Astăzi vom vorbi despre ce sunt unitățile HDD, ce sunt acestea și vom lua în considerare caracteristicile lor. Să aflăm care dintre ele sunt cele mai bune și ce HDD-uri nu ar trebui să cumpărați.

Un hard disk este un dispozitiv de stocare a informațiilor care este folosit în computere și laptopuri pentru a instala un sistem de operare, drivere, programe pe acesta, precum și pentru a stoca tot felul de fișiere de utilizator.

HDD este un dispozitiv pe jumătate mecanic, pe jumătate electronic, format din plăci magnetice, capete de citire, un ax (motor) și o placă de control. Axul pe care sunt atașate plăcile magnetice le învârte până la câteva mii de rpm. pe minut.
Se crede că cu cât cuplul axului este mai mare, cu atât viteza de citire este mai mare. Deși factori importanți includ: timpul de acces aleatoriu și densitatea înregistrării. HDD-urile diferă ca viteză, capacitate și, desigur, fiabilitate. Acest parametru este garantat de producător.

Ce companii producătoare sunt mai bune?

Unitățile Samsung sunt considerate cele mai fiabile și cele mai rapide. Hitachi produce și discuri foarte bune, dar viteza lor este mai mică. HDD-urile de la Western Digital sunt de calitate medie. S-a dovedit că această companie a început inițial să-și producă produsele în fabrici ieftine care nu aveau echipamente de înaltă calitate. Cea mai slabă calitate de producție de dispozitive de acest tip de la mărci cunoscute este odinioară companie lider americană de electronice Seagate. Ei bine, companiile Fujitsu și Toshiba nu se pot lăuda acum cu calitatea producției de hard disk.

Prin urmare, atunci când alegeți să achiziționați un HDD, este mai bine să alegeți fie Samsung, fie Hitachi. Ele diferă prin dimensiunile lor. HDD-urile cu o lățime a discului de 3,5 (inchi) sunt instalate pe computere și de 2,5 (inchi) pe laptopuri.
Viteza hard disk-ului unității de sistem a computerului este mai mare de 7000 rpm, dar există HDD-uri la vânzare cu o performanță nu mai mare de 5500 rpm. Astfel de copii cu viteză redusă nu merită cumpărate. Dar laptopul se conduce cu o viteză de rotație de 5400 rpm. Lucrează mult mai liniștit și nu devin atât de fierbinți.

Bufferul de pe hard disk se numește memorie cache și servește la accelerarea acestuia. Variază de la 32 la 128 MB. Deși 32 MB. va fi suficient pentru funcționarea sa normală. Viteza de citire și scriere este unul dintre cei mai importanți parametri, care afectează foarte mult performanța de operare a dispozitivului.

Viteza schimbului de informații

Un indicator bun pentru un HDD este considerat a fi o viteză de citire de 110 - 140 MB/s. Nu ar trebui să cumpărați un HDD cu o viteză care să nu depășească 100 MB/s. Timpul de acces aleatoriu este al doilea indicator important al performanței hard diskului, după citire și scriere. Se crede că cu cât acest parametru este mai mic, cu atât este mai bună calitatea dispozitivului. Afectează în principal copierea și citirea fișierelor mici. Destul de bine dacă timpul de acces la HDD este de 13 - 14 ms. Acest tip de suport vine cu două tipuri de conectori. Acestea sunt SATA 2 (anterior) și SATA 3. Acești conectori sunt compatibili între ei, așa că acest lucru nu afectează în niciun fel funcționarea unităților sau viteza acestora. Hard disk-urile nu s-au schimbat deloc în ultimii zece ani. Prin urmare, prețul pentru ele a rămas aproximativ la același nivel.

Acest articol va vorbi doar despre hard disk-uri (HDD), adică despre mediile de disc magnetice. Următorul articol va fi despre SSD-uri.

