Жорсткий диск правильна назва. Як влаштований жорсткий диск комп'ютера (HDD)

Сьогодні ми поговоримо про те, що таке HDD накопичувачі, якими вони бувають, розглянемо їх характеристики. Дізнаємось які з них є кращими, і які HDD купувати не варто.

Жорсткий диск - це накопичувач інформації, який застосовується в комп'ютерах і ноутбуках, для встановлення на нього операційної системи, драйверів, програм, а також для зберігання всіляких файлів користувача.

HDD – наполовину механічне, наполовину електронний пристрій, Що складається з магнітних пластин, що зчитують головок, шпинделя(мотора), та плати управління. Шпиндель, на якому закріплені магнітні пластини, розкручує їх до кількох тисяч об. за хвилину.

Вважається, що чим вище момент шпинделя, що крутить, то і швидкість його читання більша. Хоча до важливих факторів належать: час довільного доступу та щільність запису. HDD відрізняються між собою швидкістю, об'ємом, і надійністю. Цей параметр гарантує фірма виробник.

Які фірми виробники кращі?

Найнадійнішими і найшвидшими вважаються накопичувачі фірми Samsung. Фірма Hitachi випускає також дуже хороші дискиале швидкість у них менша. Середню якість мають HDD фірми Western Digital. Вийшло так що ця фірма спочатку почала випускати свою продукцію на дешевих фабриках, що не мають висококласного обладнання. Найнижчою якістю виробництва пристроїв цього типу з відомих брендів є американська фірма, що колись лідирує, з електроніки Seagate. Ну а фірми Fujitsu та Toshiba зараз зовсім не можуть похвалитися якістю виробництва жорстких дисків.

Тому при виборі купівлі HDD краще вибрати Samsung або Hitachi. Вони вирізняються своїми габаритами. На комп'ютері встановлюються HDD мають ширину диска 3,5 (дюйми), а на ноутбуки 2,5 (дюйми).

Швидкість вінчестера системного блоку комп'ютера становить понад 7000 об.хв., але у продажу трапляються HDD з продуктивністю не вище 5500 об.хв. Такі низькооборотні екземпляри купувати не варто. А ось накопичувачі ноутбуків із частотою обертання 5400 об.хв. працюють набагато тихіше і не так гріються.

Буфером у жорсткого диска називається кеш пам'ять, і служить його прискорення. Вона коливається від 32 до 128 Мб. Хоча 32 Мб. буде й так достатньо для нормальної роботи. Швидкість читання та запису є одним з найважливіших параметрівщо дуже сильно впливає на робочу продуктивність пристрою.

Швидкість обміну інформацією

Хорошим показником для HDD прийнято вважати швидкість читання 110 - 140 Мб/с. Не слід купувати HDD зі швидкістю, що не перевищує 100 мб/с. Час довільного доступу є другим важливим показником продуктивності вінчестера, після читання та запису. Вважається, що чим цей параметр менший, тим краща якість пристрою. В основному він впливає на копіювання та читання маленьких файлів. Досить непогано, якщо час доступу HDD становить 13-14 м.с. Носії даного типу бувають із двома видами роз'ємів. Це SATA 2 (раніше) і SATA 3. Ці роз'єми сумісні між собою, тому це ніяк не відбивається на роботі накопичувачів та їх швидкості. За останні десять років жорсткі диски не змінилися. Тому ціна на них залишилася приблизно на тому ж рівні.

Накопичувач на жорстких магнітних дисках, жорсткий диск або вінчестер, (англ. Hard Disk Drive, HDD) - енергонезалежний комп'ютерний запам'ятовуючий пристрій, що перезаписується. Є основним накопичувачем даних 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. 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 жорсткого диска. При відсутності обертання дисків головки знаходяться у шпинделя в безпечній зоні, де виключено їх контакт з поверхнею дисків.

Назву «вінчестер» жорсткий диск отримав завдяки фірмі IBM, яка в 1973 році випустила жорсткий диск моделі 3340, що 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.

У Європі та США назва «вінчестер» вийшла з вживання в 1990-х роках, у російському комп'ютерному сленгу назва «вінчестер» збереглася, скоротившись до слова «гвинт».
Характеристики
Інтерфейс - спосіб, який використовується передачі даних. Сучасні накопичувачі можуть використовувати інтерфейси ATA (AT Attachment, він IDE - Integrated Drive Electronic), (EIDE), Serial ATA, SCSI (Small Computer System Interface), IEEE 1394, SAS, FireWire, USB, SDIO і Fibre Channel.

