Жорсткий диск, вінчестер або просто гвинт, хард-диск, hdd (Hard Disk Drive) – це пристрій для зберігання даних має кілька назв, є основним накопичувачем для зберігання інформації у всіх сучасних комп'ютерах, ноутбуках та серверах. Саме на цьому пристрої записані всі ваші фотографії, відео, музика, фільми, на нього ж записана операційна система самого комп'ютера. Зараз набувають все більшого поширення диски SSD та гібридні диски SSHD, про них та їхні плюси та мінуси ми розповімо в окремій статті.

Які ж диски бувають?

У магазині сьогодні можна зустріти різні за своїми параметрами жорсткі диски, чим вони відрізняються? Спробуємо з вами розібратися в основних відмінностях та виділити декілька характеристик накопичувачів.

Форм-фактор (розмір)

Параметр показує ширину вінчестера у дюймах. Основна ширина 3,5 дюйма та 2,5 дюйма, використовуються в сучасних комп'ютерах та ноутбуках, а також у зовнішніх переносних та стаціонарних дисках та мережевих сховищах.

Для стаціонарного комп'ютера стандартний розмір 3,5 дюйма, в сучасних корпусах зустрічаються відсіки для дисків 2,5 дюйма, вони в основному призначені для установки SSD диска, ставити в комп'ютер замість диска 3,5 дюйма, диски 2,5 дюйма особливо сенсу немає , тільки дуже компактні корпуси, наприклад micro-ATX.

У ноутбуках навпаки економія простору дуже актуальна і для них використовується форм-фактів 2,5 дюйми. Існують диски меншого розміру - 1,8 дюйми, 1,3 дюйми, 0.8 дюйми, але в сучасних пристроях ви їх вже не зустрінете.

Ємність (Чому об'єм диска менший за заявлений?)

Параметр, від якого залежить, скільки інформації ми зможемо записати і зберігати на нашому комп'ютері або ноутбуці. Виробники вказують ємність з розрахунку 1 кілобайт = 1000 байт, а комп'ютери вважають інакше 1 Кбайт = 1024 байт, звідси виникає плутанина у користувачів, що зіткнулися з цим вперше і чим більше обсяг, тим більше різниця виходить у кінцевому обсязі. Наразі обсяг дисків вимірюється терабайтами, що більш ніж достатньо для зберігання колекції не лише фото, а й музики з фільмами.

Інтерфейс

Диски з роз'ємом SATA ви сьогодні зустрінете у всіх сучасних пристроях. Розрізнятися можуть лише швидкості передачі даних.

SATA роз'єм жорсткого диска

ATA він же PATA (IDE)

Диски з цим інтерфейсом більше не виробляються і не встановлюються в сучасних пристроях, проте ви зможете зустріти їх у старих комп'ютерах. Спочатку інтерфейс називався ATA, але після появи більш сучасного та швидкісного SATA у 2003 році, його перейменували на PATA.

PATA (ATA) він же IDE

Назву IDE вигадала компанія WD (Western Digital) у 1986 році в маркетингових міркуваннях, коли розробила першу версію цього стандарту підключення.

SCSI та SAS

Диски з інтерфейсом SAS використовуються у серверному обладнанні. Прийшли зміну інтерфейсу SCSI. Звичайному користувачеві слід знати тільки те, що вони призначені для зовсім інших завдань і не використовуються в домашніх ПК.

SCSI

Швидкість обертання шпинделя

Кількість обертів шпинделя (вісь на якій крутиться пластина або кілька пластин усередині диска). Є кілька стандартів, у домашніх комп'ютерах та ноутбуках використовуються диски зі швидкістю обертання 5400, 7200 та 10000 оборотів на хвилину, на серверному обладнанні бувають швидкості обертання та 15000 оборотів на хвилину. Параметр впливає на час доступу до інформації.

Є ще кілька параметрів, таких як рівень шуму, час відпрацьовування на відмову і т.д. у сучасних накопичувачах ці параметри відповідають стандартним критеріям і не відрізняються в рази, на них ми звертатимемо увагу, коли будемо робити порівняння та вибір жорстких дисків.

Зовнішні диски (переносні чи стаціонарні)

Це вже знайомі нам диски, укладені у зовнішній пластиковий чи металевий бокс, у якому встановлено плату управління чи навіть цілий міні-пк на платі. На виході таких дисків є різні виходи, основні роз'єми це mini-USB, micro-USB, micro-USB 3.0, fireware та інші, переносні моделі живляться від роз'єму USB. Стаціонарні мають окремий кабель живлення. Сучасні моделі зовнішніх дисків вміють працювати бездротовою мережею wi-fi. Зараз у продажу можна знайти мережеві сховища з кількома дисками в одному корпусі, які можна з'єднати в масиви RAID. Окремо всі ці пристрої ми розповімо у майбутніх статтях.

Доброго часу доби, мої дорогі друзі та читачі. Мені один один розповідав, що коли він працював у відеосалоні, то прийшла до нього бабуся років 70-80. Підійшла до друга і сказала, що їй потрібний «ХАДЕДЕ». Друг як би одразу не зрозумів і перепитав, мовляв, хадеде? Вона повторила ще раз, але коли побачила, що друган не курить, то дістала папірець і сказала, що онук сказав їй купити ХАДЕДЕ.

На тому папірці було написано HDD 160 GB. Ну, друг посміхнувся і сказав, що це жорсткий диск для комп'ютера і направив їх в інший магазин. Але дивує більше це. Як онучок міг взагалі послати свою бабусю по жорсткий диск? Ну з дуба чи звалився?

Але я чого хилю? Давайте я вас таки розповім, що таке HDD у комп'ютері. Тоді у вас точно не буде питань, якщо ви захочете купити його собі.