Ce este un hard disk

Prin tradiție, să ne uităm la definiția unui hard disk pe Wikipedia:
Un hard disk (șurub, hard disk, hard disk, HDD, HDD, HMDD) este un dispozitiv de stocare cu acces aleatoriu bazat pe principiul înregistrării magnetice.
Sunt folosite în marea majoritate a computerelor și, de asemenea, ca dispozitive conectate separat pentru stocarea copiilor de rezervă ale datelor, ca stocare de fișiere etc.
Să ne dăm seama puțin. Îmi place termenul „hard disk”. Aceste cinci cuvinte transmit esența. HDD este un dispozitiv al cărui scop este stocarea datelor înregistrate pe el pentru o perioadă lungă de timp. Baza HDD-urilor sunt discuri dure (aluminiu) cu un strat special, pe care informațiile sunt înregistrate folosind capete speciale.
Nu voi lua în considerare procesul de înregistrare în detaliu - în esență, aceasta este fizica ultimelor clase de școală și sunt sigur că nu aveți nicio dorință să aprofundați în acest lucru și nu despre asta este deloc articolul.
Să acordăm atenție și expresiei: „acces aleatoriu” care, în linii mari, înseamnă că noi (calculatorul) putem citi informații din orice secțiune a căii ferate în orice moment.
Un fapt important este că memoria HDD-ului nu este volatilă, adică indiferent dacă alimentarea este conectată sau nu, informațiile înregistrate pe dispozitiv nu vor dispărea nicăieri. Aceasta este o diferență importantă între memoria permanentă a unui computer și memoria temporară (RAM).
Privind un hard disk de computer în viața reală, nu veți vedea nici discuri, nici capete, deoarece toate acestea sunt ascunse într-o carcasă sigilată (zonă ermetică). În exterior, hard disk-ul arată așa.
Cred că înțelegi ce este HDD-ul. Să mergem mai departe.

De ce are nevoie un computer de un hard disk?

Să ne uităm la ce este un HDD într-un computer, adică ce rol joacă acesta într-un computer. Este clar că stochează date, dar cum și ce. Aici evidențiem următoarele funcții ale HDD-ului:
- Stocarea OS, software-ul utilizatorului și setările acestora;
- Stocarea fisierelor utilizatorului: muzica, videoclipuri, imagini, documente etc.;
- Utilizarea unei părți din capacitatea hard diskului pentru a stoca date care nu se potrivesc în RAM (fișier de schimb) sau stocarea conținutului RAM în timpul utilizării modului de repaus;
- După cum puteți vedea, hard disk-ul unui computer nu este doar un depozit de fotografii, muzică și videoclipuri. Întregul sistem de operare este stocat pe acesta și, în plus, hard disk-ul ajută să facă față sarcinii RAM, preluând unele dintre funcțiile sale.

În ce constă un hard disk?

Am menționat parțial componentele unui hard disk, acum ne vom uita la asta mai detaliat. Deci, principalele componente ale HDD-ului:
- Carcasa - protejeaza mecanismele hard disk-ului de praf si umezeala. De regulă, este sigilat, astfel încât umiditatea și praful să nu pătrundă înăuntru;
- Discuri (clatite) - placi realizate dintr-un anumit aliaj metalic, acoperite pe ambele fete, pe care se inregistreaza datele. Numărul de farfurii poate fi diferit - de la una (în opțiunile bugetare) la mai multe;
- Motor - pe fusul căruia sunt fixate clătitele;
- Bloc de cap - o structură de pârghii (balance) și capete interconectate. Partea hard diskului care citește și scrie informații pe acesta. Pentru o clătită, se utilizează o pereche de capete, deoarece atât părțile superioare, cât și cele inferioare funcționează;
- Dispozitiv de pozitionare (actuator) - un mecanism care actioneaza blocul capului. Constă dintr-o pereche de magneți permanenți din neodim și o bobină situată la capătul blocului de cap;
- Controller - un cip electronic care controlează funcționarea HDD-ului;
- Zonă de parcare - un loc în interiorul hard disk-ului lângă discuri sau pe partea interioară a acestora, unde capetele sunt coborâte (parcate) în timpul inactiv, pentru a nu deteriora suprafața de lucru a clătitelor.
Acesta este un dispozitiv simplu de hard disk. S-a format în urmă cu mulți ani și nu i s-au făcut modificări fundamentale de mult timp. Și mergem mai departe.

Cum funcționează un hard disk?

