Скорее всего, вы могли слышать такое сочетание слов, как «жёсткий диск», HDD, «винчестер» или сокращённо «винт». Это всё названия одного устройства. И это устройство хранит в себе данные всегда, даже если компьютер не работает, т.е. выключен. Можно извлекать ваш HDD из системного блока и подключать к другому ПК. Всё равно вся информация останется не тронутой. Но если вы собрались извлекать его, то лучше почитать, как это сделать во избежание нежелательных ситуаций.
Первый HDD был сделан фирмой IBM ещё до появления ПК. Это был 1957 год и такой жёсткий диск вмещал в себя 5 мегабайт информации и цена его была очень велика. 10Мб диск был разработан для компьютера «IMB PC XT» . У жёсткого диска было 30 дорожек и в каждой по 30 секторов. Подобно маркировке “30/30” карабина марки «Winchester», накопитель начали называть «винчестер», или сокращённо винт.
Конструкция винчестера представляет собой совокупность металлических дисков. Покрыты они особенным веществом, способным отлично сохранять влияние магнитного поля. От одного до трёх таких дисков имеют современные жёсткие диски. Также диски обладают отличной балансировкой и гладкой поверхностью из-за больших скоростей их вращения. Запись на диск осуществляется специальными магнитными головками, чаще всего по одной с каждой стороны диска. Они являются магнитеорезисторными, реагируют на изменение магнитного поля через изменение силы тока, который возбуждается в головке. Сигнал считывается и преобразуется в цифровую форму. Магнитная головка способна, под действием импульсов тока, создавать магнитное поле. Участок диска намагничивается данной головкой в зависимости от направленности магнитного момента. В определённый момент времени подаётся импульс тока. Так производится намагничивание. Происходит это, когда магнитная головка находится в нужном месте.
Размещаются данные на дисках в виде так называемых дорожек. Дорожки это концентрические окружности. В ходе работы HDD, магнитные головки меняют своё положение с одной дорожки на другую. Для перестановки магнитных головок в современных жёстких дисках используют соленоидный привод. Ниже на изображении показано, что они перемещаются по своей оси. С обратной стороны головок прикреплена катушка. Она притягивается электромагнитом в ту или иную сторону. Учитывая то, что диски накопителя крутятся, головка получает доступ к любому месту диска. Когда отключается питание, магнитные головки уходят с поверхности диска. Прикосновение их к поверхности диска недопустимо!
Все считывающие головки изменяют своё положение одновременно, и их блок является одним целым. Каждую из сторон считывает своя головка. Какой промежуток времени мы бы не взяли, головки размещаются над разными дисками, но над одной и той же окружностью. Совокупность дорожек, если смотреть в вертикальной плоскости, образует цилиндр.
Дорожка состоит из секторов. 512 байт данных хранится в каждом из секторов. Сектор это наименьший элемент пространства диска. Произведение количества головок, цилиндров и секторов есть максимально возможный объём хранимых данных на жёстком диске. Если смотреть технологической точкой зрения, то легче производить накопители с высокой плотностью дорожек и меньшим количеством дисков.
Не лишним будет освятить такой нюанс. Физическое и логическое размещение головок, цилиндров, секторов. О физическом говорилось выше, а сейчас о логическом, то есть, как видит ваш ПК. Программа Setup заносит параметры по-своему. Чаще всего эти параметры указываются на крышке HDD. В последующих действиях компьютер использует логическую разбивку. Существует такое понятие как трансляция параметров диска. Существует оно для согласования физического и логического размещения параметров диска. Блок, преобразующий логические координаты в физические находится на самом жёстком диске. Тем самым он обеспечивает допуск магнитных головок в нужный участок физического диска.
В процессе производства винчестеров, не получится уйти от определённого процента бракованных дорожек или секторов. Во время низкоуровневого форматирования, бракованные участки помечаются. В дальнейшем при использовании жёсткого диска они не учитываются.
Какой жесткий диск выбрать?
Одной из главных характеристик накопителя это его ёмкость или другими словами, какое количество данных можно записать на него (музыка, фильмы, игры программы и т.д.). Ёмкость жёстких дисков чаще всего измеряется в гигабайтах. Те кто изготавливают накопители, т.е. производители, приравнивают 1Гб=1000Мб, а 1Мб=1000Кб и т.д. . А так как в информатике считают не 1000, а 1024, то ваша ОС обнаружит памяти меньше, чем заявлено на устройстве изготовителем.
Также неотъемлемо важна такая характеристика как скорость вращения шпинделя. Этот показатель влияет на скорость работы HDD. Т.е. насколько шустро он будет обмениваться данными с другими составляющими компьютера. Скорость считывания и записи информации с HDD тем быстрее, чем быстрее может крутится шпиндель. В среднем для настольных компьютеров 7200 об/мин. Однако, стоимость устройства значительно повышается, если данная характеристика хороша. Эта характеристика скорости вращения связана с временем произвольного доступа. Продавцы редко указывают этот параметр, когда вы производите покупку, но в интернете вы её отыщете без труда. Это время произвольного доступа рассказывает о том, за какой промежуток времени винчестер прочтёт или запишет данные на любом участке диска. Измеряется это в миллисекундах. Соответственно чем меньше это время, тем лучше.
Ещё полезно знать, каким интерфейсом оборудован наш жёсткий диск. Если проще, то какой разъём имеет HDD для подсоединения к материнской плате. Сегодня есть такой устаревающий IDE или новый SATA. В случае если материнская плата на вашем ПК поддерживает SATA, то конечно разумнее будет поставить винчестер с этим интерфейсом. Т.к. он работает быстрее и его удобнее устанавливать.