HDD (Hard Disk Drive) – жорсткий диск комп'ютера. Ви можете почути в розмовах і альтернативні назви цього пристрою, наприклад Вінчестер, Вінт, Хард, Жорсткий і т.д. Пристрій це потрібно для зберігання вашої інформації, крім того, на нього встановлюється операційна система, в якій ви працюєте. Тобто. без жорсткого диска ви за комп'ютером особливо нічого не поробите.

Жорсткий диск є довгостроковим джерелом пам'яті та після відключення живлення вся інформація залишається на ньому, на відміну від швидкої оперативної пам'яті. Тому ви завжди можете зберігати на ньому свої файли, фотографії, музику і т.д. Але звичайно цей пристрій, тому не варто забувати про для більшої безпеки.

Я вже чую питання: «А чому ж його називають вінчестером? Це ж стрілецька зброя!». Справді, що може бути спільного пристрою зберігання інформації та рушницею? Справа в тому, що в 1973 році відома компанія IBM випустила жорсткий диск моделі 3340, але для співзвуччя його стали називати просто «30-30», що означало два модулі по 30 мегабайт кожен.

Керівник Кеннет Хотон знайшов співзвуччя 30-30 у знаменитій гвинтівці. Справа в тому, що патрони до цієї гвинтівки мали таке ж маркування 30-30, де перша цифра означала розмір калібру в дюймах (0.30 - 7,62 см), а друга цифра означала вагу пороху в гранах (це не друкарська помилка, а міра ваги ), який засипався патрон (30 гран - це приблизно 1,94 грама).

Для зручності і вирішено було використовувати таку назву як сленг. Щоправда, у американців цей сленг вже давно не використовується, а в нас поки що не вийшов з ужитку, хоча частіше його можна чути в скороченій назві «Вінт».

Пристрій жорсткого диска

Зовні ця штуковина виглядає як невелика прямокутна коробочка, але в ній знаходяться кілька магнітних дисків на одному шпенделі, які зовні чимось схожі на CD. І звичайно ж присутня якась голка, що зчитує, яка і бігає по цих магнітних пластинах, зчитуючи всю інформацію. Ну, природно, є й інші складові, але думаю, що це все вже деталі.

І робота ця чимось схожа на роботу програвача грамплатівок, тільки зчитувач без голки і не торкається магнітних дисків, хоча відстань між ними просто мізерна.

Основні характеристики жорсткого диска

Об `єм

Обсяг вашого харда визначає скільки інформації ви зможете зберігати на ньому. Згодом розміри пам'яті нових жорстких збільшуються, оскільки у цьому є реальна потреба. Якщо на моєму першому комп'ютері об'єм був 40 ГБ і мені вистачало з головою, то тепер у мене на комп'ютері 2000 ГБ і я вже половину забив. Звичайно частину можна видалити без сліз).

Але є одна хитрість. Виробники пишуть розмір, наприклад 500 ГБ, але коли ви підключите вінчестер до комп'ютера, побачите там набагато менший об'єм, десь 476 ГБ. А куди поділося 24 зайвих ГБ? Та все дуже просто.

Виробники округляють розміри величин, мовляв 1 ГБ – це 1000 МБ, 1 МБ – це 1000 КБ, і т.д. Виходить, що вони вам продають диск об'ємом 500 мільйонів байт і якщо поділити на 1000, а потім ще на 1000, то вийде 500 ГБ.

Але в 1 ГБ насправді не 1000, а 1024 МБ, так само як і в 1 МБ не 1000, а 1024 КБ. У результаті виходить, що ми 500 мільйонів ділимо на 1024, а потім ще на 1024 і отримуємо наші 476 ГБ із копійками. У мене на диску розміром 2 Террабайти зжирається близько 140 ГБ. Нехило, так? Загалом тепер знатимете.

Швидкість обертання

Продуктивність жорсткого диска визначається також швидкістю обертання шпинделя. І чим більша ця швидкість, тим більша продуктивність диска, але тим більше потрібно енерговитрат і більша ймовірність відмови.

Для ноутбуків і зовнішніх залізничних систем найчастіше використовують швидкість 5400 оборотів на хвилину, так як це дійсно доцільніше для цих пристроїв. Швидкість обміну інформацією менша, проте менша ймовірність виходу з ладу.

На стаціонарних комп'ютерах здебільшого ставляться харди зі швидкістю 7200 об/хв. Тут це дійсно вигідно, тому що на стаціонарниках зазвичай стоїть потужніше обладнання, здатне працювати при такій швидкості. Плюс до всього комп'ютер постійно підключений до розетки, а значить, нестачі енергії не буде.

Існує і більша кількість оборотів, навіть 15000, але тут я їх розглядати не буду.

Інтерфейс підключення

І, звичайно ж, жорсткі диски постійно вдосконалюються і навіть роз'єми підключення у них змінюються. Давайте подивимося, які роз'єми бувають.

IDE (ATA/PATA) – так званий паралельний інтерфейс із можливою швидкістю використання даних до 133 МБ на секунду. Але сьогодні цей інтерфейс застарів і жорсткі з таким роз'ємом вже не виробляють.

SATA - Послідовний інтерфейс, вже сучасніший, який прийшов на заміну IDE. Стандарт на даний момент має три різні ревізії з різною швидкістю передачі даних: SATA 1 — до 150 МБ/сек, SATA 2 — до 300 МБ/сек, SATA 3, до 600 МБ/сек.

USB — Цей стандарт відноситься до зовнішніх переносних жорстких дисків, які підключаються до комп'ютера через USB і можна спокійно працювати. Плюс такого пристрою в тому, що ви будь-якої миті можете вирубати його, не відключаючи сам комп'ютер.

Є й інші інтерфейси, наприклад SCSI чи SAS, але це не обов'язкові для простого користування стандарти.

Форм-фактор

Мене тут недавно спитали, а що таке форм-фактор у хардів? Тут все просто. Це лише його габарити. Розрізняють 2,5 та 3,5 дюйма. Є звичайно й інші, але ними у повсякденному житті ніхто не користується або давно застаріли.

