Sabit disk nedir? Sabit sürücülerin özellikleri. Ayrıntılı olarak ve basitçe sabit disk, yani HDD (sabit disk sürücüsü) hakkında

İlk seri sabit disk 16 KB kapasiteli IBM tarafından 1973'te piyasaya sürüldü ve her biri 30 paletli 30 manyetik silindir içeriyordu. Keskin dilli geliştiriciler, bu sayıların silahın adına karşılık gelen "30/30" markasıyla benzerliğini yakaladı - "Winchester".

Sabit manyetik diskler üzerinde bilgi depolama aygıtıdır.

Sabit disk sürücülerinin (HDD - Sabit Disk Sürücüsü) ana elemanı, bir dizi sert alüminyum veya cam yuvarlak plaka - disklerdir. Böyle bir diskin yüzeyi, harici bir manyetik alana maruz kaldıktan sonra artık manyetizasyonu koruyabilen ince bir madde tabakası ile kaplanmıştır. Bu katmana çalışma veya manyetik denir ve üzerinde kayıtlı veriler depolanır. Sürücü bu tür unsurlardan oluşur.

• Ortak bir dikey eksene monte edilmiş döner tahrik diskleri.
• Kendi sürücüsü ile bilgi okuma/yazma kafaları.

Temel kalite kriteri, yüzey kayıt yoğunluğu... Modern rakam 60-80 GB / tabaktır.

Herhangi bir sabit sürücü üç ana bloktan oluşur. Yani, bileşenlerin ne olduğunu düşünün sabit disk yapısı.

İlk blok- aslında, bilginin çok depolanması - bir veya daha fazla cam (veya metal) disk. Diskin yapısı şöyle görünür: her diskin manyetik yüzeyi eşmerkezli " izlemek", Hangi sırayla, bölümlere ayrılmıştır - sektörler... Kendi numaraları ve sektörleri olan rayların yanı sıra silindirler de var. Silindir, tüm çalışma yüzeylerinde dikey olarak çakışan tüm izlerin bir koleksiyonudur. Bu nedenle, bir sabit sürücünün kaç silindir içerdiğini bulmak için, iz sayısını toplam çalışma yüzeyi sayısıyla çarpmanız yeterlidir. Üretim tesisinde her sektörün başında ve sonunda gerçekleştirilen düşük seviyeli disk formatlama ile sayıları ve diğer (servis bilgileri) bilgilerini içeren alanlar oluşturulur. Sektör boyutu 571 bayttır, bunun 512 baytı kullanıcı için yararlı veriler için ayrılmıştır, diğerleri - başlangıcı ve sektör numarasını ve bitişi (römork) veya son eki belirleyen başlık (başlık) veya önek için. diskin bütünlüğünü kontrol etmek için gereken sağlama toplamı.

ikinci blok- gözleme dizisinin dönmesinden ve okuma kafası sisteminin hassas konumlandırılmasından sorumlu olan sabit disk mekaniği. Sabit diskin her bir çalışma yüzeyi bir okuma kafasına karşılık gelir ve bunlar dikey olarak hassas bir sütuna yerleştirilir. Bu, herhangi bir zamanda tüm kafaların aynı numaraya sahip pistlerde olduğu anlamına gelir. Yani tek silindir içinde çalışırlar.

Üçüncü blok elektronik doldurma - veri işleme, olası hataların düzeltilmesi ve mekanik parçanın kontrolünden sorumlu mikro devrelerin yanı sıra önbellek mikro devrelerini içerir.

Küme Bir dosyaya veya bir parçasına ayrılan diskin en küçük alanıdır. Her dosya, tam sayıda kümeye eşit disk alanı kaplar. Tipik olarak, bir küme birkaç sektörden oluşur.

Sabit diskler için küme boyutu, biçimlendirme sırasında belirlenir ve işletim sisteminin sürümüne ve diskin boyutuna bağlıdır. Ancak disk alanı verimsiz bir şekilde işgal ediliyor. Örneğin, 500 baytlık bir dosyayı kaydetmeniz gerekir. Her dosyanın çok sayıda kümede yer kaplayabileceğini bilerek, bu durumda bir küme işgal edilecektir. Dosya, boşa harcanan disk alanı ile yazılacaktır.

Sabit sürücünün niteliksel özellikleri

Sektör arama zamanı... Sektör arama süresi (gecikme süresi), istenen sektörün raya getirildikten sonra baş altında kalması için gereken ortalama süredir. Ortalama arama süresi, diskin dönüş süresinin yarısına eşittir ve aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

Ortalama arama süresi = 1 / (saniyedeki motor devri * 2)

Yani, 7200 rpm hızında. arama süresi 4.17 ms'dir.

Veri okuma hızı ve özellikleri... Ortalama veri okuma hızı yaklaşık 40-45 MB/sn'dir.

UDMA / 33 özellikli bir anakarttaki denetleyicinin en az 33 MB / s veri okuma hızı sağlaması gerektiğine inanılmaktadır. Ve modern özellikler, örneğin UDMA / 100 ve UDMA / 133, en az 100 ve 133 MB / s garanti etmelidir.

Veri aktarım hızı, belirli bir süre içinde sürücüden bilgisayara ve geri aktarılabilen veri miktarını belirler. Veri aktarım hızı iki faktör tarafından belirlenir:

• Sürücülerin bağlanma şekli, yani arayüz performansı.
• Kafalar tarafından veri okuma hızı.

Okuma hızı(dahili veri değişim oranı olarak adlandırılır ve MB / s cinsinden ölçülür) aşağıdaki formülle belirlenebilir:

Veri okuma hızı = iz başına sektör sayısı * 512 * * disk hızı / 1.000.000.

Disklerin dönme hızı devir / s cinsinden ölçülür, 512 - sektördeki veri baytlarının sayısı.

Ortalama arama süresi... Ortalama arama süresi - kafaların bir silindirden diğerine hareket ettiği ortalama süre. Bu gösterge, aktüatörün tasarımına bağlıdır ve 10 ms'ye kadardır.

Ortalama erişim süresi... Ortalama arama süresi ve gecikme süresinin toplamı olarak tanımlanır ve keyfi bir sektörde kaydedilen verilere erişmek için gereken ortalama istatistiksel süreyi karakterize eder.

