Жорсткі диски. СПК

Матеріал з Вікі ЦДПУ
Перейти до: навігація, пошук
Довідник Список використаних джерел Список учасників НОП
Виготовлення процесорів

Поннять жорсткого диску

Жорсткий диск - в комп'ютерному сленгу «вінчестер» - запам'ятовуючий пристрій (пристрій зберігання інформації) довільного доступу, засноване на принципі магнітного запису. Є основним накопичувачем даних в більшості комп'ютерів.На відміну від «гнучкого" диска (дискети), інформація в НЖМД записується на жорсткі (алюмінієві або скляні) пластини, покриті шаром феромагнітного матеріалу, найчастіше двоокиси хрому - магнітні диски. У НЖМД використовується одна або кілька пластин на одній осі. Читаючі головки у робочому режимі не торкаються поверхні пластин завдяки прошарку набігаючого потоку повітря, що утворюється у поверхні при швидкому обертанні. Відстань між головкою і диском складає декілька нанометрів (у сучасних дисках близько 10 нм), а відсутність механічного контакту забезпечує довгий термін служби пристрою. За відсутності обертання дисків головки знаходяться у шпінделя або за межами диска в безпечній зоні, де виключений їх нештатний контакт з поверхнею дисків.Також, на відміну від гнучкого диска, носій інформації зазвичай поєднують з накопичувачем, приводом і блоком електроніки. Такі жорсткі диски часто використовуються в якості незнімного носія інформації.

Зобрааження.jpg

Будова

Накопичувач на жорсткому диску зовні являє собою міцний металевий корпус. Він абсолютно герметичний і захищає дисковод від часточок пилу, які, потрапивши у вузький зазор між головкою й поверхнею диска, можуть пошкодити чутливий магнітний шар і вивести диск із ладу. Крім того,корпус екранує накопичувач від електромагнітних перешкод. Усередині корпуса знаходяться всі механізми і деякі електронні вузли.

BudHDD.jpg

  • Механізм

Механізми — це самі диски, на яких зберігається інформація, головки, що записують і зчитують інформацію з дисків, а також двигуни, що рухають весь пристрій.

  • Диск

Диск —це кругла металева пластина з дуже рівною поверхнею, вкрита тонким феромагнітним шаром. У багатьох накопичувачах використовується шар оксиду заліза (яким вкривається звичайна магнітна стрічка), але новітні моделі жорстких дисків працюють із шаром кобальту завтовшки приблизно в десять мікронів.

Кількість дисків може бути різною — від одного до п'яти, кількість робочих поверхонь, відповідно, удвічі більшою (по дві на кожному диску). Останнє (як і матеріал, використаний для магнітного покриття) визначає об’єм жорсткого диска. Іноді зовнішні поверхні крайніх дисків (або одного з них) не використовуються, що дозволяє зменшити висоту накопичувача, але при цьому кількість робочих поверхонь зменшується й може виявитися непарною.

Як вибрати жорсткий диск

За останні роки зовнішні вінчестери серйозно потіснили навіть оптичні диски (CD і DVD), які ще зовсім недавно вважалися оптимальними носіями для довготривалого зберігання даних. Сучасні вінчестери можуть похвалитися високою надійністю, великою ємністю і низькою вартістю зберігання даних.

Наймасовіша і затребувана категорія - зовнішні накопичувачі на основі стандартних 3,5-дюймових жорстких дисків з інтерфейсом SATA. Як правило, такі накопичувачі складаються з одного або двох вінчестерів, розміщених в загальному корпусі, причому в останньому випадку зазвичай передбачена можливість організації RAID-масивів рівнів 0 (об'єднання дисків) і 1 (віддзеркалення).

Обсяг накопичувачів на базі 3,5-дюймових вінчестерів становить зазвичай від 1 до 2 Тбайт в одновінчестерних моделях і до 4 Тбайт - в двухвінчестерних.

Для таких накопичувачів типова швидкість читання 70-90 Мбайт/с і швидкість запису 60-80 Мбайт/с. У найпродуктивніших моделей швидкість читання може досягати 120 Мбайт/с, а швидкість запису - 110 Мбайт/с.

Накопичувачі на базі 2,5-дюймових "ноутбучних" вінчестерів вважаються портативними: багато моделей легко поміщаються в кишеню сорочки. Однак у порівнянні з 3,5-дюймовими дисками у них значно нижче швидкості запису і читання, обмежена ємність, а вартість гігабайта зберігання в півтора-два рази вище. Т

Випускаються також зовнішні накопичувачі на основі 1,8-дюймових "субноутбучних" жорстких дисків, які ще мініатюрніше 2,5-дюймових. Зазвичай ємність таких накопичувачів обмежена 120 Гбайтами, і оснащуються вони виключно інтерфейсом USB 2.0. У магазинах ці диски зустрічаються рідко, як правило, вони бувають на різних заходах в якості сувенірів.

