Vad är hårddisken ansvarig för i en dator. Grundläggande parametrar för hårddisken


HDD(HDD, VINT, WINCHESTER) är en informationslagringsenhet i en persondator. En hårddisk är utformad för att lagra och överföra information. På en hårddisk lagras data på diskens magnetiska yta. Information registreras och tas bort med hjälp av magnethuvuden. En hårddisk kan innehålla flera skivor - diskar. Motorn som roterar skivan slås på när strömmen sätts på skivan och förblir på tills strömmen tas bort. Motorn roterar med konstant hastighet, mätt i varv per minut (rpm). Data är organiserade på disken i cylindrar, spår och sektorer. Cylindrar är koncentriska spår på skivor, den ena ovanför den andra. Banan delas sedan in i sektorer. Skivan har ett magnetiskt lager på varje sida. Varje par huvuden är så att säga klädda på en "gaffel" som sveper runt varje skiva. Denna "gaffel" flyttas över skivans yta med hjälp av en separat servomotor (och inte en stegmotor, som man ofta felaktigt tror - en stegmotor tillåter dig inte att snabbt flytta över ytan). Alla hårddiskar har reservsektorer som används av dess hanteringsschema om dåliga sektorer hittas på disken.

Hårddiskenhet:

Hårddiskgränssnitt

Ett enhetsgränssnitt är en uppsättning elektronik som tillhandahåller informationsutbyte mellan enhetskontrollern (cachebuffert) och en dator. Ett gränssnitt är hur en hårddisk interagerar med en dators moderkort. Det är en uppsättning speciella linjer och ett speciellt protokoll (en uppsättning regler för dataöverföring). Det vill säga rent fysiskt är det en kabel (kabel, tråd), på vars båda sidor det finns ingångar, och på hårddisken och moderkortet finns speciella portar (ställen där kabeln är ansluten). Således inkluderar konceptet med ett gränssnitt en anslutningskabel och portar placerade på enheterna som är anslutna av den.

ID- översatt från engelska "Integrated Drive Electronics", vilket ordagrant betyder - "inbyggd styrenhet". Detta kallades senare IDE som ett gränssnitt för dataöverföring, eftersom styrenheten (som finns i enheten, vanligtvis i hårddiskar och optiska enheter) och moderkortet måste kopplas ihop med något. Det (IDE) kallas också ATA (Advanced Technology Attachment), det visar sig ungefär som "Advanced Technology Attachment".

Vad kan jag säga, även om IDE var mycket långsam (bandbredden för dataöverföringskanalen varierade från 100 till 133 megabyte per sekund i olika versioner av IDE - och även då rent teoretiskt, i praktiken är det mycket mindre), men det tillät dig att ansluta två enheter till moderkortet samtidigt med en slinga.

Dessutom, vid anslutning av två enheter samtidigt, delades linjens bandbredd i hälften. Detta är dock långt ifrån den enda nackdelen med IDE. Själva tråden, som kan ses av figuren, är ganska bred och när den är ansluten kommer den att ta upp lejonparten av det fria utrymmet i systemenheten, vilket negativt kommer att påverka kylningen av hela systemet som helhet. Allmänt IDE är föråldrad moraliskt och fysiskt, av denna anledning, finns IDE-kontakten inte längre på många moderna moderkort, även om de tills nyligen fortfarande var installerade (i mängden 1 st.) På budgetkort och på vissa kort i mellanprissegmentet.

Nästa, inte mindre populära än IDE på en gång, gränssnitt är SATA (Serial ATA), vars karaktäristiska särdrag är seriell dataöverföring. Det är värt att notera att när detta skrivs är det den mest massiva för användning i en PC.

Gränssnitt SATA, SATA 2(II), SATA 3(III)

2002 dök de första hårddiskarna upp, med ett progressivt, på den tiden, gränssnitt SATA . Den maximala dataöverföringshastigheten var 150 MB/s.

Om vi ​​pratar om fördelarna, är det första som fångar ditt öga ersättningen 80-ledarslinga (Fig. 1), till en sjutrådig SATA-kabel (Fig. 3), som är mycket mer resistent mot störningar, vilket gjorde det möjligt att öka standardkabellängden från 46 cm till 1 m. Dessutom utvecklades motsvarande SATA-kontakter (Fig. 4), som är flera gånger mer kompakta än kontakterna i den tidigare IDE-standarden. Detta gjorde att fler kontakter kunde placeras på moderkortet, nu på nya moderkort kan du hitta mer än 6 SATA-kontakter, mot den traditionella 2-3 IDE, i äldre moderkort fokuserade på denna standard.

Vidare dök SATA II-standarden upp, dataöverföringshastigheten nådde 300 MB / s. Denna standard har många fördelar, bland dem: Native Command Queuing-teknik (det var det som gjorde det möjligt att uppnå en hastighet på 300 MB / s), hot plugging av diskar, exekvering av flera kommandon i en transaktion och andra.

Nåväl, 2009 introducerades gränssnittet SATA 3 . Denna standard tillhandahåller dataöverföring med en hastighet 600 MB/s (för hårddiskar, "oh" vad överflödigt).

Som en tillgång till gränssnittsförbättringar kan du lägga till effektivare energihantering och, naturligtvis, en ökning av hastigheten.

Det bör noteras att SATA, SATA II och SATA III, är helt kompatibel.

