Жорстки́й диск, або жорстки́й магні́тний диск, або накопичувач на магнітних дисках (англ. hard (magnetic) disk drive, англ. HDD), у комп'ютерному сленгу — «вінчестер» (від маркування набоїв гвинтівки «Вінчестер», англ. Winchester) — магнітний диск, основа якого виконана з жорсткого твердого матеріалу (скла, алюмінію тощо). У більшості ЕОМ виконує функцію енергонезалежного носія інформації (комп'ютерної пам'яті чи накопичувача інформації) з довільним доступом (англ. random access).
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpODBMelE1TDBoa1pGOXZaRjl6Y205a2EyRXVhbkJuTHpJMU1IQjRMVWhrWkY5dlpGOXpjbTlrYTJFdWFuQm4uanBn.jpg)
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpOHpMek5pTDBoaGNtUkVhWE5yUVc1aGRHOXRlUzVxY0djdk1qVXdjSGd0U0dGeVpFUnBjMnRCYm1GMGIyMTVMbXB3Wnc9PS5qcGc=.jpg)
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpOHdMekJsTDFkcGJtTm9aWE4wWlhJdFJtVnpkSEJzWVhSMFpTNXFjR2N2TWpVd2NIZ3RWMmx1WTJobGMzUmxjaTFHWlhOMGNHeGhkSFJsTG1wd1p3PT0uanBn.jpg)
Основні ознаки та будова
На відміну від дискети, що виготовляється на основі гнучкого (лавсанового) магнітного диска, інформація у твердому магнітному диску записується шляхом намагнічування шару феромагнітного матеріалу (діоксиду заліза у минулому чи сплаву кобальту тепер), що нанесений на поверхні твердих (алюмінієвих, скляних або композитних) пластин у формі диска. У твердих магнітних дисках використовується одна або декілька пластин, встановлених на одному шпинделі. Голівки зчитування-запису у робочому режимі не мають торкатися поверхні пластин завдяки прошарку повітря, що постійно набігає (утворюється біля поверхні дискових пластин при швидкому обертанні). Слід зазначити, що на ранніх екземплярах торкання головок могло бути звичайним явищем. Відстань між голівкою і робочою поверхнею дискової пластини становить декілька нанометрів (у сучасних дисках близько 10 нм), а відсутність механічного контакту забезпечує тривалий термін експлуатації пристрою. За відсутності обертання дисків та за належного вимкнення диску їх головки знаходяться поблизу шпинделя або за межами диска у безпечній (паркувальній) зоні, де унеможливлюється їх нештатний контакт з поверхнею дисків.
Також, на відміну від гнучких дисків, у твердих магнітних дисках носій інформації (магнітний диск) сполучений в єдиний пристрій з іншими вузлами накопичувача (засобами запису і зчитування, приводом та блоком електроніки). Такий твердий диск переважно використовуються як стаціонарний (незнімний) носій інформації.
Історична довідка
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpOWlMMkkwTDBsQ1RWOHpOVEJmVWtGTlFVTXVhbkJuTHpJd01IQjRMVWxDVFY4ek5UQmZVa0ZOUVVNdWFuQm4uanBn.jpg)
Тверді диски були введені у використання фірмою IBM у 1956 році як сховище даних для обчислювальних машин реального часу обробки транзакцій і у подальшому адаптовані до багатоцільового використання з мейнфреймами та міні-ЕОМ. Перший диск IBM, 350 RAMAC, був приблизно розміром у два холодильники і міг зберігати 5 мільйонів 6-бітових символів (що еквівалентне 3,75 млн байтів) на стосі з 50 дисків.
У 1961 році IBM представила модель диску 1311, яка була розміром із пральну машину і могла зберігати до двох мільйонів символів на знімній касеті з твердими магнітними дисками. Користувачі могли придбати додаткові касети і змінювати їх в міру потреби так само, як бобіни з магнітною стрічкою. Пізніші моделі накопичувачів зі змінними касетами твердих дисків від IBM та інших виробників стали нормою у більшості конфігурацій обчислювальних машин і місткість їх сягнула до 300 мегабайт на початку 1980-х років. На відміну від них, незмінні тверді диски отримали назву «фіксовані диски» (англ. fixed disk drive).
