürücülerin kapasitesi arttıkça, fiziksel geometrileri artık yazılım ve donanım arayüzlerinin dayattığı sınırlamalara uymuyor (bkz: Sabit sürücü kapasitesi). Ayrıca farklı sektör sayısına sahip parçalar CHS adresleme yöntemiyle uyumlu değildir. Sonuç olarak, disk denetleyicileri gerçek değil hayali olduğunu bildirmeye başladı. mantıksal geometri Arayüzlerin sınırlamalarına uyan ancak gerçekliğe karşılık gelmeyen. Böylece çoğu model için maksimum sektör ve kafa sayıları 63 ve 255'tir (BIOS INT 13h kesme fonksiyonlarında mümkün olan maksimum değerler) ve silindir sayısı disk kapasitesine göre seçilir. Diskin fiziksel geometrisi normal çalışmada elde edilemez ve sistemin diğer kısımları tarafından bilinmemektedir.

Veri adresleme

Sabit diskteki minimum adreslenebilir veri alanı sektör. Sektör boyutu geleneksel olarak 512 bayttır. 2006 yılında IDEMA, 2010 yılına kadar tamamlanması planlanan 4096 baytlık sektör boyutuna geçiş yaptığını duyurdu.

Western Digital, Gelişmiş Format adı verilen yeni bir formatlama teknolojisinin kullanıldığını zaten duyurdu ve bu yeni teknolojiyi kullanan bir dizi sürücüyü piyasaya sürdü. Bu seri AARS/EARS ve BPVT serilerini içerir.

Windows XP'de Gelişmiş Format teknolojisine sahip bir sürücüyü kullanmadan önce, özel bir yardımcı program kullanarak hizalama prosedürünü gerçekleştirmelisiniz. Disk bölümleri Windows Vista, Windows 7 ve Mac OS tarafından oluşturulmuşsa hizalama gerekli değildir.

Windows Vista, Windows 7, Windows Server 2008 ve Windows Server 2008 R2, büyük sektör boyutundaki sürücüler için sınırlı desteğe sahiptir.

Diskteki sektörleri adreslemenin 2 ana yolu vardır: silindir kafası sektörü(İngilizce) silindir kafası sektörü, CHS) Ve doğrusal blok adresleme(İngilizce) doğrusal blok adresleme, LBA).

C.H.S.

Bu yöntemle sektör, disk üzerindeki fiziksel konumuna göre 3 koordinatla adreslenir - silindir numarası, kafa numarası Ve sektör numarası. Yerleşik denetleyicilere sahip 528.482.304 bayttan (504 MB) büyük disklerde, bu koordinatlar artık sektörün diskteki fiziksel konumuna karşılık gelmez ve "mantıksal koordinatlardır" (bkz.).

LBA

Bu yöntemle ortamdaki veri bloklarının adresi mantıksal doğrusal bir adres kullanılarak belirlenir. LBA adreslemesi 1994 yılında EIDE (Genişletilmiş IDE) standardı ile birlikte uygulanmaya ve kullanılmaya başlandı. LBA ihtiyacı, özellikle eski adresleme şemaları kullanılarak tam olarak yararlanılamayan büyük kapasiteli disklerin ortaya çıkmasından kaynaklandı.

LBA yöntemi, SCSI için Sektör Haritalamasına karşılık gelir. SCSI denetleyicisinin BIOS'u bu görevleri otomatik olarak gerçekleştirir, yani mantıksal adresleme yöntemi başlangıçta SCSI arayüzünün karakteristiğiydi.

Veri kayıt teknolojileri

Sabit sürücülerin çalışma prensibi kayıt cihazlarının çalışmasına benzer. Diskin çalışma yüzeyi okuma kafasına göre hareket eder (örneğin, manyetik devrede boşluk bulunan bir indüktör şeklinde). Kafa bobinine (kayıt sırasında) alternatif bir elektrik akımı sağlandığında, kafa boşluğundan elde edilen alternatif manyetik alan, disk yüzeyinin ferromıknatısını etkiler ve sinyal gücüne bağlı olarak alan mıknatıslanma vektörünün yönünü değiştirir. Okuma sırasında, kafa boşluğundaki alanların hareketi, kafa manyetik devresindeki manyetik akıda bir değişikliğe yol açar, bu da elektromanyetik indüksiyonun etkisi nedeniyle bobinde alternatif bir elektrik sinyalinin ortaya çıkmasına neden olur.