După ce alimentarea HDD-ului este furnizată, motorul, pe axul căruia sunt atașate clătitele, începe să se rotească. Atinsă viteza cu care se formează un flux constant de aer la suprafața discurilor, capetele încep să se miște.
Această secvență (mai întâi discurile se rotesc, apoi capetele încep să funcționeze) este necesară pentru ca, datorită fluxului de aer rezultat, capetele să plutească deasupra plăcilor. Da, nu ating niciodată suprafața discurilor, altfel acestea din urmă ar fi deteriorate instantaneu. Cu toate acestea, distanța de la suprafața plăcilor magnetice la capete este atât de mică (~10 nm) încât nu o puteți vedea cu ochiul liber.
După pornire, în primul rând, sunt citite informații de service despre starea hard disk-ului și alte informații necesare despre acesta, situate pe așa-numita pistă zero. Abia atunci începe lucrul cu datele.
Informațiile de pe hard diskul unui computer sunt înregistrate pe piste, care, la rândul lor, sunt împărțite în sectoare (ca o pizza tăiată în bucăți). Pentru a scrie fișiere, mai multe sectoare sunt combinate într-un cluster, care este cel mai mic loc în care poate fi scris un fișier.
Pe lângă această partiție de disc „orizontală”, există și o partiție „verticală” convențională. Deoarece toate capetele sunt combinate, acestea sunt întotdeauna poziționate deasupra aceluiași număr de piesă, fiecare deasupra discului său. Astfel, în timpul funcționării HDD, capetele par să deseneze un cilindru.
În timp ce HDD-ul rulează, în esență execută două comenzi: citire și scriere. Cand este necesara executarea unei comenzi de scriere, se calculeaza zona de pe disc in care se va executa, apoi se pozitioneaza capetele si, de fapt, se executa comanda. Rezultatul este apoi verificat. Pe lângă scrierea datelor direct pe disc, informațiile ajung și în memoria cache.
Dacă controlerul primește o comandă de citire, mai întâi verifică dacă informațiile necesare sunt în cache. Dacă nu este acolo, se calculează din nou coordonatele pentru poziționarea capetelor, apoi se poziționează capete și se citesc datele.
După terminarea lucrărilor, când alimentarea pe hard disk dispare, capetele sunt parcate automat în zona de parcare.
Practic, acesta este modul în care funcționează un hard disk de computer. În realitate, totul este mult mai complicat, dar cel mai probabil utilizatorul obișnuit nu are nevoie de astfel de detalii, așa că haideți să terminăm această secțiune și să mergem mai departe.

Tipuri de hard disk și producătorii acestora

Astăzi, există de fapt trei producători principali de hard disk pe piață: Western Digital (WD), Toshiba, Seagate. Acestea acoperă pe deplin cererea de dispozitive de toate tipurile și cerințele. Companiile rămase fie au dat faliment, fie au fost absorbite de una dintre principalele trei, fie au fost reutilizate.
Dacă vorbim despre tipurile de HDD, acestea pot fi împărțite după cum urmează:

1. Pentru laptopuri, parametrul principal este dimensiunea dispozitivului de 2,5 inchi. Acest lucru le permite să fie plasate compact în corpul laptopului;
2. Pentru un PC - în acest caz este posibil să se folosească și hard disk-uri de 2,5″, dar de regulă se folosesc 3,5″;
3. Hard disk-uri externe - dispozitive care sunt conectate separat la un PC/laptop, servind cel mai adesea drept stocare de fișiere.
Există, de asemenea, un tip special de hard disk - pentru servere. Sunt identice cu cele obișnuite pentru PC, dar pot diferi în ceea ce privește interfețele de conectare și performanța mai mare.

Toate celelalte diviziuni ale HDD-urilor în tipuri provin din caracteristicile lor, așa că să le luăm în considerare.

Specificații hard disk

Deci, principalele caracteristici ale hard diskului unui computer:

Volumul este un indicator al cantității maxime posibile de date care pot fi stocate pe un disc. Primul lucru la care se uită de obicei atunci când aleg un HDD. Această cifră poate ajunge la 10 TB, deși pentru un PC de acasă aleg adesea 500 GB - 1 TB;
- Factor de formă - dimensiunea hard diskului. Cele mai comune sunt 3,5 și 2,5 inci. După cum am menționat mai sus, 2.5″ în majoritatea cazurilor sunt instalate în laptopuri. Ele sunt, de asemenea, utilizate în HDD-urile externe. 3.5″ este instalat pe PC-uri și servere. Factorul de formă afectează și volumul, deoarece un disc mai mare poate încadra mai multe date;
- Viteza de rotație a axului - cu ce viteză se rotesc clătitele. Cele mai comune sunt 4200, 5400, 7200 și 10000 rpm. Această caracteristică afectează direct performanța, precum și prețul dispozitivului. Cu cât viteza este mai mare, cu atât sunt mai mari ambele valori;
- Interfață - metodă (tip conector) de conectare a HDD-ului la computer. Cea mai populară interfață pentru hard disk-urile interne de astăzi este SATA (calculatoarele mai vechi foloseau IDE). Hard disk-urile externe sunt de obicei conectate prin USB sau FireWire. Pe lângă cele enumerate, există și interfețe precum SCSI, SAS;
- Buffer volume (memorie cache) - un tip de memorie rapidă (asemănătoare cu RAM) instalată pe controlerul hard diskului, destinată stocării temporare a datelor care sunt cel mai des accesate. Dimensiunea bufferului poate fi de 16, 32 sau 64 MB;
- Timp de acces aleatoriu - timpul în care HDD-ul este garantat să scrie sau să citească de pe orice parte a discului. Interval de la 3 la 15 ms;

Pe lângă caracteristicile de mai sus, puteți găsi și indicatori precum:

Rata de transfer de date;
- Numărul de operațiuni I/O pe secundă;
- nivelul de zgomot;
- fiabilitate;
- Rezistenta la impact, etc.;
Asta e totul despre caracteristicile HDD.