  • 1956 - IBM 350 hårddisk som en del av den första masstillverkade IBM 305 RAMAC-datorn. Enheten upptog en låda lika stor som ett stort kylskåp och hade en vikt på 971 kg, och den totala minneskapaciteten för 50 tunna skivor med en diameter på 610 mm som roterade i den täckta med rent järn var cirka 5 miljoner 6-bitars byte.
  • 1980 - Första 5,25" Winchester, Shugart ST-506, 5MB.
  • 1981 - 5,25" Shugart ST-412, 10 MB.
  • 1986 - SCSI, ATA-standarder.
  • 1990 - maximal kapacitet 320 MB.
  • 1995 - maximal kapacitet 2 GB.
  • 1997 - maximal kapacitet 10 GB.
  • 1998 - UDMA/33 och ATAPI standarder.
  • 1999 - IBM släpper Microdrive med en kapacitet på 170 och 340 MB.
  • 2000 - IBM släpper Microdrive med en kapacitet på 500 MB och 1 GB.
  • 2002 - ATA / ATAPI-6 standard och enheter med en kapacitet på över 137 GB.
  • 2003 - uppkomsten av SATA.
  • 2003 - Hitachi släpper 2 GB Microdrive.
  • 2004 - Seagate släpper ST1 - en analog till Microdrive med en kapacitet på 2,5 och 5 GB.
  • 2005 - maximal kapacitet 500 GB.
  • 2005 - Seriell ATA 3G-standard.
  • 2005 - uppkomsten av SAS.
  • 2005 - Seagate släpper ST1 - en analog till Microdrive med en kapacitet på 8 GB.
  • 2006 - tillämpning av den vinkelräta inspelningsmetoden i kommersiella enheter.
  • 2006 - uppkomsten av de första "hybrid" hårddiskarna som innehåller ett block av flashminne.
  • 2006 - Seagate släpper ST1 - en analog till Microdrive med en kapacitet på 12 GB.
  • 2007 - Hitachi introducerar den första kommersiella 1TB-enheten.
  • 2009 - baserat på 500 GB Western Digital-plattor, sedan släppte Seagate Technology LLC 2 TB-modeller.
  • 2009 - Samsung släppte de första USB 2.0-hårddiskarna
  • 2009 - Western Digital tillkännagav skapandet av 2,5-tums hårddiskar med en kapacitet på 1 TB
  • 2009 - framväxten av SATA 3.0-standarden.
  • 2010 - Seagate släpper en 3TB hårddisk.
  • 2010 - Samsung släpper en hårddisk med plattor som har en inspelningstäthet på 667 GB på en enda tallrik
  • 2011 - Western Digital släppte den första skivan på 750 GB plattor.

I den här artikeln kommer vi bara att prata om hårddiskar (HDD), det vill säga om media på magnetiska skivor. Om SSD kommer nästa artikel.

Vad är en hårddisk

Av tradition, låt oss titta på definitionen av en hårddisk på Wikipedia:
En hårddisk (skruv, hårddisk, hårddisk, HDD, HDD, HMDD) är en lagringsenhet för direktåtkomst baserad på principen om magnetisk inspelning.
De används i de allra flesta datorer, såväl som separat anslutna enheter för lagring av säkerhetskopior av data, som fillagring, etc.
Låt oss ta reda på det lite. Jag gillar termen "hårddisk". Dessa fem ord förmedlar hela poängen. HDD är en enhet vars syfte är att lagra data inspelad på den under lång tid. Hårddiskar är baserade på hårddiskar (aluminium) med en speciell beläggning, på vilken information registreras med hjälp av speciella huvuden.
Jag kommer inte att i detalj överväga själva inspelningsprocessen - i själva verket är det här fysiken i skolans sista klasser, och jag är säker på att du inte har någon lust att fördjupa dig i detta, och artikeln handlar inte alls om det.
Låt oss också uppmärksamma frasen: "random access" som grovt sett betyder att vi (datorn) när som helst kan läsa information från vilken del av järnvägen som helst.
Det är viktigt att HDD-minnet inte är flyktigt, det vill säga det spelar ingen roll om strömmen är ansluten eller inte, informationen som registreras på enheten kommer inte att försvinna någonstans. Detta är en viktig skillnad mellan en dators permanenta minne och temporära minne (RAM).
Om du tittar på en dators hårddisk i verkligheten kommer du inte att se några skivor eller huvuden, eftersom allt detta är dolt i ett förseglat hölje (hermetisk zon). Externt ser hårddisken ut så här.
Jag tror att du förstår vad hårddisk är. Varsågod.

Varför behöver en dator en hårddisk?

Tänk på vad en hårddisk är i en dator, det vill säga vilken roll den spelar i en PC. Det är klart att den lagrar data, men hur och vad. Här lyfter vi fram följande funktioner på hårddisken:
- Lagring av operativsystem, användarprogram och deras inställningar;
- Lagring av användarfiler: musik, video, bilder, dokument, etc.;
- Använda en del av hårddiskutrymmet för att lagra data som inte får plats i RAM (växlingsfil) eller lagra innehållet i RAM medan du använder viloläge;
– Som du kan se är en dators hårddisk inte bara en dumpning av foton, musik och videor. Den lagrar hela operativsystemet, och dessutom hjälper hårddisken till att klara av arbetsbelastningen av RAM, och tar på sig några av dess funktioner.

Vad är en hårddisk gjord av?

