Co je pevný disk počítače? Základní vlastnosti pevného disku. Vlastnosti geometrie pevných disků s vestavěnými řadiči

Ahoj přátelé! Co je to pevný disk nebo HDD? Pevný disk je pevný magnetický disk. Zkráceně jako HDD nebo pevný (magnetický) disk – HDD nebo MHDD. První pevný disk byl vydán společností IBM v roce 1956 a měl rozměry asi jeden metr krychlový a byl schopen uložit až 3,5 MB informací (viz obrázek vlevo z Wikipedie). Skládal se z 50 magnetických disků o průměru 610 mm. Povrch disků byl pokryt čistým železem, což umožňovalo magnetizovat oblasti a ukládat data. Tento pevný disk váží 971 kg a byl součástí prvního sériového počítače IBM 305 RAMAC. Další technologie se vyvinula a dosáhla toho, co vidíte ve svých stolních počítačích a noteboocích. Pevnému disku se také říká pevný disk, pevný disk nebo zkráceně šroub. Název Winchester pochází ze 70. let. IBM tehdy vydala nový počítač s modernějším pevným diskem, který se skládal ze dvou skříní, z nichž každá uložila až 30 MB informací. Byla nakreslena analogie s puškou Winchester, která používala náboj 30-30. Pravděpodobně poté, pevné disky, s největší pravděpodobností navždy (alespoň mezi rusky mluvící populací), dostaly jméno - pevný disk, nebo zkráceně - šroub.

Moderní pevný disk se skládá z:

• bydlení
• elektronická jednotka
• polohovací jednotka pohonu
• blok s magnetickými deskami

Podívejme se na každou podrobněji

Rám. Je to jako karoserie auta. Všechno spočívá na něm. Hlavním úkolem je zajistit potřebnou tuhost a těsnost. Tuhost je nezbytná pro ochranu disku před poškozením zvenčí. Těsnost - aby se zabránilo vniknutí cizích částic do disku. Pouzdro je vyrobeno z teplovodivé slitiny, protože teplo vzniká při provozu zařízení a musí se nějak odvádět. Můžete si přečíst více o chlazení HDD. Pro vyrovnání tlaků vně a uvnitř pouzdra je vyrobeno malé okénko s pružnou kovovou deskou.

Jednotka elektroniky

Skládá se z:

• blok rozhraní
• buffer nebo cache
• řídicí jednotka

Jednotka rozhraní je zodpovědná za připojení pevného disku k počítači. ROM, trvalé úložné zařízení, zaznamenává servisní informace a firmware disku. Buffer je mezipaměť podobná RAM. Jsou v něm umístěny často používané informace, které zvyšují výkon HDD. Rychlost čtení mezipaměti se blíží maximální rychlosti pro rozhraní disku. V tuto chvíli je nejrozšířenějším rozhraním SATA III s maximální propustností 6 Gbit/s. Za fungování celého zařízení je zodpovědná řídicí jednotka. Sleduje rychlost otáčení bloku s magnetickými deskami a polohu bloku s akčními členy.

Skládá se z aktuátoru (zařízení pro zápis a čtení informací), držáku (na kterém to celé funguje) a pohonu. Pohon přijímá příkazy, kde má číst a kam zapisovat informace z řídicí jednotky. (Obrázek níže je převzat z webu http://www.3dnews.ru/editorial/640707)

Blok s paměťovými deskami. Skládá se z mechaniky, disků nebo desek a separátorů. Ty se používají k nastavení určité vzdálenosti mezi deskami. Disky s oddělovači jsou namontovány na jednotce. Ten udržuje konstantní rychlost otáčení.

2. Jak funguje pevný disk?

Když zapnete počítač, řídicí jednotka napájí mechaniku s magnetickými disky a čeká, až ta dosáhne zadané rychlosti otáčení. Jakmile k tomu dojde, počítač obdrží signál, že HDD je připraven. Následuje žádost o informace. Do hry vstupuje polohovací jednotka, která nastavuje požadovanou polohu akčního členu. Data se čtou a jdou do bloku rozhraní a odtud do paměti RAM.

Dříve se akční členy dotýkaly magnetických disků. Jak se rychlost posledně jmenovaného zvyšovala, byla vyžadována jiná technologie. V tomto případě se aktuátor vznášel nad magnetickým povrchem a dotkl se disku v určitém místě. Technologie se posunula, zvýšily se rychlosti otáčení desek a blok s akčními členy se začal parkovat mimo desky. To znamená, že ovladače jsou umístěny vedle desek, dokud není dosaženo požadované rychlosti otáčení magnetických disků.

Díky vysoké rychlosti otáčení kotoučů vzniká proudění vzduchu, které zvedá hlavu pohonu nad hladinu. Stejný proud vzduchu odfoukne prachové částice zachycené uvnitř z povrchu na speciální filtr v pouzdře. V pouzdře je také adsorbent pro odstranění zbytkové vlhkosti.

U moderních pevných disků vzdálenost mezi čtecí hlavou a povrchem magnetické platiny< 10 нм. Благодаря тому, что считывающие головки никогда не касаются магнитных пластин отсутствует трение и продлевается срок жизни HDD.