У ноутбуки вставлять залізничний 2,5", а в стаціонарні комп'ютери 3,5". Я думаю, що ви нічого не переплутаєте)

Ну ось начебто і все, що я вам хотів розповісти в цій статті. Але я вже чую: "А чому не розповів про SSD?". Друзі мої, про SSD треба писати окрему статтю, тим паче цей вид є швидкісним твердотілим накопичувачем. Загалом обов'язково про нього напишу).

З повагою, Дмитро Костін.

Неважливо, з яких причин вам знадобився жорсткий диск, можливо, ви захотіли додати об'єму, оскільки старенький HDD вже не справлявся з розміщенням даних, можливо, вам захотілося збільшити швидкість передачі даних, і, цілком можливо, ви не отримали гарну звичку щотижня «бекапити» (тобто зберігати, копіювати) дані та створювати образ диска. Важливо, що вінчестер вам знадобився, і тут наша стаття прийде вам на допомогу. Сьогодні розглянемо, який жорсткий диск вибрати, тобто. потрібний саме вам обсяг і швидкість. Як вибрати жорсткий диск для комп'ютераЩоб побиті сектори, несправності електроніки та інший заводський шлюб, снилися вам лише у кошмарах. Ми розглянемо види жорстких дисків: магнітний HDD, твердотільні накопичувачі SSD та гібридний жорсткий диск, щоб з'ясувати, який жорсткий диск краще.

Що таке жорсткий диск комп'ютера і навіщо він служить?

Отже, що таке жорсткий дисккомп'ютера? HDD (Hard Disk Drive), вінчестер, жорсткий диск, гвинт - далеко не повний список назв, якими користувачі нагородили цей пристрій, що постійно запам'ятовує, зі зручною функцією перезапису інформації. Саме на гвинті зберігається вся ваша інформація, саме на нього встановлюється операційна система і саме з нього вона завантажується. Вінчестер є незамінною частиною вашого ПК, тому до вибору такої важливої ​​деталі слід поставитися з усією серйозністю. Який жорсткий диск краще купити, щоб він виправдав ваші очікування, ми розглянь нижче, а зараз поговоримо про те, які HDD бувають.

Жорсткі диски бувають внутрішніми та зовнішніми (про зовнішні жорсткі диски, я писав у статті). Перші розташовані всередині корпусу, другі підключаються до ПК за допомогою кабелю USB.

Зовнішні вінчестери більш стійкі до температурних та механічних впливів. Відрізняються вони розмірами 2.5 дюйма (ноутбук) і 3.55 дюйма (стаціонарний ПК, зовнішній HDD). Бувають також:

• користувальницькі
• серверні накопичувачі

Відмінність їх насамперед у надійності, серверне устаткування немає права бути «поганим», під час виробництва накопичувачі корпоративного класу суворіше контролюється, стійкіші до перегріву, мають набагато вищу ціну. Це відбувається тому, що при поломці домашнього HDD ви втратите дуже потрібну і важливу для вас інформацію, а компанія може зазнати величезних збитків, втрати всієї інформації та клієнтів. Вінчестер ділиться на жорсткий диск для комп'ютера і для ноутбука. Різниця між ними не тільки у розмірах, а й у стійкості до механічних впливів.

Як вибрати жорсткий диск для комп'ютера? Які характеристики треба знати.

Отже, як вибрати жорсткий диск для комп'ютера? Є кілька особливостей, на які слід звернути увагу при виборі HDD. Це інтерфейс, обсяг, швидкість, виробник. Швидкість роботи гвинта залежить від частоти обертання шпинделя (ці показники можуть коливатися від 4500 до 10000 об/хв або rpm) і обсягу буфера (8,16,32 МБ). Вінчестери з низькими оборотами працюють практично безшумно і є менш енергоємними, але на цьому їхня перевага закінчується. В основному такі пристрої використовують на роль другого HDD для зберігання інформації, оскільки вони занадто повільні для роботи з програмами. Хоча якщо ви терпляча людина, то можна заощадити непогану суму. У вінчестерів з 7200 rpm найбільше: шум, ціна, споживання енергії і висока температура, але при цьому швидкість роботи в рази вище. Для ноутбуків такий гвинт - смерть акумулятору, адже енергії він споживає невимірно, а значить і скорочується час автономної роботи. Ну а, в HDD на 10000 обмінів, швидкість передачі даних зашкалює, втім, як і вартість. Більше підходить для серверного варіанта.

Другий показник – це обсяг. Не слід думати, що чим більше – тим краще. Ідеальним варіантом буде придбати 2-3 HDD по 500-750 ГБ ніж один на 3 ТБ. Це пов'язано зі специфікою роботи, по-перше, якщо станеться поломка, то тільки 1 диск, що краще втратити 30% інформації або повністю всю? По-друге, пристрої великої ємності мають від 3 і більше пластин, які (на жаль і ах!) дуже швидко стають непридатними. Такі диски бажано не встановлювати під ОС та важливі програми.

Третій показник - інтерфейс, тобто. яким кабелем буде підключено ваш гвинт. Раніше використовувався роз'єм IDE, зараз його зустрінеш хіба що на бюджетних старих ПК. Потім у фаворі був SATA, ну тепер SAS або SASSATA. Увага! Купивши вінчестер з невідповідним роз'ємом, ви не зможете встановити його!

І четвертий показник – виробник. Тут вже вирішувати особисто вам, який із виробників вартий вашої уваги. Найбільш популярні HDD виробляє Seagate, Hitachi, Western Digital.

Як вибрати жорсткий диск для ноутбука? Що треба знати?