Ещё бывают диски для серверов. Они тех же размеров что и для настольных ПК, но работают быстрее. Скорость вращения их шпинделя может достигать 15000. Интерфейсы в них бывают последовательные SAS и SATA, параллельные SCSI. В сравнении с HDD для настольных ПК, серверные HDD гораздо качественнее. Продолжительность непрерывной работы около 1000000 часов.
Существуют ещё и внешние жёсткие диски. Их предназначение в том чтобы хранить и перевозить большие объёмы данных. Их могут называть мобильными носителями. С их помощью можно транспортировать аудио-, видеозаписи, офисные архивы. В комплект внешнего винчестера входит контроллер подключения. Контроллеры поддерживают USB 2.0, 3.0 и FireWire.
Винчестеры для ноутбуков имеют среднюю скорость вращения приблизительно 5400 и 4200 об/мин. Должны они также и обладать высокой ударостойкостью. Рассмотрим интерфейсы подключения HDD.
USB – последовательная передача данных. Пропускная способность USB 1.1 12 Мбит/с, USB 2.0 480 Мбит/с USB 3.0 5 Гбит/с.
IDE – параллельная передача данных. Пропускная способность около 133 Мб/сек. Обычно этот интерфейс использует настольный ПК и ноутбуки. SATA – его конкурент.
SATA – тоже параллельная передача данных. Пропускная способность сильно отличается в хорошую сторону. Порядка 300 Мб/с. Данный интерфейс устойчивее к помехам и значительно лучше IDE.
SCSI – параллельная передача данных. В большинстве своём используется в работе с серверами. Высокая надёжность и производительность.
Serial Attached SCSI, сокращённо SAS – последовательная передача информации. Усовершенствованная модификация SCSI. Улучшена производительность и надёжность.
FireWire – последовательная передача. Скорость близится к 400 Мбит/с. Лучшее решение при работе с видео.
В зависимости от ваших нужд и описание выше, поможет вам ответить на вопрос, в каком жёстком диске вы нуждаетесь.
А сейчас о том как установить новый жесткий диск
Подключение винчестера с использованием IDE интерфейса.
При подключении винчестера необходимо отключить питание компьютера и отсоединить защитную крышку системного блока. Далее если взглянуть на материнскую плату, то можно увидеть, что на неё сосредоточены два контроллера для подсоединения винчестеров с интерфейсом IDE. Первичный и вторичный, к каждому из которых можно подключать два накопителя. Первый диск, подключенный к первому контроллеру, носит название master. Второй – slave (подчинённый). В итоге в системе может быть до 4 IDE накопителей. Первичный (primary) мастер и подчинённый и вторичный (secondary). На материнской плате первый и второй контроллеры помечаются IDE 0 и IDE 1.
С помощью шлейфа данные накопители и подключаются. На сегодняшний день имеет две модификации. 40-контактый устаревший серого цвета и 80-контакный жёлтый. Разумнее будет применять 80-контактый, ведь у него пропускная способность выше.
Один из концов шлейфа следует соединить, сопоставляя ключи разъёмов с разъёмом IDE на материнской плате. Вместе с этим нужно будет приложить небольшое усилие. Второй конец соединяйте с жёстким диском. Теперь необходимо выбрать режим работы HDD,slave или master. На винчестере около разъёма подсоединения шлейфа располагается панель, с помощью которой можно выбрать режим. Делается это передвижением джампера. Устанавливаем в нужное положение, которое будет соответсвовать режиму работы который вы хотите задать.
Для того чтобы понять куда поставить этот самый джампер, на каждом накопителе есть сверху наклейка. На ней изображена карта режимов. Есть один момент, что в некоторых случаях главное мастер устройство носит название device 0, а подчинённое device 1.
Плюс ко всему надо понимать, что не должно подключаться два подчинённых и два главных устройства на один контроллер. В том случае если к контроллеру уже подключено устройство, отключаете его. Проверяем режим работы, если slave то ставим master и наоборот. Стабильность работы системы не может быть гарантирована, если изменить режим работы, который уже был. К примеру, в случае если вы при установке нового жёсткого диска и режима мастер на него, а старый сделаете подчинённым. Получится что операционная система попытается загрузится с нового, а так как там нет установленной ОС, то это затея не удастся.
Кроме всего прочего также есть режим «cable select», т.е. выбор кабеля. Подчинённым или главным накопителем будет устройство в этом режиме зависит от того каким образом оно подключено к шлейфу. Чтобы разобраться, на каждом шлейфе для этого есть пометки.
Когда путь подключения шлейфа и выбора режима работы пройден, подключаем питание. Из блока питания исходят много четырёхконтактных разъёмов с проводами разных цветов. Используя любой из них подсоединяем к подходящему разъёму в жёстком диске.Чаще всего ближайшим к вам будет провод жёлтого цвета.
Как установить второй жесткий диск
Подключаем накопитель как это описано выше и для SATA ниже. Далее включаем ПК. Нажимаем правой кнопкой мыши на Мой компьютер. Выбираем «управление» а в нём управление дисками. Соответственно там нужно выбрать новый диск. Дисковое пространство накопителя не размеченное и это будет написано. Для создания раздела правая кнопка мыши. Далее можно делить диск, выбрать нужно файловую систему NTFS. Компьютер предложит форматировать диск, следует его отформатировать. Выбираем букву и всё. Если что-то не так или не понятно, то нюансы установки второго жёсткого диска можно найти в этой же статье.
