Жесткий диск для компьютера — как выбрать по технологии производства, объему памяти, скорости, и производителю
Все программное обеспечение компьютера хранится на его жестком диске. При включении компьютера он одним из первых компьютерных узлов включается в работу и одним из последних – выключается. Любые операции считывания и сохранения информации, запуска программ и приложений, игр, музыки, фото и видео файлов пользователя происходят путем обращения к этому устройству. Магнитный жесткий диск для компьютера, установленный в ПК, сервере или ноутбуке разных производителей, должен обладать большим объемом, быть надежным и обеспечить пользователю скоростной доступ к его информации.
Винчестер, винт – так может называться постоянное запоминающее устройство компьютера, его основная память. Конструктивно он представляет собой параллелепипед длиной 10-15 см, шириной 7-10 см, толщиной 0,7-3 см. Различают встроенные в корпус ноутбука или настольного компьютера диски, и внешние, которые подключаются к компьютеру по USB-кабелю. При создании первых микроконтроллеров с применением микропроцессора применялись постоянные запоминающие устройства на микросхемах, стирание информации в которых производилось ультрафиолетовым облучением.
Создание ПК потребовало разработки устройства быстрой записи, считывания информации. Первые HDD (Hard Disk Drive) созданы по аналогии с виниловыми пластинками – в корпусе находится несколько дисков с магнитным покрытием на вращающемся шпинделе, считывающая и записывающая головка, работающая по принципу магнитной головки магнитофона, механизм ее позиционирования, интерфейс связи с материнской платой. Совсем недавно появились твердотельные накопители больших объемов информации SSD, которые идут на смену HDD, но они пока не сильно распространены ввиду дороговизны.
Технология производства HDD накопителей на жестком магнитном диске для компьютера совершенствуется несколько десятков лет. Сейчас массово используются HDD размером от 1 Тб и выше, стоимость которых от 3000 рублей. Дальнейший рост емкости памяти магнитных накопителей ограничен их размерами и технологическими возможностями. Серьезным их недостатком являются подвижные механические элементы, по вине которых выходит из строя все устройство при встрясках. HDD являются более дешевыми, чем объясняется их популярность для обычных домашних компьютеров.
Магнитные HDD не имели альтернативы до 2009 года, когда было предложено новое устройство хранения больших объемов информации – Solid State Drive (SSD). Основанный на применении микросхем, которые могут располагаться, как на материнской плате, так и в отдельном корпусе, этот тип накопителя появился в серийных детских компьютерах тайваньской компании Quanta Computer с 2007 года в качестве флэш-памяти. Затем уже ASUS начал комплектовать SSD-устройствами линейку нетбуков серии EEE PC 700. Плюсами этой технологии являются:
- беззвучная работа;
- высокая производительность накопителя;
- маленькие размеры;
- низкое энергопотребление.
На стыке двух технологий – старой HDD и инновационной SSD-памяти появился их гибрид – SSHD (Solid State Hybrid Drive). Он представляет из себя жесткий HDD, которому добавлена быстрая флэш-память MLC для организации быстрого и мощного кэша для хранения операционной системы и часто используемых пользователем программ. Объем кэша сейчас устанавливается размером до 8 Гб. При обращении к устройству памяти вначале информация ищется в кэше, и только при ее отсутствии – производится обращение к HDD-памяти. Результатом такой гибридизации является рост скорости работы на 30-40 %.
Как работает HDD
Все накопители можно условно разделить на жёсткие диски (HDD) и твердотельные диски (SSD).
По строению HDD очень похожи на проигрыватели виниловых пластинок, в которых «пластинка» делает от 5 000 оборотов в минуту.
Источник: Ixbt.com
Чем больше дисков, тем больший объём информации можно записать на устройство. HDD производят из композитных материалов, особого пластика и стекла. Сами магнитные диски покрываются специальным ферромагнитным материалом. Именно этот тонкий слой и будет хранить информацию.
Вся площадь делится на окружности — дорожки.
Они, в свою очередь, делятся на отрезки, тем самым разделяя площадь всего диска на сектора. Если выделить все дорожки одного радиуса на всех пластинах, то получится цилиндр.
Так, чтобы получить доступ к отдельной ячейке памяти, нужно знать:
1. Номер цилиндра.
2. Номер головки чтения.
3. Номер сектора.
Основной недостаток жёстких дисков — большое количество движущихся частей. Со временем это приводит к отказу устройства, поэтому даже у самого надёжного HDD есть свой ограниченный ресурс. К физическим ограничениям производительности жёстких дисков относятся:
— ограничение скорости вращения самого диска;
— ограничение скорости перемещения считывающей головки;
— физическая инертность головки чтения-записи;
— плотность записи информации на единице площади пластины.