А ось на питання "Як вибрати жорсткий диск для ноутбука?" можна відповісти, що орієнтуватися слід на ті самі принципи, що і при підборі гвинта для стаціонарного ПК. Але при цьому беручи до уваги деякі особливості. Враховуючи те, що ноутбук є мобільним пристроєм, слід купувати вінчестер із низьким енергоспоживанням. Бажано, щоб ємність HDD не перевищувала 500 ГБ, через міркування компактності та енергоспоживання. Обов'язково слід звернути увагу до тип інтерфейсу. Ще один нюанс при виборі пристрою: швидкодія гвинта, не має сенсу купувати HDD з високими показниками, якщо ваш ноутбук має повільні пристрої (ОЗУ, CPU, відеокарта), вінчестер не вплине на швидкість роботи, ви тільки витратите більше коштів, нічого не вигравши при цьому. В основному, всі пристрої для ноутбуків універсальні і характеристики збалансовані. Відмінність у ціні, фірмі виробнику, ємності.

Який жорсткий диск надійніший за інших?

Досить часто можна почути фразу: «А який жорсткий диск надійніший?» Не буває надійних чи ненадійних дисків, у всіх фірм виробників є невдалі моделі, які виходили з ладу дещо частіше, ніж інші. Єдина порада, яку можна дати за надійністю диска - це не купувати новинки ринку. Адже саме в таких HDD криються проблеми з мікропрограмним програмним забезпеченням, технологічний шлюб і висока ціна. Але варто почекати з півроку після виходу новинки та voila - пристрій доопрацьований, всі помилки враховані, ціни знижено. Про надійність того чи іншого гвинта, перед покупкою, бажано прочитати інформацію в мережі, там же можна підібрати вінчестер зі зниженим енергоспоживанням, який не надто гріється та шумить. Не варто купувати гвинт збільшеної ємності, оскільки саме вони схильні до механічного впливу, краще купити два HDD по 320 або 500 ГБ ніж один терабайтний або двотерабайтний диск. І останнє правило купівлі надійного диска - купувати гвинт бажано лише у офіційних дилерів з фірмовою гарантією від 3 років. Оскільки куплений HDD у «дядька» з рук або в сумнівній фірмі може виявитися б/в або після ремонту або після температурного та/або механічного впливу (колишній власник банально впустив гвинт або на гвинт щось важке). Такий гвинт відпрацює у вас кілька тижнів, а можливо й місяців, але зрештою — втрачена інформація, гроші та нерви.

До речі, щоб подивитися, який у вас встановлений жорсткий диск, виконати кілька дій. На іконці «Мій комп'ютер» клацнути правою кнопкою миші та вибрати «Властивості».

Потім натиснути на «Диспетчер пристроїв»

та вибрати "Дискові пристрої".

Як ви бачите докладно написана модель HDD.

Який жорсткий диск краще вибрати та купити?

Який жорсткий диск краще купитищоб отримати максимум можливостей при порівняно невеликих витратах? Наведемо приклади кількох комбінацій для різних ПК. Для бюджетного ПК підійде HDD Western Digital Caviar Blue WD5000AAKX або Seagate Barracuda ST3500641AS-RK. Для ігрового ПК або ПК, призначеного для обробки відео, найкраще підійдуть Seagate Barracuda, Seagate Pipeline або Western Digital Caviar Black. Якщо ви можете дозволити собі придбати 2 HDD, то один з них обов'язково має бути SSD, оскільки швидкодія вашого ПК значно збільшиться, саме на ньому буде встановлена ​​ОС та основні програми. А на другому HDD ви зможете зберігати документи, фото, відео тощо.

Види жорстких дисків.

Тепер ми розглянемо типи жорстких дисків. Магнітні HDD одержали свою назву завдяки пластинам, на які записується інформація. Такі диски використовували до недавнього часу. Відрізняються вони великою ємністю, порівняно недорогою ціною. У мінусі - схильність до механічних впливів, шум, перегрів. Використовуються як у стаціонарних ПК, так і в мобільних пристроях.

SSD диск та гібридний жорсткий диск. Що це таке?

А ось що таке жорсткий диск SSDми зараз розглянемо. Жорсткий жорсткий диск для комп'ютера був розроблений, щоб замінити крихкий магнітний HDD. Для виробництва твердотільних вінчестерів використовують модулі флеш-пам'яті, а це означає, що такі диски більш довговічні, їм не такі страшні механічні та температурні пошкодження, показники читання/запису значно вищі і при цьому дуже низький час для пошуку необхідної інформації. Низьке енергоспоживання, безшумність та невелика вага роблять ці диски ідеальними для мобільних пристроїв. Але SSD мають два серйозні мінуси, перший це ціна, вартість такого диска коливається в межах 300-900 $. Другий мінус - маленька ємність, на жаль SSD ще не скоро вдасться наздогнати HDD у цьому напрямку.

Тому якщо у вас запитають: "Твердотільний жорсткий диск, що це таке?" можете сміливо відповідати, що це альтернатива HDD у бізнес-пристроях, адже саме там важлива надійність та продуктивність. Саме за SSD майбутнє наших ПК.

Однак, розробники все ж таки знайшли вихід зі становища. Їм вдалося поєднати магнітний HDD та твердотільний SSD. Нова модель отримала назву гібридний жорсткий диск. Що це таке, спитаєте ви? Гібридний жорсткий диск - це вирішення проблеми, вони швидкі як SSD, але дешевше і ємність більше. Об'єднання двох технологій дозволило позбутися всіх недоліків HDD та SSD. Принцип роботи: аналіз даних, які найчастіше використовуються, які розміщені на HDD для подальшого їх перенесення в пам'ять SSD, щоб підвищити швидкість читання при майбутньому запиті. У гібридних вінчестерах флеш-пам'ять, що дісталася від твердотільних SSD, є буфером і зберігає дані, які запитують ОС. При цьому магнітні HDD перебувають у спокої, заощаджуючи енергію, знижую рівень шуму та тепловиділення. При завантаженні з жорсткого гібридного диска також є позитивні моменти. ОС завантажується із флеш-пам'яті, значно прискорюючи запуск системи, адже системі тепер не доводиться зчитувати щоразу необхідні дані з магнітних дисків. Теж відбувається і з програмами, що найчастіше використовуються. А ось швидкість запису великих обсягів інформації відбувається на магнітні диски, оскільки на флеш-пам'яті недостатньо ємності. Основна особливість цих накопичувачів у тому, що диск самостійно приймає рішення про поміщення даних у флеш-пам'ять, не довіряючи цей процес ОС.