Disk dönüş hızı... Erişim hızı ve veri okuma hızı ile doğrudan ilgili bir gösterge. 5400 rpm, 7200 rpm parametreleri vardır. (IDE); 10.000 rpm, 15.000 rpm (SCSI).

Sabit sürücüler, özel şerit kablolar kullanılarak ana karta bağlanır.

Dosya Ayırma Tablosu

Dosya Ayırma Tablosu Dosyaların işgal ettiği kümelerin sayısının girildiği diskte bir alandır. Bu, hizmet bilgilerini (önyükleme sektörleri, dosya ayırma tablosunun kendisi ve kök dizin verileri) içeren kümeleri içermez. FAT (Dosya Konumu Tablosu) dosya sistemi, Microsoft işletim sistemlerinde popülerdir. Her mantıksal diskte ayrı bir dosya sistemi oluşturulabilir. Bu nedenle, aynı sabit diskte birkaç tür dosya sistemi bulunabilir.

Popüler dosya sistemleri

YAĞ... Bu dosya sistemi MS DOS, Windows 3.x / 9.x / 2000, ME, XP, OS / 2 işletim sistemlerinde kullanılmaktadır.

HPFS... Bu dosya sisteminin adı, Yüksek Performanslı Dosya Sistemi anlamına gelen Yüksek Performanslı Dosya Sisteminden gelmektedir. OS/2, Windows NT işletim sistemleri tarafından desteklenir.

NTFS... Bu dosya sisteminin adı, Windows NT/2000, XP işletim sistemleri tarafından desteklenen Windows NT/2000 dosya sistemi anlamına gelen Windows NT Dosya Sisteminden gelmektedir.

mantıksal sürücüler

Bilgisayarın, tasarımından bağımsız olarak tüm disklere A :, B :, C: mantıksal adları atadığı bilinmektedir. A :, B Adları: Varsayılan olarak disket sürücülerine atanmıştır. İşletim sisteminin yazıldığı sistem mantıksal sürücüsü C: olarak adlandırılır.

Sabit disk alanı, bölümlere ve mantıksal sürücülere bölünebilir. İşletim sistemleri, fiziksel sürücülerle değil, mantıksal sürücülerle çalışır.

Sabit sürücüleri birden çok mantıksal sürücüye dönüştürmenin avantajları:

• Disk alanı kaybı azalır.
• Veri yapılandırması basitleştirilmiştir.
• Diski birleştirme, virüs kontrolü vb. işlemleri basitleştirilmiştir.

Bir diskte çalışan programları, diğerinde - belgeler ve arşivler, oyunlar (kurulum dosyaları) kaydedebilirsiniz. Arıza durumunda bilgi kaybı en aza indirilir.

HDD bir depolama aygıtıdır - bir sabit disk sürücüsü. "HDD", İngilizce Sabit Disk Sürücüsü ifadesinin kısaltmasıdır. HDD için diğer isimler: sabit disk, sabit sürücü, sabit disk sürücüsü, vida, sabit, kalay, kalay.

HDD ne için?

HDD, bilgileri depolamak için kullanılır. Sabit sürücüdeki bilgilere veri denir. Diskteki veriler dosya sistemi tarafından düzenlenir ve dosyalar olarak temsil edilir.

HDD bir bilgisayar belleğidir. RAM ile karıştırmayın. Sabit disk - geçici bellek, RAM - geçici.

Winchester artık ana depolama aygıtı ve bir bilgisayarınız varsa, o zaman bir vidanız var.

HDD nasıl çalışır?

Sabit diskler, yani HDD'ler, herkesin uzun zamandır unuttuğu bir cihaza benzer şekilde çalışır - dönen diskli ve müzik çalmak için bir iğneli bir "döner tabla". Sabit sürücülerde kullanılan dönüştürme elemanları (okuma/yazma kafaları), manyetik ortamdaki bilgilere erişmek için video ve stereo kaset kaydedicilerde kullanılan okuma/yazma kafalarına benzer.

Sabit sürücülerde bilgi, manyetik bir malzemeyle kaplanmış dönen bir metal veya cam plaka üzerinde depolanır. Kural olarak, bir disk, ortak bir çubuk - bir mil ile bağlanmış birkaç plakadan oluşur. Her kayıt, bir pikap tarafından çalınan bir plak ile bir vinil plak gibidir. Bilgi genellikle plakanın her iki tarafında da saklanır.

Disk dönerken, kafa adı verilen bir eleman manyetik ortama ikili verileri okur veya yazar. Diskteki bilgiler, çok sayıda olan herhangi bir kodlama yöntemi kullanılarak kaydedilir. Kodlama yöntemi ve kayıt yoğunluğu, disk denetleyicisi tarafından belirlenir.

HDD'nin çalışma prensibinin tanımına derinlemesine girmeden, bir sabit diskin aslında içinde bir grup (veya belki sadece bir tane) fonograf kaydı olan bir süper oyuncu olduğunu söyleyebiliriz. Tabii ki, cihazın karmaşıklığı nedeniyle, oyuncu onunla yatmıyordu.

HDD'nin geçmişi ve geleceği

İlk HDD, 70'lerin başında IBM tarafından geliştirildi.

1983 yılında, ilk IBM PC / XT bilgisayarının piyasaya sürülmesiyle, Seagate Technology'den bir sabit disk, binlerce yeni basılmış, hala vahşi kullanıcının hayatında ortaya çıktı. Alan Shugart (Seagate Technology'nin kurucusu) tarafından geliştirilen ilk sabit disklerin arayüzü, uzun yıllar HDD'ler için fiili standarttı. Seagate tarafından yapılan diğer geliştirmeler, ESDI ve IDE arabirimlerinin temelini oluşturdu. Sugart ayrıca, şu anda birçok modern bilgisayarda kullanılan SCSI arabirimini de geliştirdi.

Bu arada, Seagate sabit diskleri artık Avrupa'da en çok satanlar. Ve Rusya'da ünlü Barracuda'yı kim bilmiyor?

Sabit disk teknolojisinin gelişimindeki en önemli yön, her zaman (depolama) kapasitelerini artırmak olmuştur. Bu alandaki ilerleme, özellikle yazılımın sürekli artan gereksinimleri tarafından desteklenmektedir. Depolama kapasitesini artırmak, sürücülerin boyutunu artırarak veya depolama yoğunluğunu artırarak mümkündür. HDD boyutunu artırma sınırına ulaşıldı, depolama yoğunluğu sınırına henüz ulaşılmadı. Ama uzun sürmeyecek.