Son zamanlarda manyetorezistif etki okuma için kullanılmış ve disklerde manyetorezistif kafalar kullanılmaktadır. Bunlarda, manyetik alandaki bir değişiklik, manyetik alan gücündeki değişime bağlı olarak dirençte bir değişikliğe yol açar. Bu tür kafalar, (özellikle yüksek bilgi kayıt yoğunluklarında) güvenilir bilgi okuma olasılığının arttırılmasını mümkün kılar.

Boyuna kayıt yöntemi

Dikey kayıt yapan sabit diskler 2005'ten bu yana piyasada bulunmaktadır.

Termal manyetik kayıt yöntemi

Termal manyetik kayıt yöntemi Isı destekli manyetik kayıt, HAMR ) şu anda mevcut olanlar arasında en umut verici olanıdır; şu anda aktif olarak geliştirilmektedir. Bu yöntem, diskin nokta ısıtmasını kullanır, bu da kafanın yüzeyindeki çok küçük alanları mıknatıslamasına olanak tanır. Disk soğuduktan sonra mıknatıslanma "sabitlenir". 2009 yılı itibarıyla yalnızca kayıt yoğunluğu 150 Gbit/cm² olan deneysel örnekler mevcuttu. Hitachi uzmanları bu teknolojinin sınırını 2,3−3,1 Tbit/cm², Seagate Technology temsilcileri ise 7,75 Tbit/cm² olarak adlandırıyor.

Yapılandırılmış depolama ortamı

Yapılandırılmış (desenli) depolama ortamı Bit desenli ortam), bir miktar bilginin saklandığı modern manyetik kayıt teknolojilerinin aksine, verileri kaydetmek için her biri bir bit bilgiye karşılık gelen bir dizi aynı manyetik hücreyi kullanan, verileri manyetik bir ortamda depolamak için umut verici bir teknolojidir. çeşitli manyetik alanlara kaydedilmiştir.

Polimer kendi kendine montaj yöntemi

Artık HDD hacmini artırma alanındaki en son gelişme, polimerlerin kendiliğinden bir araya getirilmesi yöntemidir (14 Kasım 2012).

Arayüz karşılaştırması

	Bant genişliği, Mbit/s	Maksimum kablo uzunluğu, m	Güç kablosu gerekli mi?	Kanal başına sürücü sayısı	Kablodaki iletken sayısı	Diğer özellikler
UltraATA /133	1064	0,46	Evet (3,5") / Hayır (2,5")	2	40/80	Denetleyici+2Slave, çalışırken değiştirme mümkün değil
SATA-300	3000	1	Evet	1	7	Ana Bilgisayar/Bağımlı, bazı denetleyicilerde çalışırken değiştirilebilir
SATA-600	6144	veri yok	Evet	1	7
FireWire/400	400			63	4/6
FireWire/800	800	4,5 (72 m'ye kadar papatya zinciri bağlantısıyla)	Evet/Hayır (arayüz ve sürücü tipine bağlı olarak)	63	9	cihazlar eşittir, çalışırken değiştirme mümkündür
USB2.0	480	5 (seri bağlantıyla, hub'lar aracılığıyla, 72 m'ye kadar)		127	4
USB3.0	4800	veri yok	Evet/Hayır (sürücü tipine bağlı olarak)	veri yok	9	Çift yönlü, USB 2.0 uyumlu
Ultra-320 SCSI	2560	12	Evet	16	50/68	cihazlar eşittir, çalışırken değiştirme mümkündür
SAS	3000	8	Evet	16384'ün üzerinde		çalışırken değiştirilebilir; SATA aygıtlarını SAS denetleyicilerine bağlamak mümkündür
eSATA	3000	2	Evet	1 (15'e kadar bağlantı noktası çarpanı ile)	7	Ana Bilgisayar/Köle, çalışırken değiştirilebilir

Sürücü ilerlemesinin geçmişi

Sabit disk pazarı

Tayland'daki sellerin sonuçları (2011)

Sel sonucunda, sabit disk fabrikalarının bulunduğu birçok sanayi bölgesi sular altında kaldı ve uzmanlara göre bu, küresel pazarda sabit disk sıkıntısına neden oldu. Piper Jaffray'e göre 2011'in dördüncü çeyreğinde küresel pazardaki sabit disk kıtlığı 60-80 milyon adet olacak ve 9 Kasım 2011 itibarıyla talep hacmi 180 milyon olacak; sabit disk fiyatları zaten arttı; %10 ila %60 oranında. 2012 yılının ortalarına gelindiğinde sabit disklerin üretim düzeyi ve fiyatları eski seviyelerine geri döndü.