Salutări tuturor cititorilor blogului. Mulți oameni sunt interesați de întrebarea cum funcționează hard diskul unui computer. Prin urmare, am decis să dedic articolul de astăzi acestui lucru.

Hard disk-ul unui computer (HDD sau hard disk) este necesar pentru a stoca informații după ce computerul este oprit, spre deosebire de RAM () - care stochează informații până când sursa de alimentare este întreruptă (până când computerul este oprit).

Un hard disk poate fi numit pe bună dreptate o adevărată operă de artă, doar una de inginerie. Da, da, așa este. Totul înăuntru este atât de complicat. În acest moment, în întreaga lume, hard disk-ul este cel mai popular dispozitiv pentru stocarea informațiilor, este la egalitate cu dispozitive precum memoria flash (unități flash), SSD. Mulți oameni au auzit despre complexitatea hard disk-ului și sunt perplexi cu privire la modul în care se potrivește atât de multe informații și, prin urmare, ar dori să știe cum este structurat hard disk-ul computerului sau în ce constă. Astăzi va exista o astfel de oportunitate).

Un hard disk este format din cinci părți principale. Și primul dintre ei este circuit integrat, care sincronizează discul cu computerul și gestionează toate procesele.

A doua parte este motorul electric(ax), face ca discul să se rotească cu o viteză de aproximativ 7200 rpm, iar circuitul integrat menține constantă viteza de rotație.

Și acum al treilea, probabil partea cea mai importantă este culbutorul, care poate scrie și citi informații. Capătul culbutorului este de obicei despicat pentru a permite operarea simultană a mai multor discuri. Cu toate acestea, capul basculant nu intră niciodată în contact cu discurile. Există un decalaj între suprafața discului și cap, dimensiunea acestui spațiu este de aproximativ cinci mii de ori mai mică decât grosimea unui păr uman!

Dar să vedem în continuare ce se întâmplă dacă golul dispare și capul basculant intră în contact cu suprafața discului rotativ. Ne amintim încă de la școală că F=m*a (a doua lege a lui Newton, după părerea mea), din care rezultă că un obiect cu o masă mică și o accelerație uriașă devine incredibil de greu. Având în vedere viteza enormă de rotație a discului în sine, greutatea capului basculant devine foarte, foarte vizibilă. Desigur, deteriorarea discului este inevitabil în acest caz. Apropo, asta s-a întâmplat cu discul în care acest gol a dispărut dintr-un motiv oarecare:

Rolul forței de frecare este de asemenea important, adică. absența sa aproape completă, când rockerul începe să citească informații, în timp ce se mișcă de până la 60 de ori pe secundă. Dar stai, unde este motorul care antrenează culbutorul și la o asemenea viteză? De fapt, nu este vizibil, deoarece este un sistem electromagnetic care lucrează la interacțiunea a 2 forțe ale naturii: electricitatea și magnetismul. Această interacțiune vă permite să accelerați rockerul la viteza luminii, la propriu.

Partea a patra- hard disk-ul în sine este de unde se scriu și se citesc informațiile de altfel, pot fi mai multe;

Ei bine, a cincea și ultima parte a designului hard disk-ului este, desigur, cazul în care sunt instalate toate celelalte componente. Materialele folosite sunt următoarele: aproape întregul corp este din plastic, dar capacul superior este întotdeauna metal. Carcasa asamblată este adesea numită „zonă ermetică”. Există o părere că nu există aer în interiorul zonei de izolare sau, mai degrabă, că există un vid acolo. Această opinie se bazează pe faptul că, la viteze atât de mari de rotație a discului, chiar și un fir de praf care intră înăuntru poate face o mulțime de lucruri rele. Și acest lucru este aproape adevărat, cu excepția faptului că acolo nu există vid - dar există aer purificat, uscat sau gaz neutru - azot, de exemplu. Deși, probabil, în versiunile anterioare de hard disk, în loc să purifice aerul, a fost pur și simplu pompat.

Vorbeam despre componente, i.e. in ce consta un hard disk?. Acum să vorbim despre stocarea datelor.

Cum și sub ce formă sunt stocate datele pe hard diskul unui computer?

Datele sunt stocate în piste înguste de pe suprafața discului. În timpul producției, peste 200 de mii dintre aceste piese sunt aplicate pe disc. Fiecare pistă este împărțită în sectoare.