Každá magnetická deska je rozdělena na prstencové dráhy široké asi 60 nm. Ty jsou zase rozděleny do shluků. Klastr má obvykle 4 KB. Každý bit informace představuje pad na stopě, který může být magnetizován -1 nebo ne -0. Tyto stránky se také nazývají domény. Čím menší je velikost této oblasti, tím více informací se na trať vejde a tím bude pevný disk prostornější. Na počátku vývoje se používal longitudinální záznam. Místo se nacházelo podél cesty. Později byla tato technologie nahrazena kolmým záznamem, což umožnilo zvýšit hustotu dat a tím i kapacitu HDD.

Sada drah ve stejné vzdálenosti od středu otáčení motoru se nazývá válec.

Než pevné disky přesáhly kapacitní limit 500 MB, postačoval polohovací systém CHS (cylindr-head-sector). S růstem objemu byl v roce 1994 přijat polohovací systém LBA (linear block addressing). V případě CHS byl pevný disk transparentní pro operační systémy Pomocí lineárního adresování systém přistupuje k požadovanému sektoru pevného disku a řídicí jednotka HDD rozumí, kde se tento sektor fyzicky nachází.

Polohovací jednotka pohonu. Poháněno elektromagnetickým motorem. Ten se skládá ze statoru a cívky. Stator se skládá z jednoho nebo dvou trvalých, silných neodymových magnetů. Přesné umístění držáku s hlavami nastává přivedením napětí o určité síle na cívku (obrázek převzat z http://www.3dnews.ru/editorial/640707)

Rychlost polohování hlavy a následně i doba přístupu k informacím závisí na síle magnetů. Ta se u pevných disků pohybuje od 3 do 12 ms. Čím kratší čas, tím rychlejší a dražší pevný disk. WD má tři řady pevných disků: zelený, modrý a černý. Zelený využívá jeden neodymový magnet a otáčky vřetena 5400 ot./min. To má za následek spíše skromný výkon, ale slušnou účinnost a nízkou spotřebu energie. Modré kotouče používají stejný magnet a rychlost otáčení stoupá na 7200 ot./min. Z hlediska rychlostních charakteristik zaujímá mezipolohu mezi zeleným a černým HDD. Černé používají dva magnety a rychlost 7200 ot./min. To vám umožní dosáhnout maximálního výkonu. Výkon můžete ještě zvýšit zvýšením rychlosti otáčení motoru s magnetickými deskami na 10 000 nebo 15 000 ot./min. Tyto disky mají minimální dobu přístupu k informacím a používají se hlavně na serverech. Jednotky SSD s rychlostí přístupu< 1 мс пока остаются вне конкуренции.

Pevné disky při provozu produkují dva typy hluku. Z rychle rotujících magnetických kotoučů a z nárazu bloku s hlavami na omezovač. K tomu druhému dochází, když se blok s hlavami vrátí do parkovací polohy. Pro snížení tohoto dopadu výrobci instalují gumové podložky, ale někdy to nepomůže, zvláště u rychlých kol. Existují dva způsoby, jak snížit hluk z HDD. První je vyrobit držáky tlumící nárazy do PC skříně. Můžete si o tom přečíst více. Druhým způsobem je využití technologie AAM, o které jsem psal podrobněji.

3. Výroba a výrobci pevných disků

Na začátku bylo asi 70 výrobců HDD. Díky konkurenci zbývají už jen tři. Jsou to Toshiba, Seagate a WD. Na níže uvedeném diagramu můžete vidět, ve kterých letech akvizice probíhaly

Výroba. Ve strojírně se vyřezávají přířezy z válcových hliníkových přířezů. Potom se obrobkům dá požadovaný tvar, případně i na soustruzích. Po obrobcích jděte do leštírny, kde se povrchy vyleští na požadovanou úroveň. Poté proběhne kontrola a obrobky jsou odeslány do dílny magnetického lakování. Poté opět dojde ke kontrole. Poté je pevný disk sestaven a naformátován na nízké úrovni. V tomto procesu jsou magnetické destičky rozděleny do stop a kontrolovány na rozbité nebo nečitelné sektory. Ty jsou okamžitě označeny, aby se do nich nemohly zaznamenávat informace. Každá stopa má určitou rezervu sektorů. Právě z této rezervy se vyměňují vadná místa objevená během provozu.

Samostatně je třeba říci o výrobě hlav pro čtení a zápis informací. U moderních pevných disků se každý aktuátor skládá ze dvou hlav, jedné pro čtení a druhé pro zápis. Náročnost výroby hlav je srovnatelná s náročností výroby procesorů; Design hlav je výrobním tajemstvím.