Подключить SATA-диск
У кабеля SATA на концах два одинаковых разъёма. Один из концов идёт к материнской плате, другой в винчестер. У него также нет никаких перемычек. Один разъём SATA позволяет подключать только один диск.
Находим разъём SATA на плате
Другой конец кабеля SATA подсоединяем в разъём накопителя
Теперь следует подключать к жёсткому диску SATA питание. Специальный кабель 3.3В для того чтобы это сделать имеется в комплекте с вашим винчестером.
В некоторых случаях в комплект добавляют переходник. Он для того что бы подсоединить обычный кабель питания к диску SATA.
Для установки необходимого режима воспользуемся BIOS’ом.
Чтобы зайти в настройки БИОСа в процессе включения вашего ПК, нажмите клавишу delete.
Перед вашими глазами откроется BIOS. В нём необходимо перейти на необходимый раздел и выбрать в нём режим работы для каждого найденного системой диска.
Почему не видит жесткий диск?
Иногда бывает такое, что при установке операционной системы, необходимо предоставить драйвера для работы с накопителем. Эти драйвера должны быть в комплекте с винчестером. При необходимости установки второго диска, в случае когда ОС уже стоит, необходимо подключить накопитель, питание, запустить компьютер и поставит драйвера. На крайний случай убедитесь что все кабели подключены правильно. При правильности всего вышеописанного у вас не должно возникнуть вопроса почему не видно жёсткого диска?
Если вдруг окажется что у вас на материнской плате нет разъёма SATA и вы уже купили жёсткий диск. Нужно купить контроллер SATA, подсоединить его к PCI разъёму на материнской плате и к контроллеру винчестер.
Установка перемычки (джамперов)
Жесткие диски — в числе ключевых компонентов ПК или ноутбука. во многом зависит от характеристик данных девайсов. Какие разновидности жестких дисков представлены на современном рынке? Как выбрать оптимальный с точки зрения решения типичных пользовательских задач девайс?
Что такое жесткий диск?
Жесткий диск — это основное устройство хранения файлов на ПК или ноутбуке. Конструкционно представляет собой вращающуюся магнитную пластину со считывающим и записывающим элементом — головкой. На сленге любителей компьютерной техники называется «винчестером», «винтом», «хардом». Специфика функционирования жестких дисков в том, что считывающая и одновременно записывающая головка не контактирует с магнитной пластиной. Благодаря этому, а также ряду иных конструкционных особенностей, устройство функционирует долго и может рассматриваться как одно из самых надежных средств для хранения информации.
Жесткий диск — ресурс, на котором, как правило, располагаются системные файлы, то есть те, что присутствуют в структуре ОС, различных приложений, игр. Инсталляция ПО практически всегда предполагает задействование ресурсов «винчестера».
Большинство современных моделей компьютеров поддерживает подключение нескольких жестких дисков. В ноутбуках чаще всего размещается только один жесткий диск — в силу небольших габаритов соответствующих устройств. При этом если речь идет о типа (их специфику мы рассмотрим чуть позже), то максимальное их количество чаще всего ограничивается доступностью соответствующих слотов на ПК, а также характеристиками производительности компьютера.
Итак, жесткий диск — важнейший аппаратный компонент компьютера. Наша задача — определить критерии оптимального выбора соответствующего девайса для ПК. Для ее решения полезно будет исследовать для начала классификацию «винчестеров».
Классификация жестких дисков
Рассмотрим, таким образом, в каких разновидностях представлены современные жесткие диски на рынке компьютерной техники.
В числе самых популярных типов девайсов — жесткий диск компьютера, который соответствует форм-фактору 3,5 дюйма. Такие диски имеют скорость вращения 5400 либо 7200 оборотов в минуту. Коммуникация «винчестеров» с ПК осуществляется с помощью различных интерфейсов. Самые распространенные — IDE и SATA.
Есть жесткие диски, адаптированные для серверов. Размер их, как правило, тот же, что и в ПК, однако скорость оборотов таких устройств гораздо выше — порядка 15000 вращений в минуту. «Винчестеры» для серверов соединяются с основными аппаратными компонентами чаще всего через интерфейс SCSI, но возможна поддержка последовательных стандартов SATA или SAS. Серверный жесткий диск — это исключительно надежное устройство, что неудивительно: компьютеры, на которые подобные накопители ставятся, призваны обслуживать ключевые участки цифровой инфраструктуры компаний, государственных организаций, интернет-провайдеров.
Указанные типы «винчестеров» подлежат установке внутри системного блока ПК или сервера. Но есть и внешние жесткие диски. Они подключаются к одному из наружных портов компьютера — чаще всего USB или FireWire. Их функциональность в целом аналогична той, что характеризует устройства внутреннего типа. Объем жесткого диска, относящегося к категории внешних, как правило, достаточно большой — порядка 500-1000 Гб. Дело в том, что подобного типа устройства часто используются для перемещения от одного компьютера к другому больших объемов данных.
Существуют жесткие диски, адаптированные для ноутбуков. Размер их меньше, чем у «винчестеров», рассчитанных на установку в «десктопные» компьютеры — 2,5 дюйма. Скорость жесткого диска для ноутбука — чаще всего 4200 либо 5400 оборотов в минуту. Функционируют такие винчестеры обычно при задействовании интерфейса SATA. Характеризуются высокой устойчивостью к изменению положения, что вполне логично с учетом специфики пользования ноутбуками.
