Характеристика жесткого диска hdd

Характеристика жесткого диска hdd

Конструкция жесткого диска (Рис.1)

Жесткий диск (винчестер, Накопитель на жестких магнитных дисках)

Накопитель на жестких магнитных дисках (НЖМД) – это устройство с несменным носителем. Его конструктивная схема сходна со схемой НГМД, но реализация отличается, и существенно.

Накопитель на жестких магнитных дисках состоит из четырех главных элементов, каждый из которых вносит свой вклад в его общие характеристики:

· носителя (пакета дисковых пластин, вращающихся на одной оси),

· позиционера (устройства, «наводящего» головки на нужную дорожку)

· контроллера, обеспечивающего согласованное управление всеми элементами диска и передачу данных между ним и компьютером.

Данные хранятся на пластинах в виде концентрических дорожек, каждая из которых делится на секторы, содержащие данные (в подавляющем большинстве случаев размер сектора составляет 512 байт) и коды коррекции ошибок. Процесс такой разметки диска на сектора, состоящий в записи на его поверхность секторных меток и идентификационных номеров и называется физическим или низкоуровневым форматированием. Количество секторов на дорожке в современных дисках варьируется в зависимости от длины дорожки, т. е. на внешних дорожках секторов больше, а на внутренних меньше (так называемый метод зонно_битовой записи — zoned bit recording). Совокупность дорожек, находящихся под головками в определенном их положении на всех пластинах диска, называется цилиндром.

Пластины представляют собой диски из алюминиевого сплава или стеклообразного материала (стеклянные пластины получили в последнее время более широкое распространение), поверхность которых покрыта несколькими слоями магнитных и немагнитных материалов, защищенных сверху тонким слоем алмазоподобного графита. Размеры и ориентация частиц магнитного слоя определяют вместе с размерами зазора магнитной головки возможную плотность записи. Заметим, что поверхностная плотность записи имеет две составляющие — продольную (определяется размерами магнитных доменов, представляющих каждый бит одной дорожки) и поперечную (определяется расстоянием между соседними дорожками). Одно из последних достижений в увеличении плотности записи за счет уменьшения размеров магнитных частиц — разработанное IBM покрытие с антиферромагнитной связью (AFC, AntiFerromagnetically Coupled). Такое покрытие, неофициально называемое «пыльцой эльфов», состоит из двух магнитных слоев, «проложенных» тончайшим (его толщина составляет всего три атомных диаметра!) слоем парамагнитного металла рутения. В этом «сэндвиче» вместо одиночных магнитных доменов образуются магнитные пары с противоположно направленными векторами намагниченности, обеспечивающие повышенную стойкость к размагничиванию. Пластины укреплены на шпинделе двигателя, который вращает их с весьма высокими угловыми скоростями (до 15 тыс. об./мин).

Головка записи-чтения — ключевой элемент НЖМД. Ее чувствительность и величина магнитного зазора в большой степени определяют плотность записи накопителя. Головка «летит» над поверхностью вращающейся пластины на расстояниях порядка 10—15 нм. Расстояние от головки до магнитного слоя при этом заметно больше — до 30 нм. Защитный слой из алмазоподобного графита, наносимый на головку и пластины, обладает чрезвычайно высокими прочностью и гладкостью, так что «падение» головки на поверхность пластины в случае, например, непредвиденной остановки двигателя не приводит в современных накопителях к выходу их из строя, как это было в НЖМД первых поколений.

Позиционер (actuator) — «средство доставки» головок к нужному цилиндру диска. Понятно, что от скорости и точности его работы зависит как время доступа к данным, так и допустимое расстояние между дорожками, т. е. в конечном счете плотность записи. Кроме основных своих функций, позиционер в современных дисках служит еще и средством обеспечения надежности. Он должен вывести головки из зоны возможного соприкосновения с носителем в случае остановки основного двигателя, пропадания питания и других непредвиденных ситуаций.

Контроллер управляет всеми электронными и электромеханическими компонентами накопителя и содержит все необходимые для чтения и записи данных аналоговые и цифровые схемы. Он строится, как правило, на базе специализированного процессора, оснащенного буферной памятью для промежуточного хранения данных записи-чтения и ПЗУ или ППЗУ со встроенным программным обеспечением. Контроллер вместе с позиционером обеспечивают безопасность диска в случае пропадания питания или остановки двигателя, выводя головки из зоны возможного соприкосновения. Кроме того, контроллер обеспечивает перевод диска в режим экономии энергии при отсутствии обращений к нему в течение некоторого времени.