Місткість (англ. capacity) - кількість даних, які можуть зберігатися накопичувачем. Місткість сучасних пристроїв досягає 1000 Гб. На відміну від прийнятої в інформатиці системі приставок, що позначають кратну 1024 величину (кіло = 1024, мега = 1048576 і т. д.), виробниками при позначенні ємності жорстких дисків використовуються кратні 1000 величини. Так, напр., "справжня" ємність жорсткого диска, маркованого як "200 Гб", становить 186,2 Гб.

Фізичний розмір (форм-фактор)- Багато сучасні накопичувачі для персональних комп'ютерів і серверів мають розмір або 3,5, або 2,5 дюйма. Останні частіше використовуються в ноутбуках. Інші поширені формати - 1,8 дюйма, 1,3 дюйма та 0,85 дюйма

Час довільного доступу(англ. random access time ) - від 3 до 15 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).

Надійність (англ. reliability) - визначається як середній час напрацювання на відмову (Mean Time Between Failures, MTBF).

Кількість операцій введення-виведення на секунду- У сучасних дисків це близько 50 оп./сек при довільному доступі до накопичувача та близько 100 оп./сек при послідовному доступі.

Споживання енергії- Важливий фактор для мобільних пристроїв.

Рівень шуму - шум, який здійснює механіка накопичувача під час його роботи. Вказується у децибелах. Тихими накопичувачами є пристрої з рівнем шуму близько 26 дБ і нижче.

Опірність ударам(англ. G-shock rating) - опір накопичувача різким стрибкам тиску або ударам, вимірюється в одиницях допустимого навантаження g у включеному та вимкненому стані.

Швидкість передачі даних(англ. Transfer Rate): Внутрішня зона диска: від 44,2 до 74,5 Мб/с
Зовнішня зона диска: від 74,0 до 111,4 Мб/с

також Основні фізичні та логічні параметри ЖД
Виробники
Більшість всіх вінчестерів виробляються кількома компаніями: Seagate, Western Digital, Samsung, і навіть раніше належав IBM підрозділом з виробництва дисків фірми Hitachi. Fujitsu продовжує випускати жорсткі диски для ноутбуків та SCSI-диски, але залишила масовий ринок у 2001 році. Toshiba є основним виробником 2,5- та 1,8-дюймових залізничних для ноутбуків. Одним із лідерів у виробництві дисків була компанія Maxtor, добре відома своїми «розумними» алгоритмами кешування. У 2006 році відбулося злиття Seagate та Maxtor. У середині 1990-х Seagate купила компанію Conner.
Пристрій
Жорсткий диск складається з наступних основних вузлів: корпус із міцного сплаву, власне жорсткі диски(Пластини) з магнітним покриттям, блок головок з пристроєм позиціонування, електропривод шпинделя і блок електроніки.

Всупереч поширеній думці, жіночі диски не герметичні. Внутрішня порожнина жорсткого диска повідомляється з атмосферою через фільтр, здатний утримувати дуже дрібні (кілька мкм) частинки. Це необхідне підтримки постійного тиску всередині диска при коливаннях температури корпусу.
Блок електроніки

Блок електроніки обов'язково містить: керуючий блок, постійний 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 виробляючу керуючі 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 швидкодіюча статична пам'ять). Збільшення розміру буферної пам'яті 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 дисківсхожий 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 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 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 оцінюється 150 Гбіт/дюйм (23Гбіт/см). У найближчому майбутньому очікується 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 - 100-150 Гбіт/дюйм (15-23 Гбіт/см), надалі планується довести густину до 400-500 Гбіт/дюйм (60-75 Гбіт/см).