Hărțile traseelor ​​și sectoarelor vă permit să determinați unde să scrieți sau să citiți informațiile. Din nou, toate informațiile despre sectoare și piste se află în memoria circuitului integrat, care, spre deosebire de alte componente ale hard disk-ului, nu se află în interiorul carcasei, ci în exterior și, de obicei, în partea de jos.

Suprafața discului în sine este netedă și strălucitoare, dar acest lucru este doar la prima vedere. La o inspecție mai atentă, structura suprafeței se dovedește a fi mai complexă. Faptul este că discul este realizat dintr-un aliaj metalic acoperit cu un strat feromagnetic. Acest strat face toată treaba. Stratul feromagnetic își amintește toate informațiile, cum? Foarte simplu. Capul basculant magnetizează o zonă microscopică de pe film (stratul ferromagnetic), stabilind momentul magnetic al unei astfel de celule la una dintre stările: o sau 1. Fiecare astfel de zero și unu se numesc biți. Astfel, orice informație înregistrată pe un hard disk, de fapt, reprezintă o anumită secvență și un anumit număr de zerouri și unu. De exemplu, o fotografie de bună calitate ocupă aproximativ 29 de milioane din aceste celule și este împrăștiată în 12 sectoare diferite. Da, sună impresionant, dar, în realitate, un număr atât de mare de biți ocupă o zonă foarte mică de pe suprafața discului. Fiecare centimetru pătrat al suprafeței unui hard disk conține câteva zeci de miliarde de biți.

Cum funcționează un hard disk

Tocmai ne-am uitat la dispozitivul hard disk, fiecare dintre componentele sale separat. Acum propun să conectez totul la un anumit sistem, datorită căruia însuși principiul de funcționare al hard disk-ului va fi clar.

Aşa, principiul pe care funcționează un hard diskîn continuare: atunci când hard disk-ul este pus în funcțiune, aceasta înseamnă că fie i se scrie, fie se citesc informații din el, fie din el, motorul electric (axul) începe să capete avânt și, din moment ce hard disk-urile sunt atașate la axul în sine, în consecință, merg cu el și încep să se rotească. Și până când rotațiile discului(lor) au atins un nivel astfel încât să se formeze o pernă de aer între capul culbutorului și disc, culbutorul este situat într-o „zonă de parcare” specială pentru a evita deteriorarea. Așa arată.

Imediat ce rotațiile ating nivelul dorit, servomotor (motorul electromagnetic) mișcă culbutorul, care este deja poziționat în locul de unde trebuie scrise sau citite informațiile. Acest lucru este facilitat de un circuit integrat care controlează toate mișcările balansoarului.

Există o opinie larg răspândită, un fel de mit, că în momente când discul este „inactiv”, adică. Nu se efectuează temporar operații de citire/scriere cu acesta, iar hard disk-urile din interior nu se mai rotesc. Acesta este cu adevărat un mit, deoarece, de fapt, hard disk-urile din interiorul carcasei se rotesc constant, chiar și atunci când hard disk-ul este în modul de economisire a energiei și nu este scris nimic în el.

Ei bine, ne-am uitat la dispozitivul hard disk-ului unui computer în detaliu. Desigur, în cadrul unui articol, este imposibil să vorbim despre tot ce are legătură cu hard disk-urile. De exemplu, acest articol nu a vorbit despre - acesta este un subiect mare, am decis să scriu un articol separat despre el.

Am găsit un videoclip interesant despre cum funcționează un hard disk în diferite moduri

Vă mulțumesc tuturor pentru atenție, dacă încă nu v-ați abonat la actualizările de pe acest site, vă recomand cu căldură să faceți acest lucru pentru a nu rata materiale interesante și utile. Ne vedem pe paginile blogului!

Termenul " hard disk" este o abreviere pentru " Unitate de hard disk» ( HDD). nume englezesc - " Unitate de hard disk» ( HDD sau HMDD cu adăugarea cuvântului " Magnetic"). Pe lângă abrevierea „hard disk”, există și alte nume de argou pentru acest dispozitiv: „ Winchester" (sau " şurub»), « harddisk" (sau " greu»).

Nume " Winchester„Conform uneia dintre versiuni, unitatea a fost obținută datorită IBM, care a lansat hard disk-ul model 3340 în 1973, care a combinat pentru prima dată platouri de discuri și capete de citire într-o singură carcasă dintr-o singură piesă. La dezvoltarea unității, inginerii au folosit denumirea internă „ 30-30 „, ceea ce însemna două module de câte 30 MB fiecare cu un layout maxim.