На початку 1970-х IBM почала розробку нового типу твердого диска під кодовою назвою «Вінчестер». Його основною відмінною рисою було те, що голівки запису-зчитування диска не виводились повністю зі стосу пластин диска при його вимиканні. Замість цього, голівки «приземлялись» на спеціальній поверхні диска при вимкненні живлення й приводились знову у робоче положення при ввімкненні. Це рішення значно знизило вартість механізму привода голівок, але ускладнило умови видалення всієї касети з дисками з привода. У перших моделях дисків, побудованих за «вінчестер технологіями», диски виконувались у вигляді знімних модулів, що містили диски та голівки зчитування. Пізніше IBM відмовилась від концепції знімних накопичувачів інформації та повернулась до стаціонарних конструкцій.
У 1973 році фірма IBM випустила твердий диск моделі для використання з ЕОМ (IBM System/370), що вперше об'єднав в одному нерознімному корпусі пластини диска й головки запису-зчитування. Під час його розробки інженери використали коротку внутрішню назву «30-30», що означало два модулі (у максимальному компонуванні) по 30 Мб кожний. (англ. Kenneth E. Haughton), керівник проекту, через співзвучність назви з позначенням набою .30-30 Winchester популярної мисливської рушниці англ. Winchester Model 1894, запропонував назвати цей тип диска «вінчестером», звідки ймовірно і походить кодова назва проекту.
Як і в першому знімному диску, у першому накопичувачі типу «вінчестер» використовувалися пластини розміром 14 дюймів (360 мм) у діаметрі. Через декілька років з'явились приводи з 8-дюймовими пластинами, а потім диски з 5,25 дюймовим (130 мм) форм-фактором (монтажна ширина еквівалентна тій, яку на той час використовували дисководи гнучких дисків). Останні були у першу чергу призначені для тоді молодого ринку персональних комп'ютерів.
На початку 1980-х років тверді диски були рідкісними й дуже дорогими і розглядались як додаткові опції на ПК, проте в кінці 1980-х років їх вартість була зменшена до рівня, де вони стали стандартом для всіх, окрім найдешевших ПК. З часом, ємність твердого диска зросла в тисячі разів, хоча його конструкція принципово не дуже змінилась.
Конструкція
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpOHlMekprTDBoaGNtUmZaSEpwZG1VdGRXc3VjRzVuTHpJMU1IQjRMVWhoY21SZlpISnBkbVV0ZFdzdWNHNW4ucG5n.png)
Існує багато типів твердих дисків, але всі вони складаються з одних і тих же вузлів із спільним принципом роботи. Основні елементи конструкції наступні:
- пластини магнітних дисків на спільному шпинделі;
- голівки читання/запису;
- механізм привода голівок (коромисло із сервоприводом);
- двигун привода дисків;
- друкована плата з електричними схемами керування;
- кабелі і гнізда роз'ємів кабелів живлення і передачі даних;
- елементи конфігурування (перемички і перемикачі).
Диски, двигун приводу дисків, голівки і механізм приводу голівок зазвичай поміщаються в герметичному корпусі, що має назву «гермоблок» або «блок голівок і дисків» (англ. HDA Head Disk Assembly). Інші вузли, що не входять у гермоблок (друкована плата керування, лицева панель, елементи конфігурування тощо), є знімними і поміщаються ззовні гермоблока.