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 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.
Історія прогресу накопичувачів
1956 – продаж першого комерційного жорсткого диска, IBM 350 RAMAC, 5 Мб. Він важив близько тонни, займав два ящики - кожен розміром з великий холодильник, а загальний обсяг пам'яті 50 тонких дисків, що оберталися в ньому, покритих чистим залізом, діаметром з велику піцу становив 5 мегабайтів.
1980 – перший 5,25-дюймовий Winchester, Shugart ST-506, 5 Мб
1986 - Стандарт SCSI
1991 – Максимальна ємність 100 Мб
1995 – Максимальна ємність 2 Гб
1997 – Максимальна ємність 10 Гб
1998 - Стандарти UDMA/33 та ATAPI
1999 - IBM випускає Microdrive ємністю 170 та 340 Мб
2002 - Взято бар'єр адресного простору вище 137 Гб
2003 - Поява SATA
2005 – Максимальна ємність 500 Гб
2005 - Стандарт Serial ATA 3G
2005 - Поява SAS (Serial Attached SCSI)
2006 - Застосування перпендикулярного методу запису у комерційних накопичувачах
2006 - Поява "гібридних" жорстких дисків, що містять додатковий блок флеш-пам'яті ємністю в одиниці гігабайт
2007 - Hitachi представляє накопичувач ємністю 1000 Гб

Примітки
Рушниця "Winchester Model 1894" широко відома як "Winchester 30-30" за назвою патрона ".30-30".

Жорсткий диск («вінчестер», hdd, hard disc drive - eng.) - Накопичувач інформації заснований на магнітних пластинах і ефекті магнетизму.

Застосовується повсюдноу персональних комп'ютерах, ноутбуках, серверах тощо.

Влаштування жорсткого диска. Як твердий диск працює.

У підлозі герметичнійблоці знаходяться двосторонні пластини, з нанесеним на них магнітним шаром, посаджені на вал двигунаі обертаються зі швидкістю від 5400 оборотів за хвилину. Блок не зовсім герметичний, але найголовніше він не пропускає дрібні частинкиі не допускає перепадів вологості. Все це згубно позначається на терміні служби та якості роботи жорсткого диска.

У сучасних жорстких дисках для валу використовуються . Це дає менший шум при роботі, значно збільшує довговічність і зменшує шанс заклинювання валу через руйнування.

Зчитування та запис здійснюється за допомогою блоку головок.

У робочому стані, головки парятьнад поверхнею диска на відстані ~10нм. Вони мають аеродинамічну форму та піднімаютьсянад поверхнею диска за рахунок висхідного потокувід пластини, що крутиться. Магнітні головки можуть бути з двох боківпластини, якщо з кожної сторони магнітного диска нанесено магнітні шари.

З'єднаний блок головок має фіксоване положеннятобто головки переміщаються всі разом.

Всіми головками, керує спеціальним привідзаснований на електромагнетизм.

Неодимовий магнітстворює магнітне поле, В якому з високою швидкістю реакції під впливом струму, може переміщатися блок головок. Це найкращий і найшвидший варіант переміщення блоку головок, адже колись блок головок переміщався механічно, за допомогою шестерень.

Коли диск вимикається, щоб головки не опустилися на диск і не пошкодилийого, вони забираються в зону паркування головок(Паркувальна зона, parking zone).

Це також дозволяє без особливих обмежень транспортувати вимкнені жорсткі диски. У вимкненому стані диск може витримати великі навантаження і не пошкодитися. У увімкненому стані навіть невеликий поштовх під певним кутом може зруйнувати магнітний шар пластини або пошкодити головки при торканні диска.

Крім герметичної частини, сучасні жорсткі диски мають зовнішню плата керування. Колись всі плати управління були вставлені в материнську платукомп'ютера в слоти розширення. Це було не зручно в плані універсальності та можливостей. Зараз у жорстких дисків, вся керуюча диском електроніка, та інтерфейс розташовані на невеликій платі в нижній частині жорсткого диска. Завдяки цьому, можна налаштувати кожен диск під певні, вигідні з погляду його будови параметри, даючи йому виграш у швидкості, чи тиху роботу наприклад.

Для підключення інтерфейсу та живлення використовуються стандартні загальноприйняті роз'єми / та Molex/Power SATA.

Особливості.

Жорсткі диски є найємнішимизберігачами інформації та щодо надійними. Об'єми дисків постійно зростають, але останнім часом це пов'язано з деякими складнощамиі подальшого розширення обсягу, потрібні нові технології. Можна сказати, що жорсткі диски практично вийшли на пряму для досягнення максимальних можливостей. Розповсюдженню жорстких дисків в основному сприяло співвідношення цінаобсяг. У більшості випадків, гігабайт об'єму диска коштує менше ніж 2.5 рубля.

Плюси та мінуси жорстких дисків у порівнянні з .

До появи твердотільних SSD(solid state drive) — накопичувачів, жорсткі диски не мали конкурентів. Тепер жорсткі диски мають напрям куди потрібно прагнути.