Bilmem gerek

1. HDD, bilgi depolamak için karmaşık bir şeydir

2. Sabit disk kısa ömürlüdür ve sürekli kullanımda üç yıldan fazla yaşaması olası değildir.

3. Sabit diski (bir yere) taşımak, elinizde döndürmek ve genellikle bilgisayar kasasından çıkarmak çok istenmeyen bir durumdur. Winchester, titreşime karşı çok hassastır!

4. HDD'nin iç yapısı çok karmaşıktır. Bir zamanlar genç radyo amatörlerinden oluşan bir çevreye gittiyseniz, bu, artık sabit diskleri onarabileceğiniz anlamına gelmez. Sabit diskleri onarmak için bir havyadan daha fazlası gerekir!

5. Donanımla uğraşan hayranların, HDA'yı açarak hem bilgilere hem de sabit diskin kendisine son verdiğinizi hatırlamaları gerekir.

6. Depolama güvenliğine göre, bilgi taşıyıcıları şu sırayla düzenlenebilir (artan veri kaybı riskiyle birlikte): kafa, kağıt, sabit sürücü. Önemli bilgileri HDD'de saklamayın! Ve gerekirse - her zaman yedekleme yapın!

7. Herhangi bir nedenle sabit diskteki bilgiler mevcut değilse, kurtarmaya çalışmayın! Büyük olasılıkla, onu yalnızca tamamen yok edeceksiniz - profesyonellerle iletişime geçmek daha iyidir. Bilgileri kurtarmak sizin için aptalca bir şey değil!

8. "HDD" kelimesi küfürlüdür ve düzgün bir toplumda kullanılmaz, (hafifçe söylemek gerekirse) güvenilmez, kısa ömürlü ve iğrenç bir şeyi karakterize eder

Birçoğu gibi kelimeler duydu HDD , « HDD», « vida" veya " Winchester". Tüm bu kelimeler aynı cihaz için eş anlamlıdır. HDD Manyetik kayıt ilkelerine dayanan bilgi depolamak ve depolamak için bir cihazdır. Çoğu modern bilgisayardaki Winchester, ana veri deposudur. Bilgisayar kapatıldığında bile bilgileri korur, ayrıca bilgisayarın sistem biriminden çıkarılabilir ve başka birine bağlanabilir. bilgisayar .

Sabit sürücünün ortaya çıkış tarihi Ana fark hard disk disketlerden, çoğu durumda krom dioksit ile, ferromanyetik bir malzeme ile kaplanmış sert plakalar (alüminyum veya cam) üzerindeki bilgilerin kaydıdır. Winchester'lar en çok şu şekilde kullanılır: kaldırılamayan depolama ortamı , ancak son yıllarda icat edildi çıkarılabilir sabit sürücü yaygın olarak kullanılan. Winchester genellikle bir sürücü, depolama ve elektronik birimi ile birleştirilir.

Bilgisayar pazarında ilk kez "vida" 1957'de tekrar ortaya çıktı. Şirket sayesinde doğdu IBM, kişisel bilgisayarın ortaya çıkmasından çok önce. 5 MB bilgi tutabiliyordu ve çılgın paraya değdi. Biraz sonra, 10 geliştirildi. MB sabit disk, ancak bir PC için. Winchester, her biri 30 parça ve 30 sektörden oluşuyordu. Popüler karabina markasıyla aynı adı taşıyan "30/30" işaretledikten sonra " Winchester"Sürücü halk dilinde çağrıldı" Winchester"Veya kısaltılmış" vida ". Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri topraklarında, bu terim 90'lı yıllarda ortadan kayboldu ve sadece Rusya'da argoda bu şekilde çağrılmaya devam ediyor.

Winchester manyetik alanı tutabilen özel bir madde ile kaplanmış birkaç metal diskten oluşur. Bir sabit diskteki metal plakaların sayısı birden üçe kadar değişir. Bu diskler çok pürüzsüz bir yüzeye ve mükemmel bir dengeye sahiptir. Bu nitelikler, yüksek dönüş hızı için gereklidir. Disklerin farklı taraflarında tek tek bulunan özel manyetik kafalar, disklerin üzerine kayıt yapılmasına olanak sağlar. kafalar kafada üretilen akımdaki değişiklikler yoluyla manyetik alandaki değişikliklere duyarlı manyeto-dirençli özelliklere sahiptir. Alınan sinyal okunur ve ardından sayısallaştırılır. kendisi kafa akım darbelerinin etkisi altında, bir manyetik alan yaratma yeteneğine sahiptir. Manyetik momentin yönüne bağlı olarak diskin bölümleri mıknatıslanır.

Disklerdeki veriler, sözde parçalarda saklanır. Sabit sürücünün çalışması sırasında, manyetik kafalar yerlerini bir izden diğerine değiştirir. Modern HDD manyetik kafaların konumunu değiştirmek için solenoid sürücü ünitesi.

Bir iz, her biri 512 bayt veri içeren sektörlerden oluşur. En küçük disk alanı bir sektördür. Silindirlerin, sektörlerin ve kafa sayısının çarpımı, sabit sürücüde depolanabilecek maksimum hacimdir. Hemen hemen tüm üreticiler, parçaları mümkün olduğunca yoğun hale getirmeye ve disk sayısını azaltmaya çalışır.

Çalışma sırasında hard disk hasarlı sektörler ve izler görünür. Düşük seviyeli biçimlendirme ile özel olarak işaretlenirler ve gelecekte sabit sürücü çalışırken dikkate alınmazlar.

Sabit diskin temel parametreleri

ana karakteristik hard disk bir kapasite(içerilebilecek bilgi miktarı). Kapasite gigabayt cinsinden ölçülür ( GB). Bir GB 1000 megabayta eşittir ( MB). Buna karşılık, 1MB 1000 kilobayta eşittir ( KB). Ancak bilgi dünyasında biraz farklı bir sayma sistemi benimsenmiştir. 1000 yerine 1024 sayıyorlar. Buna dikkat etmek gerekiyor. Bir bilgisayarı teşhis ederken, işletim sistemi daha az sayıda GBüretici tarafından belirtilenden daha fazla.