Слід врахувати, що й у гібридних жорстких дисків є слабке місце. це маленький SSD-кеш, нездатний вмістити абсолютно всі, що використовуються на даний момент, додатки та файли. Найбільш популярним гібридним жорстким диском є ​​Seagate Momentus XT.

На закінчення хочеться побажати довгих років роботи вашому HDD, не забувайте робити бекап або створювати образ диска, і тоді ваші можливі втрати дорівнюватимуть нулю.

Привіт, друзі! Що таке жорсткий дискабо HDD? Жорсткий диск – це накопичувач на жорстких магнітних дисках. Скорочено – НЖМД або hard (magnetic) disk drive – HDD або MHDD. Перший жорсткий диск був випущений компанією IBM в 1956 мав габарити близько одного метра кубічного і був здатний запам'ятати до 3.5 МБ інформації (дивіться малюнок зліва з вікіпедії). До його складу входило 50 магнітних дисків діаметром 610 мм. Поверхня дисків була вкрита чистим залізом, завдяки чому і була можливість намагнічувати ділянки та запам'ятовувати дані. Цей жорсткий диск важить 971 кг та входив до складу першого серійного комп'ютера IBM 305 RAMAC. Далі технології розвивалися і дійшли до того, що ви бачите у своїх настільних ПК та ноутбуках. Жорсткий диск також називають хард, вінчестер або скорочено гвинт. Назва вінчестера пішла їх 70-х років. У той час компанія IBM випустила новий комп'ютер з більш сучасним жорстким диском, який представляв із себе дві шафки, кожен запам'ятовував до 30 МБ інформації. Було проведено аналогію з гвинтівкою Winchester, яка використовувала патрон 30-30. Напевно, після цього за жорсткими дисками, швидше за все назавжди (принаймні у російськомовного населення), закріпилася назва вінчестер або скорочено гвинт.

Сучасний жорсткий диск складається з:

• корпуси
• блоку електроніки
• блоку позиціонування актуатора
• блоки з магнітними пластинами

Розглянемо кожен докладніше

Корпус. Це як кузов автомобіля. На ньому все тримається. Основне завдання - забезпечувати необхідну жорсткість та герметичність. Жорсткість потрібна для захисту диска від зовнішніх пошкоджень. Герметичність — щоб уникнути попадання сторонніх частинок всередину диска. Корпус виготовляється з теплопровідного сплаву, тому що при роботі пристрою виділяється тепло і його потрібно якось відводити. Докладніше про охолодження HDD можна прочитати. Для вирівнювання тисків зовні та всередині корпусу робиться маленьке віконце з гнучкою металевою пластинкою.

Блок електроніки

Складається з:

• інтерфейсного блоку
• буфер або кеш
• керуючого блоку

Інтерфейсний блок відповідає за зв'язок жорсткого диска з комп'ютером. У ПЗУ — постійному пристрої, записується службова інформація і прошивка диска. Буфер - кеш пам'ять на кшталт оперативної пам'яті. У неї міститься інформація, що часто використовується, що збільшує швидкодію HDD. Швидкість читання з кешу наближається до максимальної інтерфейсу диска. На даний момент найбільш поширений інтерфейс SATA III з максимальною пропускною здатністю 6 Гбіт/с. Керуючий блок відповідає за функціонування всього пристрою. Він стежить за швидкістю обертання блоку з магнітними пластинами та положення блоку з актуаторами.

Складається з актуатора (пристрій для запису та читання інформації), кронштейна (на якому все це працює) та приводу. Привід отримує команди, де йому читати і куди записувати інформацію від блоку управління. (Малюнок нижче взятий із сайту http://www.3dnews.ru/editorial/640707)

Блок із запам'ятовуючими пластинами. Складається з приводу, дисків або пластин та сепараторів. Останні служать завдання певного відстані між пластинами. Диски із сепараторами кріпляться на приводі. Останній підтримує постійну швидкість обертання.

2. Як працює жорсткий диск?

При включенні комп'ютера блок управління подає живлення на привід з магнітними дисками і чекає, поки останній не вийде на задану частоту обертання. Як тільки це відбувається, комп'ютер отримує сигнал про готовність HDD. Далі йде запит інформації. У справу входить блок позиціонування, який задає необхідне становище актуатора. Дані зчитуються і потрапляють до інтерфейсного блоку, а від туди до оперативної пам'яті.

Раніше актуатори стосувалися магнітних дисків. Зі збільшенням швидкості останніх знадобилася інша технологія. При цьому актуатор ширяв над магнітною поверхнею і торкався в певному місці диска. Технологія пішла далі, швидкості обертання пластин виросли і блок з актуаторами почали паркувати поза пластинами. Тобто актуатори знаходяться поруч із пластинами доки не досягнуто потрібної швидкості обертання магнітних дисків.

Завдяки високій швидкості обертання дисків створюється повітряний потік, що піднімає головку актуатора над поверхнею. Цей же повітряний потік здуває з поверхні порошини, що потрапили всередину, на спеціальний фільтр в корпусі. Також у корпусі є адсорбент видалення залишків вологи.

У сучасних жорстких дисках відстань між головкою, що зчитує, і поверхнею магнітної платини.< 10 нм. Благодаря тому, что считывающие головки никогда не касаются магнитных пластин отсутствует трение и продлевается срок жизни HDD.