Современная классификация жестких дисков

Жесткие диски делятся на классы по нескольким признакам. Во-первых, по типу интерфейса — SCSI, ATA и Serial AT. SCSI-интерфейс предназначен для организации сложных многокомпонентных дисковых подсистем; он позволяет подключить на один канал до 32 устройств, технически сложнее, дороже в реализации и «интеллектуальнее», чем ATA. Интерфейс ATA предназначен для организации простых дисковых подсистем (до двух устройств на канал), значительно проще и дешевле в реализации и менее «интеллектуален». На сегодня SCSI-диски применяются в серверах и мощных рабочих станциях, ATA-диски — в обычных настольных ПК, переносных компьютерах и в последнее время в цифровой бытовой электронике (например, в цифровых видеомагнитофонах или CD/MP3_проигрывателях). Интерфейс Serial AT является дальнейшим развитием ATA-интерфейса и предназначен для того же сектора применения. Основным отличием от ATA-интерфейса является переход на последовательную передачу данных (ATA-интерфейс ─ параллельный) и поддержка горячего подключения/отключения устройств, т.е. без обесточивания системы. Также увеличена скорость передачи данных, до 150 Мбайт/с и выше у Serial AT, против 133 Мбайт/с у ATA.

Читайте также:  Фотошоп прямоугольник с закругленными углами

Во-вторых, по типоразмеру накопителей — 3,5_ или 2,5_дюйм. 3,5_дюймовые SCSI_накопители и ATA-диски применяются в настольных ПК и других стационарных устройствах, 2,5_дюйм — в ноутбуках и прочих переносных системах.

В-третьих, по скорости вращения шпинделя. Быстрее всех вращаются SCSI-диски — 15 тыс., 10 тыс. и 7200 об./мин, за ними следуют 3,5-дюйм ATA-диски — 10 тыс., 7200 и 5400 об./мин, и, наконец, 2,5-дюйм ATA-диски — 7200, 5400 и 4200 об./мин.

§ Емкость жесткого диска. (Гбайт.)

§ Скорость вращения пластин. (об/мин)

§ Объём буфера. (Мбайт)

§ Плотность записи. (Гбайт/Пластина)

§ Среднее/Максимальное время поиска. (мс)

§ Время смены дорожки, чтение/запись. (мс)

§ Внутренняя скорость передачи данных. (Мбайт/с)

§ Потребляемая мощность. (Вт)

§ Типичный уровень шума.

§ Ударостойкость в рабочем и нерабочем состоянии.

Приобретая ПК, пользователи почти всегда обращают основное внимание на параметры вычислительных компонентов. Выбор же жесткого диска зачастую основывается лишь на показателе объема. Такой подход абсолютно неверен, ведь HDD обеспечивает хранение всей информации и доступ к ней. Халатное отношение к выбору "винчестера" сделает работу за компьютером некомфортной. При самом плохом раскладе впоследствии придется заплатить вдвое больше за процедуру восстановления данных. Статья расскажет о том, на какие характеристики жестких дисков необходимо обратить пристальное внимание при выборе подобных устройств.

Общие сведения

Жесткий диск — главное устройство хранения в основной массе современных ПК. На него записываются не только пользовательские данные, но и файлы ОС, утилит, программ.

Именно поэтому выбор HDD — серьезное мероприятие. Ведь любое устройство компьютера легко заменить на аналогичное. Жесткий диск же, вышедший из строя, потребует не только покупки нового HDD, но и переустановки ОС и программ.

Первые шаги

Прежде чем начать изучение вопроса, следует определиться, для чего будет использоваться ПК, в который устанавливается накопитель. Основные группы:

  • Ноутбук для повседневных задач.
  • Мощный игровой ПК.
  • Офисный компьютер.
  • Мультимедиацентр.
  • Долговременное хранилище файлов.
  • Портативный накопитель, который не будет постоянно подключен.

Только определившись с конкретной целью использования ПК можно сказать, какие технические характеристики жесткого диска первостепенны.