Bir diğer önemli özellik ise iş mili hızıdır. Bu gösterge, sabit sürücünün hızını doğrudan etkiler (yani, diğer bilgisayar cihazlarıyla bilgi alışverişinin ne kadar hızlı olacağı). Dönme hızı ne kadar yüksek olursa, sabit disk bilgileri o kadar hızlı okur ve yazar. Masaüstü bilgisayarlar için iyi bir gösterge kabul edilir 7200 rpm ... Daha yüksek dönüş hızlarında, sabit sürücünün hızı önemli ölçüde artar.

Bir diğer önemli parametre ise dönüş hızı ile yakından ilgili olan rastgele erişim zamanıdır. Çoğu üretici, satış yaparken bu göstergeyi belirtmez, ancak İnternet'i karıştırırsanız, bu tür bilgileri kolayca bulabilirsiniz. Rastgele erişim süresi, sabit diskin diskin herhangi bir bölümündeki bilgileri okuması veya yazması için ne kadar süreceğini gösterir. Bu parametre milisaniye cinsinden ölçülür. Gösterge ne kadar düşük olursa, sabit sürücünün hızı o kadar yüksek olur.

Hangi arayüzün "ile donatıldığını bilmek önemlidir. vida". Basit bir deyişle, sabit sürücünün onu ana karta bağlayan konektörü. Daha önceydi IDE, ama şimdi onun yerini aldı SATA... Tüm modern sabit sürücüler , daha hızlı ve kurulumu daha kolaydır. Anakartın hangi arayüzle donatıldığını düşünmek gerekir. Konektörler uyuşmuyorsa, bağlantı imkansız olacaktır.

Sunucular için özel olarak diskler de vardır. Normal olarak aynı boyuttalar HDD, ancak iş yerinde çok daha hızlı. Bu tür cihazların dönüş hızı 15.000 rpm'ye ulaşır. Masaüstü sabit disklerinden daha güvenilirdirler. Sunucu sürücüleri bir seri arabirim ile birlikte gelir SAS ve SATA ve paralel SCSI.

Çok uzun zaman önce, harici sabit diskler icat edildi. Kullanımı çok kolaydır, daha küçük boyutlara ve ağırlığa ve büyük miktarda veriye sahiptirler. Ayrıca mobil medya veya "büyük flash sürücü" olarak da adlandırılırlar. Dış yardım ile HDDçeşitli bilgileri ses kayıtları, ofis arşivleri ve multimedya dosyaları şeklinde aktarmak uygundur. Denetleyiciler USB 2.0, 3.0 ve FireWire'ı destekleyebilir.

Dizüstü bilgisayarlar için sabit sürücülerin ortalama dönüş hızı 5400 rpm veya 4200 rpm'dir. Ayrıca, darbeye dayanıklı olmalıdırlar.

Ana bağlantı arayüzleri

USB- seri veri iletimi. Verim USB 1.1 - 12 MB/sn, USB 2.0 - 480 MB/sn USB 3.0 - 5 GB/sn.

IDE- veri iletimi paraleldir. Verim yaklaşık 133 MB / s'dir. Tipik olarak bu arayüz, masaüstü ve dizüstü bilgisayarlarda yaygın olarak kullanılır.

SATA - paralel veri aktarımı. Bant genişliği yaklaşık 300 MB / s'dir. IDE'nin ana rakibi. SATA, parazite karşı daha dirençlidir ve IDE'den biraz daha iyidir.

SCSI- paralel veri aktarımı. Esas olarak sunucularla çalışırken kullanılır. Yüksek performans ve güvenilirlik ile ayırt edilir.

Seri Bağlı SCSI (SAS)- sıralı bilgi aktarımı. Gelişmiş performans ve güvenilirliğe sahip gelişmiş bir SCSI sürümü.

ateş teli- seri iletim. Hız 400 MB / s'ye yakın. Video dosyalarıyla çalışmak için bu en iyi seçimdir.

Üreticiler

Geçen yüzyılın sonunda bilgisayar pazarında birçok imalatçı firma vardı. sabit sürücüler ... Ancak şu anda firma sayısı önemli ölçüde azaldı. Bazıları rekabete dayanamadı, bazıları daha güçlü rakipler tarafından satın alındı ​​ve yine bazıları sabit diskler dışında ürünler üretmeye başladı.

90'ların ortalarında, sabit diskler şirket tarafından üretildi. Conner çevre birimleri sonradan edinilmiş Seagate, ve mikropolis... İkincisi yaptı yüksek kaliteSCSI sunucular için premium depolama. Şirket çok pahalı ürünler üretti, ancak düşük kaliteli iş mili yataklarının tedariği nedeniyle şirket, sabit disklerin iadesi ve değiştirilmesinde büyük kayıplar yaşadı ve ardından iflas etti. Ayrıca Seagate tarafından satın alındı.

Japon şirketinin ürünleri hala popüler. Fujitsu... Artık dizüstü bilgisayarlar için sabit disk üretimine güveniyor ve SCSI sürücüler. Ama geçen yüzyılda olduğu gibi aynı ciroya sahip değil. 2001 yılında, firma büyük bir gerileme yaşadı. O yıl, denetleyicinin mikro devresi büyük ölçüde arızalıydı, bunun sonucunda şirket ciddi mali kayıplar yaşadı ve ardından şimdiye kadar toparlanamadı. Ancak bozulmadan önce, Japon şirketi sabit disk üretiminde lider olarak kabul edildi. Bu üreticinin Winchester'ları, dönen yüzeylerin mükemmel özellikleri ile ayırt edildi. 2009 yılında sabit disklerin seri üretimi Fujitsu taşınmak Toshiba .

IBM bölümünün sürücüleri, 2000 yılının başına kadar referans olarak kabul edildi. Ancak büyük sürücü arızalarından sonra bilgisayar hermetik banka konektörünün kontaklarının oksidasyonu nedeniyle, Amerikan şubesi önemli mali kayıplara uğradı ve satıldı Hitachi.

Kuantrum tarihte parlak bir iz bıraktı, ancak büyük arızalar nedeniyle HDD seri halinde NS, o da bilgisayar pazarından çekildi.