Гермоблок
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpOWpMMk0yTDBoaGNtUmZaR2x6YTE5b2IyeGxMbXB3Wnk4eU5UQndlQzFJWVhKa1gyUnBjMnRmYUc5c1pTNXFjR2M9LmpwZw==.jpg)
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpODFMelUwTDB0dmNHWjBjbUZsWjJWeVgxZEVNalV3TUVwVExUQXdUVWhDTUM1cWNHY3ZNalV3Y0hndFMyOXdablJ5WVdWblpYSmZWMFF5TlRBd1NsTXRNREJOU0VJd0xtcHdadz09LmpwZw==.jpg)
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpOHhMekZsTDBoa1gyaGxZV1JmU1UxSFVEWTBOemRmZDNBdWFuQm5MekkxTUhCNExVaGtYMmhsWVdSZlNVMUhVRFkwTnpkZmQzQXVhbkJuLmpwZw==.jpg)
Більшу частину конструкції твердого диска займає цільний металевий корпус, що захищає магнітні пластини і точну механіку від впливів навколишнього середовища. Гермоблок — це герметична область пристрою, захищена від пилу та інших дрібних частинок. Гермоблок необхідний, оскільки, навіть дуже дрібна частинка, якщо вона потрапить у вузький зазор між голівкою й поверхнею диска, може пошкодити чутливий магнітний шар і вивести з ладу твердий диск. Також корпус захищає накопичувач від електромагнітних перешкод, тобто відіграє роль екрана. Внутрішній простір гермоблоку заповнений звичайним, але повністю очищеним від пилу повітрям. Ним не заповнюють гермоблок спеціально. Просто складання здійснюється в приміщенні, де на один кубічний метр повітря припадає менше ста частинок пилу.
Герметичність
Однак, незважаючи на таку назву, гермоблок не повністю герметичний. Для вирівнювання його внутрішнього тиску з атмосферним, у корпусі робиться отвір, який закритий щільним фільтром пилу. У процесі роботи пластини обертаються, створюючи потік циркуляції повітря. Цей потік проходить крізь ще один фільтр, який забезпечує додаткове очищення.
Магнітна пластина твердого диска
Магнітна пластина переважно виготовляється з легких сплавів на основі алюмінію. Є моделі, в яких пластини виготовлені з кераміки чи спеціального скла. На поверхню пластин, в незалежності від їх складу, для надання магнітних властивостей наноситься методом вакуумного напилення шар кобальту. Структура магнітного покриття містить велику кількість мікроскопічних областей, що називають доменами. У процесі запису, магнітна голівка створює зовнішнє магнітне поле, яке, впливаючи на домен, змінює вектор його намагніченості. Після того, як зовнішнє поле зникає, на поверхні диска утворюються зони залишкової намагніченості. Саме за таким принципом і здійснюється запис і зберігання інформації на магнітних дисках. Процес зчитування відбувається наступним чином: в магнітній головці, коли вона опиняється навпроти ділянки залишкової намагніченості, індукується електрорушійна сила (у перших конструкціях) або змінюється електричний опір (у нових конструкціях), що і дозволяє зчитувати інформацію. Кількість пластин в накопичувачі може бути різною. У кожної пластини є дві робочі поверхні, але в певних моделях використовуватись може тільки одна. (непарна кількість головок)
Магнітні голівки твердого диска
Магнітна головка має досить складну будову і містить мікроскопічні елементи, виготовлення яких здійснюється методами фотолітографії. Для різних моделей твердих дисків кількість магнітних голівок може бути від 1 до 8. Встановлення, а також утримання голівки на магнітній доріжці забезпечує електромагнітна система позиціювання. Існує багато конструкцій механізмів привода голівок, але їх можна розділити на два основних типи:
- з кроковим двигуном;
- з рухомою котушкою.
Характеристики цього привода багато у чому визначають швидкодію і надійність накопичувача, достовірність зчитування даних, його температурну стабільність, чутливість до вибору робочого положення і вібрацій. Слід зазначити, що диски із приводами на основі крокових двигунів є менш надійними, ніж пристрої із приводами від рухомих котушок.