Размер

Размер (или форм-фактор) определяет ширину устройства. Измеряется она в в дюймах. Сегодня форм-фактор почти всех накопителей равен 2,5/3,5 дюйма. Маленькие обычно устанавливаются в лэптопы. Большие — в полноразмерные ПК, однако никто не мешает 2,5-дюймовым HDD оборудовать компьютер, для этого даже выпускаются специальные переходники.

Есть магнитные накопители и меньшего размера, например, 1, 0,85, 1,8. Они в первую очередь используются в маленьких мобильных устройствах и обращать на них внимание при выборе HDD не нужно.

Размер "винчестера" определяет его вес, а также то, какую мощность питания требует накопитель для своей работы. Именно поэтому внешние HDD почти всегда включают в себя 2,5-дюймовые устройства. Ведь основные характеристики внешних жестких дисков — это масса и малая мощность питания, устройство должно работать от USB-разъема. Если же внутрь мобильного HDD установить 3,5-дюймовый накопитель, придется организовывать отдельный блок питания, который необходимо будет втыкать в розетку для правильного функционирования устройства.

Емкость

Емкость — параметр HDD, определяющий, сколько информации не нем может храниться одновременно. Его никак нельзя оставить в стороне, описывая характеристики жестких дисков ноутбуков или ПК. Фото, игры, ПО, музыка, фильмы — все это требует внушительного "веса", и год от года их запросы к емкости только растут. Например, современные игры или видеофайлы формата высокого разрешения могут занимать более 30 ГБ. Емкость 2,5-дюймовых накопителей сегодня по средним меркам составляет от 150 ГБ до 2 ТБ. Устройства размера 3,5 могут хранить на себе 3-5 ТБ информации.

1 ГБ на HDD большего объема будет стоить дешевле. Конечно, это не должно подталкивать потребителя к покупке устройства емкостью 1 ТБ, если для него хватит и половины. Однако надо понимать, что покупка жесткого диска, который может хранить менее 500 ГБ, сегодня нецелесообразна. Экономия выйдет небольшой (200-500 руб.), но цена одного гигабайта будет внушительной.

Геометрия

Выбирая HDD, не стоит ориентироваться только на его объем. Характеристики внешних жестких дисков и внутренних включают в себя многие немаловажные параметры. К ним стоит отнести геометрию. Ее описывают количество пластин и плотность записи на них. Геометрия влияет как на емкость HDD, так и на скорость работы с ним.

Читайте также:  Дальнобойщики 3 покорение америки активатор

Запись данных в "винчестерах" производится на диски (пластины), изготовленные из алюминия или стекла. Покрыты они ферромагнитной пленкой. Чтение или запись выполняется головками, расположенными на кронштейнах. Между пластиной и головкой всегда остается зазор в несколько нанометров. Каждый диск разделен на большое число радиальных дорожек, которые делятся на сектора. В такой схеме на время доступа и скорость считывания данных влияет радиус пластин.

У того края, где дорожки длиннее, скорость чтения выше, так как за один оборот головка проходит большее число секторов. Поэтому характеристики жестких дисков размера 2,5 всегда уступают 3,5-дюймовым образцам. HDD может содержать в себе более одной пластины. Плотность записи характеризуется вышеописанными параметрами. Величина определяет, сколько информации помещается на каждой дорожке.

Общая емкость HDD равна сумме емкостей на каждом диске. Первый "винчестер" объемом 1 ТБ включал в себя пять пластин. Однако технологии развиваются. Разработанные компанией Hitachi жесткие диски, характеристики которых позволяют использовать их в серверах, оборудуются сверхсовременными пластинами. Емкость каждой при этом равна примерно одному гигабайту.

Сегодня рынок комплектующих предлагает накопители с самым разным количеством магнитных дисков и плотностью записи. Если вам необходим максимально эффективный HDD, лучше всего обратить внимание на устройства с малым количеством пластин.

Надо сказать, что в магазинах вряд ли покупателю дадут информацию о плотности записи. На официальных сайтах производителей жестких дисков этот параметр тоже освещается не всегда. И все же во время выбора рекомендуется узнать об этих параметрах конкретных моделей побольше.

Скорость вращения шпинделя

Скорость записи и чтения зависит, помимо плотности, от быстроты вращения шпинделя. Алюминиевые диски монтируются на шпиндель — внутреннюю ось. Шпиндель и пластины вращаются одновременно, как единая система. Чем больше оборотов она делает за единицу времени, тем быстрее под головкой окажется необходимый сектор.

