Τι είναι ένας σκληρός δίσκος (σκληρός δίσκος); Σκληρός δίσκος υπολογιστή. Όλα για αυτόν

Ο σκοπός αυτού του άρθρου είναι να περιγράψει τη συσκευή ενός σύγχρονου σκληρού δίσκου, να μιλήσει για τα κύρια στοιχεία του, να δείξει πώς φαίνονται και ονομάζονται. Επιπλέον, θα δείξουμε τη σχέση μεταξύ της ρωσικής και της αγγλικής ορολογίας που περιγράφει τα στοιχεία του σκληρού δίσκου.

Για λόγους σαφήνειας, ας ρίξουμε μια ματιά σε μια μονάδα SATA 3,5 ιντσών. Θα είναι ένα ολοκαίνουργιο terabyte Seagate ST31000333AS. Ας εξετάσουμε το ινδικό χοιρίδιο μας.

Ένας πράσινος textolite με χάλκινες ράγες, υποδοχές τροφοδοσίας και SATA ονομάζεται ηλεκτρονική πλακέτα ή πίνακας ελέγχου (Printed Circuit Board, PCB). Χρησιμοποιείται για τη διαχείριση της λειτουργίας του σκληρού δίσκου. Η μαύρη θήκη αλουμινίου και τα περιεχόμενά της ονομάζονται HDA (Head and Disk Assembly, HDA), οι ειδικοί την αποκαλούν επίσης "βάζο". Το σώμα χωρίς περιεχόμενο ονομάζεται επίσης HDA (βάση).

Τώρα ας αφαιρέσουμε την πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος και ας εξετάσουμε τα εξαρτήματα που είναι τοποθετημένα σε αυτήν.

Το πρώτο πράγμα που τραβάει το μάτι σας είναι ένα μεγάλο τσιπ που βρίσκεται στη μέση - ένας μικροελεγκτής ή ένας επεξεργαστής (Μονάδα Micro Controller, MCU). Στους σύγχρονους σκληρούς δίσκους, ο μικροελεγκτής αποτελείται από δύο μέρη - την ίδια την κεντρική μονάδα επεξεργαστή (CPU), η οποία εκτελεί όλους τους υπολογισμούς και το κανάλι ανάγνωσης / εγγραφής (κανάλι ανάγνωσης / εγγραφής) - μια ειδική συσκευή που μετατρέπει το αναλογικό σήμα που προέρχεται από το κατευθύνεται σε ψηφιακά δεδομένα κατά τη διάρκεια μιας λειτουργίας ανάγνωσης και κωδικοποιεί τα ψηφιακά δεδομένα σε ένα αναλογικό σήμα όταν εγγράφεται. Ο επεξεργαστής διαθέτει θύρες εισόδου-εξόδου (θύρες IO) για τον έλεγχο άλλων εξαρτημάτων που βρίσκονται στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος και τη μετάδοση δεδομένων μέσω της διεπαφής SATA.

Το τσιπ μνήμης είναι μια συμβατική μνήμη DDR SDRAM. Η ποσότητα της μνήμης καθορίζει το μέγεθος της κρυφής μνήμης του σκληρού δίσκου. Αυτή η πλακέτα κυκλώματος διαθέτει 32 MB μνήμη DDR της Samsung, η οποία θεωρητικά δίνει στη μονάδα μνήμη cache 32 MB (και αυτό είναι ακριβώς το ποσό που δίνεται στις προδιαγραφές του σκληρού δίσκου), αλλά αυτό δεν είναι απολύτως αληθές. Το γεγονός είναι ότι η μνήμη χωρίζεται λογικά σε μνήμη buffer (cache) και μνήμη firmware. Ο επεξεργαστής χρειάζεται λίγη μνήμη για τη φόρτωση μονάδων υλικολογισμικού. Από όσο γνωρίζουμε, μόνο η Hitachi/IBM παραθέτει την πραγματική ποσότητα της προσωρινής μνήμης στο φύλλο προδιαγραφών. Όσο για τις υπόλοιπες μονάδες δίσκου, μπορούμε μόνο να μαντέψουμε την ποσότητα της προσωρινής μνήμης.

Το επόμενο τσιπ είναι ο ελεγκτής του κινητήρα και της μονάδας κεφαλής, ή "twist" (Voice Coil Motor Controller, VCM controller). Επιπλέον, αυτό το τσιπ ελέγχει τις δευτερεύουσες πηγές ενέργειας που βρίσκονται στην πλακέτα, από τις οποίες τροφοδοτείται ο επεξεργαστής και το τσιπ μεταγωγής προενισχυτή (προενισχυτής, προενισχυτής) που βρίσκεται στο HDA. Αυτός είναι ο κύριος καταναλωτής ενέργειας στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. Ελέγχει την περιστροφή της ατράκτου και την κίνηση των κεφαλών. Ο πυρήνας του ελεγκτή VCM μπορεί να λειτουργήσει ακόμη και σε θερμοκρασίες έως και 100° C. Μέρος του υλικολογισμικού της μονάδας είναι αποθηκευμένο στη μνήμη flash. Όταν εφαρμόζεται ρεύμα στο δίσκο, ο μικροελεγκτής φορτώνει τα περιεχόμενα του τσιπ flash στη μνήμη και ξεκινά την εκτέλεση του κώδικα. Χωρίς τον κωδικό που έχει φορτωθεί σωστά, ο δίσκος δεν θα θέλει καν να περιστρέφεται. Εάν δεν υπάρχει τσιπ flash στην πλακέτα, τότε είναι ενσωματωμένο στον μικροελεγκτή.

Ο αισθητήρας κραδασμών (αισθητήρας κραδασμών) αντιδρά σε επικίνδυνο για το δίσκο δόνηση και στέλνει ένα σήμα σχετικά με αυτό στον ελεγκτή VCM. Το VCM σταθμεύει αμέσως τις κεφαλές και μπορεί να σταματήσει την περιστροφή του δίσκου. Θεωρητικά, αυτός ο μηχανισμός θα πρέπει να προστατεύει τη μονάδα δίσκου από πρόσθετες βλάβες, αλλά δεν λειτουργεί στην πράξη, οπότε μην πέφτουν οι δίσκοι. Σε ορισμένους δίσκους, ο αισθητήρας κραδασμών είναι εξαιρετικά ευαίσθητος, αντιδρώντας στην παραμικρή δόνηση. Τα δεδομένα που λαμβάνονται από τον αισθητήρα επιτρέπουν στον ελεγκτή VCM να διορθώνει την κίνηση των κεφαλών. Τουλάχιστον δύο αισθητήρες κραδασμών είναι εγκατεστημένοι σε τέτοιους δίσκους.

Υπάρχει μια άλλη προστατευτική συσκευή στην πλακέτα - η μεταβατική καταστολή τάσης (TVS). Προστατεύει την πλακέτα από υπερτάσεις ρεύματος. Κατά τη διάρκεια μιας απότομης αύξησης ισχύος, το TVS καίγεται, δημιουργώντας βραχυκύκλωμα στη γείωση. Αυτή η πλακέτα διαθέτει δύο τηλεοράσεις, 5 και 12 βολτ.

Τώρα σκεφτείτε την HDA.

Κάτω από την πλακέτα βρίσκονται οι επαφές του κινητήρα και των κεφαλών. Επιπλέον, υπάρχει μια μικρή, σχεδόν ανεπαίσθητη τρύπα (τρύπα αναπνοής) στο σώμα του δίσκου. Χρησιμεύει για την εξίσωση της πίεσης. Πολλοί πιστεύουν ότι υπάρχει κενό στο εσωτερικό του σκληρού δίσκου. Στην πραγματικότητα δεν είναι. Αυτή η οπή επιτρέπει στο δίσκο να εξισορροπήσει την πίεση μέσα και έξω από το δοχείο. Στο εσωτερικό, αυτή η τρύπα καλύπτεται με ένα φίλτρο αναπνοής, το οποίο παγιδεύει τη σκόνη και τα σωματίδια υγρασίας.

Τώρα ας δούμε μέσα στην περιοχή περιορισμού. Αφαιρέστε το κάλυμμα του δίσκου.

Το ίδιο το καπάκι δεν είναι τίποτα το ιδιαίτερο. Είναι απλώς ένα κομμάτι μετάλλου με λαστιχένια τσιμούχα για να κρατά τη σκόνη έξω. Τέλος, εξετάστε το γέμισμα της περιοχής περιορισμού.