Vi nämnde delvis hårddiskens komponenter, nu kommer vi att behandla detta mer i detalj. Så, huvudkomponenterna på hårddisken:
- Kapsling - skyddar hårddiskens mekanismer från damm och fukt. Som regel är den lufttät så att inte samma fukt och damm kommer in;
- Skivor (pannkakor) - plattor gjorda av en viss metallegering, belagda på båda sidor, på vilka data registreras. Antalet tallrikar kan vara olika - från en (i budgetalternativ) till flera;
- Motor - på vars spindel pannkakor är fixerade;
- Blocket av huvuden - en design från spakarna (vipparmarna) anslutna sinsemellan och huvuden. Den del av en hårddisk som läser och skriver information till den. För en pannkaka används ett par huvuden, eftersom både de övre och nedre delarna av den fungerar;
- Positioneringsanordning (ställdon) - en mekanism som driver huvudblocket. Består av ett par permanenta neodymmagneter och en spole placerad i änden av huvudenheten;
- Styrenhet - en elektronisk mikrokrets som styr driften av hårddisken;
- Parkeringszon - en plats inuti hårddisken bredvid skivorna eller på deras insida, där huvudena sänks (parkerade) under vilotid, för att inte skada pannkakornas arbetsyta.
En sådan enkel hårddiskenhet. Det bildades för många år sedan, och det har inte gjorts några grundläggande förändringar på länge. Och vi går vidare.

Hur en hårddisk fungerar

Efter att ström tillförs hårddisken börjar motorn, på vars spindel pannkakorna är fixerade, snurra upp. Efter att ha fått en hastighet med vilken en konstant luftström bildas nära skivornas yta börjar huvudena röra sig.
Denna sekvens (först snurrar skivorna upp och sedan börjar huvudena fungera) är nödvändig så att huvuden svävar över plattorna på grund av det resulterande luftflödet. Ja, de rör aldrig skivornas yta, annars skulle de senare skadas omedelbart. Avståndet från magnetplattornas yta till huvudena är dock så litet (~10 nm) att du inte kan se det med blotta ögat.
Efter start läses först och främst serviceinformation om hårddiskens tillstånd och annan nödvändig information om den, som finns på det så kallade nollspåret. Först då börjar arbetet med datan.
Information på datorns hårddisk spelas in på spår, som i sin tur är indelade i sektorer (såsom pizza skuren i bitar). För att skriva filer kombineras flera sektorer till ett kluster, vilket är den minsta plats där en fil kan skrivas.
Förutom en sådan "horisontell" partitionering av disken finns det också en villkorlig "vertikal". Eftersom alla huvuden är kombinerade är de alltid placerade över samma spårnummer, var och en över sin egen skiva. Således, under driften av hårddisken, ritar huvuden så att säga en cylinder.
Medan hårddisken fungerar utför den faktiskt två kommandon: läsa och skriva. När det är nödvändigt att utföra ett skrivkommando, beräknas området på skivan där det kommer att utföras, sedan placeras huvudena och i själva verket exekveras kommandot. Resultatet kontrolleras sedan. Förutom att skriva data direkt till disken hamnar även information i dess cache.
Om styrenheten tar emot ett läskommando, kontrollerar den först och främst förekomsten av den nödvändiga informationen i cachen. Om det inte finns där, beräknas koordinaterna för positionering av huvudena igen, sedan placeras huvudena och läser data.
Efter avslutat arbete, när strömförsörjningen till hårddisken försvinner, parkeras huvuden automatiskt i parkeringszonen.
Så här fungerar en dators hårddisk i allmänna termer. I verkligheten är allt mycket mer komplicerat, men den genomsnittliga användaren behöver troligen inte sådana detaljer, så vi kommer att avsluta det här avsnittet och gå vidare.

Typer av hårddiskar och deras tillverkare

Idag finns det faktiskt tre huvudtillverkare av hårddiskar på marknaden: Western Digital (WD), Toshiba, Seagate. De täcker helt efterfrågan på enheter av alla typer och krav. Resten av företagen gick antingen i konkurs eller togs över av någon från de tre största, eller omprofilerades.
Om vi ​​pratar om typerna av hårddiskar kan de delas in på detta sätt:

1. För bärbara datorer - huvudparametern är enhetsstorleken på 2,5 tum. Detta gör att de kan placeras kompakt i laptopfodralet;
2. För PC - i det här fallet är det också möjligt att använda 2,5″ hårddiskar, men som regel används 3,5 tum;
3. Externa hårddiskar - enheter som är separat anslutna till en PC/laptop, som oftast fungerar som en fillagring.
Det finns också en speciell typ av hårddiskar - för servrar. De är identiska med konventionella datorer, men kan skilja sig åt i gränssnitt för anslutning och bättre prestanda.

Alla andra uppdelningar av hårddiskar i typer kommer från deras egenskaper, så vi kommer att överväga dem.