Для здійснення запису даних використовується індуктивна голівка. Записувана інформація перетворюється голівкою у змінне магнітне поле. Цим полем намагнічується ділянка магнітного диска. Недоліком індуктивної голівки є те, що вона не підходить для читання інформації через залежність амплітуди сигналу зчитування від швидкості переміщення магнітного покриття та суттєвого впливу магнітних шумів. З цієї причини, для читання інформації застосовуються магніторезистивні голівки типів MRH (Magneto-Resistive) або GMR (GiantMagneto-Resistive). Подібні головки являють собою резистор, що змінює свій опір залежно від напруженості магнітного поля. Головна перевага полягає в тому, що амплітуда практично не залежить від швидкості зміни магнітного поля. Використання магніторезистивних голівок дозволяє збільшити надійність зчитування інформації, а також збільшити граничну щільність запису.
До моменту «зльоту» на повітряній подушці, голівки труться об поверхню пластин в спеціально відведеній ділянці диска, званому «паркувальна зона». У процесі роботи магнітні головки знаходяться на відстані в частки мікрона від поверхні магнітних пластин. Після вимкнення живлення, контролер твердого диска проводить автоматичне паркування голівок.
Двигун привода дисків
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpOWtMMlJrTDBoa1pGOXRiM1J2Y2k1cWNHY3ZNalV3Y0hndFNHUmtYMjF2ZEc5eUxtcHdadz09LmpwZw==.jpg)
Стабільне обертання пластин, змонтованих на осі (шпинделі), забезпечує шпиндельний трифазний двигун. Усередині двигуна містяться три обмотки, які включені зіркою з відведенням посередині. Ротор являє собою постійний секційний магніт. Щоб забезпечити малі биття на високих обертах, в сучасних твердих дисках використовуються гідродинамічні підшипники.
Шпиндельний двигун запускається тільки після повної внутрішньої діагностики пристрою. Спочатку двигун розкручується у форсованому режимі, не аналізуючи швидкість обертання магнітних дисків. Для забкезпечення цього етапу роботи, блок живлення комп'ютера повинен мати запас пікової потужності. Після того, як магнітні голівки виводяться із зони паркування, швидкість обертання дисків стає контрольованою. Вона управляється за сигналом серворозмітки, яка була записана на диск у процесі його виготовлення. Електроніка твердого диска виділяє сервомітки (вони знаходяться між секторами) із загального потоку даних і по них стабілізує швидкість обертання пластин. Стабільність обертання вкрай важлива для якості зчитування, особливо для дисків з високою щільністю запису.
По суті, швидкість обертання пластин є однією з найважливіших характеристик продуктивності твердого диска. Чим вища швидкість, тим меншим є час, необхідний для пошуку інформації, і тим більша швидкість читання і запису інформації. У сучасних пристроях швидкість обертання пластин в накопичувачі з інтерфейсами PATA і SATA становить від 4200 до 10000 обертів на хвилину. У дорогих серверних системах з інтерфейсом SCSI (SAS), вона може досягати 15000 об/хв. Однак подальше збільшення швидкостей обертання обмежується тим, що підвищується робоча температура дисків, а це негативно позначається на магнітному шарі. Також для швидкісних моделей потрібні якісніші підшипники, а їх виготовлення збільшує кінцеву вартість твердих дисків.
Плата керування
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpODFMelZoTDBGd1pYSjBkWEpoWDJoaGNtUmZaR2x6YTE4d01TNXFjR2N2TWpVd2NIZ3RRWEJsY25SMWNtRmZhR0Z5WkY5a2FYTnJYekF4TG1wd1p3PT0uanBn.jpg)
Плата керування твердого диска — вузькоспеціалізований комп'ютер, призначенням якого є обмін інформацією з базовою платою комп'ютера та управління внутрішніми процесами, що відбуваються у твердому диску (керування шпиндельним двигуном та приводом голівок).
Найбільша мікросхема на платі — центральний процесор. Це спеціалізований, цифро-аналоговий процесор, який займається обробкою як цифрової інформації, що надходить з комп'ютера, так і аналогової інформації, що надходить з блоку магнітних голівок.