Для домашних ПК выпускаются жесткие диски с частотой вращения 5-10 тысяч оборотов за минуту. Чем меньше это значение, тем меньше тепла выделяется во время работы накопителя. Этот же параметр влияет и на необходимую мощность питания для нормального функционирования устройства. В основном на домашние компьютеры и ноутбуки устанавливаются накопители со скоростью вращения 5400 оборотов за минуту. Такие же HDD наиболее предпочтительны для оборудования ими мультимедийных центров и других устройств, для которых на первом месте стоит не быстрота считывания данных, а низкий уровень выделения тепла и энергопотребления.

Скоростью 10 000 оборотов за минуту и более считается избыточной. Такие накопители редко встраиваются в бытовую технику в первую очередь из-за того, что они сильно шумят. Если необходим очень быстрый доступ к данным, лучше обратить внимание на SSD.

Интерфейс

К любой материнской плате современного ПК или ноутбука может быть подключен жесткий диск Sata, характеристики его абсолютно не влияют на эту возможность. Если же вашей машине более десяти лет, вероятно, для нее нужен накопитель с интерфейсом IDE. Найти подобное устройство в магазине почти нереально, ведь их выпуск прекращен.

SATA представлен двумя стандартами с обратной совместимостью — SATA2 и SATA3. Обмен информацией по первому представленному интерфейсу на максимальной скорости составляет около 3 Гб/с. По второму — 6 Гб/с. Помимо этого, SATA3 обладает улучшенными функциями управления питанием.

Основные характеристики жесткого диска , работающего через SATA2, "за глаза" покрывают потребности среднестатистического пользователя. Скорость считывания данных с поверхности пластины едва ли достигает порогового значения, обеспечиваемого шиной.

Буфер, или кеш, — это промежуточное устройство хранения данных. Оно необходимо из-за того, что скорость чтения отличается от скорости записи. Также устройства ПК, запросившие информацию с HDD, не всегда могут моментально получить к ней доступ или же через какое-то время потребуют ее повторно. Такие данные также на какое-то время останутся в кэше жесткого диска. При этом снижается время простоя вычислительных элементов, но уменьшается нагрузка на пластины.

Кеш HDD для настольных компьютеров и ноутбуков варьируется в пределах 8-128 МБ. "Винчестеры" для лэптопов в большинстве оборудуются памятью 8-16 МБ. ПК же в основном оснащаются накопителями с буфером 32-64 МБ.

"На бумаге" жесткий диск HDD, характеристики которого лучше, должен работать быстрее конкурентов. На практике же это не всегда верно. Например, буфер винчестера почти не задействован во время записи файлов большого объема. Кроме этого, на производительность буфера влияет программное обеспечение, "зашитое" в контроллер, устанавливаемый на HDD. Поэтому гнаться за жесткими дисками с огромным объемом кэша не нужно. Правильнее будет сравнить конкретные показатели скорости считывания и записи данных определенных образцов накопителей.

Читайте также:  Nexus 7 2013 lte 4pda

Описывая характеристики жестких дисков, нельзя не сказать о MTBF. Эта аббревиатура — обозначение показателя надежности HDD. Ее расшифровка — mean time beatween failures. На русском языке этот параметр называют наработкой на отказ. Она указывает на то, сколько часов магнитный накопитель может непрерывно проработать до первого ремонта. Эта характеристика необычайно важна для серверного оборудования или накопителя, устанавливающегося в долговременное хранилище файлов. Обычно HDD, созданные специально для этой цели, в среднем имеют показатель MTBF равный 900 тысячам или 1 миллиону часов. Например, эта характеристика жесткого диска Seagate серии Constellation как раз приблизительно сравнима с приведенными выше цифрами.

Время произвольного доступа

Этот параметр определяет то, сколько времени требует головке для перемещения на любой участок дорожки. Измеряют характеристику в тысячных долях секунды. Время доступа — один из главнейших параметров HDD. Средняя производительность напрямую зависит от него.

Меньшее время позволяет выполнять основные операции быстрее. Головки серверных модели накопителей позиционируются за 2-14 мс. Этот параметр жестких дисков для домашней техники обычно равен 7-14 мс.

Уровень шума

Ни одно современное электронное устройство не может работать абсолютно бесшумно. Жесткие диски же, помимо электронных элементов, включают в себя вращающиеся пластины, шпиндель, считывающие головки. Наличие такого большого числа движущихся элементов делает HDD одним из самых шумных устройств ПК. Уступает "винчестер" по этому показателю только вентиляторам системы охлаждения.

Шум измеряется децибелами. Чем медленней вращается шпиндель, тем меньше посторонних звуков возникает в процессе работы устройства. Показатель в 26 дБ считается довольно низким. Невозможно найти одновременно очень тихое и очень производительное устройство. Всегда приходится идти на компромисс и выбирать HDD по той характеристике, которая наиболее важна.

Энергопотребление

Характеристики жестких дисков напрямую влияют на потреблении энергии устройством. Наиболее строго нужно изучать уровень энергопотребления тех HDD, которые впоследствии будут установлены в ноутбуки. Чем выше этот показатель, тем меньше лэптоп сможет проработать от батареи.

Помимо вышесказанного, потребляемая "винчестером" энергия во время записи или чтения преобразуется в тепло. Именно поэтому энергоемкими накопителями не стоит оснащать ПК, в которые потом невозможно будет поставить дополнительные элементы охлаждения.

Конечно, значения описываемого параметра легко найти на интернет-ресурсах производителя, однако доверять им стоит не всегда. Лучше всего поискать в Сети информацию независимых тестировщиков.

SSHD — не совсем обычные жесткие диски. Они гармонично сочетают в себе преимущества магнитных накопителей и твердотельных. В этом случае последние используются как дополнительный буфер. Таким образом скорость чтения или записи возрастает, а цена за гигабайт остается почти на прежнем уровне.

Хотя технология SSHD довольно перспективна, рынок компьютерных комплектующих предлагает малое число таких устройств. В основном их размер — 2,5-дюйма, а использовать такие накопители в настольных ПК не всегда целесообразно.

Наиболее легко найти жесткие диски Toshiba, характеристики скорости которых намного выше, чем у классических HDD. Ведь файлы, используемые операционной системой, уже находятся в энергонезависимом кеше, а значит, включение компьютера и загрузка основных программ происходит очень быстро.

Жесткий диск – это главный накопитель информации в персональном компьютере. Шутят, что памяти, как и денег, никогда не бывает слишком много. Жесткий диск (HDD, НЖМД или винчестер) – специальное устройство для ПК, предназначение которого заключается в хранении и передачи информации. В основе HDD заложены принципы магнитной записи.

Жесткий диск компьютера

Запоминающее устройство имеет произвольный доступ (также носит название случайного или прямого), что означает возможность обращения к любому элементу последовательности, не зависимо от ее размеров, за равные отрезки времени, тогда как при последовательном доступе, чем глубже расположен элемент, тем больше времени потребуется для доступа к нему.

Название устройства обуславливается тем, что данные на НДМД записываются на жесткие пластинки (стеклянные или алюминиевые), которые покрыты ферримагнетиками, которые способны намагничиваться при отсутствии внешнего магнитного поля, когда температура опускается ниже точки Кюри. Само устройство имеет одну либо несколько соосных пластин. Прослойка воздуха, которая образуется на поверхности пластинок при быстром вращении диска, предотвращает касание считывающих головок с ними. Благодаря отсутствию механического контакта между ними достигается долговременный срок службы устройства и его надежность.

Основные характеристики жесткого диска (HDD):

11. Буфер обмена (промежуточная память сглаживает неточности в скорости чтения, передачи и записи данных через интерфейс – от 8 до 130 Мб).

Ссылка на основную публикацию
Фотоаппарат сони dsc h50
Название объектива : Carl Zeiss Vario-Tessar Количество групп оптических элементов : 8 Количество оптических элементов : 13 Цифровой Zoom :...
Файл cms что это
Файлы формата CMS открываются специальными программами. Существует 2 типа форматов CMS, каждый из которых открывается разными программами. Чтобы открыть нужный...
Файл менеджер для windows 10 на русском
Менеджер файлов осуществляет просмотр, копирование, управление медиафайлами и папками на персональном компьютере. Он предоставляет функцию быстрого перемещения объектов для ускорения...
Фотоаппараты до 10000 рублей рейтинг
На российском рынке представлено настолько много фотоаппаратов и камер, что найдется модель на любой вкус. В том числе есть действительно...
Adblock detector