Hårddiskspecifikationer

Så, de viktigaste egenskaperna hos en dators hårddisk:

Storlek är ett mått på den maximala mängd data som får plats på en disk. Det första de brukar titta på när de väljer en hårddisk. Denna siffra kan nå 10 TB, även om 500 GB - 1 TB oftare väljs för en hemdator;
- Formfaktor - hårddiskstorlek. De vanligaste är 3,5 och 2,5 tum. Som nämnts ovan är 2,5 tum i de flesta fall installerade i bärbara datorer. De används också i externa hårddiskar. 3,5" är installerat på PC:n och på servern. Formfaktorn påverkar också volymen, eftersom mer data får plats på en större disk;
- Spindelhastighet - med vilken hastighet pannkakor roterar. De vanligaste är 4200, 5400, 7200 och 10000 rpm. Denna egenskap påverkar direkt prestandan, såväl som enhetens pris. Ju högre hastighet, desto högre båda värdena;
- Gränssnitt - metoden (kontakttyp) för att ansluta hårddisken till datorn. Det mest populära gränssnittet för interna hårddiskar idag är SATA (äldre datorer använder IDE). Externa hårddiskar är vanligtvis anslutna via USB eller FireWire. Utöver de listade finns det andra gränssnitt som SCSI, SAS;
- Buffertstorlek (cacheminne) - en typ av snabbt minne (efter typ av RAM) installerat på HDD-styrenheten, designat för tillfällig lagring av data som oftast används. Buffertstorleken kan vara 16, 32 eller 64 MB;
- Random access time - den tid under vilken hårddisken garanterat kan skriva eller läsa från någon del av disken. Den fluktuerar från 3 till 15 ms;

Utöver ovanstående egenskaper kan du också hitta indikatorer som:

Dataöverföringshastighet;
- Antal I/O-operationer per sekund;
- Ljudnivå;
- Tillförlitlighet;
- Motstånd mot stötar, etc.;
På bekostnad av hårddiskens egenskaper, det är allt.

Många har hört ord som HDD , « HDD», « skruva" eller " Winchester". Alla dessa ord är synonymer för samma enhet. HDD – Det här är en anordning för att lagra och lagra information, som bygger på principerna för magnetisk inspelning. Hårddisken i de flesta moderna datorer är den huvudsakliga datalagringsenheten. Den behåller information även när datorn är avstängd, den kan också tas bort från datorns systemenhet och kopplas till en annan PC .

Hårddiskens historia Huvudskillnaden hårddisk från disketter - detta är inspelningen av information på hårda plattor (aluminium eller glas) belagda med ett ferromagnetiskt material, i de flesta fall kromdioxid. Winchesters används oftast som ej flyttbart lagringsmedium , men på senare år har uppfunnits löstagbar hårddisk , som har använts flitigt. Hårddisken kombineras vanligtvis med en enhet, en enhet och en elektronikenhet.

För första gången på datormarknaden "skruva" dök upp redan 1957. Han föddes tack vare företaget IBM långt innan persondatorns tillkomst. Den kunde hålla 5 MB information och kostade galna pengar. Lite senare utvecklades 10 MB hårddisk, men för PC. Winchester bestod av 30 spår och 30 sektorer vardera. Efter att ha markerat "30/30" av märket med samma namn med den populära karbinen " Winchester» enheten hette i dagligt tal « Winchester” eller förkortat ”skruv”. På Europas och USA:s territorium försvann denna term tillbaka på 90-talet, och bara i Ryssland fortsätter den att kallas på detta sätt i slang.

Winchester består av flera metallskivor belagda med ett speciellt ämne som kan lagra ett magnetfält. Antalet metallplattor i en hårddisk varierar från en till tre. Dessa skivor har en mycket slät yta och utmärkt balans. Dessa egenskaper är nödvändiga för hög rotationshastighet. Särskilda magnethuvuden, placerade ett i taget på olika sidor av skivorna, gör att du kan spela in på dem. huvuden har magnetoresistiva egenskaper som är känsliga för förändringar i magnetfältet genom förändringar i styrkan på strömmen som exciteras i huvudet. Den mottagna signalen läses och digitaliseras sedan. Sig huvud under påverkan av strömpulser kan den skapa ett magnetfält. Beroende på riktningen av det magnetiska momentet magnetiseras delar av skivan.

Data på diskar lagras i så kallade spår. Under hårddiskens gång ändrar magnethuvudena sin plats från ett spår till ett annat. I modern HDD används för att ändra placeringen av magnethuvudena solenoid drivenhet.

Ett spår består av sektorer, som var och en lagrar 512 byte med data. Det minsta diskutrymmet är en sektor. Produkten av cylindrar, sektorer och antalet huvuden är den maximala volym som kan lagras på en hårddisk. Nästan alla tillverkare strävar efter att göra spår så täta som möjligt och minska antalet skivor.

Under arbetet hårddisk dåliga sektorer och spår visas. Under lågnivåformatering är de speciellt märkta och tas inte hänsyn till i framtiden när hårddisken fungerar.

Grundläggande parametrar för hårddisken

Huvudkaraktär hårddisk är en kapacitet(mängden information som kan innehållas). Kapaciteten mäts i gigabyte ( GB). Ett GB motsvarar 1000 megabyte ( MB). I sin tur är 1MB lika med 1000 kilobyte ( KB). Men i informationsvärlden har ett lite annorlunda system för räkning antagits. Istället för 1000 räknar de 1024. Du måste vara uppmärksam på detta. När du diagnostiserar en dator kommer operativsystemet att indikera färre GBän vad som anges av tillverkaren.

En annan viktig egenskap är spindelhastigheten. Denna indikator påverkar direkt hastigheten på hårddisken (det vill säga hur snabbt information kommer att utbytas med andra datorenheter). Ju högre rotationshastighet, desto snabbare går det att läsa och skriva hårddiskinformation. För stationära datorer anses en bra indikator 7200 rpm . Vid högre rotationshastigheter ökar hastigheten på hårddisken avsevärt.