Кожна магнітна пластина розділена на кільцеві доріжки завширшки близько 60 нм. Останні своєю чергою поділені на кластери. Зазвичай кластер дорівнює 4 КБ. Кожен біт інформації є майданчиком на доріжці, яка може бути намагнічена -1 чи ні -0. Ці майданчики називаються доменами. Чим менший розмір цього майданчика, тим більше інформації поміститься на доріжці і більш ємний вийде жорсткий диск. На початку розвитку застосовувався поздовжній запис. Майданчик розташовувався вздовж доріжки. Надалі цю технологію замінив перпендикулярний запис, що дозволило збільшити щільність даних і в свою чергу збільшити ємності HDD.

Сукупність доріжок рівновіддалених від центру обертання двигуна називається циліндром.

Перш ніж жорсткі диски переступили кордон ємності в 500 MB вистачало системи позиціонування CHS (cylinder-head-sector циліндр-головка-сектор). Зі зростанням обсягу 1994 року було прийнято лінійну систему позиціонування LBA (linear block addressing). У випадку з CHS жорсткий диск був прозорий для операційних систем, із застосуванням лінійної адресації система звертається до потрібного сектора жорсткого диска, а вже блок управління HDD розбирається де знаходиться фізично цей сектор.

Блок позиціонування актуатора. Наводиться рух за допомогою соленоїдного двигуна. Останній складається зі статора та котушки. Статор складається з одного або двох постійних сильних неодимових магнітів. Точне позиціонування кронштейна з головками відбувається шляхом подачі напруги певної сили на котушку.

Від сили магнітів залежить швидкість позиціонування головок і отже час доступу до інформації. Останнє у жорстких дисках варіюється в межах від 3 до 12 мс. Чим менший час, тим швидше і дорожче жорсткий диск. У компанії WD є три серії жорстких дисків: зелена, синя та чорна. У зеленій застосовується один неодимовий магніт та швидкість обертання шпинделя 5400 об/хв. За рахунок цього виходить досить скромна продуктивність, натомість пристойна економічність та низьке енергоспоживання. У синіх дисків застосовується такий самий магніт і швидкість обертання піднімається до 7200 об/хв. За швидкісними характеристиками він займає проміжне положення між зеленими та чорними HDD. У чорних застосовуються два магніти і швидкість 7200 об/хв. Це дозволяє досягти максимальної швидкодії. Ще вище підняти швидкодію можна підвищивши швидкість обертання двигуна з магнітними пластинами до 10000 або 15000 об/хв. Ці диски мають мінімальний час доступу до інформації і застосовуються в основному в серверах. Твердотільні диски зі швидкістю доступу< 1 мс пока остаются вне конкуренции.

Жорсткі диски під час роботи виробляють два види шуму. Від магнітних дисків, що швидко обертаються, і від удару блоку з головками об обмежувач. Останній виникає при поверненні блоку з головками в позицію паркувального. Для зменшення цього удару виробники ставлять гумові підкладки, але іноді це не рятує, особливо в спритних дисках. Існує два шляхи зниження шуму HDD. Перший зробити кріплення, що амортизують, в корпусі ПК. Про це докладніше можна прочитати. Шлях другий – використовувати технологію AAM, про яку написав докладніше.

3. Виробництво та виробники жорстких дисків

Спочатку було близько 70 виробників HDD. Завдяки конкуренції їх залишилося лише три. Це Toshiba, Seagate та WD. На схемі нижче ви можете подивитися в які роки відбувалися поглинання

Виробництво. У механічному цеху з алюмінієвої болванки циліндричної форми нарізаються заготовки. Потім заготовкам надається необхідна форма можливо навіть на токарних верстатах. Після заготівлі надходять у полірувальний цех, де поверхні поліруються до потрібного рівня. Потім відбувається контроль та заготівлі йдуть у цех нанесення магнітного покриття. Після цього знову відбувається контроль. Потім відбувається складання жорсткого диска та низькорівневе форматування. При цьому процесі магнітні пластини розбиваються на доріжки і перевіряються на биті сектори, що не читаються. Останні відразу позначаються щоб виключити у них запис інформації. Кожна доріжка має певний резерв секторів. Саме з цього резерву відбувається заміна виявлених під час роботи збійних ділянок.

Окремо необхідно сказати про виробництво головок для читання та запису інформації. У сучасних жорстких дисках кожен актуатор складається із двох головок, для читання та для запису. Складність виробництва головок можна порівняти зі складністю виробництва процесорів, так само використовується фотолітографія. Пристрої головок складає виробничу таємницю.

Висновок

У статті ми торкнулися трохи історії, привівши картинку першого жорсткого диска, випущеного в 1956 році. Сказали можливу причину називання накопичувачів на магнітних жорстких дисках коротким словом — гвинт. Потім розглянули склад жорсткого диска, що ховається всередині його корпусу. Намагалися приділити увагу кожному блоку окремо. Розглянули роботу жорсткого диска. Наприкінці розібралися з виробниками та самим виробництвом HDD. Сподіваюся ви разом зі мною просунулися у темі HDD.

Жорсткий диск

Схема влаштування накопичувача на жорстких магнітних дисках.

Накопичувач на жорстких магнітних дисках, НЖМД, жорсткий диск, вінчестер(англ. Hard (Magnetic) Disk Drive, HDD, HMDD ; у просторіччі гвинт, хард, харддиськ) - енергонезалежний комп'ютерний запам'ятовуючий пристрій, що перезаписується. Є основним накопичувачем даних практично у всіх сучасних комп'ютерах.