Мінуси жорстких дисків(hard drive) (ssd) накопичувачами:

• низька швидкість послідовного читання
• низька швидкість доступу
• низька швидкість читання
• трохи нижча швидкість запису
• вібрації та невеликий шум при роботі

Хоча з іншого боку, жорсткі диски мають інші, більш вагоміпереваги, до яких SSDнакопичувачам прагнути та прагнути.

Плюси жорстких дисків (hard drive) порівняно з твердотілими (ssd) накопичувачами:

• значно кращий показник об'єму
• найкращий показник надійності
• більший максимальний обсяг
• при виході з ладу в рази більший шанс відновити дані
• найкращий варіант для використання в медіа центрах, завдяки компактності та великому об'єму 2.5 накопичувачів

Про те, на що варто звертати увагупри виборі жорсткого диска можна подивитися в нашій статті ««. Якщо вам потрібний ремонт жорсткого диска або відновлення інформації, можна звернутися до .

Накопичувач на жорсткому диску є, чи не одним з найважливіших елементів сучасного комп'ютера. Так як він призначений в першу чергу для довгострокового зберігання ваших даних, це можуть бути ігри, фільми та інші об'ємні файли, які у вас зберігаються на вашому ПК. І було б дуже шкода, якщо він міг би зненацька зламатися, в результаті чого ви можете втратити всі свої дані, які буває дуже складно відновити. І щоб правильно експлуатувати та замінювати цей елемент, необхідно розуміти як він працює і що собою являє – жорсткий диск.

З цієї статті ви дізнаєтеся про роботу жорсткого диска, його компоненти та технічних характеристиках.

Зазвичай головними елементами жорсткого диска є кілька круглих алюмінієвих пластин. На відміну від гнучких дисків їх складно зігнути, тому і з'явилася назва жорсткий диск. У деяких пристроях вони встановлюються незнімними, і називаються фіксованими (fixeddisk). Але у звичайних стаціонарних комп'ютерах і навіть деяких моделей ноутбуків та планшетів їх можна без проблем замінити.

Малюнок: Жорсткий диск без верхньої кришки

Нотатка!

Чому жорсткі диски іноді називають - вінчестер і яке відношення вони мають до вогнепальної зброї. Колись у 1960-х роках компанія IBM випустила швидкісний на той момент жорсткий диск з номером розробки 30-30. Що збіглося з позначенням відомої нарізної зброї Winchester і тому цей термін незабаром закріпився в комп'ютерному жаргонному сленгу. А насправді ж жорсткі диски не мають нічого спільного зі справжніми вінчестерами.

Як працює накопичувач на жорстких дисках

Запис та зчитування інформації, що знаходиться на концентричних кіл жорсткого диска, розбитих на сектори, здійснюється за допомогою універсальних головок запису/читання.

Усі сторони диска передбачають свою власну доріжку для запису та читання, проте головки розташовуються на загальному для всіх дисків приводі. Тому головки переміщаються синхронно.

Відео YouTube: Робота відкритого жорсткого диска

Нормальна робота накопичувача не допускає торкання між головками та магнітною поверхнею диска. Однак у разі відсутності електроенергії та зупинки пристрою головки все ж таки опускаються на магнітну поверхню.

Під час роботи жорсткого диска між поверхнею пластини, що обертається, і головкою утворюється незначний повітряний проміжок. Якщо в цей проміжок проникає порошинка або пристрій піддається струсу, велика ймовірність того, що головка зіткнеться з поверхнею, що обертається. Сильний удар може стати причиною виходу з ладу головки. Результатом цього виходу може бути пошкодження кількох байтів або повна непрацездатність пристрою. З цієї причини в багатьох пристроях магнітна поверхня легується, після чого на неї наноситься спеціальне мастило, що дозволяє справлятися з періодичним струсом головок.

Деякі сучасні диски використовують механізм завантаження/розвантаження, який дозволяє голівкам торкатися магнітної поверхні навіть у разі відключення електроживлення.

Форматування високого та низького рівня

Використання форматування високого рівня дозволяє операційній системі створювати структури, що спрощує роботу з файлами та даними, що зберігаються на жорсткому диску. Усі наявні розділи (логічні диски) забезпечуються завантажувальним секторомтома, двома копіями таблиці розміщення файлів та кореневим каталогом. За допомогою вищевказаних структур операційній системі вдається проводити розподіл дискового простору, відстеження розташування файлів, а також обхід пошкоджених ділянок на диску.