Závěr

V článku jsme se dotkli malé historie poskytnutím obrázku prvního pevného disku vydaného v roce 1956. Řekli možný důvod pro označení magnetických pevných disků ve zkratce – šroub. Poté jsme se podívali na složení pevného disku, co se skrývá uvnitř jeho pouzdra. Snažili jsme se věnovat každému bloku zvlášť. Zkoumali jsme fungování pevného disku. Nakonec jsme vytřídili výrobce a samotnou výrobu HDD. Doufám, že jste se mnou pokročili v tématu HDD.

termín " pevný disk"je zkratka pro" Pevný disk» ( HDD). anglický název - " Pevný disk» ( HDD nebo HMDD s přidáním slova " Magnetický"). Kromě zkratky „pevný disk“ existují pro toto zařízení další slangové názvy: „ Winchester"(nebo" šroub»), « pevný disk"(nebo" tvrdý»).

jméno " Winchester„Podle jedné z verzí byl disk získán díky společnosti IBM, která v roce 1973 uvedla na trh model pevného disku 3340, který poprvé kombinoval diskové plotny a čtecí hlavy v jednom jednodílném pouzdře. Při vývoji pohonu inženýři použili interní označení „ 30-30 “, což znamenalo dva moduly po 30 MB s maximálním rozložením.

projektový manažer Kenneth Houghton v souladu s názvem populární lovecké pušky (v té době) „Winchester 30-30“ navrhl nazvat vyvíjený disk „Winchester“. Nicméně v USA a Evropě už v 90. letech. Název „Winchester“ se prakticky přestal používat. V ruském jazyce se však zachoval a dokonce získal polooficiální status. V počítačovém slangu bylo zkráceno na „ šroub“, což je nejčastěji používaná verze názvu.

pevný disk je zařízení pro ukládání informací, které funguje na principu magnetického záznamu. Pevný disk se používá jako hlavní zařízení pro ukládání dat ve většině moderních počítačů.

U HDD jsou na rozdíl od tzv. „diskety“ (neboli diskety) informace zaznamenávány na tvrdé desky (hliníkové, skleněné nebo keramické) potažené tenkou vrstvou feromagnetického materiálu, kterým je nejčastěji oxid chromitý. Pevné disky používají jednu nebo více ploten na společné ose.

V provozním režimu se čtecí hlavy nedotýkají ploten kvůli vrstvě proudění vzduchu vytvořené na povrchu ploten při jejich rychlé rotaci. Mezi hlavou a plotnou je udržována vzdálenost několika nanometrů (u moderních disků je to asi 10 nm). Když se kotouče neotáčejí, jsou hlavy umístěny u samotného vřetena nebo v bezpečné oblasti mimo kotouč, kde je vyloučen jejich mechanický kontakt s kotouči. Absence mechanického kontaktu mezi částmi zajišťuje dlouhou životnost zařízení.

Zpočátku byla na trhu široká škála pevných disků vyráběných mnoha společnostmi. Se vzrůstající konkurencí většina výrobců buď přešla na výrobu jiných typů výrobků, nebo je koupila konkurence.

Společnost zanechala v historii železnice poměrně výraznou stopu Kvantová. Dalším lídrem ve výrobě disků byla společnost Maxtor, která v roce 2001 koupila divizi pevných disků Quantum. V roce 2006 se Maxtor a Seagate sloučily. V polovině 90. let. byla tam slavná společnost Conner, která se také spojila se Seagate.

Na počátku 90. let zde byla společnost Micropolis, která vyráběla drahé pevné disky prémiové třídy. Při výrobě prvních 7200otáčkových kotoučů (prvních v oboru) však použila nepoužitelná ložiska hlavní hřídele od Nidecu. Micropolis utrpěl velké ztráty na výnosech a byl zakoupen stejným Seagate.

Dnes většinu všech pevných disků vyrábí malý počet společností: Seagate, Samsung, Western Digital, bývalá divize IBM, nyní ve vlastnictví Hitachi. Před rokem 2009 Fujitsu vyráběla pevné disky pro notebooky, ale poté veškerou jejich výrobu převedla na společnost Toshiba. Toshiba je nyní hlavním výrobcem 1,8- a 2,5palcových pevných disků pro notebooky.

14.05.2010

Další zajímavé publikace:

Poslední úprava: 17.11.2011 17:06:09

Materiálové štítky: ,

Mnozí slyšeli slova jako HDD , « pevný disk», « šroub"nebo" Winchester" Všechna tato slova jsou synonyma pro stejné zařízení. pevný disk je zařízení pro ukládání a ukládání informací, které je založeno na principech magnetického záznamu. Pevný disk ve většině moderních počítačů je hlavním zařízením pro ukládání dat. Uchovává informace, i když je počítač vypnutý; PC .

Historie pevného disku Hlavní rozdíl pevný disk z disket - jedná se o záznam informací na tvrdé desky (hliník nebo sklo) potažené feromagnetickým materiálem, ve většině případů oxidem chromitým. Winchestery se nejčastěji používají jako nevyměnitelné paměťové médium , ale v posledních letech byl vynalezen vyměnitelný pevný disk , který získal široké použití. Pevný disk je obvykle kombinován s jednotkou, úložným zařízením a elektronickou jednotkou.