Ayrıca bakınız

Notlar

1. Başvuru Kılavuzu - Sabit Disk Sürücüleri (İngilizce). - Sabit sürücü teknolojisine genel bakış. 23 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Temmuz 2009.
2. http://www.storagereview.com/guide/histEarly.html Başvuru Kılavuzu - Sabit Disk Sürücüleri - Eski Disk Sürücüleri (İngilizce)
3. IBM Arşivleri: IBM 3340 doğrudan erişim depolama tesisi
4. Sabit disk mi yoksa sabit disk mi?
5. Seagate 4 TB'lık sabit diskini tanıttı
6. Madalya sahibi 545XE (İngilizce) . Seagate (17 Ağustos 1994). (erişilemez bağlantı - hikaye) Erişim tarihi: 8 Aralık 2008.(erişilemez bağlantı - hikaye)
   Medalist 545xe (Seagate ST3660A) disk spesifikasyonu şu parametreleri belirtir: biçimlendirilmiş hacim 545,5 MB ve geometri 1057 silindir × 16 kafa × 63 sektör × sektör başına 512 bayt = 545.513.472 bayt. Ancak geometriden beyan edilen 545,5 hacim ancak 1000 × 1000'e bölündüğünde elde edilir; 1024x1024'e bölmek 520,2 değerini verir.
   Barracuda 7200.9 320 GB PATA sabit sürücüsü (ST3320833A) (İngilizce) . Seagate. - Teknik Özellikler sekmesi. 23 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 8 Aralık 2008.
   Başka bir örnek: Belirtilen hacim 320 GB ve mevcut sektör sayısı 625.142.448'dir. Ancak sektör sayısı boyutlarıyla (512) çarpılırsa sonuç 320.072.933.376 olacaktır. Buradan sadece bölünerek “320” elde edilir. 1000³ ile 1024³'e bölündüğünde sadece 298 olduğu ortaya çıkıyor.
7. Seagate Bilgi Tabanı. Depolama kapasitesini ölçme standartları (Rusça)
8. http://www.hitachigst.com/hdd/support/15k147/15k147.htm
9. http://www.seagate.com/products/notebook/momentus.html (erişilemez bağlantı - hikaye)
10. Scythe Quiet Drive incelemesi thg.ru
11. Toshiba: Haber Bülteni 1 Ekim 2009
12. Seagate, Samsung'un sabit disk bölümünü satın almayı tamamladı | Seagate
13. Sabit disk aygıtı. R.LAB (23 Haziran 2010). 3 Şubat 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi.
14. Sabit sürücüyle hesaplaşma (sabit sürücülerin dibine inmek), bölümler 1-3 / Yayınlar / yüksek teknoloji
15. Düşük düzeyli tanılama ve sabit sürücülerin onarımı için bir dizi yardımcı program. ???. Arşivlendi
16. Birçok model için modüllere sahip UDMA-3000 sabit sürücülerin tanılanması ve onarılmasına yönelik yardımcı program. ???. 23 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Doğrulandı???.

Bu makale yalnızca sabit disklerden (HDD), yani manyetik disk ortamından bahsedecektir. Bir sonraki makale SSD'ler hakkında olacak.

Sabit disk nedir

Geleneğe göre, Wikipedia'daki sabit disk tanımına bakalım:
Sabit sürücü (vida, sabit sürücü, sabit disk sürücüsü, HDD, HDD, HMDD), manyetik kayıt ilkesine dayanan rastgele erişimli bir depolama aygıtıdır.
Bilgisayarların büyük çoğunluğunda ve ayrıca verilerin yedek kopyalarını depolamak, dosya depolamak vb. için ayrı olarak bağlanan cihazlar olarak kullanılırlar.
Hadi biraz çözelim. "Sabit disk sürücüsü" terimini seviyorum. Bu beş kelime özü aktarıyor. HDD, amacı üzerine kayıtlı verileri uzun süre saklamak olan bir cihazdır. HDD'lerin temeli, üzerine bilgilerin özel kafalar kullanılarak kaydedildiği, özel kaplamalı sabit (alüminyum) disklerdir.
Kayıt sürecinin kendisini ayrıntılı olarak ele almayacağım - esasen bu, okulun son sınıflarının fiziğidir ve eminim ki buna dalmak gibi bir arzunuz yoktur ve makalenin konusu da bu değildir.
Şunu da belirtelim: “rastgele erişim”, kabaca ifade edersek, biz (bilgisayar) demiryolunun herhangi bir bölümündeki bilgileri her an okuyabiliriz anlamına gelir.
Önemli bir gerçek, HDD belleğinin geçici olmamasıdır, yani güç bağlı olsa da olmasa da, cihaza kaydedilen bilgiler hiçbir yerde kaybolmayacaktır. Bu, bilgisayarın kalıcı belleği ile geçici belleği (RAM) arasındaki önemli bir farktır.
Gerçek hayatta bir bilgisayarın sabit diskine baktığınızda, tüm bunlar kapalı bir kutuda (hermetik bölge) gizlendiğinden ne diskleri ne de kafaları göremezsiniz. Dışarıdan, sabit sürücü buna benzer.
Sanırım HDD'nin ne olduğunu anladınız. Devam etmek.