Maxtor, alanında lider şirket olarak kabul edildi. 2001 yılının başlarında bölümü satın aldı. kuantum, sabit disk üretimi yapan ve satın alınan şirketin "ince" sürücüler nedeniyle bir dizi sorunu devralan. 2006 yılında şirket ile birleşiyor Seagate .

2011 baharı sonuncusuydu Hitachi piyasada çok popüler sabit sürücüler ... O satın aldı Batı dijital ve aynı yıl Samsung'un HDD bölümü Seagate tarafından devralındı.

Artık sabit disk pazarında yalnızca üç üretici kaldı - Seagate, Western Digital ve Toshiba ... Ancak son zamanlarda SSD teknolojisinin gelişmesi ve harici hard disklerin ortaya çıkması nedeniyle yeni teknolojiler ve gelişmeler sunmaya hazır firmaların sayısı yeniden artmaya başlıyor.

Sabit disk nasıl çalışır? Ne tür sabit diskler var? Bilgisayarda nasıl bir rol oynuyorlar? Diğer bileşenlerle nasıl etkileşime giriyorlar? Bir sabit disk seçerken ve satın alırken hangi parametrelerin dikkate alınması gerektiğini bu makaleden öğreneceksiniz.

HDD- kısaltılmış adı " Sabit disk sürücüsü". Ayrıca İngilizce ile de karşılaşacaksınız. HDD- ve argo Winchester veya kısaltılmış Vida.

Bir bilgisayarda, sabit sürücü verilerin depolanmasından sorumludur. Bilgisayarınıza indirdiğiniz Windows işletim sistemi, programlar, filmler, fotoğraflar, belgeler, tüm bilgiler sabit sürücünüze kaydedilir. Ve bilgisayardaki bilgi en değerli şeydir! Bir işlemci veya ekran kartı arızalıysa, satın alıp değiştirebilirsiniz. Geçen yaz tatilinden kalan kayıp aile fotoğraflarını veya küçük bir işletmenin bir yıllık muhasebe kayıtlarını kurtarmak kolay değildir. Bu nedenle, veri depolamanın güvenilirliğine özel önem verilir.

Neden dikdörtgen bir metal kutuya disk denir? Bu soruyu cevaplamak için içeriye bakmamız ve sabit diskin nasıl çalıştığını bulmamız gerekiyor. Aşağıdaki resimde sabit diskin hangi parçalardan oluştuğunu ve her bir parçanın hangi işlevleri yerine getirdiğini görebilirsiniz.Büyütmek için tıklayın. (itc.ua sitesinden alınmıştır)

Ayrıca sabit diskin nasıl çalıştığı ve çalıştığı hakkında Discovery kanalından bir alıntı izlemenizi öneririm.

Sabit diskler hakkında bilmeniz gereken üç şey daha.

1. Sabit disk, bilgisayarın en yavaş parçasıdır. Bilgisayar donduğunda, sabit sürücü etkinlik göstergesine bakın. Sık sık yanıp sönüyorsa veya sürekli yanıyorsa, sabit sürücü programlardan birinin komutlarını yürütüyor ve geri kalanlar boşta, sıralarını bekliyor. İşletim sistemi bir programı çalıştırmak için yeterli hızlı RAM'e sahip değilse, sabit disk alanını kullanır ve bu da tüm bilgisayarı önemli ölçüde yavaşlatır. Bu nedenle bilgisayarınızın hızını artırmanın yollarından biri de RAM boyutunu artırmaktır.
2. Sabit disk aynı zamanda bir bilgisayarın en kırılgan parçasıdır. Videodan öğrendiğiniz gibi, motor diski dakikada birkaç bin devire kadar döndürür. Bu durumda, manyetik kafalar, dönen disk tarafından oluşturulan hava akışında diskin üzerinde "uçur". Modern cihazlarda disk ile kafalar arasındaki mesafe yaklaşık 10 nm'dir. Disk bu noktada çarpılırsa veya sarsılırsa, kafa diske dokunabilir ve veri yüzeyine zarar verebilir. Sonuç olarak, sözde " kötü bloklar"- bilgisayarın herhangi bir dosyayı okuyamadığı veya sistemi ön yükleyemediği okunamayan alanlar. Kapalı durumda, kafalar çalışma alanının dışına "park edilmiş" ve darbeden kaynaklanan aşırı yükler sabit disk için o kadar korkunç değil. Lütfen yedekleme yapın önemli verilerden!
3. Sabit sürücü kapasitesi genellikle satıcının veya üreticinin belirttiğinden biraz daha azdır. Bunun nedeni, üreticilerin bir gigabaytta 1.000.000.000 bayt varken 1.073.741.824 bayt olduğu gerçeğine dayanarak bir diskin boyutunu belirtmeleridir.

Bir sabit disk satın alıyoruz

Ek bir sabit sürücü bağlayarak veya eskisini daha büyük bir sürücüyle değiştirerek bilgisayarınızdaki depolama miktarını artırmaya karar verirseniz, satın alırken bilmeniz gerekenler nelerdir?

İlk olarak, bilgisayarınızın sistem biriminin kapağının altına bakın. Anakartın hangi sabit sürücü bağlantı arabirimini desteklediğini bulmanız gerekir. Günümüzde en yaygın standartlar SATA ve can çekişen IDE... Görünüşleriyle ayırt edilmeleri kolaydır. Soldaki resim, her iki tip konektörle donatılmış anakartın bir parçasını göstermektedir, ancak sizinki büyük olasılıkla bunlardan birine sahip olacaktır.

Arayüzün üç versiyonu var SATA... Veri aktarım hızında farklılık gösterirler. SATA, SATA II ve SATA III sırasıyla saniyede 1,5, 3 ve 6 gigabayt hızında. Tüm arayüz sürümleri SATA aynı görünüyor ve birbiriyle uyumlu. Bunları herhangi bir kombinasyonda bağlayabilirsiniz, sonuç olarak veri aktarım hızı daha yavaş sürümle sınırlı olacaktır. Bu durumda, sabit diskin hızı daha da yavaştır. Bu nedenle, hızlı arayüzlerin potansiyeli ancak yeni yüksek hızlı depolama cihazlarının ortaya çıkmasıyla ortaya çıkarılabilir.