Poprvé na počítačovém trhu "šroub" se objevil v roce 1957. Narodil se díky společnosti IBM dávno před příchodem osobních počítačů. Byl schopen pojmout 5 MB informací a stál šílené peníze. O něco později byl vyvinut 10 MB pevný disk, ale pro PC. Pevný disk se skládal ze 30 stop a 30 sektorů. Po označení „30/30“ stejnojmenné značky jako oblíbená karabina „ Winchester"Pohon byl pojmenován hovorově" Winchester“ nebo zkráceně „šroub“. V Evropě a USA tento termín vymizel již v 90. letech a pouze v Rusku se tak nadále slangově nazývá.

Winchester sestává z několika kovových disků potažených speciální látkou, která dokáže udržet magnetické pole. Počet kovových desek na pevném disku se pohybuje od jedné do tří. Tyto kotouče mají velmi hladký povrch a výborné vyvážení. Tyto vlastnosti jsou nezbytné pro vysokou rychlost otáčení. Speciální magnetické hlavy, umístěné jedna po druhé na různých stranách disků, umožňují záznam na ně. Hlavy mají magnetorezistivní vlastnosti, které jsou citlivé na změny magnetického pole prostřednictvím změn síly proudu buzeného v hlavě. Výsledný signál je přečten a následně převeden do digitální podoby. Sebe hlava pod vlivem proudových impulsů je schopen vytvořit magnetické pole. V závislosti na směru magnetického momentu dochází k magnetizaci sekcí disku.

Data na discích jsou uložena v tzv. stopách. Jak pevný disk pracuje, magnetické hlavy mění své umístění z jedné stopy na druhou. V moderním HDD slouží ke změně polohy magnetických hlav solenoid řídit.

Stopa se skládá ze sektorů, z nichž každý uchovává 512 bajtů dat. Nejmenší objem disku je sektor. Součin válců, sektorů a počtu hlav je maximální objem, který lze uložit na pevný disk. Téměř všichni výrobci se snaží o co největší hustotu stop a snížení počtu disků.

Během práce pevný disk objevují se poškozené sektory a stopy. Při nízkoúrovňovém formátování jsou speciálně označeny a v budoucnu se s nimi při provozu pevného disku nepočítá.

Základní parametry pevného disku

Hlavní charakteristika pevný disk je kapacita(množství informací, které může obsahovat). Kapacita se měří v gigabajtech ( GB). Jeden GB rovná se 1000 megabajtů ( MB). 1 MB se rovná 1 000 kilobajtů ( KB). Ale v informačním světě byl přijat trochu jiný systém počítání. Místo 1000 počítají 1024. Na to si musíte dát pozor. Při diagnostice počítače bude operační systém udávat menší číslo GB než uvádí výrobce.

Další důležitou charakteristikou jsou otáčky vřetena. Tento indikátor přímo ovlivňuje rychlost pevného disku (to znamená, jak rychle se budou vyměňovat informace s jinými počítačovými zařízeními). Čím vyšší je rychlost otáčení, tím rychleji pevný disk čte a zapisuje informace. U stolních počítačů se považuje za dobrý ukazatel 7200 ot./min . Při vyšších rychlostech otáčení se rychlost pevného disku výrazně zvyšuje.

Dalším důležitým parametrem je doba náhodného přístupu, která úzce souvisí s rychlostí otáčení. Většina výrobců tento indikátor při prodeji neuvádí, ale pokud budete hledat na internetu, můžete takové informace snadno najít. Čas náhodného přístupu ukazuje, jak dlouho trvá, než pevný disk přečte nebo zapíše informace na kteroukoli část disku. Tento parametr se měří v milisekundách. Čím nižší je indikátor, tím vyšší je rychlost pevného disku.

Je důležité vědět, jaké rozhraní „ šroub" Jednoduše řečeno, konektor pevného disku, který jej připojuje k základní desce. Býval IDE, ale nyní byl nahrazen SATA. Vše moderní pevné disky , pracují rychleji a jejich instalace je pohodlnější. Je potřeba zvážit, jakým rozhraním je základní deska vybavena. Pokud se konektory neshodují, připojení nebude možné.

Existují také disky speciálně pro servery. Jsou stejné velikosti jako běžné. HDD, ale v práci je to mnohem rychlejší. Rychlost otáčení takových zařízení dosahuje 15 000 ot / min. Jsou spolehlivější než pevné disky pro stolní počítače. Serverové jednotky jsou dodávány se sériovým rozhraním SAS A SATA a paralelní SCSI.

Není to tak dávno, kdy byly vynalezeny externí pevné disky. Jejich použití je velmi pohodlné, mají menší rozměry a hmotnost a velké množství dat. Říká se jim také mobilní média nebo „velký flash disk“. Použití externí HDD pohodlně přenášet různé informace ve formě zvukových nahrávek, kancelářských archivů a multimediálních souborů. Ovladače jsou schopny podporovat USB 2.0, 3.0 a FireWire.

Průměrná rychlost otáčení pevných disků notebooků je 5400 ot./min nebo 4200 ot./min. Kromě toho musí být odolné proti nárazu.

Hlavní připojovací rozhraní

USB– sériový přenos dat. Šířka pásma USB 1.1 – 12 MB/s, USB 2.0 – 480 MB/s USB 3.0 – 5 GB/s.