В числе самых технологически продвинутых разновидностей жестких дисков — твердотельные накопители. Их, в принципе, можно считать отдельным классом устройств, так как в их структуре нет движущихся пластин. Данные в подобного типа жестких дисках записываются на флеш-память. Устройства такого типа имеют как преимущества, так и недостатки.
Многие ведущие мировые производители ПК адаптируют свои фабричные линии к выпуску девайсов, оснащенных именно твердотельными накопителями. Данного типа жесткие диски стоят дороже, чем те, в структуре которых присутствуют вращающиеся элементы. Однако в сравнении с ними они характеризуются пониженным энергопотреблением, практически полным отсутствием шума при работе, во многих случаях — меньшим весом. Относительно скорости можно отметить, что типичный показатель для твердотельных жестких дисков — 300-400 Мб/сек, что очень прилично на фоне ведущих коммуникационных стандартов, поддерживаемых современными компьютерами.
Интерфейсы
Успешная установка жесткого диска в ПК во многом зависит от наличия в нем необходимых интерфейсов. Рассмотрим специфику самых распространенных стандартов коммуникации на современном рынке компьютерной техники. Это будет полезно для соотнесения задач пользователя и типа «винчестера», который оптимально подойдет для их решения.
В числе самых распространенных интерфейсов для подключения внешних жестких дисков — USB. При этом данный коммуникационный стандарт может быть представлен в разных версиях — 1, 2 и 3. Скорость жесткого диска непосредственным образом зависит от его совместимости с соответствующей технологией. Касательно 1-й версии интерфейса можно сказать, что при его использовании возможна передача данных на 12 Мбит/сек, 2-я гарантирует обмен файлами со скоростью до 480 Мбит/сек, 3 поколение USB-интерфейсов обеспечивает показатель в 5 Гбит/сек. Если предполагается использование девайса не только для хранения файлов, но также, например, для инсталляции игр или программ, то лучше всего, если он будет поддерживать самые современные интерфейсы USB — во 2-й версии, а еще лучше в 3-й.
Внешний жесткий диск компьютера может быть также подключен с помощью интерфейса FireWire. Он характеризуется высокой скоростью передачи данных — порядка 400 Мбит/сек. Исключительно эффективен при работе с видеофайлами.
Рассмотрим стандарты, используемые при установке в ПК накопителей внутреннего типа. Считающийся относительно устаревшим, однако до сих пор популярный интерфейс — IDE.
Он может передавать данные со скоростью порядка 133 Мб/сек. Распространен в настольных ПК — во многом из-за достаточно большой величины разъема, неоптимального для конструкционной структуры ноутбука.
Интерфейс SATA — результат совершенствования стандарта IDE. Позволяет передавать данные со скоростью до 300 Мб/сек. Характеризуется повышенной защищенностью от помех. Активно используется в ноутбуках — благодаря относительно небольшой величине разъема, а также хорошей скорости передачи данных.
Интерфейс SCSI, как мы отметили выше, ставится, главным образом, на серверах. Также характеризуется высокой скоростью передачи данных — порядка 320 Мб/сек. Есть модернизированная модификация рассматриваемого интерфейса — SAS. Жесткие диски, функционирующие при его задействовании, могут обеспечивать обмен данными на скорости порядка 12 Гбит/сек.
Критерии выбора жесткого диска
Характеристики рассмотренных нами выше интерфейсов можно считать значимыми критериями при выборе жесткого диска. Также мы озвучили ряд иных важных параметров — таких как скорость вращения элементов девайса, форм-фактор. Но самая, вероятно, значимая в аспекте выбора оптимальной модели девайса характеристика — память жесткого диска. Во многом этот параметр субъективен — многие пользователи предпочтут более скоростной «винчестер», чем тот, в котором можно будет размещать большое количество файлов. Однако - все-таки первое, на что обращают внимание многие пользователи.
Важнейший аспект выбора «винчестера» - некоторые из его номинальных характеристик (например, совместимость с теми или иным интерфейсами) должны быть совместимы с коммуникационными возможностями ПК. Бывает так, что жесткий диск компьютера невероятно технологичен, однако поддержка соответствующих стандартов на материнской плате ПК недостаточная. Рассмотрим ключевые нюансы совместимости «винчестеров» и некоторых аппаратных компонентов современных компьютеров.
Важна совместимость размеров
Выше мы отметили, что жесткие диски различаются размерами. Может показаться, что этот параметр — второстепенный. Но зачастую он оказывается едва ли не определяющим. Дело в том, что установка жесткого диска в ПК или в соответствующую область ноутбука будет крайне затруднена, если размер накопителя будет слишком маленьким, и потому неоптимальным с точки зрения использования доступного в структуре девайса пространства. Она будет практически невозможна, если габариты окажутся слишком большими - «винчестер» попросту не влезет в компьютер.
Конечно, данная закономерность характерна главным образом для ноутбуков, так как проблем с размещением жесткого диска в «десктопных» ПК обычно не возникает (во многом в силу доступности различных дополнительных приспособлений). Поэтому, планируя приобретать новые жесткие диски для ноутбука, нужно знать, каков точный размер текущих. Выше мы отметили, что в соответствующих типах компьютеров распространены «винчестеры» с форм-фактором 2,5 дюйма. Но нужно иметь в виду, что в некоторых моделях ноутбука устанавливаются жесткие диски в размере 1,8 дюйма.