Πολύτιμες πληροφορίες αποθηκεύονται σε μεταλλικούς δίσκους, που ονομάζονται επίσης τηγανίτες ή πιάτα (πιατέτες). Στη φωτογραφία βλέπετε το πάνω πιάτο. Οι πλάκες είναι κατασκευασμένες από γυαλισμένο αλουμίνιο ή γυαλί και καλύπτονται με πολλά στρώματα διαφόρων συνθέσεων, συμπεριλαμβανομένης μιας σιδηρομαγνητικής ουσίας, στην οποία, στην πραγματικότητα, αποθηκεύονται τα δεδομένα. Ανάμεσα στις τηγανίτες, καθώς και πάνω από την κορυφή τους, βλέπουμε ειδικές πλάκες που ονομάζονται διαχωριστές ή διαχωριστές (αποσβεστήρες ή διαχωριστές). Χρειάζονται για την εξισορρόπηση των ροών αέρα και τη μείωση του ακουστικού θορύβου. Κατά κανόνα, είναι κατασκευασμένα από αλουμίνιο ή πλαστικό. Οι διαχωριστές αλουμινίου είναι πιο επιτυχημένοι στην ψύξη του αέρα μέσα στην περιοχή περιορισμού.

Πλάγια όψη των τηγανιτών και των διαχωριστών.

Οι κεφαλές ανάγνωσης-εγγραφής (κεφαλές) εγκαθίστανται στα άκρα των βραχιόνων της μονάδας μαγνητικής κεφαλής ή HSA (Head Stack Assembly, HSA). Η ζώνη προετοιμασίας είναι η περιοχή στην οποία θα πρέπει να βρίσκονται οι κεφαλές ενός υγιούς δίσκου εάν η άτρακτος σταματήσει. Με αυτόν τον δίσκο, η ζώνη προετοιμασίας βρίσκεται πιο κοντά στον άξονα, όπως φαίνεται στη φωτογραφία.

Σε ορισμένους συσσωρευτές, η στάθμευση γίνεται σε ειδικά πλαστικά τακάκια τομής που βρίσκονται έξω από τις πλάκες.

Ένας σκληρός δίσκος είναι ένας μηχανισμός τοποθέτησης ακριβείας και απαιτεί πολύ καθαρό αέρα για να λειτουργήσει σωστά. Κατά τη χρήση, ενδέχεται να σχηματιστούν μικροσκοπικά σωματίδια μετάλλου και λίπους στο εσωτερικό του σκληρού δίσκου. Για άμεσο καθαρισμό του αέρα στο εσωτερικό του δίσκου υπάρχει φίλτρο ανακυκλοφορίας. Πρόκειται για μια συσκευή υψηλής τεχνολογίας που συλλέγει και παγιδεύει συνεχώς τα μικρότερα σωματίδια. Το φίλτρο βρίσκεται στη διαδρομή των ροών αέρα που δημιουργούνται από την περιστροφή των πλακών.

Τώρα ας αφαιρέσουμε τον επάνω μαγνήτη και ας δούμε τι κρύβεται κάτω από αυτόν.

Οι σκληροί δίσκοι χρησιμοποιούν πολύ ισχυρούς μαγνήτες νεοδυμίου. Αυτοί οι μαγνήτες είναι τόσο ισχυροί που μπορούν να σηκώσουν 1.300 φορές το βάρος τους. Επομένως, μην βάζετε το δάχτυλό σας ανάμεσα στον μαγνήτη και το μέταλλο ή άλλο μαγνήτη - το χτύπημα θα είναι πολύ ευαίσθητο. Αυτή η φωτογραφία δείχνει τους περιοριστές BMG. Το καθήκον τους είναι να περιορίσουν την κίνηση των κεφαλών, αφήνοντάς τα στην επιφάνεια των πλακών. Οι περιοριστές BMG διαφορετικών μοντέλων είναι διατεταγμένοι διαφορετικά, αλλά υπάρχουν πάντα δύο από αυτούς, χρησιμοποιούνται σε όλους τους σύγχρονους σκληρούς δίσκους. Στη μονάδα δίσκου μας, ο δεύτερος περιοριστής βρίσκεται στον κάτω μαγνήτη.

Εδώ είναι τι μπορείτε να δείτε εκεί.

Βλέπουμε επίσης εδώ το πηνίο (φωνητικό πηνίο), το οποίο είναι μέρος του μπλοκ των μαγνητικών κεφαλών. Το πηνίο και οι μαγνήτες σχηματίζουν τη μονάδα VCM (Voice Coil Motor, VCM). Η κίνηση και το μπλοκ των μαγνητικών κεφαλών σχηματίζουν έναν ρυθμιστή θέσης (ενεργοποιητή) - μια συσκευή που κινεί τις κεφαλές. Ένα μαύρο πλαστικό κομμάτι πολύπλοκου σχήματος ονομάζεται μάνδαλο (μάνδαλο ενεργοποιητή). Αυτός είναι ένας μηχανισμός ασφαλείας που απελευθερώνει το BMG αφού ο κινητήρας του άξονα φτάσει σε έναν ορισμένο αριθμό στροφών. Αυτό συμβαίνει λόγω της πίεσης της ροής του αέρα. Ο συγκρατητής προστατεύει τις κεφαλές από ανεπιθύμητες κινήσεις στη θέση ανατομής.

Τώρα ας αφαιρέσουμε το μπλοκ των μαγνητικών κεφαλών.

Η ακρίβεια και η ομαλότητα της κίνησης του BMG υποστηρίζονται από ένα ρουλεμάν ακριβείας. Το μεγαλύτερο μέρος του BMG, κατασκευασμένο από κράμα αλουμινίου, ονομάζεται συνήθως βραχίονας ή βραχίονας. Στο τέλος του rocker υπάρχουν κεφάλια σε ανάρτηση ελατηρίου (Heads Gimbal Assembly, HGA). Συνήθως οι κεφαλές και οι βραχίονες προμηθεύονται από διαφορετικούς κατασκευαστές. Ένα εύκαμπτο καλώδιο (Flexible Printed Circuit, FPC) πηγαίνει στο μαξιλαράκι που συνδυάζεται με τον πίνακα ελέγχου.

Εξετάστε τα εξαρτήματα του BMG με περισσότερες λεπτομέρειες.

Ένα πηνίο συνδεδεμένο σε ένα καλώδιο.

Ρουλεμάν.

Η παρακάτω φωτογραφία δείχνει τις επαφές της BMG.

Η φλάντζα (φλάντζα) εξασφαλίζει τη στεγανότητα της σύνδεσης. Έτσι, ο αέρας μπορεί να εισέλθει στο εσωτερικό του δίσκου και της κεφαλής μόνο μέσω της οπής εξισορρόπησης πίεσης. Οι επαφές σε αυτόν τον δίσκο είναι επικαλυμμένες με ένα λεπτό στρώμα χρυσού για τη βελτίωση της αγωγιμότητας.

Αυτό είναι ένα κλασικό σχέδιο rocker.

Τα μικρά μαύρα κομμάτια στα άκρα των ανοιξιάτικων κρεμάστρων ονομάζονται ολισθητήρες. Πολλές πηγές αναφέρουν ότι τα ρυθμιστικά και οι κεφαλές είναι ένα και το αυτό. Μάλιστα, το ρυθμιστικό βοηθά στην ανάγνωση και εγγραφή πληροφοριών σηκώνοντας το κεφάλι πάνω από την επιφάνεια των pancakes. Στους σύγχρονους σκληρούς δίσκους, οι κεφαλές κινούνται σε απόσταση 5-10 νανόμετρων από την επιφάνεια των pancakes. Συγκριτικά, μια ανθρώπινη τρίχα έχει διάμετρο περίπου 25.000 νανόμετρα. Εάν οποιοδήποτε σωματίδιο μπει κάτω από το ρυθμιστικό, μπορεί να οδηγήσει σε υπερθέρμανση των κεφαλών λόγω τριβής και αστοχίας, γι' αυτό η καθαρότητα του αέρα μέσα στο δοχείο είναι τόσο σημαντική. Τα ίδια τα στοιχεία ανάγνωσης και γραφής βρίσκονται στο τέλος του ρυθμιστικού. Είναι τόσο μικρά που φαίνονται μόνο με καλό μικροσκόπιο.

Όπως μπορείτε να δείτε, η επιφάνεια του ολισθητήρα δεν είναι επίπεδη, έχει αεροδυναμικές αυλακώσεις. Βοηθούν στη σταθεροποίηση του ύψους πτήσης του ολισθητήρα. Ο αέρας κάτω από τον ολισθητήρα σχηματίζει ένα μαξιλάρι αέρα (Air Bearing Surface, ABS). Το μαξιλάρι αέρα διατηρεί την πτήση του ολισθητήρα σχεδόν παράλληλα με την επιφάνεια της τηγανίτας.