Manager de proiect Kenneth Houghtonîn consonanță cu numele popularei puști de vânătoare (la acea vreme) „Winchester 30-30”, el a propus să numească discul în curs de dezvoltare „Winchester”. Cu toate acestea, în SUA și Europa în anii 1990. Numele „Winchester” a căzut practic în nefolosire. Dar în limba rusă a fost păstrat și chiar a primit statut semi-oficial. În argou informatic a fost scurtat la „ şurub", care este cea mai folosită versiune a numelui.

hard disk este un dispozitiv de stocare a informațiilor, care funcționează pe principiul înregistrării magnetice. Hard disk-ul este folosit ca principal dispozitiv de stocare a datelor în majoritatea computerelor moderne.

În HDD, spre deosebire de așa-numita „dischetă” (sau dischetă), informațiile sunt înregistrate pe plăci dure (aluminiu, sticlă sau ceramică) acoperite cu un strat subțire de material feromagnetic, care este cel mai adesea dioxid de crom. Hard disk-urile folosesc unul sau mai multe platouri pe o axă comună.

În modul de funcționare, capetele de citire nu ating platourile din cauza unui strat de flux de aer format la suprafața platourilor în timpul rotației rapide a acestora. Se menține o distanță de câțiva nanometri între cap și platou (pentru discurile moderne este de aproximativ 10 nm). Când discurile nu se rotesc, capetele sunt amplasate la axul propriu-zis sau într-o zonă sigură din afara discului, unde contactul lor mecanic cu discurile este exclus. Absența contactului mecanic între părți asigură o durată lungă de viață a dispozitivului.

Inițial, pe piață exista o mare varietate de hard disk-uri, fabricate de multe companii. Odată cu creșterea concurenței, majoritatea producătorilor fie au trecut la producerea altor tipuri de produse, fie au fost cumpărați de concurenți.

Compania a lăsat o amprentă destul de vizibilă în istoria căilor ferate Cuantic. Un alt lider în producția de discuri a fost compania Maxtor, care a cumpărat divizia de hard disk a Quantum în 2001. În 2006, Maxtor și Seagate au fuzionat. La mijlocul anilor 90. a existat o companie faimoasă Conner, care a fuzionat și cu Seagate.

La începutul anilor 90 exista o companie Micropolis, care a produs hard disk-uri scumpe de clasă premium. Cu toate acestea, la producerea primelor discuri de 7200 rpm (primele din industrie), a folosit rulmenți de arbore principal inutilizabili de la Nidec. Micropolis a suferit mari pierderi la retururi și a fost achiziționată de același Seagate.

Astăzi, majoritatea hard disk-urilor sunt produse de un număr mic de companii: Seagate, Samsung, Western Digital, fosta divizie IBM, acum deținută Hitachi. Înainte de 2009 Fujitsu a produs hard disk-uri pentru laptopuri, dar apoi a transferat toată producția lor către companie Toshiba. Toshiba este acum principalul producător de hard disk-uri pentru laptop de 1,8 și 2,5 inchi.

14.05.2010

Alte publicatii interesante:

Ultima modificare: 2011-11-17 17:06:09

Etichete materiale: ,

Salutare prieteni! Ce este un hard disk sau HDD? Un hard disk este un hard disk magnetic. Abreviat ca HDD sau hard disk drive (magnetic) - HDD sau MHDD. Primul hard disk a fost lansat de IBM în 1956 și avea dimensiuni de aproximativ un metru cub și era capabil să stocheze până la 3,5 MB de informații (vezi figura din stânga de pe Wikipedia). Era format din 50 de discuri magnetice cu un diametru de 610 mm. Suprafața discurilor a fost acoperită cu fier pur, ceea ce a făcut posibilă magnetizarea zonelor și stocarea datelor. Acest hard disk cântărește 971 kg și a făcut parte din primul computer de producție IBM 305 RAMAC. Tehnologia ulterioară a dezvoltat și a ajuns la ceea ce vedeți pe computerele desktop și laptopurile dvs. Un hard disk mai este numit și hard disk, hard disk sau, pe scurt, șurub. Numele Winchester vine din anii '70. La acel moment, IBM a lansat un nou computer cu un hard disk mai modern, care consta din două dulapuri, fiecare stocând până la 30 MB de informații. A fost făcută o analogie cu pușca Winchester, care a folosit cartușul 30-30. Probabil, după aceasta, hard disk-urilor, cel mai probabil pentru totdeauna (cel puțin în rândul populației vorbitoare de rusă), au primit numele - hard disk, sau pe scurt - șurub.