IDE– přenos dat je paralelní. Šířka pásma je přibližně 133 MB/s. Obvykle se toto rozhraní běžně používá ve stolních počítačích a přenosných počítačích.

SATA – paralelní přenos dat. Šířka pásma je asi 300 MB/s. Hlavní konkurent IDE. SATA je odolnější vůči rušení a o něco lepší než IDE.

SCSI– paralelní přenos dat. Používá se hlavně při práci se servery. Vyznačuje se vysokým výkonem a spolehlivostí.

Serial Attached SCSI (SAS)– sériový přenos informací. Vylepšená verze SCSI s vylepšeným výkonem a spolehlivostí.

FireWire– sériový přenos. Rychlost se blíží 400 MB/s. Pro práci s video soubory je to nejlepší volba.

Výrobci

Na konci minulého století bylo na počítačovém trhu mnoho výrobních společností pevné disky . Ale v tuto chvíli se počet společností výrazně snížil. Některé nevydržely konkurenci, jiné koupili výkonnější konkurenti a další začali vyrábět i jiné produkty než pevné disky.

V polovině 90. let firma vyráběla pevné disky Periferní zařízení Conner, později získané Seagate, A Micropolis. Ten poslední ano vysoká kvalitaSCSI prémiové disky pro servery. Firma vyráběla velmi drahé produkty, ale kvůli dodávkám nekvalitních vřetenových ložisek utrpěla firma obrovské ztráty na vracení a výměně pevných disků a následně zkrachovala. Koupil ji také Seagate.

Výrobky japonské společnosti jsou stále oblíbené Fujitsu. Nyní sází na výrobu pevných disků pro notebooky a SCSI pohony. Už ale nemá takový obrat jako v minulém století. V roce 2001 společnost utrpěla vážný neúspěch. Toho roku došlo k hromadnému selhání čipu ovladače, v důsledku čehož společnost utrpěla vážné finanční ztráty, ze kterých se dosud nevzpamatovala. Ale před zhroucením byla japonská společnost považována za lídra ve výrobě pevných disků. Pevné disky tohoto výrobce se vyznačovaly vynikajícími vlastnostmi rotačních ploch. V roce 2009 masová výroba pevných disků Fujitsušel do Toshiba .

Až do začátku roku 2000 byly divizní disky IBM považovány za referenční. Ale po hromadných výpadcích úložných zařízení pro PC kvůli oxidaci kontaktů utěsněného bankovního konektoru utrpěla americká pobočka značné finanční ztráty a byla prodána Hitachi.

Společnost Quantrum zanechala v historii jasnou stopu, ale kvůli masivním poruchám HDD v seriálu CX, také vypadla z trhu s počítači.

Maxtor byl považován za lídra ve svém oboru. Na začátku roku 2001 divizi vykoupila Quantrum, která vyrábí pevné disky a zdědí stopu problémů pro kupovanou společnost kvůli „tenkým“ diskům. V roce 2006 se sloučila s firmou Seagate .

Jaro 2011 bylo poslední Hitachi, velmi populární na trhu pevné disky . Bylo získáno Western Digital, a ve stejném roce byla divize HDD společnosti Samsung převedena na společnost Seagate.

Nyní na trhu pevných disků zbývají pouze tři výrobci – Seagate, Western Digital a Toshiba . Ale v poslední době, díky rozvoji technologie SSD a nástupu externích pevných disků, se počet společností připravených nabízet nové technologie a vývoj začíná opět zvyšovat.

Jak funguje pevný disk? Jaké typy pevných disků existují? Jakou roli plní v počítači? Jak interagují s ostatními součástmi? Jaké parametry zvážit při výběru a nákupu pevného disku se dozvíte z tohoto článku.

HDD- zkrácený název pro " Úložiště na pevném disku“. Najdete zde také angličtinu HDD- a slang Winchester nebo zkráceně Šroub.

V počítači je za ukládání dat zodpovědný pevný disk. Operační systém Windows, programy, filmy, fotografie, dokumenty, všechny informace, které stáhnete do počítače, jsou uloženy na pevném disku. A informace v počítači jsou to nejcennější! Pokud selže procesor nebo grafická karta, můžete je zakoupit a vyměnit. Ale ztracené rodinné fotografie z loňské letní dovolené nebo roční účetní data z malé firmy není tak snadné obnovit. Proto je spolehlivosti ukládání dat věnována zvláštní pozornost.

Proč se obdélníková kovová krabice nazývá disk? Abychom na tuto otázku odpověděli, musíme se podívat dovnitř a zjistit, jak pevný disk funguje. Na obrázku níže vidíte, z jakých částí se pevný disk skládá a jaké funkce jednotlivé části plní. Kliknutím zvětšíte. (Převzato z webu itc.ua)

Doporučuji také zhlédnout úryvek z programu Discovery Channel o tom, jak pevný disk funguje a funguje.

Další tři fakta, která potřebujete vědět o pevných discích.