En annan viktig parameter är direktåtkomsttiden, som är nära relaterad till rotationshastigheten. De flesta tillverkare listar inte denna indikator i försäljningen, men om du gräver runt på Internet kan sådan information lätt hittas. Den slumpmässiga åtkomsttiden visar hur länge hårddisken kommer att läsa eller skriva information på någon av skivans delar. Denna parameter mäts i millisekunder. Ju lägre indikator, desto högre hastighet på hårddisken.

Det är viktigt att veta vilket gränssnitt som är utrustat med " skruva". Med enkla ord, hårddiskkontakten med vilken den är ansluten till moderkortet. Var tidigare ID men nu är den bytt SATA. De senare är utrustade med alla moderna hårddiskar , de är snabbare och bekvämare att installera. Det är nödvändigt att överväga vilket gränssnitt moderkortet är utrustat med. Om kontakterna inte stämmer överens kommer anslutning inte att vara möjlig.

Det finns också diskar speciellt för servrar. De har samma storlek som vanligt HDD, men mycket snabbare på jobbet. Rotationshastigheten för sådana anordningar når 15 000 rpm. De är mer pålitliga än stationära hårddiskar. Serverdiskar kommer med ett seriellt gränssnitt SAS och SATA och parallell SCSI.

För inte så länge sedan uppfanns externa hårddiskar. De är mycket bekväma att använda, har mindre storlek och vikt, stora mängder data. De kallas också för mobil media eller "big flash drive". Med hjälp av externa HDD Det är bekvämt att överföra olika information i form av ljudinspelningar, kontorsarkiv och multimediafiler. Styrenheterna kan stödja USB 2.0, 3.0 och FireWire.

Den genomsnittliga rotationshastigheten för hårddiskar för bärbara datorer är 5400 rpm eller 4200 rpm. Dessutom måste de vara slagtåliga.

Huvudanslutningsgränssnitt

USB– seriell dataöverföring. Bandbredd USB 1.1 - 12 MB/s, USB 2.0 - 480 MB/s USB 3.0 - 5 GB/s.

ID– dataöverföringen är parallell. Bandbredd cirka 133 MB/s. Detta gränssnitt används ofta i stationära datorer och bärbara datorer.

SATA – parallell dataöverföring. Genomströmningen är cirka 300 MB/s. Den främsta konkurrenten till IDE. SATA är mer resistent mot störningar och något bättre än IDE.

SCSI– parallell dataöverföring. Det används främst när man arbetar med servrar. Det kännetecknas av hög prestanda och tillförlitlighet.

Serial Attached SCSI (SAS)– Seriell överföring av information. Förbättrad version av SCSI med förbättrad prestanda och tillförlitlighet.

firewire- sekventiell överföring. Hastigheten är nära 400 MB/s. För att arbeta med videofiler är detta det bästa valet.

Tillverkare

I slutet av förra seklet fanns det många tillverkningsföretag på datormarknaden. hårddiskar . Men just nu har antalet företag minskat markant. Vissa stod inte ut med konkurrensen, andra köptes av mer kraftfulla konkurrenter, andra började tillverka andra produkter än hårddiskar.

I mitten av 90-talet tillverkades hårddiskar av företaget Conner kringutrustning, senare förvärvad Seagate, och Mikropolis. Det gjorde den sista hög kvalitetSCSI premium-enheter för servrar. Företaget producerade mycket dyra produkter, men på grund av utbudet av lågkvalitativa spindellager led företaget stora förluster på retur och utbyte av hårddiskar och gick därefter i konkurs. Den köptes också ut av Seagate.

Populär och nu produkter från det japanska företaget Fujitsu. Nu satsar hon på produktion av hårddiskar för bärbara datorer och SCSI driver. Men det är inte längre samma omsättning som det var under förra seklet. År 2001 drabbades företaget av ett allvarligt bakslag. Det året misslyckades styrchippet massivt, som ett resultat av att företaget led allvarliga ekonomiska förluster, varefter det ännu inte har återhämtat sig. Men före sammanbrottet ansågs det japanska företaget vara ledande inom produktion av hårddiskar. Hårddiskarna från denna tillverkare kännetecknades av utmärkta egenskaper hos roterande ytor. 2009 massproduktion av hårddiskar Fujitsu flyttade till Toshiba .

Fram till början av 2000 ansågs IBM-divisionens skivor som referenser. Men efter massmisslyckanden från enheter för PC på grund av oxidation av kontakterna på den tyska bankkontakten led den amerikanska filialen betydande ekonomiska förluster och såldes Hitachi.

Quantrum lämnade en ljus prägel på historien, men på grund av massiva haverier HDD i serie SH, hoppade hon också av datormarknaden.

Maxtor ansågs vara ledande inom sitt område. I början av 2001 köper hon ut divisionen Kvantum, som är engagerad i produktion av hårddiskar och ärver ett tåg av problem från det förvärvade företaget på grund av "tunna" enheter. 2006 slogs det samman med företaget Seagate .

Våren 2011 var den sista för Hitachi,mycket populär på marknaden hårddiskar . Hon är förvärvad Western digital, och samma år togs Samsungs HDD-division över av Seagate.

Nu finns det bara tre tillverkare kvar på hårddiskmarknaden - Seagate, Western Digital och Toshiba . Men nyligen, på grund av utvecklingen av SSD-teknik och uppkomsten av externa hårddiskar, börjar antalet företag som är redo att erbjuda ny teknik och utveckling att öka igen.