Bir bilgisayarın neden bir sabit sürücüye ihtiyacı vardır?

Bir bilgisayarda HDD'nin ne olduğuna, yani PC'de nasıl bir rol oynadığına bakalım. Verileri sakladığı açıktır, ancak nasıl ve ne. Burada HDD'nin aşağıdaki işlevlerini vurguluyoruz:
- İşletim sisteminin, kullanıcı yazılımının ve ayarlarının saklanması;
- Kullanıcı dosyalarının saklanması: müzik, videolar, resimler, belgeler vb.;
- RAM'e sığmayan verileri (takas dosyası) depolamak için sabit sürücü kapasitesinin bir kısmını kullanmak veya uyku modunu kullanırken RAM içeriğini depolamak;
- Gördüğünüz gibi bir bilgisayarın sabit diski yalnızca fotoğraf, müzik ve videolardan oluşan bir çöplük değildir. İşletim sisteminin tamamı üzerinde depolanır ve ayrıca sabit sürücü, bazı işlevlerini üstlenerek RAM üzerindeki yükle başa çıkmaya yardımcı olur.

Bir sabit disk nelerden oluşur?

Sabit diskin bileşenlerinden kısmen bahsettik, şimdi buna daha detaylı bakacağız. Yani, HDD'nin ana bileşenleri:
- Muhafaza - sabit sürücü mekanizmalarını toz ve nemden korur. Kural olarak, içeriye nem ve toz girmeyecek şekilde kapatılmıştır;
- Diskler (krep) - üzerine verilerin kaydedildiği, her iki tarafı kaplanmış, belirli bir metal alaşımından yapılmış plakalar. Plaka sayısı farklı olabilir - birinden (bütçe seçeneklerinde) birkaçına;
- Motor - kreplerin sabitlendiği mil üzerinde;
- Kafa bloğu - birbirine bağlı kollardan (külbütör kolları) ve kafalardan oluşan bir yapı. Sabit diskin ona bilgi okuyan ve yazan kısmı. Bir gözleme için hem üst hem de alt kısımlar çalıştığından bir çift kafa kullanılır;
- Konumlandırma cihazı (aktüatör) - kafa bloğunu çalıştıran bir mekanizma. Bir çift kalıcı neodim mıknatıs ve kafa bloğunun ucunda bulunan bir bobinden oluşur;
- Denetleyici - HDD'nin çalışmasını kontrol eden elektronik bir çip;
- Park alanı - kreplerin çalışma yüzeyine zarar vermemek için sabit sürücünün içinde disklerin yanında veya iç kısımlarında, boşta kalma sırasında kafaların indirildiği (park edildiği) bir yer.
Bu basit bir sabit disk aygıtıdır. Yıllar önce kuruldu ve uzun süredir hiçbir temel değişiklik yapılmadı. Ve devam ediyoruz.

Sabit disk nasıl çalışır?