Εδώ είναι μια άλλη εικόνα slider.

Οι επαφές του κεφαλιού είναι σαφώς ορατές εδώ.

Αυτό είναι ένα άλλο σημαντικό μέρος του BMG, το οποίο δεν έχει ακόμη συζητηθεί. Ονομάζεται προενισχυτής (προενισχυτής, προενισχυτής). Ένας προενισχυτής είναι ένα τσιπ που ελέγχει τις κεφαλές και ενισχύει το σήμα που έρχεται προς ή από αυτές.

Ο προενισχυτής βρίσκεται απευθείας στο BMG για έναν πολύ απλό λόγο - το σήμα που προέρχεται από τις κεφαλές είναι πολύ αδύναμο. Σε σύγχρονους δίσκους, έχει συχνότητα περίπου 1 GHz. Εάν βγάλετε τον προενισχυτή από την περιοχή περιορισμού, ένα τόσο αδύναμο σήμα θα εξασθενήσει έντονα κατά τη διαδρομή προς τον πίνακα ελέγχου.

Περισσότερα κομμάτια οδηγούν από τον προενισχυτή στις κεφαλές (δεξιά) παρά στην περιοχή συγκράτησης (αριστερά). Το γεγονός είναι ότι ένας σκληρός δίσκος δεν μπορεί να λειτουργήσει ταυτόχρονα με περισσότερες από μία κεφαλές (ζεύγος στοιχείων γραφής και ανάγνωσης). Ο σκληρός δίσκος στέλνει σήματα στον προενισχυτή και επιλέγει την κεφαλή στην οποία έχει πρόσβαση ο σκληρός δίσκος αυτήν τη στιγμή. Αυτός ο σκληρός δίσκος έχει έξι ίχνη που οδηγούν σε κάθε κεφαλή. Γιατί τόσα πολλά; Ένα κομμάτι είναι γείωση, άλλα δύο είναι για στοιχεία ανάγνωσης και εγγραφής. Οι επόμενες δύο τροχιές προορίζονται για τον έλεγχο μίνι ενεργοποιητών, ειδικών πιεζοηλεκτρικών ή μαγνητικών συσκευών που μπορούν να μετακινήσουν ή να περιστρέψουν το ρυθμιστικό. Αυτό βοηθά στον ακριβέστερο καθορισμό της θέσης των κεφαλών πάνω από την πίστα. Το τελευταίο μονοπάτι οδηγεί στη θερμάστρα. Ο θερμαντήρας χρησιμοποιείται για τον έλεγχο του ύψους πτήσης των κεφαλών. Ο θερμαντήρας μεταφέρει θερμότητα στην ανάρτηση που συνδέει τον ολισθητήρα και τον βραχίονα. Η κρεμάστρα είναι κατασκευασμένη από δύο κράματα με διαφορετικά χαρακτηριστικά θερμικής διαστολής. Όταν θερμαίνεται, η ανάρτηση κάμπτεται προς την επιφάνεια της τηγανίτας, μειώνοντας έτσι το ύψος πτήσης του κεφαλιού. Όταν κρυώσει, η ανάρτηση ισιώνει.

Αρκετά για τις κεφαλές, ας αποσυναρμολογήσουμε περαιτέρω τον δίσκο. Αφαιρέστε το επάνω διαχωριστικό.

Εδώ είναι πώς φαίνεται.

Στην επόμενη φωτογραφία, μπορείτε να δείτε την περιοχή συγκράτησης με το επάνω διαχωριστικό και τη διάταξη κεφαλής αφαιρεμένα.

Ο κάτω μαγνήτης έγινε ορατός.

Τώρα ο δακτύλιος σύσφιξης (σφιγκτήρας πιατέλων).

Αυτός ο δακτύλιος συγκρατεί τη στοίβα των πλακών ενωμένη, εμποδίζοντάς τα να κινηθούν μεταξύ τους.

Οι τηγανίτες είναι αρμαθιές σε έναν άξονα (κόμβος άξονα).

Τώρα που τίποτα δεν κρατάει τις τηγανίτες, ας αφαιρέσουμε την επάνω τηγανίτα. Να τι υπάρχει από κάτω.

Τώρα είναι σαφές πώς δημιουργείται ο χώρος για τα κεφάλια - υπάρχουν διαχωριστικοί δακτύλιοι μεταξύ των τηγανιτών. Η φωτογραφία δείχνει τη δεύτερη τηγανίτα και το δεύτερο διαχωριστικό.

Ο διαχωριστικός δακτύλιος είναι ένα εξάρτημα υψηλής ακρίβειας κατασκευασμένο από μη μαγνητικό κράμα ή πολυμερή. Ας το βγάλουμε.

Ας τραβήξουμε όλα τα άλλα από το δίσκο για να επιθεωρήσουμε το κάτω μέρος του HDA.

Έτσι μοιάζει η οπή εξισορρόπησης πίεσης. Βρίσκεται ακριβώς κάτω από το φίλτρο αέρα. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στο φίλτρο.

Δεδομένου ότι ο εξωτερικός αέρας περιέχει αναγκαστικά σκόνη, το φίλτρο έχει πολλά στρώματα. Είναι πολύ πιο παχύ από το φίλτρο κυκλοφορίας. Μερικές φορές περιέχει σωματίδια silica gel για την καταπολέμηση της υγρασίας του αέρα.

Γεια σας φίλοι! Τι είναι ένας σκληρός δίσκοςή HDD; Ένας σκληρός δίσκος είναι μια μονάδα σκληρού δίσκου. Συντομεύεται ως HDD ή σκληρός (μαγνητικός) δίσκος - HDD ή MHDD. Ο πρώτος σκληρός δίσκος κυκλοφόρησε από την IBM το 1956, είχε διαστάσεις περίπου ένα κυβικό μέτρο και μπορούσε να αποθηκεύσει έως και 3,5 MB πληροφοριών (δείτε την εικόνα στα αριστερά από τη Wikipedia). Αποτελούνταν από 50 μαγνητικούς δίσκους με διάμετρο 610 mm. Η επιφάνεια των δίσκων ήταν καλυμμένη με καθαρό σίδηρο, που επέτρεπε τη μαγνητισμό τμημάτων και την αποθήκευση δεδομένων. Αυτός ο σκληρός δίσκος ζυγίζει 971 κιλά και ήταν μέρος του πρώτου υπολογιστή μαζικής παραγωγής IBM 305 RAMAC. Επιπλέον, η τεχνολογία έχει εξελιχθεί και έχει φτάσει σε αυτό που βλέπετε στους επιτραπέζιους και φορητούς υπολογιστές σας. Ένας σκληρός δίσκος ονομάζεται επίσης σκληρός δίσκος, σκληρός δίσκος ή συντομογραφείται ως βίδα. Το όνομα Winchester προήλθε από τη δεκαετία του '70. Εκείνη την εποχή, η IBM κυκλοφόρησε έναν νέο υπολογιστή με πιο σύγχρονο σκληρό δίσκο, ο οποίος αποτελούταν από δύο ντουλάπια, το καθένα αποθήκευσε έως και 30 MB πληροφοριών. Σχεδιάστηκε μια αναλογία με το τουφέκι Winchester, το οποίο χρησιμοποιούσε το φυσίγγιο 30-30. Πιθανώς, μετά από αυτό, οι σκληροί δίσκοι, πιθανότατα για πάντα (τουλάχιστον στον ρωσόφωνο πληθυσμό), πήραν το όνομα - σκληρός δίσκος ή συντομογραφία - βίδα.

Ένας σύγχρονος σκληρός δίσκος αποτελείται από:

• σώμα
• μπλοκ ηλεκτρονικών
• μονάδα τοποθέτησης ενεργοποιητή
• μπλοκ με μαγνητικές πλάκες

Ας εξετάσουμε το καθένα με περισσότερες λεπτομέρειες

Πλαίσιο. Είναι σαν το αμάξωμα ενός αυτοκινήτου. Όλα στηρίζονται σε αυτό. Το κύριο καθήκον είναι να παρέχει την απαραίτητη ακαμψία και στεγανότητα. Η ακαμψία είναι απαραίτητη για την προστασία του δίσκου από εξωτερικές βλάβες. Στεγανότητα - για να αποτρέψετε την είσοδο ξένων σωματιδίων στο δίσκο. Η θήκη είναι κατασκευασμένη από θερμοαγώγιμο κράμα, αφού κατά τη λειτουργία της συσκευής παράγεται θερμότητα και πρέπει με κάποιο τρόπο να αφαιρεθεί. Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα για την ψύξη σκληρού δίσκου. Για να εξισορροπηθούν οι πιέσεις στο εξωτερικό και στο εσωτερικό της θήκης, κατασκευάζεται ένα μικρό παράθυρο με εύκαμπτη μεταλλική πλάκα.