Іншими словами, форматування високого рівня зводиться до створення вмісту диска та файлової системи (FAT, NTFS тощо). До «справжнього» форматування можна віднести лише форматування низького рівня, під час якого відбувається поділ диска по доріжках та секторах. За допомогою DOS-команди FORMAT гнучкий диск піддається відразу обом типам форматування, тоді як жорсткий - лише форматування високого рівня.

Для того, щоб зробити низькорівневе форматування на жорсткому диску, необхідно використання спеціальної програми, яку найчастіше надає компанія-виробник диска. Форматування гнучких дисків за допомогою FORMAT передбачає виконання обох операцій, тоді як у випадку з жорсткими дисками вищезазначені операції слід виконувати окремо. Більше того, жорсткий диск зазнає і третя операція - створення розділів, які є необхідною умовою для використання на одному ПК більше однієї операційної системи.

Організація кількох розділів надає можливість встановлювати на кожен із них свою операційну інфраструктуру з окремим томом та логічними дисками. Кожен том чи логічний диск має своє літерне позначення (наприклад диск C,Dабо E).

З чого складається жорсткий диск

Практично кожен сучасний вінчестер включає той самий набір компонентів:

диски(їх кількість найчастіше сягає 5 штук);

головки читання/запису(їх кількість найчастіше сягає 10 штук);

механізм приводу головок (даний механізмвстановлює головки у необхідне положення);

двигун приводу дисків(пристрій, що приводить у обертання диски);

повітряний фільтр(фільтри, розташовані всередині корпусу накопичувача);

друковану плату зі схемами управління(за допомогою цього компонента проводиться управління накопичувачем та контролером);

кабелі та роз'єми(Електронні компоненти HDD).

Як корпус для дисків, головок, механізму приводу головок і двигуна приводу дисків найчастіше використовується герметичний короб HDA. Зазвичай цей короб є єдиним вузлом, який практично ніколи не розкривається. Інші компоненти, що не входять у HDA, до яких можна віднести елементи конфігурації, друковану плату та лицьову панель, - знімні.

Автоматичне паркування головок та система контролю

На випадок відключення живлення передбачена контактна паркувальна система, завдання якої зводиться до того, щоб опустити штангу з головками на диски. Незалежно від того, що накопичувач витримує десятки тисяч підйомів і спусків головок, що зчитують, відбуватися це все повинно на спеціально відведених для цих дій ділянках.

Під час постійних підйомів та спусків відбувається неминуча абразія магнітного шару. Якщо після зносу накопичувач зазнає струсу, то найімовірніше відбудеться пошкодження диска або головок. Для запобігання вищевказаним неприємностям, сучасні накопичувачі забезпечуються спеціальним механізмом завантаження/розвантаження, що є пластиною, яка поміщається на зовнішню поверхню жорстких дисків. Цей захід дозволяє запобігти торканню головки та магнітної поверхні навіть у разі відключення живлення. При відключенні напруги накопичувач самостійно паркує головки на поверхні похилої пластини.

Трохи про повітряні фільтри та повітря

Практично всі жорсткі диски мають два повітряними фільтрами: барометричним та фільтром рециркуляції. Відрізняє вищезгадані фільтри від змінюваних моделей, що використовуються в накопичувачах старшого покоління, те, що вони поміщені всередину корпусу та їх заміна не передбачається до кінця експлуатаційного терміну.

Старі диски використовували технологію постійної перегонки повітря всередину корпусу і назад, використовуючи при цьому фільтр, який потребував періодичної зміни.

Розробникам сучасних накопичувачів від цієї схеми довелося відмовитися, а тому фільтр рециркуляції, який розташований у герметичному корпусі HDA, застосовується лише для фільтрації повітря, що знаходиться всередині короба, від дрібних частинок, що опинилися всередині корпусу. Незалежно від усіх вжитих запобіжних заходів, дрібні частинки все ж таки утворюються після багаторазових «посадок» і «зльотів» головок. З урахуванням того, що корпус накопичувача відрізняється своєю герметичністю і в ньому відбувається перекачування повітря, він продовжує функціонувати навіть в умовах забрудненого навколишнього середовища.

Інтерфейсні роз'єми та з'єднання

Багато сучасних накопичувачів на жорстких дискахзабезпечені декількома інтерфейсними роз'ємами, призначеними для підключення до джерела живлення та системи в цілому. Як правило, накопичувач містить мінімум три різновиди роз'ємів:

інтерфейсні роз'єми;

роз'єм для подачі живлення;

роз'єм для заземлення.