Ek bir SATA sabit sürücü satın almaya karar verirseniz, lütfen resimde gösterildiği gibi bir arabirim kablonuz olup olmadığını kontrol edin. Disk ile birlikte satılmaz. (Genellikle anakartla birlikte gelirler.) Ayrıca, güç kaynağı konektörleri arasında bir sabit sürücüyü bağlamak için en az bir tane boş olması gerekir veya eski standarttan yenisine bir adaptöre ihtiyacınız olabilir.

Şimdi sabit sürücünün kendisi hakkında: Ana parametre elbette kapasitedir. Yukarıda bahsettiğim gibi, belirtilenden biraz daha az çıkacağını unutmayın. İşletim sistemi ve programlar, modern standartlara göre oldukça fazla olan 100-200 Gigabayt gerektirir. Ne kadar ek alana ihtiyacınız olabileceğini ampirik olarak belirleyebilirsiniz. Örneğin, yüksek kaliteli video kaydetmek için büyük hacimler gerekebilir. Modern HD filmler onlarca Gigabayta ulaşıyor.

Ek olarak, ana parametreler arasında şunları belirtin:

1. Form faktörü- disk boyutu. 1.8 ve 2.5 inç boyutlarındaki diskler kullanılır. Bir masaüstü bilgisayar için 3,5 inçlik bir sürücü satın almalısınız. Aynı SATA konektörlerine sahipler ve bir dizüstü bilgisayar sürücüsü sabit bir bilgisayarda çalışabilir. Ancak küçük diskler, kompaktlık ve düşük güç tüketimi vurgulanarak yapılır ve performans açısından daha büyük modellere göre daha düşüktür. Ve aynı zamanda daha pahalıdırlar.
2. devir diskin dönme hızıdır. Dakikadaki devir sayısı ile ölçülür ( devir- kısaltması dakikadaki devir sayısı). Dönme hızı ne kadar yüksek olursa, disk o kadar hızlı bilgi yazar ve okur. Ancak aynı zamanda daha fazla enerji tüketir. Bugün, en yaygın diskler 5400 devir/dakika ve 7200 devir/dakika... Daha düşük devirler, dizüstü bilgisayar sürücülerinde, yüksek kapasiteli sürücülerde (iki terabayttan fazla) ve "yeşil" olarak adlandırılan sürücülerde daha yaygındır, bu nedenle daha düşük güç tüketimleri için adlandırılır. Dönme hızına sahip sabit diskler de var 10000 devir/dakika ve 15000 devir/dakika... Çok yüklü sunucularda çalışmak üzere tasarlanmışlardır ve daha fazla güvenilirlik kaynağına sahiptirler, ancak aynı zamanda geleneksel olanlardan çok daha pahalıdırlar.
3. Üretici firma... Şu anda, depolama pazarında birkaç büyük üretici var. Aralarında oldukça zorlu bir rekabet var, bu nedenle kalite açısından birbirlerinden hiçbir şekilde daha düşük değiller. Bu nedenle, tanınmış isimlerden herhangi birini seçebilirsiniz: Hitachi, HP, Seagate, Silicon Power, Toshiba Transcend, Western Digital.

HDD

Bir sabit disk sürücüsünün aygıtının şeması.

Manyetik sabit disk sürücüsü, HDD, HDD, Winchester(İng. Sabit (Manyetik) Disk Sürücü, HDD, HMDD ; halk dilinde vida, zor, hard disk) - kalıcı, yeniden yazılabilir bilgisayar depolama aygıtı. Hemen hemen tüm modern bilgisayarlarda ana veri depolama aygıtıdır.

Bir "disket" diskten (disket) farklı olarak, bir sabit disk sürücüsündeki bilgiler, çoğunlukla krom dioksit olmak üzere bir ferromanyetik malzeme tabakasıyla kaplanmış sabit (alüminyum veya cam) plakalara kaydedilir. HDD, bir eksende bir ila birkaç plaka kullanır. Hızlı dönüş sırasında yüzeyde oluşan gelen hava akışının ara katmanı nedeniyle çalışma modundaki okuma kafaları plakaların yüzeyine temas etmez. Kafa ile disk arasındaki mesafe birkaç nanometredir (modern disklerde 5-10 nm) ve mekanik temasın olmaması cihazın uzun ömürlü olmasını sağlar. Disklerin dönmemesi durumunda, kafalar iş milinde veya diskin yüzeyiyle anormal temaslarının olmadığı güvenli bir bölgede diskin dışındadır.

"Winchester" adı

Sürümlerden birine göre, sürücü şirket sayesinde "Winchester" adını aldı. 1973'te disk plakalarını ve okuma kafalarını tek parça bir kutuda birleştiren sabit disk modeli 3340'ı piyasaya sürdü. Bunu geliştirirken, mühendisler, her biri 30 MB olan iki modül (maksimum konfigürasyonda) anlamına gelen "30-30" kısa bir dahili ad kullandılar. Proje yöneticisi Kenneth Houghton, popüler Winchester 30-30 av tüfeğinin tanımıyla uyumlu olarak bu diske "Winchester" demeyi önerdi.

Fiziksel boyut (form faktörü)(İng. boyut) - kişisel bilgisayarlar ve sunucular için neredeyse tüm modern (-2008) sürücülerin boyutu 3,5 veya 2,5 inçtir. İkincisi, dizüstü bilgisayarlarda daha yaygın olarak kullanılır. Ayrıca yaygın biçimler - 1.8 ", 1.3", 1 "ve 0.85". 8 ve 5,25 inç form faktörlerindeki sürücülerin üretimi durdurulmuştur.

Rastgele erişim süresi(İng. rastgele erişim zamanı) - sabit sürücünün manyetik diskin herhangi bir parçası üzerinde okuma veya yazma işlemi gerçekleştirmesinin garanti edildiği süre. Bu parametrenin aralığı küçüktür, 2,5 ila 16 ms arasındadır, kural olarak, sunucu diskleri en kısa süreye sahiptir (örneğin, Hitachi Ultrastar 15K147 - 3,7 ms), gerçek olanların en büyüğü taşınabilir cihazlar için disklerdir (Seagate Momentus 5400.3 - 12, 5).