Μπλοκ ηλεκτρονικών

Περιλαμβάνει:

• μπλοκ διεπαφής
• buffer ή cache
• μπλοκ ελέγχου

Το μπλοκ διασύνδεσης είναι υπεύθυνο για τη σύνδεση του σκληρού δίσκου στον υπολογιστή. Η ROM είναι μια συσκευή μνήμης μόνο για ανάγνωση που αποθηκεύει πληροφορίες υπηρεσίας και υλικολογισμικό δίσκου. Buffer - cache μνήμη παρόμοια με τη RAM. Σε αυτό τοποθετούνται πληροφορίες που χρησιμοποιούνται συχνά, γεγονός που αυξάνει την απόδοση του σκληρού δίσκου. Η ταχύτητα ανάγνωσης από τη μνήμη cache πλησιάζει το μέγιστο για τη διεπαφή δίσκου. Αυτή τη στιγμή, η πιο κοινή διεπαφή είναι το SATA III με μέγιστο εύρος ζώνης 6 Gb / s. Η μονάδα ελέγχου είναι υπεύθυνη για τη λειτουργία ολόκληρης της συσκευής. Παρακολουθεί την ταχύτητα περιστροφής του μπλοκ με μαγνητικές πλάκες και τη θέση του μπλοκ με ενεργοποιητές.

Αποτελείται από έναν ενεργοποιητή (μια συσκευή για εγγραφή και ανάγνωση πληροφοριών), ένα βραχίονα (στο οποίο λειτουργούν όλα) και μια μονάδα δίσκου. Η μονάδα λαμβάνει εντολές πού να διαβάζει και πού να γράφει πληροφορίες από τη μονάδα ελέγχου. (Το παρακάτω σχήμα προέρχεται από http://www.3dnews.ru/editorial/640707)

Μπλοκ με πλάκες μνήμης. Αποτελείται από μια κίνηση, δίσκους ή πλάκες και διαχωριστές. Τα τελευταία χρησιμεύουν για τον καθορισμό μιας ορισμένης απόστασης μεταξύ των πλακών. Στη μονάδα δίσκου είναι τοποθετημένοι δίσκοι με διαχωριστικά. Το τελευταίο διατηρεί σταθερή ταχύτητα περιστροφής.

2. Πώς λειτουργεί ένας σκληρός δίσκος;

Όταν ο υπολογιστής είναι ενεργοποιημένος, η μονάδα ελέγχου τροφοδοτεί τη μονάδα μαγνητικού δίσκου και περιμένει έως ότου η τελευταία φτάσει την καθορισμένη ταχύτητα. Μόλις συμβεί αυτό, ο υπολογιστής λαμβάνει ένα σήμα ότι ο σκληρός δίσκος είναι έτοιμος. Ακολουθεί το αίτημα για πληροφορίες. Το μπλοκ τοποθέτησης μπαίνει στο παιχνίδι, το οποίο ορίζει την επιθυμητή θέση του ενεργοποιητή. Τα δεδομένα διαβάζονται και εισέρχονται στη μονάδα διασύνδεσης και από εκεί στη μνήμη RAM.

Στο παρελθόν, οι ενεργοποιητές άγγιζαν μαγνητικούς δίσκους. Με την αύξηση της ταχύτητας του τελευταίου, απαιτήθηκε διαφορετική τεχνολογία. Σε αυτή την περίπτωση, ο ενεργοποιητής αιωρήθηκε πάνω από τη μαγνητική επιφάνεια και άγγιξε το δίσκο σε ένα συγκεκριμένο σημείο. Η τεχνολογία προχώρησε παραπέρα, η ταχύτητα περιστροφής των πλακών αυξήθηκε και το μπλοκ με ενεργοποιητές άρχισε να σταθμεύει έξω από τις πλάκες. Δηλαδή, οι ενεργοποιητές είναι δίπλα στις πλάκες μέχρι να επιτευχθεί η επιθυμητή ταχύτητα περιστροφής των μαγνητικών δίσκων.

Λόγω της υψηλής ταχύτητας περιστροφής των δίσκων, δημιουργείται μια ροή αέρα που ανυψώνει την κεφαλή του ενεργοποιητή πάνω από την επιφάνεια. Η ίδια ροή αέρα φυσά σωματίδια σκόνης από την επιφάνεια σε ένα ειδικό φίλτρο στο περίβλημα. Επίσης στη θήκη υπάρχει προσροφητικό για την απομάκρυνση των υπολειμμάτων υγρασίας.

Στους σύγχρονους σκληρούς δίσκους, η απόσταση μεταξύ της κεφαλής ανάγνωσης και της επιφάνειας της μαγνητικής πλατίνας< 10 нм. Благодаря тому, что считывающие головки никогда не касаются магнитных пластин отсутствует трение и продлевается срок жизни HDD.

Κάθε μαγνητική γκοφρέτα χωρίζεται σε κυκλικές διαδρομές πλάτους περίπου 60 nm. Τα τελευταία, με τη σειρά τους, χωρίζονται σε συστάδες. Συνήθως, ένα σύμπλεγμα είναι 4 KB. Κάθε bit πληροφοριών αντιπροσωπεύει ένα pad σε ένα κομμάτι, το οποίο μπορεί να μαγνητιστεί -1 ή όχι -0. Αυτοί οι ιστότοποι ονομάζονται επίσης τομείς. Όσο μικρότερο είναι το μέγεθος αυτής της περιοχής, τόσο περισσότερες πληροφορίες χωράνε στην πίστα και τόσο πιο ευρύχωρος θα είναι ο σκληρός δίσκος. Στην αρχή της ανάπτυξης χρησιμοποιήθηκε η διαμήκης καταγραφή. Η τοποθεσία βρισκόταν κατά μήκος του μονοπατιού. Στο μέλλον, αυτή η τεχνολογία αντικαταστάθηκε από κάθετη εγγραφή, η οποία κατέστησε δυνατή την αύξηση της πυκνότητας δεδομένων και, με τη σειρά της, την αύξηση της χωρητικότητας του σκληρού δίσκου.

Το σύνολο των τροχιών σε ίση απόσταση από το κέντρο περιστροφής του κινητήρα ονομάζεται κύλινδρος.

Πριν οι σκληροί δίσκοι ξεπεράσουν το όριο χωρητικότητας 500 MB, το σύστημα εντοπισμού θέσης CHS (τομέας κυλίνδρου-κεφαλής κυλίνδρου-κεφαλής) ήταν αρκετό. Με την αύξηση του όγκου, το 1994, υιοθετήθηκε το σύστημα γραμμικής τοποθέτησης LBA (γραμμική διεύθυνση μπλοκ). Στην περίπτωση του CHS, ο σκληρός δίσκος ήταν διαφανής για τα λειτουργικά συστήματα.Με τη χρήση γραμμικής διευθυνσιοδότησης, το σύστημα έχει πρόσβαση στον επιθυμητό τομέα του σκληρού δίσκου και η μονάδα ελέγχου HDD καταλαβαίνει ήδη πού βρίσκεται αυτός ο τομέας.

Μπλοκ τοποθέτησης ενεργοποιητή. Οδηγείται από ηλεκτρομαγνητικό κινητήρα. Το τελευταίο αποτελείται από έναν στάτορα και ένα πηνίο. Ο στάτορας αποτελείται από έναν ή δύο μόνιμους, ισχυρούς μαγνήτες νεοδυμίου. Η ακριβής τοποθέτηση του βραχίονα με τις κεφαλές γίνεται με την εφαρμογή τάσης ορισμένης δύναμης στο πηνίο (η εικόνα έχει ληφθεί από http://www.3dnews.ru/editorial/640707)

Η ταχύτητα τοποθέτησης της κεφαλής και, κατά συνέπεια, ο χρόνος πρόσβασης στις πληροφορίες εξαρτάται από την ισχύ των μαγνητών. Το τελευταίο στους σκληρούς δίσκους κυμαίνεται από 3 έως 12 ms. Όσο μικρότερος είναι ο χρόνος, τόσο πιο γρήγορος και ακριβότερος είναι ο σκληρός δίσκος. Η WD διαθέτει τρεις σειρές σκληρών δίσκων: πράσινο, μπλε και μαύρο. Το πράσινο χρησιμοποιεί έναν μαγνήτη νεοδυμίου και ταχύτητα ατράκτου 5400 rpm. Λόγω αυτού, επιτυγχάνεται μια μάλλον μέτρια απόδοση, αλλά αξιοπρεπής απόδοση και χαμηλή κατανάλωση ενέργειας. Οι μπλε δίσκοι χρησιμοποιούν τον ίδιο μαγνήτη και η ταχύτητα περιστροφής ανεβαίνει στις 7200 σ.α.λ. Όσον αφορά τα χαρακτηριστικά ταχύτητας, καταλαμβάνει μια ενδιάμεση θέση μεταξύ πράσινου και μαύρου HDD. Τα μαύρα χρησιμοποιούν δύο μαγνήτες και ταχύτητα 7200 σ.α.λ. Αυτό επιτρέπει τη μέγιστη απόδοση. Μπορείτε να αυξήσετε ακόμη περισσότερο την ταχύτητα αυξάνοντας την ταχύτητα περιστροφής του κινητήρα με μαγνητικές πλάκες στις 10.000 ή 15.000 σ.α.λ. Αυτοί οι δίσκοι έχουν ελάχιστο χρόνο πρόσβασης σε πληροφορίες και χρησιμοποιούνται κυρίως σε διακομιστές. SSD με ταχύτητα πρόσβασης< 1 мс пока остаются вне конкуренции.