На окрему увагу заслуговують інтерфейсні роз'єми, оскільки вони призначені для отримання/передачі накопичувачем команд і даних. Багато стандартів не виключають можливість підключення кількох накопичувачів до однієї шини.

Як вже згадувалося вище, накопичувачі на HDD можуть бути забезпечені декількома інтерфейсними роз'ємами:

MFM та ESDI- Вимерли роз'єми, що використовувалися на перших вінчестерах;

IDE/ATA- роз'єм для підключення накопичувачів, який довгий час був найпоширенішим через свою невисокої вартості. Технічно цей інтерфейс схожий на 16-розрядну шину ISA. Подальший розвиток стандартів IDE сприяв зростанню швидкості обміну даними, а також появі можливості безпосередньо звернутися до пам'яті за допомогою DMA технології;

Serial ATA- роз'єм, що замінив собою IDE, який фізично є односпрямованою лінією, яка використовується для послідовної передачі даних. Будучи в режимі сумісності схожий з інтерфейсом IDE, однак, наявність «рідного» режиму дозволяє скористатися додатковим набором можливостей.

SCSI- універсальний інтерфейс, який активно застосовувався на серверах для підключення HDD та інших пристроїв. Незважаючи на хороші технічні показники, не став таким поширеним як IDE через свою дорожнечу.

SAS- Послідовний аналог SCSI.

USB- інтерфейс, необхідний підключення зовнішніх вінчестерів. Обмін інформацією у разі відбувається за допомогою протоколу USB Mass Storage.

FireWire- роз'єм аналогічний USB, необхідний підключення зовнішнього HDD.

Fibre Channel-інтерфейс, використовуваний системами високого класу з допомогою високої швидкості передачі.

Показники якості жорстких дисків

Місткість- Обсяг інформації, що вміщується накопичувачем. Цей показник у сучасних вінчестерах може досягати до 4 терабайт (4000 гігабайт);

Швидкодія. Цей параметрнадає безпосередній вплив на час відгуку та середню швидкістьпередачі інформації;

Надійність- Показник, що визначається середнім часом напрацювання на відмову.

Обмеження фізичної ємності

Максимальний обсяг ємності, що використовується жорстким диском, залежить від цілого ряду факторів, до яких можна віднести інтерфейс, драйвера, операційну та файлову систему.

Перший накопичувач АТА, випущений в 1986 році, мав обмеження ємності, максимальне значення якого становило 137 Гб.

Різні версії BIOS також сприяли зменшенню максимальної ємності жорстких дисків, тому системи, скомпоновані до 1998 р., мали ємність – до 8,4 Гб, а системи, випущені до 1994 р., - 528 Мб.

Навіть після вирішення проблем з BIOS обмеження ємності накопичувачів з інтерфейсом підключення АТА залишилося, його максимальне значення становило в 137 Гб. Це обмеження було подолано за допомогою стандарту ATA-6, випущеного 2001 р. Цей стандарт використав розширену схему адресації, що, своєю чергою, сприяло збільшенню ємності накопичувачів до 144 Гб. Подібне рішення дозволило явити світові накопичувачі з інтерфейсами PATA і SATA, у яких обсяг інформації, що вміщується, - вище зазначеного обмеження в 137 Гб.

Обмеження ОС на максимальний обсяг

Практично всі сучасні операційні системи не накладають будь-яких обмежень на такий показник як ємність жорстких дисків, чого не можна сказати про раніші версії операційних систем.

Так, наприклад, DOS не розпізнавав жорсткі диски, ємність яких перевищувала 8,4 Гб, оскільки доступ до накопичувачів в даному випадку виконувався за допомогою LBA-адресації, при цьому в DOS 6.x і раніше підтримувалася лише CHS-адресація.

Обмеження ємності жорсткогодиска також є у разі встановлення Windows 95. Максимальне значення цього обмеження - 32 Гб. Крім цього, оновленими версіями Windows 95 підтримується лише файлова система FAT16, яка, своєю чергою, накладає обмеження у вигляді 2 Гб на розміри розділів. З цього випливає, що у разі використання жорсткого диска на 30 Гб його потрібно поділити на 15 розділів.

Обмеження операційної системи Windows 98 дозволяють використовувати жорсткі диски більшого об'єму.