На відміну від гнучкого диска (дискети), інформація в НЖМД записується на жорсткі (алюмінієві або скляні) пластини, вкриті шаром феромагнітного матеріалу, найчастіше двоокису хрому. У НЖМД використовується від однієї до кількох пластин однієї осі. Зчитувальні головки в робочому режимі не стосуються поверхні пластин завдяки прошарку потоку повітря, що набігає, утвореного біля поверхні при швидкому обертанні. Відстань між головкою та диском становить кілька нанометрів (у сучасних дисках 5-10 нм), а відсутність механічного контакту забезпечує тривалий термін служби пристрою. За відсутності обертання дисків, головки знаходяться біля шпинделя або поза диска в безпечній зоні, де виключений їхній нештатний контакт з поверхнею дисків.

Назва «Вінчестер»

За однією з версій назву «вінчестер» накопичувач отримав завдяки фірмі 1973 випустила жорсткий диск моделі 3340, вперше об'єднав в одному нероз'ємному корпусі пластини диска і головки, що зчитують. При його розробці інженери використовували коротку внутрішню назву "30-30", що означало два модулі (у максимальній компонуванні) по 30 Мб кожен. Кеннет Хотон, керівник проекту, за співзвуччю з позначенням популярної мисливської рушниці Winchester 30-30 запропонував назвати цей диск вінчестером.

Фізичний розмір (форм-фактор)(англ. dimension) - майже всі сучасні (-2008 року) накопичувачі для персональних комп'ютерів та серверів мають розмір або 3,5 або 2,5 дюйма. Останні частіше застосовуються у ноутбуках. Також набули поширення формати - 1,8 дюйма, 1,3 дюйма, 1 дюйм і 0,85 дюйма. Припинено виробництво накопичувачів у формфакторах 8 та 5,25 дюймів.

Час довільного доступу(англ. random access time) – час, за який вінчестер гарантовано виконає операцію читання або запису на будь-якій ділянці магнітного диска. Діапазон цього параметра невеликий від 2,5 до 16 мс, як правило, мінімальний час мають серверні диски (наприклад, у Hitachi Ultrastar 15K147 - 3,7 мс), найбільшим з актуальних - диски для портативних пристроїв (Seagate Momentus 5400.3 - 12, 5).

Швидкість обертання шпинделя(англ. spindle speed) - кількість обертів шпинделя за хвилину. Від цього параметра значною мірою залежить час доступу і швидкість передачі. В даний час випускаються вінчестери з наступними стандартними швидкостями обертання: 4200, 5400 та 7200 (ноутбуки), 7200 та 10 000 (персональні комп'ютери), 10 000 та 15 000 об/хв (сервери та високопродуктивні робочі станції).

Блок головок - пакет важелів із пружної сталі (по парі на кожен диск). Одним кінцем вони закріплені на осі поруч із краєм диска. На інших кінцях (над дисками) закріплені головки.

Диски (пластини), як правило, виготовлені із металевого сплаву. Хоча були спроби робити їх із пластику і навіть скла, але такі пластини виявилися крихкими та недовговічними. Обидві площини пластин, подібно до магнітофонної стрічки, покриті найтоншим пилом феромагнетика - оксидів заліза, марганцю та інших металів. Точний склад та технологія нанесення тримаються в секреті. Більшість бюджетних пристроїв містить 1 або 2 пластини, але є моделі з великим числом пластин.

Диски жорстко закріплені на шпинделі. Під час роботи шпиндель обертається зі швидкістю кілька тисяч обертів за хвилину (4200, 5400, 7200, 10 000, 15 000). За такої швидкості поблизу поверхні пластини створюється потужний повітряний потік, який піднімає головки і змушує їх ширяти над поверхнею пластини. Форма головок розраховується так, щоб під час роботи забезпечити оптимальну відстань від пластини. Поки диски не розігналися до швидкості, необхідної для зльоту головок, паркувальний пристрій утримує головки в зоні паркування. Це запобігає пошкодженню головок та робочої поверхні пластин.

Пристрій позиціонування головок складається з нерухомої пари сильних, як правило, неодимових, постійних магнітів і котушки на рухомому блоці головок.

Всупереч поширеній думці, всередині гермозони немає вакууму. Одні виробники роблять її герметичною (звідси і назва) і заповнюють очищеним та осушеним повітрям або нейтральними газами, зокрема азотом; а для вирівнювання тиску встановлюють тонку металеву чи пластикову мембрану. (У такому разі всередині корпусу жорсткого диска передбачається маленька кишеня для пакетика силікагелю, який абсорбує водяну пару, що залишилася всередині корпусу після його герметизації). Інші виробники вирівнюють тиск через невеликий отвір із фільтром, здатним затримувати дуже дрібні (кілька мікрометрів) частинки. Однак у цьому випадку вирівнюється і вологість, а також можуть проникнути шкідливі гази. Вирівнювання тиску необхідно, щоб запобігти деформації корпусу гермозони при перепадах атмосферного тиску та температури, а також при прогріванні пристрою під час роботи.

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

Низькорівневе форматування

На заключному етапі складання пристрою поверхні пластин форматуються – на них формуються доріжки та сектори.

Ранні «вінчестери» (подібно до дискет) містили однакову кількість секторів на всіх доріжках. На пластинах сучасних вінчестерів доріжки згруповані в кілька зон. Усі доріжки однієї зони мають однакову кількість секторів. Однак, на кожній доріжці зовнішньої зони секторів більше, і чим зона ближче до центру, тим менше секторів посідає кожну доріжку зони. Це дозволяє досягти більш рівномірної щільності запису і, як наслідок, збільшення ємності пластини без зміни технології виробництва.

Межі зон та кількість секторів на доріжку для кожної зони зберігаються у ПЗП блоку електроніки.

Крім того, насправді на кожній доріжці є додаткові резервні сектори. Якщо якомусь секторі виникає невиправна помилка, цей сектор може бути підмінений резервним (англ. remaping). Звичайно, дані, що зберігалися в ньому, швидше за все, будуть втрачені, але ємність диска не зменшиться. Існує дві таблиці перепризначення: одна заповнюється на заводі, інша у процесі експлуатації.