Mil hızı(İng. iş mili hızı) - dakikadaki iş mili devir sayısı. Erişim süresi ve veri aktarım hızı büyük ölçüde bu parametreye bağlıdır. Şu anda, sabit sürücüler şu standart dönüş hızlarında üretilmektedir: 4200, 5400 ve 7200 (dizüstü bilgisayarlar), 7200 ve 10.000 (kişisel bilgisayarlar), 10.000 ve 15.000 rpm (sunucular ve yüksek performanslı iş istasyonları).

Kafa bloğu bir dizi yaylı çelik koldan oluşur (her disk için bir çift). Bir uçta, diskin kenarına yakın bir eksene bağlanırlar. Diğer uçlarda (disklerin üstünde) kafalar sabitlenmiştir.

Diskler (plakalar) genellikle metal alaşımından yapılır. Onları plastikten ve hatta camdan yapma girişimleri olmasına rağmen, bu tür plakaların kırılgan ve kısa ömürlü olduğu ortaya çıktı. Plakaların her iki düzlemi, bir teyp gibi, bir ferromıknatısın en ince tozu - demir, manganez ve diğer metallerin oksitleri ile kaplıdır. Kesin kompozisyon ve uygulama teknolojisi gizli tutulur. Çoğu bütçe cihazı 1 veya 2 gofret içerir, ancak daha fazla gofret içeren modeller vardır.

Diskler, iş miline sağlam bir şekilde sabitlenmiştir. Çalışma sırasında iş mili dakikada birkaç bin devir (4200, 5400, 7200, 10.000, 15.000) hızında döner. Bu hızda, plaka yüzeyinin yakınında, kafaları kaldıran ve plaka yüzeyinin üzerinde yüzmelerini sağlayan güçlü bir hava akımı oluşturulur. Başlıkların şekli, çalışma sırasında plakadan en uygun mesafeyi sağlayacak şekilde hesaplanır. Diskler kafaların kalkması için gereken hıza ulaşana kadar park cihazı kafaları park bölgesinde tutar. Bu, plakaların kafalarına ve çalışma yüzeyine zarar gelmesini önler.

Kafa konumlandırıcı, sabit bir çift güçlü, tipik olarak neodimyum, kalıcı mıknatıslardan ve hareketli bir kafa düzeneği üzerindeki bir bobinden oluşur.

Popüler inanışın aksine, muhafaza alanı içinde boşluk yoktur. Bazı üreticiler hava geçirmez hale getirir (dolayısıyla adı) ve saflaştırılmış ve kurutulmuş hava veya nötr gazlar, özellikle azot ile doldurur; ve basıncı eşitlemek için ince bir metal veya plastik membran takılır. (Bu durumda, kapatıldıktan sonra muhafazanın içinde kalan su buharını emen bir silika jel torbası için sabit sürücü muhafazasının içinde küçük bir cep sağlanır). Diğer üreticiler, çok küçük (birkaç mikrometre) partikülleri tutabilen bir filtre ile küçük bir delikten basıncı eşitler. Ancak bu durumda nem seviyesi de eşitlenir ve zararlı gazlar da içeri girebilir. Atmosferik basınç ve sıcaklıktaki değişikliklerin yanı sıra cihazın çalışma sırasında ısınması nedeniyle muhafaza muhafazasının deformasyonunu önlemek için basınç eşitleme gereklidir.

Montaj sırasında kendilerini muhafaza bölgesinde bulan ve diskin yüzeyine düşen toz parçacıkları başka bir filtreye taşınır - dönüş sırasında bir toz toplayıcı.

Düşük seviyeli biçimlendirme

Cihazın montajının son aşamasında, plakaların yüzeyleri biçimlendirilir - üzerlerinde izler ve sektörler oluşur.

İlk "sabit sürücüler" (disketler gibi) tüm parçalarda aynı sayıda sektör içeriyordu. Modern "sabit sürücülerin" plakalarında, izler birkaç bölgeye ayrılmıştır. Bir bölgedeki tüm izler aynı sayıda sektöre sahiptir. Ancak, dış bölgenin her bir izinde daha fazla sektör vardır ve bölge merkeze ne kadar yakınsa, bölgenin her bir izi için o kadar az sektör vardır. Bu, daha düzgün bir kayıt yoğunluğu elde etmeyi ve bunun sonucunda üretim teknolojisini değiştirmeden plakanın kapasitesini artırmayı mümkün kılar.

Her bölge için bölge sınırları ve iz başına sektör sayısı elektronik birimin ROM'unda saklanır.

Ek olarak, aslında her pistte ek yedek sektörler var. Herhangi bir sektörde kurtarılamayan bir hata meydana gelirse, bu sektör yedek bir sektörle değiştirilebilir (eng. yeniden eşleme). Tabii ki, içinde depolanan veriler büyük olasılıkla kaybolacak, ancak diskin kapasitesi azalmayacak. İki yeniden atama tablosu vardır: biri fabrikada tamamlanır, diğeri çalışma sırasında.

Sektör yeniden eşleme tabloları da elektronik birimin ROM'unda saklanır.

"Sabit sürücüye" erişim işlemleri sırasında, elektronik birim bağımsız olarak hangi fiziksel sektörün ele alınması gerektiğini ve nerede bulunduğunu belirler (bölgeleri ve yeniden atamaları dikkate alarak). Bu nedenle, harici arayüzün yanından "sabit sürücü" homojen görünüyor.

Yukarıdakilerle bağlantılı olarak, yeniden eşleme tablolarının ve bölgelerinin ayarlanmasının sabit diskin kapasitesini artırabileceğine dair çok sağlam bir efsane vardır. Bunun için pek çok yardımcı program var, ancak pratikte kazanım elde edilebilirse önemsiz olduğu ortaya çıkıyor. Modern diskler o kadar ucuzdur ki, bu tür ayarlamalar, üzerinde harcanan zamana ve çabaya değmez.

elektronik ünite

Erken sabit sürücülerde, kontrol mantığı MFM veya RLL bilgisayar denetleyicisine aktarıldı ve elektronik kart yalnızca analog işleme modülleri ve iş mili motorunun, konumlandırıcının ve kafa komütatörünün kontrolünü içeriyordu. Veri aktarım hızlarındaki artış, geliştiricileri analog yolun uzunluğunu sınıra indirmeye zorladı ve modern sabit disklerde elektronik birim genellikle şunları içerir: bir kontrol birimi, salt okunur bellek (ROM), ara bellek, bir arabirim birimi ve bir dijital sinyal işleme birimi.