1. Pevný disk je nejpomalejší částí počítače. Když počítač zamrzne, věnujte pozornost indikátoru aktivity pevného disku. Pokud často bliká nebo svítí nepřetržitě, znamená to, že pevný disk provádí příkazy z jednoho z programů, zatímco všechny ostatní jsou nečinné a čekají, až na ně přijde řada. Pokud operační systém nemá dostatek rychlé paměti RAM pro spuštění programu, zabírá místo na pevném disku, což značně zpomaluje celý počítač. Jedním ze způsobů, jak zvýšit rychlost počítače, je tedy zvětšení velikosti paměti RAM.
2. Pevný disk je také nejkřehčí součástí počítače. Jak jste se dozvěděli z videa, motor roztočí disk až několik tisíc otáček za minutu. V tomto případě se magnetické hlavy „vznášejí“ nad diskem v proudu vzduchu vytvářeném rotujícím diskem. Vzdálenost mezi diskem a hlavami v moderních zařízeních je asi 10 nm. Pokud je disk v tomto okamžiku vystaven otřesům nebo vibracím, může se hlava dotknout disku a poškodit povrch obsahující data na něm uložená. V důsledku toho tzv. špatné bloky" - nečitelné oblasti, kvůli kterým počítač nemůže číst žádný soubor ani nabootovat systém. Po vypnutí jsou hlavy „zaparkované“ mimo pracovní oblast a nárazové přetížení není pro pevný disk tak hrozné. Udělejte si prosím záložní kopie důležité údaje!
3. Kapacita pevného disku je často o něco menší, než uvádí prodejce nebo výrobce. Důvodem je, že výrobci udávají kapacitu disku na základě toho, že v jednom gigabajtu je 1 000 000 000 bajtů, přičemž jich je 1 073 741 824.

Nákup pevného disku

Pokud se rozhodnete zvýšit úložnou kapacitu svého počítače připojením dalšího pevného disku nebo výměnou starého za větší, co budete při nákupu potřebovat vědět?

Nejprve se podívejte pod kryt systémové jednotky vašeho počítače. Musíte zjistit, jaké rozhraní pevného disku základní deska podporuje. Dnes jsou nejběžnější standardy SATA a skomírající IDE. Lze je snadno odlišit podle vzhledu. Na obrázku vlevo je fragment základní desky, která je vybavena oběma typy konektorů, ale ta vaše bude mít s největší pravděpodobností jeden z nich.

Existují tři verze rozhraní SATA. Liší se rychlostí přenosu dat. SATA, SATA II A SATA III rychlostí 1,5, 3 a 6 gigabajtů za sekundu. Všechny verze rozhraní SATA vypadají stejně a jsou vzájemně kompatibilní. Připojit je můžete v libovolné kombinaci, čímž dojde k omezení rychlosti přenosu dat na pomalejší verzi. Rychlost pevného disku je přitom ještě nižší. Potenciál rychlých rozhraní lze proto odhalit až s příchodem nových vysokorychlostních pohonů.

Pokud se rozhodnete zakoupit další pevný disk SATA, zkontrolujte, zda máte kabel rozhraní jako na obrázku. Neprodává se spolu s diskem. (Obvykle jsou součástí základní desky.) Mezi napájecími konektory by také měl být alespoň jeden volný pro připojení pevného disku, případně budete potřebovat adaptér ze starého standardu na nový.

Nyní k samotnému pevnému disku: Hlavním parametrem je samozřejmě kapacita. Jak jsem uvedl výše, mějte na paměti, že to bude o něco méně, než je uvedeno. Operační systém a programy vyžadují 100 - 200 gigabajtů, což je na moderní standardy poměrně málo. Jak velký prostor navíc budete potřebovat, lze určit experimentálně. Velké objemy mohou být vyžadovány například pro záznam vysoce kvalitního videa. Moderní filmy ve formátu HD dosahují několika desítek gigabajtů.

Kromě toho mezi hlavní parametry patří:

1. Tvarový faktor- velikost disku. Používají se disky 1,8 a 2,5 palce v . Pro stolní počítač byste si měli pořídit 3,5palcový disk. Mají stejné konektory SATA a disk notebooku může fungovat i ve stolním počítači. Malé disky se ale vyrábějí s důrazem na kompaktnost a nízkou spotřebu a výkonově jsou horší než větší modely. A stojí víc.
2. RPM- rychlost otáčení disku. Měřeno v otáčkách za minutu ( RPM- zkratka pro otáčky za minutu). Čím vyšší je rychlost otáčení, tím rychleji disk zapisuje a čte informace. Ale také spotřebuje více energie. Dnes jsou nejrozšířenější disky s 5400 ot./min A 7200 ot./min. Nižší otáčky jsou běžnější u disků pro notebooky, vysokokapacitních disků (více než dva terabajty) a takzvaných „zelených“ disků, které se nazývají kvůli jejich snížené spotřebě energie. Existují také pevné disky s rychlostí otáčení 10 000 ot./min A 15 000 ot./min. Jsou navrženy pro práci na vysoce zatížených serverech a mají zvýšenou spolehlivost, ale jsou také mnohem dražší než běžné servery.
3. Výrobce. V současné době je na trhu úložných jednotek několik velkých výrobců. Je mezi nimi docela tvrdá konkurence, takže si kvalitou nijak nezaostávají. Vybrat si proto můžete kterékoli ze známých jmen: Hitachi, HP, Seagate, Silicon Power, Toshiba Transcend, Western Digital.