HDD'ye güç verildikten sonra, kreplerin takıldığı iş mili üzerindeki motor dönmeye başlar. Disklerin yüzeyinde sabit bir hava akışının oluştuğu hıza ulaşan kafalar hareket etmeye başlar.
Bu sıra (önce diskler döner ve sonra kafalar çalışmaya başlar), ortaya çıkan hava akışı nedeniyle kafaların plakaların üzerinde yüzmesi için gereklidir. Evet, disklerin yüzeyine asla dokunmazlar, aksi takdirde diskler anında hasar görür. Ancak manyetik plakaların yüzeyinden kafalara olan mesafe o kadar küçüktür ki (~10 nm), çıplak gözle göremezsiniz.
Başlangıçtan sonra, öncelikle sabit diskin durumuna ilişkin servis bilgileri ve sıfır iz adı verilen bu konuda gerekli diğer bilgiler okunur. Ancak o zaman verilerle çalışma başlar.
Bir bilgisayarın sabit diskindeki bilgiler, sırasıyla sektörlere bölünmüş (parçalara ayrılmış bir pizza gibi) izlere kaydedilir. Dosya yazmak için birkaç sektör, dosyanın yazılabileceği en küçük yer olan bir küme halinde birleştirilir.
Bu "yatay" disk bölümüne ek olarak, geleneksel bir "dikey" bölüm de vardır. Tüm kafalar birleştirildiği için her zaman aynı parça numarasının üzerinde, her biri kendi diskinin üzerinde konumlandırılır. Böylece HDD'nin çalışması sırasında kafalar bir silindir çiziyor gibi görünüyor.
HDD çalışırken esas olarak iki komutu yerine getirir: okuma ve yazma. Bir yazma komutunun çalıştırılması gerektiğinde, disk üzerinde bu komutun gerçekleştirileceği alan hesaplanır, daha sonra kafalar konumlandırılır ve aslında komut çalıştırılır. Daha sonra sonuç kontrol edilir. Verileri doğrudan diske yazmanın yanı sıra, bilgiler de önbellekte yer alır.
Denetleyici bir okuma komutu alırsa öncelikle gerekli bilgilerin önbellekte olup olmadığını kontrol eder. Eğer yoksa kafaların konumlandırılmasına ilişkin koordinatlar tekrar hesaplanır, ardından kafalar konumlandırılır ve veriler okunur.
İşin tamamlanmasının ardından sabit sürücünün gücü kesildiğinde kafalar otomatik olarak park alanına park edilir.
Temel olarak bir bilgisayarın sabit diski bu şekilde çalışır. Gerçekte her şey çok daha karmaşıktır, ancak ortalama bir kullanıcının büyük olasılıkla bu tür ayrıntılara ihtiyacı yoktur, o yüzden bu bölümü bitirip devam edelim.

Sabit disk türleri ve üreticileri

Bugün piyasada aslında üç ana sabit disk üreticisi var: Western Digital (WD), Toshiba, Seagate. Her tür ve gereksinimdeki cihaza olan talebi tamamen karşılarlar. Şirketlerin geri kalanı ya iflas etti, ya ana üç şirketten biri tarafından yutuldu ya da başka bir amaca uygun hale getirildi.
HDD türlerinden bahsedecek olursak bunları şu şekilde ayırabiliriz:

1. Dizüstü bilgisayarlar için ana parametre 2,5 inçlik cihaz boyutudur. Bu onların dizüstü bilgisayar kasasına kompakt bir şekilde yerleştirilmelerine olanak tanır;
2. Bir PC için - bu durumda 2,5″ sabit diskler kullanmak da mümkündür, ancak kural olarak 3,5″ kullanılır;
3. Harici sabit sürücüler - bir PC'ye/dizüstü bilgisayara ayrı olarak bağlanan ve çoğunlukla dosya depolama görevi gören cihazlar.
Sunucular için özel bir sabit sürücü türü de vardır. Normal PC'lerle aynıdırlar ancak bağlantı arayüzleri ve daha yüksek performans açısından farklılık gösterebilirler.

HDD'nin türlere göre diğer tüm bölümleri kendi özelliklerinden kaynaklanmaktadır, o yüzden bunları ele alalım.

Sabit sürücü özellikleri

Yani, bir bilgisayarın sabit sürücüsünün temel özellikleri:

Hacim, bir diskte depolanabilecek mümkün olan maksimum veri miktarının bir göstergesidir. HDD seçerken genellikle ilk baktıkları şey. Bu rakam 10 TB'a ulaşabilir, ancak ev bilgisayarı için genellikle 500 GB - 1 TB seçilir;
- Form faktörü - sabit sürücünün boyutu. En yaygın olanları 3,5 ve 2,5 inçtir. Yukarıda belirtildiği gibi çoğu durumda dizüstü bilgisayarlara 2,5 inç takılıdır. Harici HDD'lerde de kullanılırlar. PC'lere ve sunuculara 3,5″ kuruludur. Daha büyük bir disk daha fazla veri sığdırabileceğinden form faktörü aynı zamanda hacmi de etkiler;
- İş mili dönüş hızı - kreplerin hangi hızda döndüğü. En yaygın olanları 4200, 5400, 7200 ve 10000 rpm'dir. Bu özellik, cihazın performansının yanı sıra fiyatını da doğrudan etkiler. Hız ne kadar yüksek olursa her iki değer de o kadar büyük olur;
- Arayüz - HDD'yi bilgisayara bağlama yöntemi (konektör türü). Günümüzde dahili sabit sürücüler için en popüler arayüz SATA'dır (daha eski bilgisayarlar IDE'yi kullanırdı). Harici sabit sürücüler genellikle USB veya FireWire aracılığıyla bağlanır. Listelenenlere ek olarak SCSI, SAS gibi arayüzler de vardır;
- Arabellek birimi (önbellek) - en sık erişilen verilerin geçici olarak depolanması için tasarlanmış, sabit sürücü denetleyicisine takılı bir tür hızlı bellek (RAM'e benzer). Arabellek boyutu 16, 32 veya 64 MB olabilir;
- Rastgele erişim süresi - HDD'nin diskin herhangi bir kısmına yazma veya okuma işleminin garanti edildiği süre. 3 ile 15 ms arasında değişir;