Hej kompisar! Vad är en hårddisk eller hårddisk? En hårddisk är en hårddisk. Förkortas till HDD eller hårddisk (magnetisk) - HDD eller MHDD. Den första hårddisken släpptes av IBM 1956, hade dimensioner på cirka en kubikmeter och kunde lagra upp till 3,5 MB information (se bilden till vänster från Wikipedia). Den bestod av 50 magnetskivor med en diameter på 610 mm. Skivornas yta täcktes med rent järn, vilket gjorde det möjligt att magnetisera sektioner och lagra data. Denna hårddisk väger 971 kg och var en del av den första masstillverkade IBM 305 RAMAC-datorn. Vidare har tekniken utvecklats och nått det du ser på dina stationära datorer och bärbara datorer. En hårddisk kallas också en hårddisk, hårddisk eller förkortas en skruv. Namnet Winchester kom från 70-talet. Vid den tiden släppte IBM en ny dator med en modernare hårddisk, som bestod av två skåp som vardera lagrade upp till 30 MB information. En analogi drogs med Winchester-geväret, som använde 30-30 patronen. Förmodligen, efter det, fick hårddiskar, troligen för alltid (åtminstone bland den rysktalande befolkningen), namnet - hårddisk eller förkortat - skruv.

En modern hårddisk består av:

  • kår
  • elektronikblock
  • ställdonets positioneringsenhet
  • block med magnetiska plattor

Låt oss överväga var och en mer i detalj

Ram. Det är som karossen på en bil. Allt vilar på det. Huvuduppgiften är att tillhandahålla den nödvändiga styvheten och tätheten. Styvhet är nödvändig för att skydda skivan från yttre skador. Täthet - för att förhindra att främmande partiklar kommer in i skivan. Höljet är tillverkat av en värmeledande legering, eftersom värme genereras under driften av enheten och måste avlägsnas på något sätt. Du kan läsa mer om HDD-kylning. För att utjämna trycken utanför och inuti höljet är ett litet fönster gjort med en flexibel metallplatta.

Elektronikblock

Består av:

  • gränssnittsblock
  • buffert eller cache
  • kontrollblock

Gränssnittsblocket ansvarar för att ansluta hårddisken till datorn. ROM är en skrivskyddad minnesenhet som lagrar serviceinformation och hårddiskprogram. Buffert - cacheminne som liknar RAM. Ofta använd information placeras i den, vilket ökar hårddiskens prestanda. Läshastigheten från cachen närmar sig maximum för diskgränssnittet. För tillfället är det vanligaste gränssnittet SATA III med en maximal bandbredd på 6 Gb/s. Styrenheten ansvarar för driften av hela enheten. Den övervakar blockets rotationshastighet med magnetiska plattor och blockets position med ställdon.

Den består av ett ställdon (en enhet för att skriva och läsa information), en konsol (på vilken allt fungerar) och en enhet. Frekvensomriktaren tar emot kommandon var den ska läsas och var den ska skrivas från styrenheten. (Bilden nedan är hämtad från http://www.3dnews.ru/editorial/640707)

Block med minnesplåtar. Den består av en enhet, skivor eller plattor och separatorer. De senare tjänar till att ställa in ett visst avstånd mellan plattorna. Skivor med separatorer är monterade på frekvensomriktaren. Den senare håller en konstant rotationshastighet.

2. Hur fungerar en hårddisk?

När datorn är påslagen förser styrenheten ström till den magnetiska skivenheten och väntar tills den når den inställda hastigheten. Så fort detta händer får datorn en signal om att hårddisken är klar. Därefter kommer begäran om information. Positioneringsblocket spelar in, vilket ställer in önskad position för ställdonet. Data läses och går in i gränssnittsenheten och därifrån till RAM-minnet.

Tidigare rörde manöverdon magnetiska skivor. Med ökningen av hastigheten på den senare krävdes en annan teknik. I detta fall svävade ställdonet ovanför den magnetiska ytan och rörde vid skivan på en viss plats. Tekniken gick längre, plattornas rotationshastighet ökade och blocket med ställdon började parkeras utanför plattorna. Det vill säga, ställdonen är bredvid plattorna tills den önskade rotationshastigheten för magnetskivorna uppnås.

På grund av skivornas höga rotationshastighet skapas ett luftflöde som lyfter manöverhuvudet över ytan. Samma luftflöde blåser dammpartiklar från ytan till ett speciellt filter i huset. Också i fallet finns det en adsorbent för avlägsnande av rester av fukt.

I moderna hårddiskar, avståndet mellan läshuvudet och ytan på den magnetiska platina< 10 нм. Благодаря тому, что считывающие головки никогда не касаются магнитных пластин отсутствует трение и продлевается срок жизни HDD.

Varje magnetisk wafer är uppdelad i cirkulära spår med en bredd på cirka 60 nm. De senare är i sin tur indelade i kluster. Vanligtvis är ett kluster 4 KB. Varje informationsbit representerar en pad på ett spår, som kan magnetiseras -1 eller inte -0. Dessa webbplatser kallas även domäner. Ju mindre storleken på detta område är, desto mer information får plats på banan och desto mer rymlig blir hårddisken. I början av utvecklingen användes longitudinell registrering. Platsen låg längs stigen. I framtiden ersattes denna teknik av vinkelrät inspelning, vilket gjorde det möjligt att öka datatätheten och i sin tur öka kapaciteten på hårddisken.

Uppsättningen spår som ligger på samma avstånd från motorns rotationscentrum kallas en cylinder.