Совместимость коммуникационных стандартов
Совместимыми должны быть также и коммуникационные интерфейсы «винчестера» и материнской платы ПК. Главный нюанс здесь — различия в версиях стандартов обмена данными. Так, есть три разновидности Важно, чтобы соответствующий стандарт коммуникаций, поддерживаемый накопителем, был также совместим с материнской платой. Может получиться так, что пользователь купит дорогой, обеспечивающий обмен данными по современному стандарту SATA 3, жесткий диск (цена таких моделей может составлять порядка 10 тыс. руб.), но компьютер не сможет его полноценно поддерживать. Владелец ПК, таким образом, может существенно переплатить.
То же самое касается соотнесения поддерживаемых «винчестером» и ПК стандартов USB. Если жесткий диск рассчитан на подключение через интерфейс USB 3.0, а материнская плата его не поддерживает, то технологические возможности соответствующего стандарта также не будут в полной мере реализованы. Касательно интерфейса FireWire можно сказать, что, покупая поддерживающий его жесткий диск (цена девайса также может быть приличной — порядка 8-10 тыс. руб.), необходимо убедиться, что ПК в принципе совместим с ним. Данный коммуникационный стандарт типичен для ноутбуков, но отсутствует на многих «десктопных» ПК. Конечно, жесткие диски, поддерживающие FireWire, как правило, одновременно совместимы также и с интерфейсами USB, и крайне маловероятно, что устройство окажется нефункциональным в силу отсутствия порта FireWire на ПК. Но если пользователь, например, рассчитывал задействовать самое явное конкурентное преимущество FireWire — эффективную работу с видеоданными, то он может не получить желаемых результатов работы винчестера.
Оптимальный объем
Как мы отметили выше, объем в качестве основной характеристики такого устройства, как жесткий диск, — это очень субъективный параметр. Многим пользователям вполне хватает, условно говоря, нескольких гигабайт дискового пространства — например, если они работают преимущественно с документами. Кому-то и жесткий диск на терабайт покажется недостаточно вместительным в силу частого размещения на нем больших объемов мультимедийного контента — видео, фотографий, музыки.
Рекомендовать оптимальный объем накопителя достаточно сложно. Но концепция «чем больше — тем лучше» - не всегда лучший вариант, опять же с экономической точки зрения. Можно потратиться на дорогой, вместительный жесткий диск — 1TB. Целый терабайт будет, таким образом, в распоряжении — но на практике он может использоваться едва ли наполовину. При этом при покупке менее вместительного, но стоящего дешевле накопителя освободившиеся финансовые средства можно направить на улучшение производительности ПК или ноутбука (например, купить дополнительный модуль ОЗУ или более мощный кулер на процессор).
По мнению ряда IT-специалистов, жесткий диск на 500 Гб — оптимальное решение для большинства пользовательских задач. Так, на «винчестере» соответствующего объема можно разместить порядка 100-150 тыс. фотографий в хорошем качестве, инсталлировать около 100-150 современных игр. Если владелец ПК — не коллекционер фотошедевров и не геймер, то маловероятно, что он задействует хотя бы половину соответствующего ресурса. Но если он, в свою очередь, увлекается фотографированием и играми, то тех возможностей, которые ему даст жесткий диск на 500 Гб, действительно может оказаться недостаточно. Вместе с тем данный объем «винчестера» рассматривается как один из оптимальных с точки зрения типичных задач, которые решают современные пользователи.
Скорость оборотов
Другой важный параметр, который характеризует жесткий диск — это скорость оборота пластин. Относительно него можно сказать, что он важен с точки зрения фактической скорости передачи данных, а также динамики обработки операционной системой различных файлов. Если «винчестер» используется как основной, то есть на нем стоит ОС, на него инсталлируются программы и игры, то лучше, если рассматриваемая характеристика будет выражаться в как можно больших величинах. Если пользователь покупает второй жесткий диск, предназначенный главным образом для хранения файлов, то в этом смысле скорость вращения пластин — не самый важный показатель.
Чем выше значение рассматриваемого показателя, тем дороже накопитель. В этом смысле переплата за более высокие обороты при том, что их наличия не требуется, может, опять же, оказаться нежелательной. «Винчестер» с большой скоростью вращения дисков издает существенно больше шума, чем тот, у которого обороты скромнее, а также характеризуется большим энергопотреблением. Оптимальный показатель для современных жестких дисков, при котором возможно эффективное решение большинства пользовательских задач — 7200 оборотов в минуту.
Кэш-память
В числе значимых показателей производительности накопителя — кэш-память. Задействуя данный ресурс, жесткий диск может существенно ускорять процедуры выполнения многих операций с файлами. В кэш-памяти фиксируются наиболее частые алгоритмы запросов к тем или иным ресурсам компьютера. Если некие данные присутствуют в кэш, то «винчестеру» нет необходимости искать их в пространстве оперативной памяти либо среди файлов. Чем больше размер кэш-памяти, тем лучше. Но рекомендуемая многими экспертами оптимальная величина соответствующего показателя — 64 Мб.
Имеет ли значение бренд?
Имеет ли смысл выбирать жесткий диск при прочих равных, ориентируясь на бренд? Мнения IT-экспертов и пользователей на этот счет очень разные. Это касается как рекомендации ориентироваться на бренд, так и точек зрения на качество накопителей, выпускаемых конкретным производителем. Одни пользователи будут характеризовать исключительно позитивно свой, выпущенный компанией Samsung, жесткий диск, отзывы других владельцев девайса от корейского бренда могут быть менее восторженными. Некоторые IT-эксперты хвалят бренды Hitachi, Toshiba, другие не считают их чем-то лучше конкурентов. Вместе с тем указанные компании — лидеры рынка. Данный факт в любом случае стоит рассматривать как значимый. Статус лидера высококонкурентного рынка компьютерных комплектующих не дается легко. Этому, вероятно, способствует высокое качество производимых товаров.