Tento článek bude hovořit pouze o pevných discích (HDD), tedy o magnetických diskových médiích. Příští článek bude o SSD.

Co je to pevný disk

Tradičně se podívejme na definici pevného disku na Wikipedii:
Pevný disk (šroub, pevný disk, pevný disk, HDD, HDD, HMDD) je úložiště s libovolným přístupem založené na principu magnetického záznamu.
Používají se v naprosté většině počítačů a také jako samostatně připojená zařízení pro ukládání záložních kopií dat, jako úložiště souborů atd.
Pojďme na to trochu přijít. Líbí se mi termín „pevný disk“. Těchto pět slov vyjadřuje podstatu. HDD je zařízení, jehož účelem je ukládat na něj zaznamenaná data po dlouhou dobu. Základem HDD jsou pevné (hliníkové) disky se speciálním povlakem, na které se zapisují informace pomocí speciálních hlav.
Nebudu podrobně zvažovat samotný proces nahrávání - v podstatě jde o fyziku posledních stupňů školy a jsem si jistý, že se do toho nechcete ponořit, a o tom tento článek vůbec není.
Všimněme si také fráze: „náhodný přístup“, což zhruba znamená, že my (počítač) můžeme kdykoli číst informace z libovolného úseku železnice.
Důležitým faktem je, že paměť HDD není volatilní, to znamená, že bez ohledu na to, zda je napájení připojeno nebo ne, informace zaznamenané na zařízení nikam nezmizí. To je důležitý rozdíl mezi trvalou pamětí počítače a dočasnou pamětí (RAM).
Při pohledu na pevný disk počítače v reálném životě neuvidíte ani disky, ani hlavy, protože to vše je skryto v uzavřeném pouzdře (hermetická zóna). Externě pevný disk vypadá takto.
Myslím, že chápete, co je HDD. Jdeme dál.

Proč počítač potřebuje pevný disk?

Podívejme se, co je to HDD v počítači, tedy jakou roli hraje v PC. Je jasné, že ukládá data, ale jak a co. Zde zdůrazňujeme následující funkce HDD:
- úložiště OS, uživatelského softwaru a jejich nastavení;
- Ukládání uživatelských souborů: hudba, videa, obrázky, dokumenty atd.;
- Využití části kapacity pevného disku k ukládání dat, která se nevejdou do paměti RAM (swap file) nebo k ukládání obsahu paměti RAM při používání režimu spánku;
- Jak vidíte, pevný disk počítače není jen skládka fotografií, hudby a videí. Je na něm uložen celý operační systém a navíc pevný disk pomáhá vyrovnat se se zátěží RAM, přičemž přebírá některé jeho funkce.

Z čeho se skládá pevný disk?

Částečně jsme zmínili komponenty pevného disku, nyní se na to podíváme podrobněji. Takže hlavní součásti HDD:
- Pouzdro - chrání mechanismy pevného disku před prachem a vlhkostí. Zpravidla je utěsněn, aby se dovnitř nedostala vlhkost a prach;
- Disky (placky) - destičky z určité kovové slitiny, oboustranně potažené, na kterých jsou zaznamenány údaje. Počet talířů se může lišit - od jednoho (v rozpočtových možnostech) po několik;
- Motor - na jehož vřetenu jsou upevněny palačinky;
- Hlavový blok - struktura vzájemně propojených pák (vahadel) a hlavic. Část pevného disku, která na něj čte a zapisuje informace. Na jednu palačinku se používá pár hlav, protože horní i spodní část fungují;
- Polohovací zařízení (aktor) - mechanismus, který ovládá blok hlavy. Skládá se z dvojice permanentních neodymových magnetů a cívky umístěné na konci hlavového bloku;
- Řadič - elektronický čip, který řídí činnost HDD;
- Odstavná plocha - místo uvnitř pevného disku vedle disků nebo na jejich vnitřní části, kde jsou hlavy v době nečinnosti sklopené (zaparkované), aby nedošlo k poškození pracovní plochy palačinek.
Jedná se o jednoduché zařízení s pevným diskem. Vznikl před mnoha lety a dlouho na něm nebyly provedeny žádné zásadní změny. A jedeme dál.

Jak funguje pevný disk?