Yukarıdaki özelliklere ek olarak aşağıdaki gibi göstergeleri de bulabilirsiniz:

Veri aktarım hızı;
- Saniyedeki G/Ç işlemi sayısı;
- Gürültü seviyesi;
- Güvenilirlik;
- Darbe dayanımı vb.;
Tamamen HDD özellikleriyle ilgili.

Bilgisayar başlatıldığında, BIOS çipinde saklanan bir dizi ürün yazılımı donanımı kontrol eder. Her şey yolundaysa, kontrolü işletim sistemi önyükleyicisine aktarır. Daha sonra işletim sistemi yüklenir ve bilgisayarı kullanmaya başlarsınız. Aynı zamanda bilgisayarı açmadan önce işletim sistemi nerede saklanıyordu? Bütün gece yazdığınız makaleniz bilgisayar kapatıldıktan sonra nasıl bozulmadan kaldı? Tekrar ediyorum, nerede saklanıyor?

Tamam, muhtemelen çok ileri gittim ve hepiniz bilgisayar verilerinin sabit diskte saklandığını çok iyi biliyorsunuz. Ancak herkes bunun ne olduğunu ve nasıl çalıştığını bilmiyor ve siz burada olduğunuza göre, bunu öğrenmek istediğimiz sonucuna varıyoruz. Peki, öğrenelim!

Sabit disk nedir

Geleneğe göre, Wikipedia'daki sabit disk tanımına bakalım:

Sabit disk (vida, sabit sürücü, sabit manyetik disk sürücüsü, HDD, HDD, HMDD) - manyetik kayıt ilkesine dayanan rastgele erişimli bir depolama aygıtı.

Bilgisayarların büyük çoğunluğunda ve ayrıca verilerin yedek kopyalarını depolamak, dosya depolamak vb. için ayrı olarak bağlanan cihazlar olarak kullanılırlar.

Hadi biraz çözelim. " tabirini seviyorum Sabit disk sürücüsü ". Bu beş kelime özü aktarıyor. HDD, amacı üzerine kayıtlı verileri uzun süre saklamak olan bir cihazdır. HDD'lerin temeli, üzerine bilgilerin özel kafalar kullanılarak kaydedildiği, özel kaplamalı sabit (alüminyum) disklerdir.

Kayıt sürecinin kendisini ayrıntılı olarak ele almayacağım - esasen bu, okulun son sınıflarının fiziğidir ve eminim ki buna dalmak gibi bir arzunuz yoktur ve makalenin konusu da bu değildir.

Şu ifadeye de dikkat edelim: “ rasgele erişim "Kabaca konuşursak, biz (bilgisayar) demiryolunun herhangi bir bölümündeki bilgileri herhangi bir zamanda okuyabiliriz anlamına gelir.

Önemli bir gerçek, HDD belleğinin geçici olmamasıdır, yani güç bağlı olsa da olmasa da, cihaza kaydedilen bilgiler hiçbir yerde kaybolmayacaktır. Bu, bilgisayarın kalıcı belleği ile geçici belleği () arasındaki önemli bir farktır.

Gerçek hayatta bir bilgisayarın sabit diskine baktığınızda, tüm bunlar kapalı bir kutuda (hermetik bölge) gizlendiğinden ne diskleri ne de kafaları göremezsiniz. Dışarıdan, sabit sürücü şöyle görünür:

Bir bilgisayarın neden bir sabit sürücüye ihtiyacı vardır?