Итак, если нам нужен жесткий диск для ПК или ноутбука, то мы можем ориентироваться на следующую совокупность критериев:
Размер (актуально главным образом для ноутбуков - нежелательно, чтобы соответствующий показатель был меньше, чем слоты, предусмотренные для размещения жестких дисков, недопустимо — чтобы он был больше);
Поддерживаемые стандарты (важно, чтобы технологичные интерфейсы на «винчестере» были в полной мере совместимы с ресурсами ПК);
Объем (субъективно, но 500 Гб — оптимальный показатель для большинства пользовательских задач);
Скорость вращения пластин (оптимально — 7200 оборотов в минуту);
Кэш-память (оптимально — 64 Мб).
Желательно также, чтобы «винчестер» был выпущен фирмой-производителем, которая находится на лидирующих позициях на мировом рынке в соответствующем сегменте устройств.
Здравствуйте Друзья! Что такое жесткий диск или HDD? Жесткий диск это накопитель на жестких магнитных дисках. Сокращенно — НЖМД или hard (magnetic) disk drive — HDD или MHDD. Первый жесткий диск был выпущен компанией IBM в 1956 году имел габариты около одного метра кубического и был способен запомнить до 3.5 МБ информации (смотрите рисунок слева из википедии). В его состав входили 50 магнитных дисков диаметром 610 мм. Поверхность дисков была покрыта чистым железом, благодаря чему и была возможность намагничивать участки и запоминать данные. Этот жесткий диск весит 971 кг и входил в состав первого серийного компьютера IBM 305 RAMAC. Дальше технологии развивались и дошли до того, что вы видите в своих настольных ПК и ноутбуках . Жесткий диск так же называют хард, винчестер или сокращенно — винт. Название винчестер пошло их 70-х годов. В то время компания IBM выпустила новый компьютер с более современным жестким диском, который представлял из себя два шкафчика, каждый запоминал до 30 МБ информации. Была проведена аналогия с винтовкой Winchester, использовавшей патрон 30-30. Наверно, после этого за жесткими дисками, скорее всего навсегда (по крайней мере у русскоязычного населения), закрепилось название — винчестер или сокращенно — винт.
Современный жесткий диск состоит из:
- корпуса
- блока электроники
- блока позиционирования актуатора
- блока с магнитными пластинами
Рассмотрим каждый подробнее
Корпус . Это как кузов автомобиля. На нем все держится. Основная задача — обеспечивать необходимую жесткость и герметичность. Жесткость необходима для защиты диска от внешних повреждений. Герметичность — для исключения попадания посторонних частиц внутрь диска. Корпус изготавливается из тепло-проводящего сплава, так как при работе устройства выделяется тепло и его нужно как-то отводить. Подробнее об охлаждении HDD можно прочитать . Для выравнивания давлений снаружи и внутри корпуса делается маленькое окошко с гибкой металлической пластинкой.
Блок электроники
Состоит из:
- интерфейсного блока
- буфера или кэша
- управляющего блока
Интерфейсный блок отвечает за связь жесткого диска с компьютером . В ПЗУ — постоянном запоминающем устройстве, записывается служебная информация и прошивка диска. Буфер — кэш память на подобии оперативной памяти . В нее помещается часто используемая информация, что увеличивает быстродействие HDD. Скорость чтения из кэша приближается к максимальной для интерфейса диска. На данный момент наиболее распространен интерфейс SATA III с максимальной пропускной способностью в 6 Гбит/с. Управляющий блок отвечает за функционирование всего устройства. Он следит за скоростью вращения блока с магнитными пластинами и положения блока с актуаторами.
Состоит из актуатора (устройство для записи и чтения информации), кронштейна (на котором все это работает) и привода. Привод получает команды где ему читать и куда записывать информацию от блока управления. (Рисунок ниже взят с сайта http://www.3dnews.ru/editorial/640707)
Блок с запоминающими пластинами . Состоит из привода, дисков или пластин и сепараторов. Последние служат для задания определенного расстояния между пластинами. Диски с сепараторами крепятся на приводе. Последний поддерживает постоянную скорость вращения.
2. Как работает жесткий диск?
При включении компьютера блок управления подает питание на привод с магнитными дисками и ждет пока последний не выйдет на заданную частоту вращения. Как только это происходит компьютер получает сигнал о готовности HDD. Далее идет запрос информации. В дело вступает блок позиционирования, который задает нужное положение актуатора. Данные считываются и попадают в интерфейсный блок, а от туда в оперативную память .
Раньше актуаторы касались магнитных дисков. С увеличением скорости последних потребовалось другая технология. При этом актуатор парил над магнитной поверхностью и касался в определенном месте диска. Технология пошла дальше, скорости вращение пластин выросли и блок с актуаторами стали парковать вне пластин. То есть актуаторы находятся рядом с пластинами пока не достигнута нужная скорость вращения магнитных дисков.
Благодаря высокой скорости вращения дисков создается воздушный поток, который поднимает головку актуатора над поверхностью. Этот же воздушный поток сдувает с поверхности попавшие внутрь пылинки на специальный фильтр в корпусе. Так же в корпусе имеется адсорбент для удаления остатков влаги.