Οι σκληροί δίσκοι παράγουν δύο τύπους θορύβου κατά τη λειτουργία. Από ταχέως περιστρεφόμενους μαγνητικούς δίσκους και από το χτύπημα ενός μπλοκ με κεφαλές σε έναν περιοριστή. Το τελευταίο συμβαίνει όταν το μπλοκ με κεφαλές επιστρέφει στη θέση στάθμευσης. Για να μειώσουν αυτόν τον αντίκτυπο, οι κατασκευαστές βάζουν λαστιχένια μαξιλαράκια, αλλά μερικές φορές αυτό δεν βοηθάει, ειδικά σε ευκίνητους δίσκους. Υπάρχουν δύο τρόποι για να μειώσετε το θόρυβο του σκληρού δίσκου. Το πρώτο είναι να φτιάξετε βάσεις απορρόφησης κραδασμών στη θήκη του υπολογιστή. Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα για αυτό. Ο δεύτερος τρόπος είναι να χρησιμοποιήσετε την τεχνολογία AAM, για την οποία έγραψα πιο αναλυτικά.

3. Παραγωγή και κατασκευαστές σκληρών δίσκων

Στην αρχή, υπήρχαν περίπου 70 κατασκευαστές HDD. Χάρη στον ανταγωνισμό, έχουν απομείνει μόνο τρία από αυτά. Αυτά είναι η Toshiba, η Seagate και η WD. Στο παρακάτω διάγραμμα μπορείτε να δείτε σε ποια χρόνια έγιναν οι εξαγορές.

Παραγωγή. Στο μηχανουργείο κόβονται μπιγιέτες από ράβδο αλουμινίου κυλινδρικού σχήματος. Στη συνέχεια δίνεται στα κενά το επιθυμητό σχήμα, πιθανώς ακόμη και σε τόρνους. Μετά το κατεργαζόμενο τεμάχιο, πηγαίνουν στο συνεργείο γυαλίσματος όπου οι επιφάνειες γυαλίζονται στο επιθυμητό επίπεδο. Στη συνέχεια πραγματοποιείται ο έλεγχος και τα τεμάχια κατεργασίας πηγαίνουν στο κατάστημα μαγνητικής επίστρωσης. Μετά πάλι υπάρχει έλεγχος. Στη συνέχεια ακολουθεί η συναρμολόγηση του σκληρού δίσκου και η μορφοποίηση χαμηλού επιπέδου. Σε αυτή τη διαδικασία, οι μαγνητικές πλάκες χωρίζονται σε τροχιές και ελέγχονται για σπασμένους ή μη αναγνώσιμους τομείς. Τα τελευταία σημειώνονται άμεσα για να αποκλείεται η καταγραφή πληροφοριών σε αυτά. Κάθε κομμάτι έχει κάποιο απόθεμα τομέων. Από αυτό το απόθεμα αντικαθίστανται τα ελαττωματικά τμήματα που εντοπίστηκαν κατά τη λειτουργία.

Ξεχωριστά, είναι απαραίτητο να πούμε για την παραγωγή κεφαλών για πληροφορίες ανάγνωσης και γραφής. Στους σύγχρονους σκληρούς δίσκους, κάθε ενεργοποιητής αποτελείται από δύο κεφαλές, μία για ανάγνωση και μία για εγγραφή. Η πολυπλοκότητα της παραγωγής κεφαλών είναι συγκρίσιμη με την πολυπλοκότητα της παραγωγής επεξεργαστών, χρησιμοποιείται επίσης φωτολιθογραφία. Η διάταξη του κεφαλιού είναι εμπορικό μυστικό.

συμπέρασμα

Στο άρθρο, θίξαμε λίγο την ιστορία δίνοντας μια εικόνα του πρώτου σκληρού δίσκου που κυκλοφόρησε το 1956. Είπαν έναν πιθανό λόγο για την ονομασία των μαγνητικών σκληρών δίσκων με μια σύντομη λέξη - βίδα. Στη συνέχεια εξετάσαμε τη σύνθεση του σκληρού δίσκου, τι κρύβεται μέσα στη θήκη του. Προσπαθήσαμε να δώσουμε προσοχή σε κάθε μπλοκ ξεχωριστά. Ας ρίξουμε μια ματιά στον σκληρό δίσκο. Στο τέλος, ασχοληθήκαμε με τους κατασκευαστές και την ίδια την παραγωγή HDD. Ελπίζω να έχετε προχωρήσει μαζί μου στο θέμα του HDD.

Γεια σας αγαπητοί φίλοι!

Στο σημερινό σύντομο σημείωμα, θα μιλήσουμε μαζί σας για τους σκληρούς δίσκους (HDD), πιο συγκεκριμένα για το τι είναι σκληρός δίσκος, την ταξινόμηση και τους τύπους του. Πριν επιλέξετε έναν σκληρό δίσκο, θα πρέπει να γνωρίζετε τι είδους μονάδες είναι γενικά και ποιους τύπους διεπαφών υποστηρίζουν. Σε αυτό το σημείωμα θα βρείτε όλες τις απαραίτητες πληροφορίες για αυτό το θέμα. Και θα ξεκινήσουμε με την ερώτηση, τι είναι ο σκληρός δίσκος;

Τι είναι μια μονάδα σκληρού δίσκου (HDD);

Μονάδα σκληρού δίσκου (Αγγλικά σκληρός (μαγνητικός) δίσκος, HDD), σκληρός δίσκος, στην αργκό του υπολογιστή "σκληρός δίσκος" - μια συσκευή αποθήκευσης τυχαίας πρόσβασης (συσκευή αποθήκευσης πληροφοριών), που βασίζεται στην αρχή της μαγνητικής εγγραφής. Είναι το κύριο μέσο αποθήκευσης στους περισσότερους υπολογιστές.

Γιατί ονομάζεται σκληρός δίσκος Winchester? Σύμφωνα με μια εκδοχή, ο δίσκος πήρε το όνομα "Winchester" χάρη στον Kenneth E. Haughton, ο οποίος εργάστηκε στην IBM, τον επικεφαλής του έργου, ως αποτέλεσμα του οποίου ο σκληρός δίσκος μοντέλο 3340 κυκλοφόρησε το 1973, για πρώτη φορά συνδυάζοντας μία μονοκόμματη θήκη υπάρχουν πλάκες δίσκου και κεφαλές ανάγνωσης. Κατά την ανάπτυξή του, οι μηχανικοί χρησιμοποίησαν ένα σύντομο εσωτερικό όνομα "30-30", που σήμαινε δύο μονάδες (στη μέγιστη διάταξη) των 30 megabyte η καθεμία, που συνέπεσε με την ονομασία ενός δημοφιλούς κυνηγετικού όπλου - το τουφέκι Winchester Model 1894 που χρησιμοποιεί φυσίγγιο τουφεκιού 30-30 Γουίντσεστερ.

Σε αντίθεση με μια "δισκέτα" (προηγουμένως υπήρχαν οι λεγόμενες δισκέτες ή δισκέτες), οι πληροφορίες σε έναν σκληρό δίσκο καταγράφονται σε σκληρές πλάκες (αλουμίνιο ή γυαλί) επικαλυμμένες με ένα στρώμα σιδηρομαγνητικού υλικού, πιο συχνά διοξείδιο του χρωμίου - μαγνητικούς δίσκους.