Innan hårddiskar passerade kapacitetsgränsen på 500 MB räckte CHS positioneringssystem (cylinder-head-sector cylinder-head-sector). Med volymökningen, 1994, antogs det linjära positioneringssystemet LBA (linjär blockadressering). När det gäller CHS var hårddisken transparent för operativsystem.Med användning av linjär adressering kommer systemet åt den önskade sektorn på hårddisken, och HDD-styrenheten förstår redan var denna sektor är fysiskt belägen.

Ställdonets positioneringsblock. Drivs av en solenoidmotor. Den senare består av en stator och en spole. Statorn består av en eller två permanenta, starka neodymmagneter. Den exakta placeringen av fästet med huvudena sker genom att applicera en spänning med en viss kraft på spolen (bilden är tagen från http://www.3dnews.ru/editorial/640707)

Hastigheten för huvudpositionering och följaktligen tiden för tillgång till information beror på magneternas styrka. Det senare i hårddiskar varierar från 3 till 12 ms. Ju kortare tid, desto snabbare och dyrare hårddisk. WD har tre serier av hårddiskar: grön, blå och svart. Den gröna använder en neodymmagnet och en spindelhastighet på 5400 rpm. På grund av detta erhålls en ganska blygsam prestanda, men anständig effektivitet och låg strömförbrukning. De blå skivorna använder samma magnet och rotationshastigheten stiger till 7200 rpm. När det gäller hastighetsegenskaper upptar den en mellanposition mellan gröna och svarta hårddiskar. Svarta använder två magneter och en hastighet på 7200 rpm. Detta möjliggör maximal prestanda. Du kan öka hastigheten ännu högre genom att öka motorns rotationshastighet med magnetiska plattor till 10 000 eller 15 000 rpm. Dessa diskar har en minsta åtkomsttid till information och används huvudsakligen i servrar. SSD:er med åtkomsthastighet< 1 мс пока остаются вне конкуренции.

Hårddiskar producerar två typer av brus under drift. Från snabbt roterande magnetskivor och från att träffa ett block med huvuden på en limiter. Det senare inträffar när blocket med huvuden återförs till parkeringsläget. För att minska denna påverkan sätter tillverkare gummikuddar, men ibland hjälper det inte, särskilt i smidiga enheter. Det finns två sätt att minska hårddiskens brus. Det första är att göra stötdämpande fästen i PC-fodralet. Du kan läsa mer om detta. Det andra sättet är att använda AAM-teknik, som jag skrev mer ingående om.

3. Tillverkning och tillverkare av hårddiskar

I början fanns det ett 70-tal hårddisktillverkare. Tack vare konkurrensen är det bara tre kvar av dem. Dessa är Toshiba, Seagate och WD. I diagrammet nedan kan du se under vilka år övertagandena skedde.

Produktion. I maskinverkstaden skärs ämnen från ett aluminiumgöt med cylindrisk form. Då får ämnena önskad form, eventuellt även på svarvar. Efter arbetsstycket går de till polerverkstaden där ytorna poleras till önskad nivå. Därefter sker kontrollen och arbetsstyckena går till magnetbeläggningsverkstaden. Då finns det kontroll igen. Sedan kommer monteringen av hårddisken och lågnivåformatering. I denna process delas magnetiska plattor in i spår och kontrolleras för trasiga eller oläsbara sektorer. De senare markeras omedelbart för att utesluta registrering av information i dem. Varje spår har en viss reserv av sektorer. Det är från denna reserv som de felaktiga sektionerna som upptäcks under drift byts ut.

Separat är det nödvändigt att säga om produktionen av huvuden för att läsa och skriva information. I moderna hårddiskar består varje ställdon av två huvuden, ett för läsning och ett för skrivning. Komplexiteten i produktionen av huvuden är jämförbar med komplexiteten i produktionen av processorer, fotolitografi används också. Huvudarrangemang är en affärshemlighet.

Slutsats

I artikeln berörde vi lite historia genom att ge en bild av den första hårddisken som släpptes 1956. De sa en möjlig anledning till att namnge magnetiska hårddiskar med ett kort ord - skruv. Sedan undersökte vi hårddiskens sammansättning, vad som döljer sig inuti dess fodral. Vi försökte uppmärksamma varje block för sig. Låt oss ta en titt på hårddisken. Till slut tog vi itu med tillverkarna och själva hårddiskproduktionen. Jag hoppas att du har kommit vidare med mig i HDD-ämnet.

Hur är en hårddisk ordnad? Vad är hårddiskar? Vilken roll spelar de i en dator? Hur interagerar de med andra komponenter? Vilka parametrar du ska tänka på när du väljer och köper en hårddisk kommer du att lära dig av den här artikeln.

HDD- kort namn för " Hårddisk". Du kommer också att möta engelska HDD- och slang Winchester eller förkortat Skruva.

I en dator är hårddisken ansvarig för att lagra data. Windows operativsystem, program, filmer, foton, dokument, all information som du laddar ner till din dator lagras på din hårddisk. Och informationen i datorn är det mest värdefulla! Om processorn eller grafikkortet går sönder kan de köpas och bytas ut. Men förlorade familjebilder från förra sommarens semester, eller ett års bokföringsdata för ett litet företag, är inte så lätta att återställa. Därför ägnas tillförlitligheten av datalagring särskild uppmärksamhet.

Varför kallas en rektangulär metalllåda en skiva? För att svara på denna fråga måste vi titta inuti och ta reda på hur en hårddisk fungerar. På bilden nedan kan du se vilka delar en hårddisk består av och vilka funktioner varje del utför Klicka för att förstora. (Tat från itc.ua)

Jag föreslår också att du tittar på ett utdrag från Discovery Channel-programmet om hur en hårddisk fungerar och fungerar.