Bir bilgisayarda HDD'nin ne olduğuna, yani PC'de nasıl bir rol oynadığına bakalım. Verileri sakladığı açıktır, ancak nasıl ve ne. Burada HDD'nin aşağıdaki işlevlerini vurguluyoruz:

• İşletim sisteminin, kullanıcı yazılımının ve ayarlarının saklanması;
• Kullanıcı dosyalarının depolanması: müzik, videolar, resimler, belgeler vb.;
• RAM'e sığmayan verileri (takas dosyası) depolamak için sabit disk alanının bir kısmını kullanmak veya uyku modunu kullanırken RAM içeriğini depolamak;

Gördüğünüz gibi bilgisayarın sabit diski yalnızca fotoğraf, müzik ve videolardan oluşan bir çöplük değildir. İşletim sisteminin tamamı üzerinde depolanır ve ayrıca sabit sürücü, bazı işlevlerini üstlenerek RAM üzerindeki yükle başa çıkmaya yardımcı olur.

Bir sabit disk nelerden oluşur?

Sabit diskin bileşenlerinden kısmen bahsettik, şimdi buna daha detaylı bakacağız. Yani, HDD'nin ana bileşenleri:

• Çerçeve — sabit sürücü mekanizmalarını toza ve neme karşı korur. Kural olarak, içeriye nem ve toz girmeyecek şekilde kapatılmıştır;
• Diskler (krep) - üzerine verilerin kaydedildiği, her iki tarafı kaplanmış, belirli bir metal alaşımından yapılmış plakalar. Plaka sayısı farklı olabilir - birinden (bütçe seçeneklerinde) birkaçına;
• Motor - kreplerin sabitlendiği mil üzerinde;
• Kafa bloğu - birbirine bağlı kollar (külbütör kolları) ve kafalardan oluşan bir tasarım. Sabit diskin ona bilgi okuyan ve yazan kısmı. Bir gözleme için hem üst hem de alt kısımlar çalıştığından bir çift kafa kullanılır;
• Konumlandırma cihazı (aktüatör ) - kafa bloğunu çalıştıran bir mekanizma. Bir çift kalıcı neodim mıknatıs ve kafa bloğunun ucunda bulunan bir bobinden oluşur;
• Denetleyici — HDD'nin çalışmasını kontrol eden elektronik bir mikro devre;
• Park bölgesi - Kreplerin çalışma yüzeyine zarar vermemek için sabit sürücünün içinde disklerin yanında veya iç kısımlarında, kesinti sırasında kafaların indirildiği (park edildiği) bir yer.

Bu basit bir sabit disk aygıtıdır. Yıllar önce kuruldu ve uzun süredir hiçbir temel değişiklik yapılmadı. Ve devam ediyoruz.

Sabit disk nasıl çalışır?

HDD'ye güç verildikten sonra, kreplerin takıldığı iş mili üzerindeki motor dönmeye başlar. Disklerin yüzeyinde sabit bir hava akışının oluştuğu hıza ulaşan kafalar hareket etmeye başlar.

Bu sıra (önce diskler döner ve sonra kafalar çalışmaya başlar), ortaya çıkan hava akışı nedeniyle kafaların plakaların üzerinde yüzmesi için gereklidir. Evet, disklerin yüzeyine asla dokunmazlar, aksi takdirde diskler anında hasar görür. Ancak manyetik plakaların yüzeyinden kafalara olan mesafe o kadar küçüktür ki (~10 nm), çıplak gözle göremezsiniz.

Başlangıçtan sonra, öncelikle sabit diskin durumuna ilişkin servis bilgileri ve sıfır iz adı verilen bu konuda gerekli diğer bilgiler okunur. Ancak o zaman verilerle çalışma başlar.

Bir bilgisayarın sabit diskindeki bilgiler, sırasıyla sektörlere bölünmüş (parçalara ayrılmış bir pizza gibi) izlere kaydedilir. Dosya yazmak için birkaç sektör, dosyanın yazılabileceği en küçük yer olan bir küme halinde birleştirilir.

Bu "yatay" disk bölümüne ek olarak, geleneksel bir "dikey" bölüm de vardır. Tüm kafalar birleştirildiği için her zaman aynı parça numarasının üzerinde, her biri kendi diskinin üzerinde konumlandırılır. Böylece, HDD'nin çalışması sırasında kafalar bir silindir çiziyor gibi görünüyor:

HDD çalışırken esas olarak iki komutu yerine getirir: okuma ve yazma. Bir yazma komutunun çalıştırılması gerektiğinde, disk üzerinde bu komutun gerçekleştirileceği alan hesaplanır, daha sonra kafalar konumlandırılır ve aslında komut çalıştırılır. Daha sonra sonuç kontrol edilir. Verileri doğrudan diske yazmanın yanı sıra, bilgiler de önbellekte yer alır.