Таблиці перепризначення секторів також зберігаються у ПЗП блоку електроніки.

Під час операцій звернення до «вінчестера» блок електроніки самостійно визначає, до якого фізичного сектора слід звертатися і де він знаходиться (з урахуванням зон та перепризначень). Тому з боку зовнішнього інтерфейсу вінчестер виглядає однорідним.

У зв'язку з вищевикладеним існує дуже живуча легенда у тому, що коригування таблиць перепризначення і зон може збільшити ємність жорсткого диска. Для цього існує маса утиліт, але на практиці виявляється, якщо приросту і вдається домогтися, то незначного. Сучасні диски настільки дешеві, що подібне коригування не варте витрачених на це ні сил, ні часу.

Блок електроніки

У ранніх жорстких дисках управляюча логіка була винесена на MFM або RLL контролер комп'ютера, а плата електроніки містила лише модулі аналогової обробки та управління шпиндельним двигуном, позиціонером та комутатором головок. Збільшення швидкостей передачі даних змусило розробників зменшити до межі довжину аналогового тракту, і в сучасних жорстких дисках блок електроніки зазвичай містить: блок керування, постійне запам'ятовуючий пристрій (ПЗУ), буферну пам'ять, інтерфейсний блок і блок цифрової обробки сигналу .

Інтерфейсний блок забезпечує пару електроніки жорсткого диска з іншою системою.

Блок управління є систему управління , приймаючу електричні сигнали позиціонування головок, і що виробляє управляючі впливу приводом типу «звукова котушка», комутації інформаційних потоків з різних головок, управління роботою решти вузлів (наприклад, управління швидкістю обертання шпинделя).

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

Буферна пам'ять згладжує різницю швидкостей інтерфейсної частини та накопичувача (використовується статична пам'ять, що швидко діє). Збільшення розміру буферної пам'яті в деяких випадках дозволяє збільшити швидкість накопичувача.

Блок цифрової обробки сигналу здійснює очищення ліченого аналогового сигналу та його декодування (витяг цифрової інформації). Для цифрової обробки застосовуються різні методи, наприклад, метод PRML (Partial Response Maximum Likelihood – максимальна правдоподібність при неповному відгуку). Здійснюється порівняння прийнятого сигналу із зразками. При цьому вибирається зразок найбільш схожий за формою та тимчасовими характеристиками з сигналом, що декодується.

Технології запису даних

Принцип роботи жорстких дисків нагадує роботу магнітофонів. Робоча поверхня диска рухається щодо зчитувальної головки (наприклад, у вигляді котушки індуктивності із зазором у магнітопроводі). При подачі змінного електричного струму (при записі) на котушку головки, змінне магнітне поле, що виникає, із зазору головки впливає на феромагнетик поверхні диска і змінює напрям вектора намагніченості доменів в залежності від величини сигналу. При зчитуванні переміщення доменів біля зазору головки призводить до зміни магнітного потоку в магнітопроводі головки, що призводить до виникнення змінного електричного сигналу в котушці через ефект електромагнітної індукції.

Останнім часом для зчитування застосовують магніторезистивний ефект та використовують у дисках магніторезистивні головки. У них зміна магнітного поля призводить до зміни опору, залежно від зміни напруженості магнітного поля. Подібні голівки дозволяють збільшити ймовірність достовірності зчитування інформації (особливо за великих щільностей запису інформації).

Метод паралельного запису

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

Максимально досяжна під час використання даного методу щільність запису становить близько 23 Гбіт/см². В даний час відбувається поступове витіснення цього методу методом перпендикулярного запису.

Метод перпендикулярного запису

Метод перпендикулярного запису - це технологія, коли біти інформації зберігаються у вертикальних доменах. Це дозволяє використовувати сильніші магнітні поля і знизити площу матеріалу, необхідну для запису 1 біта. Щільність запису у сучасних зразків - 15-23 Гбіт/см2, надалі планується довести щільність до 60-75 Гбіт/см2.

Жорсткі диски з перпендикулярним записом доступні на ринку з 2005 року.

Метод теплового магнітного запису

Метод теплового магнітного запису (англ. Heat-assisted magnetic recording, HAMR ) на даний момент найперспективніший з існуючих, зараз він активно розробляється. При використанні цього методу використовується точковий підігрів диска, який дозволяє голівці намагнічувати дуже дрібні області поверхні. Після того, як диск охолоджується, намагніченість закріплюється. На ринку ЖД даного типу поки не представлені (на 2009 рік), є лише експериментальні зразки, але їхня щільність вже перевищує 150 Гбіт/см². Розробка HAMR-технологій ведеться вже досить давно, проте експерти досі розходяться в оцінках максимальної густини запису. Так, компанія Hitachi називає межу 2,3-3,1 Тбіт/см², а представники Seagate Technology припускають, що вони зможуть довести щільність запису HAMR-носії до 7,75 Тбіт/см². Широкого поширення цієї технології слід очікувати після 2010 року.

Порівняння інтерфейсів

	Пропускна спроможність, Мбіт/с	Максимальна довжина кабелю, м	Чи потрібний кабель живлення	Кількість накопичувачів на канал	Число провідників у кабелі	Інші особливості
Ultra	2	40/80	Controller+2Slave, гаряча заміна неможлива
FireWire/400	400		Так/Ні (залежить від типу інтерфейсу та накопичувача)	63	4/6
FireWire/800	800	4,5 (при послідовному з'єднанні до 72 м)	Ні	63	4/6	пристрої рівноправні, гаряча заміна можлива
USB 2.0	480	5 (при послідовному з'єднанні, через хаби до 72 м)	Так/Ні (залежить від типу накопичувача)	127	4
Ultra-320
SAS	3000	8	Так	Понад 16384		гаряча заміна; можливе підключення
eSATA	2400	2	Так	1 (з помножувачем портів до 15)	4	Host/Slave, гаряча заміна можлива