В современных жестких дисках расстояние между считывающей головкой и поверхностью магнитной платины < 10 нм. Благодаря тому, что считывающие головки никогда не касаются магнитных пластин отсутствует трение и продлевается срок жизни HDD.
Каждая магнитная пластина разделена на кольцевые дорожки шириной около 60 нм. Последние в свою очередь поделены на кластеры. Обычно кластер равен 4 КБ. Каждый бит информации представляет собой площадку на дорожке, которая может быть намагничена -1 или нет -0. Эти площадки так же называются доменами. Чем меньше размер этой площадки, тем больше информации поместится на дорожке и более емкий получится жесткий диск. В начале развития применялась продольная запись. Площадка располагалась вдоль дорожки. В дальнейшем эту технологию заменила перпендикулярная запись, что позволило увеличить плотность данных и в свою очередь увеличить емкости HDD.
Совокупность дорожек равноудаленных от центра вращения двигателя называется цилиндром.
До того как жесткие диски перешагнули рубеж ёмкости в 500 MB хватало системы позиционирования CHS (cylinder-head-sector цилиндр-головка-сектор). С ростом объема в 1994 году была принята линейная система позиционирования LBA (linear block addressing). В случае с CHS жесткий диск был прозрачен для операционных систем, С применением же линейной адресации система обращается к нужному сектору жесткого диска, а уже блок управления HDD разбирается где находится физически этот сектор.
Блок позиционирования актуатора. Приводится в движение с помощью соленоидного двигателя. Последний состоит из статора и катушки. Статор состоит из одного или двух постоянных, сильных неодимовых магнитов. Точное позиционирование кронштейна с головками происходит путем подачи напряжения определенной силы на катушку (рисунок взят с http://www.3dnews.ru/editorial/640707)
От силы магнитов зависит скорость позиционирования головок и следовательно — время доступа к информации. Последнее в жестких дисках варьируется в пределах от 3 до 12 мс. Чем время меньше, тем быстрее и дороже жесткий диск. У компании WD есть три серии жесткий дисков : зеленая, синяя и черная. В зеленой применяется один неодимовый магнит и скорость вращения шпинделя 5400 об/мин. За счет этого получается довольно скромная производительность, зато приличная экономичность и низкое энергопотребление. У синих дисков применяется такой же магнит и скорость вращения поднимается до 7200 об/мин. По скоростным характеристикам он занимает промежуточное положение между зелеными и черными HDD. У черных же применяются два магнита и скорость в 7200 об/мин. Это позволяет добиться максимального быстродействия. Еще выше поднять быстродействие можно повысив скорость вращения двигателя с магнитными пластинами до 10000 или 15000 об/мин. Эти диски обладают минимальным временем доступа к информации и применяются в основном в серверах. Твердотельные диски со скоростью доступа < 1 мс пока остаются вне конкуренции.
Жесткие диски при работе производят два вида шума. От быстровращающихся магнитных дисков и от удара блока с головками об ограничитель. Последний возникает при возврате блока с головками в парковочную позицию. Для уменьшения этого удара производители ставят резиновые подкладки, но иногда и это не спасает, особенно в шустрых дисках. Существует два пути снижения шума от HDD. Первый сделать амортизирующие крепления в корпусе ПК. Об этом подробней можно прочитать . Путь второй — использовать технологию AAM, о которой написал подробнее .
3. Производство и производители жестких дисков
В начале было около 70 производителей HDD. Благодаря конкуренции их осталось всего три. Это Toshiba, Seagate и WD. На схеме ниже вы можете посмотреть в какие года происходили поглощения
Производство . В механическом цехе из алюминиевой болванки цилиндрической формы нарезаются заготовки. Затем заготовкам придается нужная форма возможно даже на токарных станках. После заготовки поступают в полировочный цех где поверхности полируются до нужного уровня. Затем происходит контроль и заготовки идут в цех нанесения магнитного покрытия. После снова происходит контроль. Затем происходит сборка жесткого диска и низкоуровневое форматирование . При этом процессе магнитные пластины разбиваются на дорожки и проверяются на битые или не читаемые сектора. Последние сразу помечаются чтобы исключить в них запись информации. На каждой дорожке есть некоторый резерв секторов. Именно из этого резерва происходит замена обнаруженных при работе сбойных участков.
Отдельно необходимо сказать про производство головок для чтения и записи информации. В современных жестких дисках каждый актуатор состоит из двух головок, для чтения и для записи. Сложность производства головок сравнима со сложностью производства процессоров , так же используется фотолитография. Устройства головок составляет производственную тайну.
Заключение
В статье мы затронули немножко истории приведя картинку первого жесткого диска выпущенного в 1956 году. Сказали возможную причину называния накопителей на магнитных жестких диска коротким словом — винт. Затем рассмотрели состав жесткого диска, то что скрывается внутри его корпуса. Постарались уделить внимание каждому блоку отдельно. Рассмотрели работу жесткого диска. В конце разобрались с производителями и самим производством HDD. Надеюсь вы вместе со мной продвинулись в теме HDD.
Жёсткий диск это устройство на вашем ПК, где хранятся файлы ипрограммы. Причём даже отключённый от электричества он будет верно хранить вашу информацию и ничего не забудет. Чего не скажешь об используемом для запуска программ устройстве памяти RAM , которое без подачи питания не сможет сохранить текущую информацию.