Denetleyici bir okuma komutu alırsa öncelikle gerekli bilgilerin önbellekte olup olmadığını kontrol eder. Eğer yoksa kafaların konumlandırılmasına ilişkin koordinatlar tekrar hesaplanır, ardından kafalar konumlandırılır ve veriler okunur.

İşin tamamlanmasının ardından sabit sürücünün gücü kesildiğinde kafalar otomatik olarak park alanına park edilir.

Temel olarak bir bilgisayarın sabit diski bu şekilde çalışır. Gerçekte her şey çok daha karmaşıktır, ancak ortalama bir kullanıcının büyük olasılıkla bu tür ayrıntılara ihtiyacı yoktur, o yüzden bu bölümü bitirip devam edelim.

Sabit disk türleri ve üreticileri

Bugün piyasada aslında üç ana sabit disk üreticisi var: Western Digital (WD), Toshiba, Seagate. Her tür ve gereksinimdeki cihaza olan talebi tamamen karşılarlar. Şirketlerin geri kalanı ya iflas etti, ya ana üç şirketten biri tarafından yutuldu ya da başka bir amaca uygun hale getirildi.

HDD türlerinden bahsedecek olursak bunları şu şekilde ayırabiliriz:

1. Dizüstü bilgisayarlar için ana parametre 2,5 inçlik cihaz boyutudur. Bu onların dizüstü bilgisayar gövdesine kompakt bir şekilde yerleştirilmelerine olanak tanır;
2. Bir PC için - bu durumda 2,5" sabit diskler kullanmak da mümkündür, ancak kural olarak 3,5" kullanılır;
3. Harici sabit sürücüler, bir PC'ye/dizüstü bilgisayara ayrı olarak bağlanan ve çoğunlukla dosya depolama görevi gören cihazlardır.

Sunucular için özel bir sabit sürücü türü de vardır. Normal PC'lerle aynıdırlar ancak bağlantı arayüzleri ve daha yüksek performans açısından farklılık gösterebilirler.

HDD'nin türlere göre diğer tüm bölümleri kendi özelliklerinden kaynaklanmaktadır, o yüzden bunları ele alalım.

Sabit sürücü özellikleri

Yani, bir bilgisayarın sabit sürücüsünün temel özellikleri:

• Hacim — diskte depolanabilecek mümkün olan maksimum veri miktarının göstergesi. HDD seçerken genellikle ilk baktıkları şey. Bu rakam 10 TB'a ulaşabilir, ancak ev bilgisayarı için genellikle 500 GB - 1 TB seçilir;
• Form faktörü — sabit sürücünün boyutu. En yaygın olanları 3,5 ve 2,5 inçtir. Yukarıda belirtildiği gibi çoğu durumda dizüstü bilgisayarlara 2,5 inç takılıdır. Harici HDD'lerde de kullanılırlar. PC'lere ve sunuculara 3,5″ kuruludur. Daha büyük bir disk daha fazla veri sığdırabileceğinden form faktörü aynı zamanda birimi de etkiler;
• Mil hızı — Krepler hangi hızda dönüyor? En yaygın olanları 4200, 5400, 7200 ve 10000 rpm'dir. Bu özellik, cihazın performansının yanı sıra fiyatını da doğrudan etkiler. Hız ne kadar yüksek olursa her iki değer de o kadar büyük olur;
• Arayüz — HDD'yi bilgisayara bağlama yöntemi (konektör türü). Günümüzde dahili sabit sürücüler için en popüler arayüz SATA'dır (daha eski bilgisayarlar IDE'yi kullanırdı). Harici sabit sürücüler genellikle USB veya FireWire aracılığıyla bağlanır. Listelenenlere ek olarak SCSI, SAS gibi arayüzler de vardır;
• Arabellek hacmi (önbellek) - sabit sürücü denetleyicisine takılı, en sık erişilen verilerin geçici olarak depolanması için tasarlanmış bir tür hızlı bellek (RAM gibi). Arabellek boyutu 16, 32 veya 64 MB olabilir;
• Rastgele erişim süresi — HDD'nin diskin herhangi bir kısmına yazma veya okuma yapmasının garanti edildiği süre. 3 ile 15 ms arasında değişir;

Yukarıdaki özelliklere ek olarak aşağıdaki gibi göstergeleri de bulabilirsiniz: