Жёсткий диск

Hard disk WD 400.jpg WD400 3.5"]] Накопитель на жёстких магнитных дисках, жёсткий диск или винче́стер, — энергонезависимое, перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство. Является основным накопителем данных практически во всех современных компьютерах.

В отличие от «гибкого» диска (дискеты), информация в НЖМД записывается на жёсткие (алюминиевые или стеклянные) пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала. Считывающие головки в рабочем режиме не касаются поверхности пластин благодаря прослойке воздуха, образуемой при быстром вращении дисков.

Название «винчестер» жёсткий диск получил благодаря фирме IBM, которая в 1973 выпустила жёсткий диск модели 3340, впервые объединивший в одном неразъёмном корпусе диски и считывающие головки. При его разработке инженеры использовали краткое внутреннее название «30-30», что означало два модуля (в максимальной компоновке) по 30 Мб каждый. Кеннет Хотон, руководитель проекта, по созвучию с обозначением популярного охотничьего ружья «Winchester 30-30»Ружьё «Winchester Model 1894» широко известно как «Winchester 30-30» по названию используемого патрона «.30-30». предложил назвать этот диск «винчестером»http://www.ibm.com/ibm/history/exhibits/storage/storage_3340.html.

В Европе и Америке название «винчестер» вышло из употребления в 1990-х годах; в российском же компьютерном сленге название «винчестер» сохранилось, сократившись до слова «винт».

Характеристики

Интерфейс — способ, использующийся для передачи данных. Современные накопители могут использовать интерфейсы ATA (IDE, EIDE), Serial ATA, SCSI, SAS, FireWire, USB и Fibre Channel.

Ёмкость ()- количество данных, которые могут храниться накопителем. Ёмкость современных винчестеров достигает 500 Гб. В отличие от принятой в информатике системе приставок, обозначающих кратную 1024 величину (кило=1024, мега=1048576 и т. д.), производителями при обозначении ёмкости жёстких дисков используются кратные 1000 величины. Так, например, «настоящая» ёмкость жёсткого диска, маркированного как «200 Гб», составляет 186,2 Гб.

Физический размер — почти все современные накопители для персональных компьютеров и серверов имеют размер либо 3,5, либо 2,5 дюйма. Последние чаще применяются в ноутбуках.

Время случайного доступа () — от 5 мс до 15 мс.

Скорость вращения шпинделя () — количество оборотов шпинделя в минуту. От этого параметра в значительной степени зависят время доступа и скорость передачи данных. В настоящее время выпускаются винчестеры со следующими стандартными скоростями вращения: 4200 об./мин. (ноутбуки), 5400 и 7200 об./мин. (персональные компьютеры), 10000 и 15000 об./мин. (серверы и высокопроизводительные рабочие станции).

Надёжность () — определяется как среднее время наработки на отказ (Mean Time Between Failures, MTBF).

Количество операций ввода-вывода в секунду — у современных дисков это около 50 оп./сек при произвольном доступе к накопителю и около 100 оп./сек при последовательном доступе.

Потребление энергии — важный фактор для мобильных устройств.

Уровень шума — шум, который производит механика накопителя при его работе. Указывается в децибелах. Тихими накопителями считаются устройства с уровнем шума около 26 дБ и ниже.

Сопротивляемость ударам () — сопротивляемость накопителя резким скачкам давления или ударам, измеряется в единицах допустимой перегрузки g во включенном и выключенном состоянии.

Скорость передачи данных ():

Внутренняя зона диска: от 44,2 Мб/с до 74,5 Мб/с
Внешняя зона диска: от 74,0 Мб/с до 111,4 Мб/с

См. также Основные физические и логические параметры ЖД

Производители

Большая часть всех винчестеров производятся всего несколькими компаниями: Seagate, Western Digital, Samsung, а также ранее принадлежавшим IBM подразделением по производству дисков фирмы Hitachi. Fujitsu продолжает выпускать жёсткие диски для ноутбуков и SCSI-диски, но покинула массовый рынок в 2001 году. Toshiba является основным производителем 2,5- и 1,8-дюймовых HDD для ноутбуков. Одним из лидеров в производстве дисков являлась компания Maxtor, хорошо известная своими «умными» алгоритмами кэширования. В 2006 году состоялось слияние Seagate и Maxtor.

Технологии записи данных на HDD

Метод параллельной записи

На данный момент это самая распространённая технология записи информации на НЖМД. Биты информации записываются с помощью маленькой головки, которая проходя над поверхностью вращающегося диска намагничивает миллиарды горизонтальных дискретных областей — доменов. Каждая из этих областей является логическим нулём или единицей, в зависимости от намагниченности. На сегодняшний день, домены становятся настолько малы, что остро встаёт вопрос о их стабильности. Дальнейшее развитие этой технологии под вопросом, многие считают этот метод исчерпавшим себя. Плотность записи, при использовании этого метода, на данный момент равна 150 Гбит/дюйм² (23Гбит/см²).

Метод перпендикулярной записи

Для того чтобы решить проблему с дальнейшим увеличением плотности, многие производители рассматривают технологию, при которой биты информации сохранялись бы в вертикальных доменах. Это позволит использовать более сильные магнитные поля и снизить площадь материала, необходимую для записи одного бита. Плотность записи у экспериментального прототипа — 200 Гбит/дюйм² (31 Гбит/см²), в дальнейшем планируется довести плотность до 400—500 Гбит/дюйм² (60—75 Гбит/см²).

Метод тепловой магнитной записи

Метод тепловой магнитной записи (Heat assisted magnetic recording — HAMR) на данный момент активно разрабатывается. При использовании этого метода используется точечный подогрев диска, который позволяет головке намагничивать очень мелкие области его поверхности. После того, как диск охлаждается, намагниченность «закрепляется».

История прогресса накопителей

1956 — первый коммерческий жёсткий диск, IBM 350 RAMAC, 5 МБ.
1980 — первый 5,25-дюймовый Winchester, Shugart ST-506, 5 МБ.
1986 — Стандарт SCSI
1991 — Максимальная ёмкость 100 МБ
1995 — Максимальная ёмкость 2 ГБ
1997 — Максимальная ёмкость 10 ГБ
1998 — Стандарты UDMA/33 и ATAPI
1999 — IBM выпускает Microdrive ёмкостью 170 и 340 МБ
2002 — Взят барьер адресного пространства выше 137 ГБ
2003 — Появление SATA
2005 — Максимальная ёмкость 500 ГБ
2005 — Стандарт Serial ATA 3G
2005 — Появление SAS (Serial Attached SCSI)
2006 — Применение перпендикулярного метода записи в коммерческих накопителях
2006 — Появление «гибридных» жёстких дисков, содержащих дополнительный блок флэш-памяти ёмкостью в единицы гигабайт.

Примечания

Ссылки

Г. Баранов «Дисковые накопители информации», «Компьютера Днепропетровска» N 19 (1998)

Носители информации | Запоминающие устройства

Gourt Home::Gourt :: Жёсткий диск