За организацию жёсткого диска отвечает операционная система. Она занимается обслуживанием и поддержкой всех остальных программ.
Большинство систем, используют понятие файла или архива, и тот и другой термин означают одно и то же. Файл может быть, например, песней, фотографией, фильмом или программой. Эти файлы можно организовать в папки, которые, в свою очередь, вполне могут содержать другие вложенные подкаталоги.
Чем жёсткие диски друг от друга отличаются.
Наиболее важной характеристикой жёсткого диска без сомнений является его ёмкость. Обычно она измеряется в гигабайтах, в последние несколько лет в терабайтах. Чем больше ёмкость (размер) жёсткого диска – тем больше файлов (фильмов, документов и программ) на нём может храниться.
Ещё один важный момент − скорость передачи. Она определяет скорость доступа к расположенным на жёстком диске данным.
Какие существуют типы жёстких дисков.
По своей внутренней технологии.
Магнитные. В них содержаться несколько намагниченных жёстких дисков. Эти диски вращаются, а за чтение информации отвечает головка чтения-записи. Работа жёсткого диска чем-то напоминает работу проигрывателя аудиодисков.
Твердотельные. Также известные как SSD. В этом случае используются не вращающиеся диски, а массивы транзисторов. Каждый транзистор отвечает за хранение единицы информации. Так как в них нет ускоряющих доступ к информации движущихся частей, они естественно более устойчивы к ударам, потребляют меньше энергии и почти не шумят. Единственная проблема SSD − высокая цена.
Интерфейс жёсткого диска.
Интерфейс это тип разъёма для подсоединения жёсткого диска к другим устройствам. Наиболее часто используются в современных компьютерах интерфейсы IDE и SATA. Подключение по IDE уже устаревшая технология. Современный стандарт SATA обеспечивает более высокую скорость соединения.
Жёсткие диски по местоположению.
Внутренние . Как следует из названия, эти жёсткие диски размещаются внутри коробки ПК.
Наружные . Подключаются к ПК через USB-соединение или внешнее SATA подключение. Они медленнее и более подходят для хранения не часто используемой информации, например архивы.
Какой жёсткий диск мне подойдёт.
Это зависит, как и почти всё, от типа использования и ваших финансовых возможностей. Для обычного пользователя главное размер жёсткого диска и в гораздо меньшей степени его тип. Но для профессиональных пользователей, особенно для тех кто серьёзно занимается обработкой видео, лучше не пожалеть денег и приобрести SSD.
Какой выбрать размер жёсткого диска.
Ка и в случае с оперативной памятью, чем больше, тем естественно лучше. Поверьте, какого бы размера вы не купили, через несколько лет он будет полностью заполнен.
Что такое HDD, жёсткий диск и винчестер - эти слова являются разными широко распространёнными терминами одного и того же устройства, входящего в состав компьютера. В связи с необходимостью хранения информации на компьютере появились устройства, хранители информации как жёсткий диск и стали неотъемлемой частью персонального компьютера.
Ранее на первых вычислительных машинах информация хранилась на перфолентах - это картонная бумага с пробитыми дырками, следующим шагом человека в развитие компьютера появилась магнитная запись, принцип работы которой сохранён в нынешних жёстких дисках. В отличие от сегодняшних терабайтных HDD, информация для сохранения помещаемая на них насчитывала десятки килобайт, это ничтожные размеры по сравнению с сегодняшней информацией.
Для чего нужен HDD и его функционал
Жёсткий диск - это постоянное запоминающее устройство компьютера, то есть, его основная функция - долговременное хранение данных. HDD в отличие от оперативной памяти не считается энергозависимой памятью, то есть, после отключения питания от компьютера, а потом как следствие и от жёсткого диска, вся информация, ранее сохранённая на этом накопителе, обязательно сохранится. Получается, что жёсткий диск служит лучшим местом на компьютере для хранения личной информации: файлы , фотографии, документы и видеозаписи, явно будут долго храниться именно на нём, а сохранённую информацию можно будет использовать и в дальнейшем в своих нуждах.
ATA/PATA (IDE) - этот параллельный интерфейс служит не только для подключения жёстких дисков, но и устройств для чтения дисков - оптических приводов . Ultra ATA является самым продвинутым представителем стандарта и имеет возможную скорость использования данных информации до 133 мегабайт в секунду. Указанный способ передачи данных считается сильно устаревшим и в сегодняшние дни используются в устаревших компьютерах, на современных системных платах разъёма IDE уже найти не получится.
SATA (Serial ATA) - представляет из себя последовательный интерфейс, который стал хорошей заменой для устаревшего PATA и в отличие от него имеется возможность для подключения только одного устройства, но на бюджетных системных платах, имеется несколько разъёмов для подключения. Стандарт подразделяется на ревизии, имеющие разные скорости передачи/обмена данных:
- SATA имеет скорость обмена данных возможную до 150 Мб/с. (1.2 Гбит/с);
- SATA rev. 2.0 - у данной ревизии скорость обмена данными в сравнение с первым SATA интерфейсом выросла в 2 раза до 300 МБ/с (2,4 Гбит/с);
- SATA rev. 3.0 - обмен данных у ревизии стал ещё выше до 6 Гбит/с (600 МБ/с).
Все вышеописанные интерфейсы подключения семейства SATA взаимозаменяемы, но подключив, например, жёсткий диск с интерфейсом SATA 2 в разъём материнской платы SATA, обмен данных с жёстким диском будет проходит на основе самой старшей ревизии, в данном случает SATA ревизии 1.0.