Ένας σκληρός δίσκος (σκληρός δίσκος) χρησιμοποιεί μία ή περισσότερες πλάκες σε έναν μόνο άξονα. Οι κεφαλές ανάγνωσης στον τρόπο λειτουργίας δεν αγγίζουν την επιφάνεια των πλακών λόγω του στρώματος ροής αέρα που σχηματίζεται κοντά στην επιφάνεια κατά τη γρήγορη περιστροφή. Η απόσταση μεταξύ της κεφαλής και του δίσκου είναι αρκετά νανόμετρα (σε σύγχρονους δίσκους, περίπου 10 nm), και η απουσία μηχανικής επαφής εξασφαλίζει μεγάλη διάρκεια ζωής της συσκευής. Σε περίπτωση απουσίας περιστροφής του δίσκου, οι κεφαλές βρίσκονται στον άξονα ή έξω από το δίσκο σε μια ασφαλή ζώνη («στάθμευση»), όπου αποκλείεται η ανώμαλη επαφή τους με την επιφάνεια των δίσκων.

Επίσης, σε αντίθεση με μια δισκέτα, ένα μέσο αποθήκευσης συνήθως συνδυάζεται με μια μονάδα δίσκου, μια μονάδα δίσκου και μια μονάδα ηλεκτρονικών. Ένας τέτοιος σκληρός δίσκος χρησιμοποιείται συχνά ως μη αφαιρούμενο μέσο αποθήκευσης.

Διακρίνονται οι ακόλουθοι τύποι και τύποι σκληρών δίσκων

Επιτραπέζιος σκληρός δίσκος:Το μέγεθός τους είναι 3,5″, η ταχύτητα περιστροφής είναι 5400 και 7200 rpm, υποστηρίζουν διεπαφές IDE, SATA, SATA-II και SATA-III. Σκληροί δίσκοι διακομιστή: Έχουν το ίδιο μέγεθος με τους σκληρούς δίσκους επιτραπέζιου υπολογιστή, αλλά είναι πιο γρήγοροι (μπορούν να περιστρέφονται έως και 15.000 σ.α.λ., πιθανώς και πιο γρήγορα). Υποστηρίζουν παράλληλες διασυνδέσεις SCSI και σειριακές διασυνδέσεις SATA και SAS. Σε σύγκριση με τις μονάδες επιτραπέζιου υπολογιστή, οι μονάδες διακομιστή είναι πολύ καλύτερης ποιότητας. Ο χρόνος συνεχούς λειτουργίας τους είναι περίπου 1.000.000 ώρες.

Εξωτερικός σκληρός δίσκοςσχεδιασμένο για αποθήκευση και μεταφορά μεγάλου όγκου πληροφοριών. Ονομάζονται επίσης κινητά μέσα. Σας επιτρέπουν να μεταφέρετε, για παράδειγμα, αρχεία ήχου και βίντεο ή αρχεία γραφείου. Ο εξωτερικός σκληρός δίσκος συνοδεύεται από ελεγκτή για σύνδεση σε συγκεκριμένη θύρα. Οι ελεγκτές υποστηρίζουν διασυνδέσεις USB 2.0, USB 3.0 και FireWire (1394).

Σκληρός δίσκος φορητού υπολογιστή:Το μέγεθός τους είναι 2,5″, η ταχύτητα περιστροφής είναι 4200 ή 5400 σ.α.λ. Υποστηρίζουν τη διεπαφή SATA και, κατά κανόνα, έχουν (ή τουλάχιστον θα έπρεπε να έχουν) υψηλή αντοχή σε κραδασμούς.

Τύποι διεπαφών για τη σύνδεση σκληρών δίσκων.

Βεβαιωθείτε ότι η διεπαφή που υποστηρίζεται από τον σκληρό δίσκο είναι διαθέσιμη στη μητρική πλακέτα.

USB- διεπαφή για σειριακή μετάδοση πληροφοριών. Το εύρος ζώνης του είναι 12 Mbps (USB 1.1) και 480 Mbps (USB 2.0). Τώρα υπάρχει USB 3.0 με ακόμα μεγαλύτερο εύρος ζώνης. Θεωρείται τυπική διεπαφή για τη σύνδεση σκληρών δίσκων, ειδικά εξωτερικών.

IDE- διεπαφή για παράλληλη μετάδοση πληροφοριών. Το εύρος ζώνης του είναι 133 Mb/s. Τις περισσότερες φορές, οι επιτραπέζιοι υπολογιστές και οι φορητοί υπολογιστές έχουν μια τέτοια διεπαφή. Ανταγωνιστής του είναι η διεπαφή SATA.

SATA- διεπαφή για παράλληλη μετάδοση πληροφοριών. Το εύρος ζώνης του είναι πολύ υψηλότερο - έως 300 Mb / s. Είναι πιο ανθεκτικό στις παρεμβολές και πολύ ανώτερο από τη διεπαφή IDE.

SCSI- διεπαφή για παράλληλη μετάδοση πληροφοριών. Χρησιμοποιείται κυρίως σε διακομιστές. Έχει υψηλή απόδοση και αξιοπιστία.

SAS- (Serial Attached SCSI) - διεπαφή για σειριακή μεταφορά πληροφοριών. Αυτή είναι μια πιο προηγμένη τροποποίηση της διεπαφής SCSI με υψηλότερο ρυθμό μεταφοράς δεδομένων.

firewire- Διασύνδεση σειριακής μεταφοράς δεδομένων με ταχύτητα έως 400 Mbps και υψηλό εύρος ζώνης. Απλώς δεν έχει ανάλογα όταν εργάζεστε με πληροφορίες βίντεο.

Σημείωση.Οι αριθμοί εδώ μπορεί να μην είναι ακριβείς ή ξεπερασμένοι, επειδή η τεχνολογία σήμερα δεν μένει ακίνητη, αλλά αναπτύσσεται με γρήγορους ρυθμούς.

Αυτα για τωρα! Ελπίζω να βρήκατε κάτι χρήσιμο και ενδιαφέρον για τον εαυτό σας σε αυτό το σημείωμα. Εάν έχετε οποιεσδήποτε σκέψεις ή σκέψεις σχετικά με αυτό, εκφράστε τις στα σχόλιά σας. Τα λέμε στις επόμενες αναρτήσεις! Καλή τύχη!

Πώς είναι τοποθετημένος ένας σκληρός δίσκος; Τι είναι οι σκληροί δίσκοι; Τι ρόλο παίζουν σε έναν υπολογιστή; Πώς αλληλεπιδρούν με άλλα στοιχεία; Ποιες παραμέτρους πρέπει να λάβετε υπόψη κατά την επιλογή και την αγορά ενός σκληρού δίσκου, θα μάθετε από αυτό το άρθρο.

HDD- σύντομο όνομα για το " Σκληρός δίσκος«.Θα γνωρίσεις και αγγλικά HDD- και αργκό Winchesterή συντομογραφία Βίδα.

Σε έναν υπολογιστή, ο σκληρός δίσκος είναι υπεύθυνος για την αποθήκευση δεδομένων. Το λειτουργικό σύστημα Windows, τα προγράμματα, οι ταινίες, οι φωτογραφίες, τα έγγραφα, όλες οι πληροφορίες που κατεβάζετε στον υπολογιστή σας αποθηκεύονται στον σκληρό σας δίσκο. Και οι πληροφορίες στον υπολογιστή είναι ό,τι πιο πολύτιμο! Εάν ο επεξεργαστής ή η κάρτα βίντεο αποτύχει, μπορούν να αγοραστούν και να αντικατασταθούν. Αλλά οι χαμένες οικογενειακές φωτογραφίες από τις διακοπές του περασμένου καλοκαιριού ή τα λογιστικά στοιχεία ενός έτους για μια μικρή επιχείρηση, δεν είναι τόσο εύκολο να ανακτηθούν. Ως εκ τούτου, δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στην αξιοπιστία της αποθήκευσης δεδομένων.

Γιατί ένα ορθογώνιο μεταλλικό κουτί ονομάζεται δίσκος; Για να απαντήσουμε σε αυτήν την ερώτηση, πρέπει να κοιτάξουμε μέσα και να μάθουμε πώς λειτουργεί ένας σκληρός δίσκος. Στην παρακάτω εικόνα μπορείτε να δείτε από ποια μέρη αποτελείται ο σκληρός δίσκος και ποιες λειτουργίες εκτελεί κάθε εξάρτημα. Κάντε κλικ για μεγέθυνση. (Λήψη από itc.ua)

Προτείνω επίσης να παρακολουθήσετε ένα απόσπασμα από το πρόγραμμα Discovery Channel σχετικά με το πώς λειτουργεί και λειτουργεί ένας σκληρός δίσκος.

Τρία ακόμη στοιχεία που πρέπει να γνωρίζετε για τους σκληρούς δίσκους.