Po přivedení energie na HDD se motor, na jehož vřetenu jsou placky připevněny, začne roztáčet. Po dosažení rychlosti, při které se na povrchu disků vytváří konstantní proud vzduchu, se hlavy začnou pohybovat.
Tato sekvence (nejprve se roztočí kotouče a poté začnou pracovat hlavy) je nutná k tomu, aby se vlivem výsledného proudění vzduchu hlavy vznášely nad deskami. Ano, nikdy se nedotýkají povrchu disků, jinak by se disk okamžitě poškodil. Vzdálenost od povrchu magnetických desek k hlavám je však tak malá (~10 nm), že ji pouhým okem nevidíte.
Po spuštění se nejprve načtou servisní informace o stavu pevného disku a další potřebné informace o něm umístěné na tzv. nulté stopě. Teprve poté začíná práce s daty.
Informace na pevném disku počítače se zaznamenávají na stopy, které jsou zase rozděleny do sektorů (jako pizza nakrájená na kousky). Pro zápis souborů je několik sektorů sloučeno do clusteru, což je nejmenší místo, kam lze soubor zapsat.
Kromě tohoto „horizontálního“ oddílu disku existuje také konvenční „vertikální“ oddíl. Protože jsou všechny hlavy kombinované, jsou vždy umístěny nad stejným číslem stopy, každá nad vlastním diskem. Při provozu HDD se tedy zdá, že hlavy kreslí válec.
Zatímco HDD běží, provádí v podstatě dva příkazy: čtení a zápis. Když je potřeba provést příkaz zápisu, vypočítá se oblast na disku, kde bude proveden, poté se umístí hlavy a vlastně se příkaz provede. Výsledek se pak zkontroluje. Kromě zápisu dat přímo na disk končí informace také v jeho mezipaměti.
Pokud řadič obdrží příkaz ke čtení, nejprve zkontroluje, zda jsou požadované informace v mezipaměti. Pokud tam není, znovu se vypočítají souřadnice pro umístění hlavic, poté se hlavice umístí a načtou se data.
Po dokončení práce, když zmizí napájení pevného disku, jsou hlavy automaticky zaparkovány v parkovací zóně.
Takto v podstatě funguje pevný disk počítače. Ve skutečnosti je vše mnohem komplikovanější, ale průměrný uživatel s největší pravděpodobností takové podrobnosti nepotřebuje, takže dokončíme tuto část a pokračujeme.

Typy pevných disků a jejich výrobci

Dnes jsou na trhu vlastně tři hlavní výrobci pevných disků: Western Digital (WD), Toshiba, Seagate. Plně pokrývají poptávku po zařízeních všech typů a požadavků. Zbytek společností buď zkrachoval, byly pohlceny jednou z hlavních tří společností, nebo byly změněny.
Pokud mluvíme o typech HDD, lze je rozdělit takto:

1. U notebooků je hlavním parametrem velikost zařízení 2,5 palce. To umožňuje jejich kompaktní umístění do pouzdra na notebook;
2. Pro PC - v tomto případě je možné použít i 2,5″ pevné disky, ale zpravidla se používají 3,5″;
3. Externí pevné disky - zařízení, která jsou samostatně připojena k PC/notebooku, nejčastěji slouží jako úložiště souborů.
Existuje také speciální typ pevného disku - pro servery. Jsou totožné s běžnými PC, ale mohou se lišit v připojovacích rozhraních a větším výkonu.

Všechna ostatní rozdělení HDD na typy vycházejí z jejich vlastností, takže je zvažte.

Specifikace pevného disku

Takže hlavní vlastnosti pevného disku počítače:

Volume je ukazatel maximálního možného množství dat, které lze uložit na disk. První věc, na kterou se obvykle dívají při výběru HDD. Toto číslo může dosáhnout 10 TB, i když pro domácí PC často volí 500 GB - 1 TB;
- Form factor - velikost pevného disku. Nejběžnější jsou 3,5 a 2,5 palce. Jak bylo uvedeno výše, 2,5″ se ve většině případů instalují do notebooků. Používají se také v externích HDD. 3,5″ je nainstalován v počítačích a serverech. Formát také ovlivňuje objem, protože na větší disk se vejde více dat;
- Rychlost otáčení vřetena - jakou rychlostí rotují palačinky. Nejběžnější jsou 4200, 5400, 7200 a 10000 ot./min. Tato vlastnost přímo ovlivňuje výkon a také cenu zařízení. Čím vyšší je rychlost, tím větší jsou obě hodnoty;
- Rozhraní - způsob (typ konektoru) připojení HDD k počítači. Nejoblíbenějším rozhraním pro interní pevné disky je dnes SATA (starší počítače používaly IDE). Externí pevné disky se obvykle připojují přes USB nebo FireWire. Kromě těch uvedených existují také rozhraní jako SCSI, SAS;
- Objem vyrovnávací paměti (mezipaměť) - typ rychlé paměti (podobně jako RAM) instalované na řadiči pevného disku, určené k dočasnému ukládání dat, ke kterým se nejčastěji přistupuje. Velikost vyrovnávací paměti může být 16, 32 nebo 64 MB;
- Doba náhodného přístupu - doba, po kterou je zaručeno, že HDD bude zapisovat nebo číst z jakékoli části disku. Rozsahy od 3 do 15 ms;

Kromě výše uvedených charakteristik můžete také najít takové ukazatele, jako jsou:

Rychlost přenosu dat;
- Počet I/O operací za sekundu;
- Hladina hluku;
- spolehlivost;
- Odolnost proti nárazu atd.;
To je vše o vlastnostech HDD.