С твердотельными накопителями, которые появились значительно позже HDD (во второй половине 90-х), всё гораздо проще. Отсутствует понятие пластин, вместо них используются банки данных: на монтажной плате размещается некоторое количество MLC/SLC чипов, каждый из которых представляет собой условный банк данных. Данные на чипе хранятся постранично, что несколько напоминает структуру оперативной памяти.
Источник: Go-radio.ru
Чтобы получить доступ к единичному объёму данных, нам потребуется:
1. Номер банка памяти.
2. Номер страницы памяти.
К физическим ограничениям твердотельных накопителей можно отнести скорость передачи информации внутри платы, а также скорость работы флеш-накопителей.
SSD в целом значительно быстрее HDD, но цена 1 гигабайта в них выше.
Конструкция
Конструкция HDD выглядит одновременно простой и довольно сложной. Собирается он из следующих основных компонентов:
- Корпус — защищает от пыли, влаги
- Магнитные пластины — на них, как раз и производится запись информации
- Головки записи/чтения — они считывают информацию с магнитных пластин
- Двигатель — он вращает магнитные пластины
- Контроллер — управляет работой, по сути это обычная микросхема
В конструкции есть и другие элементы, но эти основные из них.
Что такое винчестер в компьютере — микросхема DDR SDRAM
Другая микросхема DDR SDRAM, установленная на плате, не что иное как чип памяти, имеющий удвоенную способность пропускания информации. Ее количественное выражение зависит от размера кеша жесткого диска. Данная микросхема разделена на два сегмента. Один раздел предназначен для памяти прошивки, в какой то степени находящейся на флеш-накопителе. Другой раздел — буферный, который нужен процессору, для обеспечения загрузки прошивки модуля. На первый взгляд кажется очень трудно разобраться во всей конструкции жесткого диска, поэтому хорошо понимать, что такое винчестер в компьютере.
Третья интегрированная микросхема является контроллером блока управления магнитными головками и мотором для вращения дисков. Контроллер VCM мгновенно выполняет парковку головки и способен прекратить вращение диска. Он также выполняет координирования вспомогательными источниками питания, которые установлены в схеме. От этого дополнительного источника, подается питание на микропроцессор и коммутирующий предварительный усилитель, расположенный в герметичном блоке.
Внешний и гибридный жёсткий диск
Внешние HDD ещё называют переносными, сами по себе такие носители информации являются обыкновенными жёсткими дисками, но в их основе лежит низкое электропотребление, ведь они подключаются к интерфейсам USB и IEEE 1394, а их размеры должны быть наименьшими, это: 1.8 и 2.5 дюйма. Такие переносные устройства чаще всего имеют ударозащитный корпус и выполняют роль мобильный устройств хранения данных. Как же это удобно, когда необходимости взять всю нужную информацию с собой.
К гибридным HDD относятся те накопители в состав которой входит флешь память. Такие жёсткие диски можно назвать более быстрыми в обмене данных: при записи и чтение информации.
Что такое винчестер
Как выглядит жесткий диск.
У жесткого диска есть несколько альтернативных названий. Например, не редко для его обозначения используется аббревиатура HDD, которая расшифровывается как hard disk drive, что можно перевести как накопитель с жестким диском. Еще одно возможное название – винчестер. Это неофициальное сленговое название, появившееся еще в 70-е годы.
Согласно одной из версий, жесткий диск начали называть винчестером из-за сотрудников компании IBM, которые разрабатывали жесткий диск модели 3340. При создании данного устройства инженеры использовали краткое обозначение «30-30». Данное обозначение указывало на то, что жесткий диск состоял из двух модулей по 30 мегабайт. При этом, оно совпало с названием винтовочного патрона .30-30 Winchester для популярной винтовки Winchester Model 1894. Из-за этого совпадения жесткий диск и начали называть винчестером.
Такое название хорошо прижилось и широко использовалось до конца 90-х годов. Позже, оно начало выходить из употребления. Сейчас в США и Европе жесткий диск больше не называют винчестером, но в странах СНГ это называние все еще используется.
Фактор надежности
Такой показатель, как надежность хранения данных является одним из наиболее важных характеристик жесткого диска. Фактор отказа у винчестера — раз в сто лет, из чего можно сделать вывод, что HDD считается наиболее надежным источником хранения данных. При этом на надежность каждого диска непосредственное влияние оказывает условие эксплуатации и само устройство. Порой производители поставляют на рынок еще совсем «сырой» продукт, а потому пренебрегать резервным копированием и полностью полагаться на винчестер нельзя.
С каждым днем стоимость HDD становится всё меньше. Так, например, сегодня цена жесткого диска ATA на 500 Гб составляет в среднем 120 долларов, к сравнению, в 1983 г. винчестер емкостью 10 Мб стоил 1800 долларов.
Из вышесказанного утверждения можно сделать вывод, что стоимость HDD будет продолжать падать, а потому в дальнейшем все желающие смогут приобрести довольно емкие диски по приемлемым ценам.