Існує особлива категорія зовнішніх вінчестерів, які являють собою не просто накопичувачі, але і цифрові аудіо-і відеопрогравачі. Мультимедійні накопичувачі забезпечені вбудованим декодером популярних аудіо-і відеоформатів і програмним медіаплеєром - зазвичай з апаратними органами управління. Також ви можете звернути увагу на AV-ресивери. Мультимедійні накопичувачі можна напряму підключати до телевізора, проектора і до домашньої аудіосистеми, і вони будуть виступати в ролі автономного мультимедійного плеєра, здатного працювати без підключення до комп'ютера. Для цього вони оснащуються "побутовими" відеоінтерфейсами (композитним, компонентним, HDMI), а також аналоговими і цифровими аудіовиходами.

Зрозуміло, такі пристрої можна використовувати і як звичайних комп'ютерних зовнішніх накопичувачів - в більшості з них для підключення до ПК використовуються стандартні інтерфейси USB 2.0 і eSATA.

Є і ще один тип зовнішніх накопичувачів - системи NAS, тобто мережеві сховища даних. Вони являють собою не просто вінчестери, а спеціалізовані мережеві комп'ютери, і про них ми поговоримо докладніше в окремому матеріалі.

Система NAS


SSD

Твердотільний накопичувач (англ. SSD, solid-state drive) — комп'ютерний запам'ятовувальний пристрій на основі мікросхем пам'яті. Крім них, SSD містить керуючий контролер. Не містить рухомих механічних частин,

Розрізняють два види твердотільних накопичувачів: SSD на основі пам’яті, подібної до оперативної пам’яті комп’ютерів, і SSD на основі флеш-пам’яті.

В даний час твердотільні накопичувачі використовуються в компактних пристроях: ноутбуках, нетбуках, комунікаторах і смартфонах. Деякі відомі виробники переорієнтувались на випуск твердотільних накопичувачів вже повністю, наприклад Samsung продав бізнес з виробництва жорстких дисків компанії Seagate.

Існують і так звані гібридні жорсткі диски, що з'явилися, в тому числі, через поки що пропорційно більш високу вартість твердотільних накопичувачів. Такі пристрої поєднують в одному пристрої накопичувач на жорстких магнітних дисках (HDD) і твердотільний накопичувач відносно невеликого обсягу (4-8гб), в якості кеша (для збільшення продуктивності, швидкого холодного запуску системи, зниження енергоспоживання). Такі диски використовуються, в основному, в переносних пристроях (ноутбуках) і там, де продуктивність має більше значення, ніж ціна.

Ринкова частка SSD поки не досягла рівня ринкової частки жорстких дисків, але зростання обсягів продаж SSD значно перевищує зростання обсягів продаж жорстких дисків.

Переваги та недоліки:

Переваги, у порівнянні з жорсткими дисками (HDD):

  • Відсутність рухомих частин;
  • Висока швидкість читання / запису, нерідко перевершує пропускну здатність інтерфейсу жорсткого диска (SATA II 3 Gb / s, SATA III 6 Gb / s, SCSI і т. д.);
  • Низьке енергоспоживання;
  • Повна відсутність шуму через відсутністю рухомих частин і охолоджувальних вентиляторів;
  • Висока механічна стійкість;
  • Широкий діапазон робочих температур;
  • Стабільність часу зчитування файлів незалежно від їх розташування або фрагментації;
  • Малі габарити і вага;
  • Великий модернізаційний потенціал як у самих накопичувачів так і у технологій їх виробництва.
  • Набагато менша чутливість до зовнішніх електромагнітних полів.

Недоліки

  • Один з недоліків SSD — обмежена кількість циклів перезапису. Звичайна (MLC, Multi-level cell, багаторівневі комірки пам'яті) флеш-пам'ять дозволяє записувати дані приблизно 10 000 разів. Більш дорогі види пам'яті (SLC, Single-level cell, однорівневі осередки пам'яті) — більше 100 000 разів. Для боротьби з нерівномірним зносом застосовуються схеми балансування навантаження. Контролер зберігає інформацію про те, скільки разів які блоки перезаписуваними і при необхідності «міняє їх місцями»;

З розвитком SSD відбулося зниження цін і повищення кількості циклів перезапису. Зазвичай, зараз, SSD служить 10-12 років власнику. Можна виділити диски Samsung та Intel які відрізняються якістю і довгоживучестю з великими швидкостями перезапису.

  • Проблеми сумісності SSD накопичувачів з застарілими і навіть багатьма актуальними версіями ОС сімейства Microsoft Windows, які не враховують специфіку SSD накопичувачів і додатково зношують їх. Використання операційними системами механізму свопінгу (підкачки) на SSD також, з великою ймовірністю, зменшує термін експлуатації накопичувача;
  • Ціна гігабайти SSD-накопичувачів істотно вище ціни за гігабайти в HDD. До того ж, вартість SSD прямо пропорційна їх ємності, в той час як вартість традиційних жорстких дисків залежить від кількості пластин і повільніше росте при збільшенні об'єму накопичувача.


1