1. Ο σκληρός δίσκος είναι το πιο αργό μέρος ενός υπολογιστή.Όταν ο υπολογιστής παγώσει, δώστε προσοχή στην ένδειξη δραστηριότητας του σκληρού δίσκου. Αν αναβοσβήνει συχνά ή παραμένει αναμμένο, τότε ο σκληρός δίσκος εκτελεί τις εντολές ενός από τα προγράμματα, ενώ όλα τα άλλα είναι σε αδράνεια, περιμένοντας τη σειρά τους. Εάν το λειτουργικό σύστημα δεν έχει αρκετή μνήμη RAM υψηλής ταχύτητας για την εκτέλεση του προγράμματος, χρησιμοποιεί χώρο στον σκληρό δίσκο, γεγονός που επιβραδύνει σημαντικά ολόκληρο τον υπολογιστή. Επομένως, ένας τρόπος για να αυξήσετε την ταχύτητα του υπολογιστή σας είναι να αυξήσετε την ποσότητα της μνήμης RAM.
2. Ο σκληρός δίσκος είναι επίσης το πιο εύθραυστο μέρος ενός υπολογιστή.Όπως μάθατε από το βίντεο, ο κινητήρας περιστρέφει τον δίσκο έως και αρκετές χιλιάδες στροφές ανά λεπτό. Σε αυτή την περίπτωση, οι μαγνητικές κεφαλές «αιωρούνται» πάνω από το δίσκο στη ροή αέρα που δημιουργείται από τον περιστρεφόμενο δίσκο. Η απόσταση μεταξύ του δίσκου και των κεφαλών στις σύγχρονες συσκευές είναι περίπου 10 nm. Εάν ο δίσκος υποστεί κρούση ή κραδασμό σε αυτό το σημείο, η κεφαλή μπορεί να αγγίξει το δίσκο και να καταστρέψει την επιφάνεια με δεδομένα που είναι αποθηκευμένα σε αυτόν. Ως αποτέλεσμα, το λεγόμενο κακά μπλοκ"- μη αναγνώσιμες περιοχές, λόγω των οποίων ο υπολογιστής δεν μπορεί να διαβάσει κανένα αρχείο ή να εκκινήσει το σύστημα. Σε κατάσταση απενεργοποίησης, οι κεφαλές "παρκάρουν" έξω από την περιοχή εργασίας και η υπερφόρτωση από κρούση δεν είναι τόσο τρομερή για τον σκληρό δίσκο. Δημιουργήστε αντίγραφα ασφαλείας με σημαντικά δεδομένα!
3. Η χωρητικότητα του σκληρού δίσκου είναι συχνά ελαφρώς μικρότερη από αυτή που ορίζει ο πωλητής ή ο κατασκευαστής.Ο λόγος είναι ότι οι κατασκευαστές υποδεικνύουν το μέγεθος του δίσκου με βάση το γεγονός ότι υπάρχουν 1.000.000.000 byte σε ένα gigabyte, ενώ υπάρχουν 1.073.741.824 από αυτά.

Αγορά σκληρού δίσκου

Εάν αποφασίσετε να αυξήσετε την ποσότητα αποθήκευσης πληροφοριών στον υπολογιστή σας συνδέοντας έναν πρόσθετο σκληρό δίσκο ή αντικαθιστώντας τον παλιό με έναν μεγαλύτερο, τι πρέπει να γνωρίζετε κατά την αγορά;

Αρχικά, κοιτάξτε κάτω από το κάλυμμα της μονάδας συστήματος του υπολογιστή σας. Πρέπει να μάθετε ποια διεπαφή σκληρού δίσκου υποστηρίζει η μητρική πλακέτα. Μακράν τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα πρότυπα SATAκαι ξεπερνώντας την ηλικία του IDE. Διακρίνονται εύκολα από την εμφάνισή τους. Η εικόνα στα αριστερά δείχνει ένα κομμάτι της μητρικής πλακέτας, η οποία είναι εξοπλισμένη και με τους δύο τύπους υποδοχών, αλλά πιθανότατα η δική σας θα είναι μία από αυτές.

Υπάρχουν τρεις εκδόσεις της διεπαφής SATA. Διαφέρουν ως προς την ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων. SATA, SATA IIΚαι SATA IIIμε ταχύτητες 1,5, 3 και 6 gigabyte ανά δευτερόλεπτο, αντίστοιχα. Όλες οι εκδόσεις διεπαφής SATAφαίνονται ίδια και είναι συμβατά μεταξύ τους. Μπορείτε να τα συνδέσετε με οποιονδήποτε συνδυασμό, με αποτέλεσμα ο ρυθμός μεταφοράς δεδομένων να περιορίζεται στην πιο αργή έκδοση. Ταυτόχρονα, η ταχύτητα του σκληρού δίσκου είναι ακόμη πιο αργή. Επομένως, οι δυνατότητες των γρήγορων διεπαφών μπορούν να αποκαλυφθούν μόνο με την εμφάνιση νέων μονάδων υψηλής ταχύτητας.

Εάν αποφασίσετε να αγοράσετε έναν επιπλέον σκληρό δίσκο SATA, ελέγξτε αν έχετε καλώδιο διασύνδεσης όπως φαίνεται στην εικόνα. Δεν πωλείται με CD. (Συνήθως συνοδεύονται από τη μητρική πλακέτα.) Επίσης, μεταξύ των υποδοχών παροχής ρεύματος, θα πρέπει να υπάρχει τουλάχιστον ένας ελεύθερος για τη σύνδεση ενός σκληρού δίσκου ή μπορεί να χρειαστείτε έναν προσαρμογέα από το παλιό πρότυπο στο νέο.

Τώρα σχετικά με τον ίδιο τον σκληρό δίσκο: Η κύρια παράμετρος είναι, φυσικά, η χωρητικότητα. Όπως ανέφερα παραπάνω, σημειώστε ότι θα είναι ελαφρώς μικρότερο από αυτό που αναφέρεται. Το λειτουργικό σύστημα και τα προγράμματα απαιτούν 100 - 200 gigabyte, κάτι που είναι αρκετά για τα σύγχρονα πρότυπα. Πόσο επιπλέον χώρο μπορεί να χρειαστείτε, μπορείτε να προσδιορίσετε εμπειρικά. Μπορεί να απαιτούνται μεγάλοι τόμοι, για παράδειγμα, για την εγγραφή βίντεο υψηλής ποιότητας. Οι σύγχρονες ταινίες σε μορφή HD φτάνουν αρκετές δεκάδες gigabyte.

Επιπλέον, μεταξύ των κύριων παραμέτρων αναφέρετε:

1. Παράγοντας μορφής- μέγεθος δίσκου. Οι δίσκοι 1,8" και 2,5" χρησιμοποιούνται στο . Για έναν επιτραπέζιο υπολογιστή, θα πρέπει να αγοράσετε μια μονάδα δίσκου 3,5 ιντσών. Έχουν τις ίδιες υποδοχές SATA και μια μονάδα φορητού υπολογιστή μπορεί να λειτουργήσει σε επιτραπέζιο υπολογιστή. Αλλά οι μικροί δίσκοι κατασκευάζονται με έμφαση στη συμπαγή και χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και είναι κατώτεροι από τα μεγαλύτερα μοντέλα όσον αφορά την ταχύτητα. Και κοστίζουν περισσότερο.
2. RPM- Ταχύτητα περιστροφής δίσκου. Μετρημένο σε στροφές ανά λεπτό ( RPM- σύντομη για στροφές ανά λεπτό). Όσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα περιστροφής, τόσο πιο γρήγορα ο δίσκος γράφει και διαβάζει πληροφορίες. Αλλά καταναλώνει επίσης περισσότερη ενέργεια. Σήμερα, οι πιο συνηθισμένοι δίσκοι με 5400 σ.α.λΚαι 7200 σ.α.λ. Οι χαμηλότερες στροφές ανά λεπτό είναι πιο συνηθισμένες σε μονάδες φορητών υπολογιστών, μονάδες υψηλής χωρητικότητας (μεγαλύτερες από δύο terabyte) και στους λεγόμενους "πράσινους" δίσκους, που ονομάζονται για τη μειωμένη κατανάλωση ενέργειας. Υπάρχουν επίσης σκληροί δίσκοι με ταχύτητα περιστροφής 10000 RPMΚαι 15000 σ.α.λ. Έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν σε διακομιστές με μεγάλη φόρτωση και έχουν αυξημένο πόρο αξιοπιστίας, αλλά κοστίζουν επίσης πολύ περισσότερο από τους συμβατικούς.
3. Κατασκευαστής. Αυτή τη στιγμή, υπάρχουν αρκετοί μεγάλοι κατασκευαστές στην αγορά αποθήκευσης. Ανάμεσά τους υπάρχει αρκετά σκληρός ανταγωνισμός, επομένως δεν είναι σε καμία περίπτωση κατώτερα το ένα από το άλλο σε ποιότητα. Επομένως, μπορείτε να επιλέξετε οποιοδήποτε από τα γνωστά ονόματα: Hitachi, HP, Seagate, Silicon Power, Toshiba Transcend, Western Digital.