Ytterligare tre fakta du behöver veta om hårddiskar.

  1. Hårddisken är den långsammaste delen av en dator. När datorn fryser, var uppmärksam på hårddiskens aktivitetsindikator. Om den blinkar ofta eller förblir tänd, utför hårddisken kommandona från ett av programmen, medan alla andra är inaktiva och väntar på sin tur. Om operativsystemet inte har tillräckligt med höghastighets-RAM för att köra programmet använder det hårddiskutrymme, vilket saktar ner hela datorn kraftigt. Därför är ett sätt att öka hastigheten på din dator att öka mängden RAM.
  2. Hårddisken är också den ömtåligaste delen av en dator. Som du lärde dig från videon snurrar motorn skivan upp till flera tusen varv per minut. I detta fall "svävar" magnethuvudena ovanför skivan i luftflödet som skapas av den roterande skivan. Avståndet mellan skivan och huvudena i moderna enheter är cirka 10 nm. Om skivan utsätts för stötar eller stötar vid denna tidpunkt kan huvudet vidröra skivan och skada ytan med data lagrad på den. Som ett resultat, den sk dåliga block"- oläsbara områden, på grund av vilka datorn inte kan läsa någon fil eller starta upp systemet. I avstängt läge "parkerar huvuden" utanför arbetsområdet och överbelastning från stötar är inte så hemskt för hårddisken. Gör säkerhetskopior av viktig data!
  3. Kapaciteten på hårddisken är ofta något mindre än vad säljaren eller tillverkaren anger. Anledningen är att tillverkare anger storleken på disken utifrån det faktum att det finns 1 000 000 000 byte i en gigabyte, medan det finns 1 073 741 824 av dem.

Köpa en hårddisk

Om du bestämmer dig för att öka mängden informationslagring i din dator genom att ansluta en extra hårddisk eller byta ut den gamla mot en större, vad behöver du veta när du köper?

Titta först under skyddet av din dators systemenhet. Du måste ta reda på vilket hårddiskgränssnitt moderkortet stöder. De i särklass mest använda standarderna SATA och överlevde sin ålder ID. De är lätta att särskilja på sitt utseende. Bilden till vänster visar ett fragment av moderkortet, som är utrustat med båda typerna av kontakter, men ditt kommer med största sannolikhet att vara en av dem.

Det finns tre versioner av gränssnittet SATA. De skiljer sig åt i dataöverföringshastighet. SATA, SATA II och SATA III med hastigheter på 1,5, 3 respektive 6 gigabyte per sekund. Alla gränssnittsversioner SATA ser likadana ut och är kompatibla med varandra. Du kan ansluta dem i valfri kombination, som ett resultat kommer dataöverföringshastigheten att begränsas till den långsammare versionen. Samtidigt är hastigheten på hårddisken ännu långsammare. Därför kan potentialen för snabba gränssnitt avslöjas först med tillkomsten av nya höghastighetsenheter.

Om du bestämmer dig för att köpa en extra SATA-hårddisk, kontrollera om du har en gränssnittskabel som visas på bilden. Den säljs inte med CD. (De följer vanligtvis med moderkortet.) Bland strömförsörjningskontakterna bör det också finnas minst en ledig för att ansluta en hårddisk, eller så kan du behöva en adapter från den gamla standarden till den nya.

Nu om själva hårddisken: Huvudparametern är förstås kapaciteten. Som jag nämnde ovan, observera att det kommer att vara något mindre än vad som anges. Operativsystemet och programmen kräver 100 - 200 gigabyte, vilket är ganska lite med moderna standarder. Hur mycket ytterligare utrymme du kan behöva kan du bestämma empiriskt. Stora volymer kan krävas, till exempel för att spela in högkvalitativ video. Moderna filmer i HD-format når flera tiotals gigabyte.

Dessutom anger bland huvudparametrarna:

  1. Formfaktor- diskstorlek. 1,8" och 2,5" diskar används i . För en stationär dator bör du köpa en 3,5-tums enhet. De har samma SATA-kontakter och en bärbar enhet kan fungera i en stationär dator. Men små enheter är gjorda med betoning på kompakthet och låg strömförbrukning, och är sämre än större modeller vad gäller hastighet. Och de kostar mer.
  2. RPM- skivans rotationshastighet. Mätt i varv per minut ( RPM- Förkortning av varv per minut). Ju snabbare rotationshastigheten är, desto snabbare skriver och läser skivan information. Men det förbrukar också mer energi. Idag är de vanligaste skivorna med 5400 RPM och 7200 RPM. Lägre varvtal är vanligare i bärbara enheter, hårddiskar med hög kapacitet (större än två terabyte) och så kallade "gröna" enheter, uppkallade efter sin minskade strömförbrukning. Det finns även hårddiskar med rotationshastighet 10000 RPM och 15 000 RPM. De är designade för att fungera i högt belastade servrar och har en ökad tillförlitlighetsresurs, men de kostar också mycket mer än konventionella.
  3. Tillverkare. För tillfället finns det flera stora tillverkare på lagringsmarknaden. Bland dem är det ganska hård konkurrens, så de är inte på något sätt sämre än varandra i kvalitet. Därför kan du välja något av de välkända namnen: Hitachi, HP, Seagate, Silicon Power, Toshiba Transcend, Western Digital.


2022 gtavrl.ru.