Arayüz kutusu, sabit sürücü elektroniklerini sistemin geri kalanına bağlar.

Kontrol ünitesi, kafaları konumlandırmak için elektrik sinyallerini alan ve bir "ses bobini" sürücüsü için kontrol eylemleri üreten, çeşitli kafalardan bilgi akışlarını değiştiren, diğer tüm düğümlerin çalışmasını kontrol eden (örneğin, iş mili dönüş hızını kontrol eden) bir kontrol sistemidir. ).

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

Tampon bellek, arabirim parçasının ve sürücünün hızları arasındaki farkı düzeltir (yüksek hızlı statik bellek kullanılır). Bazı durumlarda ara belleğin boyutunu artırmak, sürücünün hızını artırabilir.

Dijital sinyal işleme birimi, okunan analog sinyali temizler ve kodunu çözer (dijital bilgileri çıkarır). Dijital işleme için çeşitli yöntemler kullanılır, örneğin PRML yöntemi (Kısmi Yanıt Maksimum Olabilirlik). Alınan sinyalin numunelerle karşılaştırılması yapılır. Bu durumda, kodu çözülen sinyale şekil ve zaman özellikleri bakımından en çok benzeyen bir örnek seçilir.

Veri kayıt teknolojileri

Sabit sürücülerin çalışma prensibi, teyplerin çalışmasına benzer. Diskin çalışma yüzeyi, okuma kafasına göre hareket eder (örneğin, manyetik devrede bir boşluk olan bir indüktör şeklinde). Kafa bobinine alternatif bir elektrik akımı (kayıt sırasında) uygulandığında, kafa boşluğundan elde edilen alternatif manyetik alan disk yüzeyinin ferromıknatısına etki eder ve sinyalin büyüklüğüne bağlı olarak alan manyetizasyon vektörünün yönünü değiştirir. Okuma sırasında, kafa boşluğundaki alanların hareketi, kafanın manyetik devresindeki manyetik akıda bir değişikliğe yol açar, bu da elektromanyetik indüksiyonun etkisiyle bobinde alternatif bir elektrik sinyalinin ortaya çıkmasına neden olur.

Son zamanlarda, okuma için bir manyetorezistif etki kullanılmış ve disklerde manyetorezistif kafalar kullanılmıştır. Onlarda, manyetik alandaki bir değişiklik, manyetik alanın gücündeki değişime bağlı olarak dirençte bir değişikliğe yol açar. Bu tür kafalar, bilgi okuma güvenilirliği olasılığını artırmayı mümkün kılar (özellikle yüksek bilgi kayıt yoğunluklarında).

Paralel kayıt yöntemi

Şu anda, bu, bir sabit disk sürücüsüne bilgi kaydetmek için hala en yaygın teknolojidir. Bilgi bitleri, dönen bir diskin yüzeyinden geçerek milyarlarca yatay ayrı bölgeyi - etki alanlarını mıknatıslayan küçük bir kafa kullanılarak kaydedilir. Bu alanların her biri, manyetizasyona bağlı olarak mantıksal olarak sıfır veya birdir.

Bu yöntemi kullanarak elde edilebilecek maksimum kayıt yoğunluğu yaklaşık 23 Gbit / cm²'dir. Şu anda, bu yöntemin yerini kademeli olarak dikey kayıt yöntemi almaktadır.

Dikey kayıt yöntemi

Dikey kayıt, bilgi bitlerinin dikey alanlarda depolandığı bir tekniktir. Bu, daha güçlü manyetik alanların kullanılmasına izin verir ve 1 bit kaydetmek için gereken ayak izini azaltır. Modern örneklerin kayıt yoğunluğu 15-23 Gb / cm², gelecekte yoğunluğun 60-75 Gb / cm²'ye çıkarılması planlanıyor.

Dikey sabit diskler 2005'ten beri piyasada bulunmaktadır.

Termal manyetik kayıt yöntemi

Termal manyetik kayıt yöntemi (İng. Isı destekli manyetik kayıt, HAMR ) şu anda mevcut olanların en umut vericisidir, şimdi aktif olarak geliştirilmektedir. Bu yöntem, diskin nokta ısıtmasını kullanır, bu da kafanın yüzeyinin çok küçük alanlarını manyetize etmesine izin verir. Disk soğuduktan sonra mıknatıslanma “sabitlenir”. Piyasada henüz bu tip demiryolları yok (2009 için), sadece deneysel örnekler var, ancak yoğunlukları zaten 150 Gbit / cm²'yi aşıyor. HAMR teknolojilerinin gelişimi oldukça uzun bir süredir devam ediyor, ancak uzmanlar hala maksimum kayıt yoğunluğu tahminleri konusunda aynı fikirde değiller. Yani Hitachi şirketi sınırı 2.3-3.1 Tbit/cm² olarak adlandırıyor ve Seagate Technology temsilcileri, HAMR ortamının kayıt yoğunluğunu 7.75 Tbit/cm²'ye getirebileceklerini öne sürüyorlar. Bu teknolojinin yaygın olarak benimsenmesi 2010'dan sonra beklenmelidir.

Arayüzlerin karşılaştırılması

	Bant genişliği, Mbps	Maksimum kablo uzunluğu, m	Güç kablosu gerekli mi	Kanal başına sürücü sayısı	Kablodaki iletken sayısı	Diğer özellikler
Ultra	2	40/80	Denetleyici + 2Slave, çalışırken değiştirilemez
FireWire / 400	400		Evet / Hayır (arayüz ve sürücü tipine bağlıdır)	63	4/6
FireWire / 800	800	4,5 (72 m'ye kadar zincirleme)	Numara	63	4/6	cihazlar eşler arası, çalışırken değiştirilebilir
USB 2.0	480	5 (göbekler üzerinden 72 m'ye kadar zincirleme)	Evet / Hayır (sürücü tipine bağlıdır)	127	4
Ultra-320
SAS	3000	8	Evet	16384 üzeri		çalışırken değiştirme; bağlantı mümkün
eSATA	2400	2	Evet	1 (port çarpanı 15'e kadar)	4	Host / Slave, çalışırken değiştirilebilir