Ο σκληρός δίσκος είναι μια συσκευή αποθήκευσης δεδομένων - μια μονάδα σκληρού δίσκου. Το "HDD" είναι συντομογραφία της αγγλικής φράσης Μονάδα σκληρού δίσκου. Άλλα ονόματα για τον σκληρό δίσκο: σκληρός δίσκος, σκληρός δίσκος, σκληρός δίσκος, βίδα, σκληρός, κασσίτερος, κασσίτερος.

Σε τι χρησιμεύει ο HDD;

Ο σκληρός δίσκος χρησιμοποιείται για την αποθήκευση πληροφοριών. Οι πληροφορίες που είναι αποθηκευμένες σε έναν σκληρό δίσκο ονομάζονται δεδομένα. Τα δεδομένα στο δίσκο οργανώνονται μέσω ενός συστήματος αρχείων και αντιπροσωπεύονται από αρχεία.

Ο σκληρός δίσκος είναι μνήμη υπολογιστή. Μην μπερδεύεστε με τη μνήμη RAM. Ο σκληρός δίσκος είναι μη πτητική μνήμη, η μνήμη RAM είναι ασταθής.

Το Winchester είναι πλέον η κύρια συσκευή αποθήκευσης και αν έχετε υπολογιστή, τότε υπάρχει μια βίδα.

Αρχή λειτουργίας του σκληρού δίσκου

Οι σκληροί δίσκοι, δηλαδή οι σκληροί δίσκοι, λειτουργούν με παρόμοιο τρόπο με μια συσκευή που όλοι έχουν ξεχάσει εδώ και καιρό - μια «player», με περιστρεφόμενο δίσκο και βελόνα για αναπαραγωγή μουσικής. Τα στοιχεία μετατροπής (κεφαλές ανάγνωσης/εγγραφής) που χρησιμοποιούνται στους σκληρούς δίσκους είναι παρόμοια με τις κεφαλές ανάγνωσης/εγγραφής που χρησιμοποιούνται στα VCR και στις στερεοφωνικές κασετόφωνες για πρόσβαση σε πληροφορίες σε μαγνητικά μέσα.

Στους σκληρούς δίσκους, οι πληροφορίες αποθηκεύονται σε μια περιστρεφόμενη μεταλλική ή γυάλινη πλάκα καλυμμένη με μαγνητικό υλικό. Κατά κανόνα, ένας δίσκος αποτελείται από πολλές πλάκες που συνδέονται με μια κοινή ράβδο - έναν άξονα. Κάθε πιάτο είναι κάτι σαν δίσκος βινυλίου με δίσκο που παίζεται από πικάπ. Οι πληροφορίες αποθηκεύονται συνήθως και στις δύο πλευρές της πλάκας.

Καθώς ο δίσκος περιστρέφεται, ένα στοιχείο που ονομάζεται κεφαλή διαβάζει ή γράφει δυαδικά δεδομένα στα μαγνητικά μέσα. Οι πληροφορίες εγγράφονται στο δίσκο χρησιμοποιώντας κάποια μέθοδο κωδικοποίησης, από την οποία υπάρχουν πάρα πολλές. Η μέθοδος κωδικοποίησης και η πυκνότητα εγγραφής καθορίζονται από τον ελεγκτή δίσκου.

Χωρίς να εμβαθύνουμε περαιτέρω στην περιγραφή της αρχής λειτουργίας του σκληρού δίσκου, μπορούμε να πούμε ότι ο σκληρός δίσκος είναι, στην πραγματικότητα, ένας σούπερ-player με ένα σωρό (ή ίσως μόνο ένα) δίσκους μέσα. Αν και, φυσικά, λόγω της πολυπλοκότητας της συσκευής, η συσκευή αναπαραγωγής δεν ξάπλωσε δίπλα της.

Το παρελθόν και το μέλλον του HDD

Ο πρώτος σκληρός δίσκος αναπτύχθηκε από την IBM στις αρχές της δεκαετίας του '70.

Το 1983, με την κυκλοφορία του πρώτου υπολογιστή IBM PC / XT, ένας σκληρός δίσκος από την Seagate Technology εμφανίστηκε στις ζωές χιλιάδων νέων, αλλά άγριων χρηστών. Η πρώιμη διεπαφή σκληρού δίσκου, που σχεδιάστηκε από τον Alan Shugart (ιδρυτή της Seagate Technology), ήταν το de facto πρότυπο για τους HDD για πολλά χρόνια. Στο μέλλον, οι εξελίξεις της Seagate αποτέλεσαν τη βάση των διεπαφών ESDI και IDE. Η Shugart ανέπτυξε επίσης τη διεπαφή SCSI, η οποία χρησιμοποιείται πλέον σε πολλούς σύγχρονους υπολογιστές.

Παρεμπιπτόντως, τώρα οι σκληροί δίσκοι Seagate είναι οι πιο δημοφιλείς στην Ευρώπη. Και στη Ρωσία ποιος δεν ξέρει τα περίφημα Barracuda;

Η πιο σημαντική κατεύθυνση στην ανάπτυξη της τεχνολογίας των σκληρών δίσκων ήταν πάντα η αύξηση της χωρητικότητάς τους (δίσκοι). Η πρόοδος σε αυτόν τον τομέα καθοδηγείται ιδιαίτερα από τις συνεχώς αυξανόμενες απαιτήσεις λογισμικού. Η αύξηση της χωρητικότητας των μονάδων δίσκου είναι δυνατή είτε αυξάνοντας το μέγεθος των ίδιων των μονάδων δίσκου είτε αυξάνοντας την πυκνότητα της αποθήκευσης δεδομένων. Έχει συμπληρωθεί το όριο μεγέθους του σκληρού δίσκου, αλλά δεν έχει επιτευχθεί ακόμη το όριο πυκνότητας αποθήκευσης. Αλλά δεν κράτησε πολύ.

Πρέπει να ξέρω

1. Ο σκληρός δίσκος είναι ένα πολύπλοκο πράγμα για την αποθήκευση πληροφοριών

2. Ο σκληρός δίσκος είναι μικρής διάρκειας και με συνεχή χρήση είναι απίθανο να ζήσει περισσότερο από τρία χρόνια

3. Είναι εξαιρετικά ανεπιθύμητο να μεταφέρετε έναν σκληρό δίσκο (κάπου), να τον γυρίσετε στα χέρια σας και γενικά να τον αφαιρέσετε από τη θήκη του υπολογιστή. Το Winchester είναι πολύ ευαίσθητο στους κραδασμούς!

4. Η εσωτερική δομή του σκληρού δίσκου είναι πολύ περίπλοκη. Εάν κάποτε πήγατε σε έναν κύκλο νέων ραδιοερασιτεχνών, αυτό δεν σημαίνει καθόλου ότι μπορείτε πλέον να επισκευάσετε σκληρούς δίσκους. Η επισκευή σκληρών δίσκων απαιτεί περισσότερα από ένα κολλητήρι!

5. Οι λάτρεις του υλικού πρέπει να θυμούνται ότι ανοίγοντας το HDA ενός δίσκου, τερματίζετε τόσο τις πληροφορίες όσο και τον ίδιο τον σκληρό δίσκο

6. Όσον αφορά την ασφάλεια αποθήκευσης, τα μέσα αποθήκευσης μπορούν να ταξινομηθούν με την ακόλουθη σειρά (με αυξανόμενο κίνδυνο απώλειας δεδομένων): κεφαλή, χαρτί, σκληρός δίσκος. Μην αποθηκεύετε σημαντικές πληροφορίες στον σκληρό δίσκο! Και αν πρέπει - πάντα να δημιουργείτε αντίγραφα ασφαλείας!

7. Εάν οι πληροφορίες του σκληρού δίσκου δεν είναι διαθέσιμες για οποιονδήποτε λόγο, μην προσπαθήσετε να τις επαναφέρετε! Πιθανότατα, θα το καταστρέψετε μόνο τελικά - είναι καλύτερο να επικοινωνήσετε με επαγγελματίες. Η επαναφορά πληροφοριών δεν είναι για εσάς!

8. Η λέξη «HDD» είναι καταχρηστική και δεν χρησιμοποιείται στην ευγενική κοινωνία, χαρακτηρίζει κάτι (για να το θέσω ήπια) αναξιόπιστο, βραχύβιο και αηδιαστικό.