Un hard disk modern este format din:

• locuințe
• unitate electronică
• unitate de poziționare a actuatorului
• bloc cu plăci magnetice

Să ne uităm la fiecare în detaliu

Cadru. Este ca corpul unei mașini. Totul se sprijină pe el. Sarcina principală este de a oferi rigiditatea și etanșeitatea necesare. Rigiditatea este necesară pentru a proteja discul de daune externe. Etanșeitate - pentru a preveni intrarea particulelor străine în disc. Carcasa este realizată dintr-un aliaj termoconductor, deoarece căldura este generată în timpul funcționării dispozitivului și trebuie disipată cumva. Puteți citi mai multe despre răcirea HDD. Pentru a egaliza presiunile din exterior și din interiorul carcasei, se realizează o fereastră mică cu o placă metalică flexibilă.

Unitate electronică

Constă din:

• bloc de interfață
• buffer sau cache
• unitate de control

Unitatea de interfață este responsabilă pentru conectarea hard disk-ului la computer. ROM, un dispozitiv de stocare permanent, înregistrează informațiile de service și firmware-ul discului. Bufferul este o memorie cache similară cu RAM. În el sunt plasate informații utilizate frecvent, ceea ce crește performanța HDD-ului. Viteza de citire a memoriei cache se apropie de viteza maximă pentru interfața discului. În acest moment, cea mai comună interfață este SATA III cu un throughput maxim de 6 Gbit/s. Unitatea de control este responsabilă de funcționarea întregului dispozitiv. Monitorizează viteza de rotație a blocului cu plăci magnetice și poziția blocului cu actuatoare.

Este format dintr-un actuator (un dispozitiv pentru scrierea și citirea informațiilor), un suport (pe care funcționează totul) și o unitate. Unitatea primește comenzi despre unde să citească și unde să scrie informații de la unitatea de control. (Poza de mai jos este preluată de pe site-ul http://www.3dnews.ru/editorial/640707)

Bloc cu plăci de memorie. Constă dintr-o unitate, discuri sau plăci și separatoare. Acestea din urmă sunt folosite pentru a seta o anumită distanță între plăci. Discurile cu separatoare sunt montate pe unitate. Acesta din urmă menține o viteză de rotație constantă.

2. Cum funcționează un hard disk?

Când porniți computerul, unitatea de control alimentează unitatea cu discuri magnetice și așteaptă până când aceasta din urmă atinge viteza de rotație specificată. De îndată ce se întâmplă acest lucru, computerul primește un semnal că HDD-ul este gata. Urmează cererea de informații. Intră în joc o unitate de poziționare, care stabilește poziția dorită a actuatorului. Datele sunt citite și intră în blocul de interfață și de acolo în RAM.

Anterior, actuatoarele atingeau discuri magnetice. Pe măsură ce viteza acestuia din urmă a crescut, a fost necesară o tehnologie diferită. În acest caz, actuatorul a plutit deasupra suprafeței magnetice și a atins discul într-un anumit loc. Tehnologia a mers mai departe, vitezele de rotație ale plăcilor au crescut și blocul cu actuatoare a început să fie parcat în afara plăcilor. Adică actuatoarele sunt amplasate lângă plăci până când se atinge viteza de rotație necesară a discurilor magnetice.

Datorită vitezei mari de rotație a discurilor, se creează un flux de aer care ridică capul actuatorului deasupra suprafeței. Același flux de aer elimină particulele de praf prinse în interior de la suprafață pe un filtru special din carcasă. Există și un adsorbant în carcasă pentru a îndepărta umezeala reziduală.

În hard disk-urile moderne, distanța dintre capul de citire și suprafața platinei magnetice< 10 нм. Благодаря тому, что считывающие головки никогда не касаются магнитных пластин отсутствует трение и продлевается срок жизни HDD.

Fiecare placă magnetică este împărțită în piste inelare de aproximativ 60 nm lățime. Acestea din urmă, la rândul lor, sunt împărțite în grupuri. De obicei, un cluster are 4 KB. Fiecare bit de informație reprezintă un pad pe o pistă care poate fi magnetizat -1 sau nu -0. Aceste site-uri sunt numite și domenii. Cu cât dimensiunea acestei zone este mai mică, cu atât mai multe informații vor încadra pe pistă și cu atât hard disk-ul va fi mai încăpător. La începutul dezvoltării s-a folosit înregistrarea longitudinală. Situl era situat de-a lungul potecii. Ulterior, această tehnologie a fost înlocuită cu înregistrarea perpendiculară, ceea ce a făcut posibilă creșterea densității datelor și, la rândul său, creșterea capacității HDD.

Setul de șenile aflate echidistante de centrul de rotație al motorului se numește cilindru.