Характеристики та параметри

Кожен жорсткий диск має перелік технічних характеристик, згідно з якими і встановлюється його ієрархія використання.

Насамперед, на що слід звернути увагу, так це на тип використовуваного інтерфейсу. З недавніх пір кожен комп'ютер як удосконалений і більш швидкісний інтерфейс почав використовувати SATA.

Другий не менш важливий момент – обсяг вільного місця на жорсткому диску. Мінімальне його значення нині становить лише 80 Гб, у своїй максимальне – 4 Тб.

Ще однією важливою характеристикою у разі придбання ноутбука є форм-фактор жорсткого диска.

Найбільш затребуваними в цьому випадку вважаються моделі, розмір яких - 2,5 дюйми, при цьому в настільних ПК розмір становить 3,5 дюйми.

Не варто нехтувати і швидкістю обертання шпинделя, мінімальні значення- 4200, максимальні - 15000 обертів за хвилину. Всі вищевказані характеристики безпосередньо впливають на швидкість роботи вінчестера, яка виражається в Мб/С.

Швидкість роботи жорсткого диска

Важливе значення мають швидкісні показникижорсткого диска, що визначаються:

Швидкістю обертання шпинделя, Вимірювання якої проводиться в оборотах в хвилину. У її завдання не входить безпосереднє виявлення реальної швидкості обміну, вона лише дозволяє відрізнити більш швидкісний пристрій менш швидкісного пристрою.

Часом доступу. Даний параметр обчислює час, що витрачається вінчестером, від отримання команди до передачі інформації по інтерфейсу. Найчастіше фігурую середнє та максимальне значення.

Часом позиціонування головок. Це значення вказує час, що витрачається головками, для переміщення та встановлення з одного трека на інший трек.

Пропускною спроможністюабо продуктивністю диска під час послідовної передачі великих обсягів даних.

Внутрішньою швидкістю передачі данихабо швидкістю інформації, що передається від контролера до головок.

Зовнішня швидкість передачі данихабо швидкістю інформації, що передається по зовнішньому інтерфейсу.

Трохи про S.M.A.R.T.

S.M.A.R.T.– утиліта, призначена для самостійної перевірки стану сучасних вінчестерів, що підтримують інтерфейс PATA та SATA, а також працюють у персональних комп'ютерах з операційною системою Windows(Від NT до Vista).

S.M.A.R.T. здійснює підрахунок та аналіз стану підключених жорстких дисків через рівні відрізки часу, незалежно від того, запущена операційна системачи ні. Після того, як аналіз було проведено, значок результату діагностики відображається у правому кутку панелі завдань. На основі результатів, отриманих під час S.M.A.R.T. діагностики, значок може вказувати:

На відмінний стан кожного підключеного до комп'ютера вінчестера, що підтримує S.M.A.R.T. технологію;

На те, що один або кілька показників стану не відповідають граничному значенню, при цьому параметри Pre-Failure / Advisory мають нульове значення. Вищевказаний стан жорсткого диска не вважається передаварійним, проте якщо він містить вінчестер важливу інформаціюрекомендується якомога частіше зберігати її на іншому носії або зробити заміну HDD.

На те, що один або кілька показників стану не відповідають граничному значенню, при цьому параметри Pre-Failure / Advisory мають активне значення. На думку розробників жорстких дисків, цей стан передаварійний і зберігати інформацію на такому вінчестері не варто.

Чинник надійності

Такий показник, як надійність зберігання даних є одним з найбільш важливих характеристикжорсткий диск. Фактор відмови у вінчестера — раз на сто років, з чого можна дійти невтішного висновку, що HDD вважається найбільш надійним джерелом зберігання даних. При цьому на надійність кожного диска впливає умова експлуатації і сам пристрій. Деколи виробники постачають на ринок ще зовсім «сирий» продукт, а тому нехтувати резервним копіюванням і повністю покладатися на вінчестер не можна.

Вартість та ціна

З кожним днем ​​вартість HDD стає дедалі меншою. Так, наприклад, сьогодні ціна жорсткого диска ATA на 500 Гб складає в середньому 120 доларів, порівняно з 1983 р. вінчестер ємністю 10 Мб коштував 1800 доларів.

Зі сказаного вище твердження можна зробити висновок, що вартість HDD продовжуватиме падати, а тому надалі всі охочі зможуть придбати досить ємні диски за прийнятними цінами.