Înainte ca hard disk-urile să depășească limita de capacitate de 500 MB, sistemul de poziționare CHS (chilinder-head-sector) era suficient. Odată cu creșterea volumului, sistemul de poziționare LBA (linear block addressing) a fost adoptat în 1994. În cazul CHS, hard disk-ul a fost transparent pentru sistemele de operare Utilizând adresarea liniară, sistemul accesează sectorul dorit al hard diskului, iar unitatea de control HDD înțelege unde este localizat fizic acest sector.

Unitate de poziționare a actuatorului. Acționat de un motor solenoid. Acesta din urmă este format dintr-un stator și o bobină. Statorul este format din unul sau doi magneți de neodim puternici, permanenți. Poziționarea precisă a suportului cu capete are loc prin aplicarea unei tensiuni cu o anumită forță la bobină (poza luată de pe http://www.3dnews.ru/editorial/640707)

Viteza de poziționare a capului și, în consecință, timpul de acces la informații depinde de puterea magneților. Acesta din urmă în hard disk-uri variază de la 3 la 12 ms. Cu cât timpul este mai scurt, cu atât hard disk-ul este mai rapid și mai scump. WD are trei serii de hard disk: verde, albastru și negru. Cel verde folosește un magnet de neodim și o viteză a axului de 5400 rpm. Acest lucru are ca rezultat o performanță destul de modestă, dar o eficiență decentă și un consum redus de energie. Discurile albastre folosesc același magnet și viteza de rotație crește la 7200 rpm. În ceea ce privește caracteristicile de viteză, acesta ocupă o poziție intermediară între HDD-urile verzi și negre. Cele negre folosesc doi magneți și o viteză de 7200 rpm. Acest lucru vă permite să obțineți performanță maximă. Puteți crește performanța și mai mult prin creșterea vitezei de rotație a motorului cu plăci magnetice la 10.000 sau 15.000 rpm. Aceste discuri au timp de acces minim la informații și sunt utilizate în principal pe servere. Unități SSD cu viteză de acces< 1 мс пока остаются вне конкуренции.

Hard disk-urile produc două tipuri de zgomot atunci când funcționează. De la discuri magnetice care se rotesc rapid și de la impactul blocului cu capete asupra limitatorului. Acesta din urmă apare atunci când blocul cu capete revine în poziția de parcare. Pentru a reduce acest impact, producătorii instalează plăcuțe de cauciuc, dar uneori acest lucru nu ajută, mai ales în cazul roților rapide. Există două moduri de a reduce zgomotul de la HDD. Primul este de a face suporturi de absorbție a șocurilor în carcasa PC-ului. Puteți citi mai multe despre asta. A doua modalitate este să folosești tehnologia AAM, despre care am scris mai detaliat.

3. Producția și producătorii de hard disk

La început erau aproximativ 70 de producători de HDD. Datorită concurenței, au mai rămas doar trei. Acestea sunt Toshiba, Seagate și WD. În diagrama de mai jos puteți vedea în ce ani au avut loc achizițiile

Productie. În atelierul de mașini, semifabricatele sunt tăiate din semifabricate cilindrice de aluminiu. Apoi pieselor de prelucrat li se dă forma dorită, eventual chiar și pe strunguri. După ce piesele de prelucrat sunt trimise la atelierul de lustruire, unde suprafețele sunt lustruite la nivelul necesar. Apoi are loc controlul și piesele de prelucrat sunt trimise la atelierul de acoperire magnetică. Apoi controlul are loc din nou. Apoi, hard disk-ul este asamblat și formatat la nivel scăzut. În acest proces, plăcile magnetice sunt împărțite în piste și verificate pentru sectoare rupte sau ilizibile. Acestea din urmă sunt imediat marcate pentru a preveni înregistrarea informațiilor în ele. Fiecare pistă are o anumită rezervă de sectoare. Din această rezervă sunt înlocuite zonele defecte descoperite în timpul funcționării.

Separat, este necesar să spunem despre producția de capete pentru citirea și scrierea informațiilor. În hard disk-urile moderne, fiecare actuator este format din două capete, unul pentru citire și unul pentru scriere. Complexitatea capetelor de producție este comparabilă cu complexitatea procesoarelor de producție este, de asemenea, utilizată. Designul capetelor este un secret de producție.

Concluzie

În articol am atins puțină istorie oferind o imagine a primului hard disk lansat în 1956. Ei au spus un posibil motiv pentru a apela hard disk-uri magnetice într-un cuvânt scurt - șurub. Apoi ne-am uitat la compoziția hard disk-ului, ce este ascuns în carcasa acestuia. Am încercat să acordăm atenție fiecărui bloc separat. Am examinat funcționarea hard disk-ului. În cele din urmă, ne-am dat seama de producători și de producția de HDD în sine. Sper că ați progresat cu mine în subiectul HDD.