Другим важливим компонентом (нижче процесора на зображенні) є мікросхема оперативної пам'яті — це кеш-пам'ять місткістю 8…64 МБ, що необхідна для буферизації обміну даними між диском і платою керування диска.
Третім важливим компонентом є драйвер двигуна (на фото третя за розміром мікросхема, нижче від мікросхеми оперативної пам'яті). Призначення даної мікросхеми — запуск і зупинка шпиндельного двигуна, контроль швидкості його обертання, керування сервоприводом і, у деяких дисків, формування напруги живлення окремих компонентів та вузлів.
Наступний важливий компонент на платі керування — постійний запам'ятовувач (ПЗП). В цьому випадку його мікросхема розташована у лівому нижньому куті плати (має по 4 ніжки з кожної з двох сторін). У цій мікросхемі знаходиться базова програма («прошивка») і стартова адаптивна інформація, необхідна для успішного запуску та ініціалізації твердого диска. Основний же програмний код знаходиться на магнітних пластинах носія у так званій службовій зоні. Останнім часом, на сучасних твердих дисках така мікросхема відсутня. Її вміст тепер зберігається в центральному процесорі та міцно пов'язаний з вмістом службової інформації, що унеможливлює ремонт твердого диска методом заміни плати керування.
Характеристики
Інтерфейс — набір, що складається з ліній зв'язку; сигналів, що посилають по цих лініях; технічних засобів (контролерів), що підтримують ці лінії, і правил обміну (протоколів). Сучасні тверді диски можуть мати такі інтерфейси, як: ATA (AT Attachment, він же IDE — Integrated Drive Electronic, він же Parallel ATA), EIDE, Serial ATA, SCSI (Small Computer System Interface), SAS, FireWire, USB, і Fibre Channel.
Ємність (англ. capacity) — кількість даних, які можуть зберігатися накопичувачем. Ємність сучасних твердих дисків з форм-фактором 3,5" сягає 16 ТБ і навіть 20 ТБ. На відміну від прийнятої в інформатиці системі префіксів для обсягів інформації, що позначають величину, кратну 1024, виробниками твердих дисків використовуються величини, кратні 1000. Так, наприклад, ємність твердого диска, маркованого як «2 ТБ», насправді становить приблизно 1,82 Терабайт. (2*1000*1000*1000*1000/1024/1024/1024/1024 = ~1.82)
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpOWlMMkpsTDFOcGVFaGhjbVJFY21sMlpVWnZjbTFHWVdOMGIzSnpMbXB3Wnk4eU5UQndlQzFUYVhoSVlYSmtSSEpwZG1WR2IzSnRSbUZqZEc5eWN5NXFjR2M9LmpwZw==.jpg)
Фізичний розмір (форм-фактор) — майже всі сучасні накопичувачі для персональних комп'ютерів і серверів мають розмір (ширину) 3,5, або 2,5 дюйма. Останні частіше застосовують у ноутбуках. Інші, менш поширені формати — 1,8 дюйма, 1,3 дюйма і 0,85 дюйма.
Час доступу (англ. random access time) — від 3 до 15 мс. Як правило, мінімальним часом відрізняються серверні диски (наприклад, у Hitachi Ultrastar 15K147 — 3,7 мс), максимальним з актуальних — диски для портативних пристроїв (Seagate Momentus 5400.3 — 12,5). Для порівняння, у твердотільних накопичувачі цей параметр не перевищує 1 мс.
Швидкість обертання диска (англ. spindle speed) — кількість обертів шпинделя за хвилину. Від цього параметра значною мірою залежать час доступу й швидкість передавання даних. Станом на 2012 рік випускаються вінчестери з такими стандартними швидкостями обертання: 4200, 5400 (ноутбуки), 7200 (персональні комп'ютери), 10 000 і 15 000 об./хв (сервери та високопродуктивні робочі станції). Збільшенню швидкості обертання шпинделя у твердих дисках для ноутбуків перешкоджає гіроскопічний ефект, впливом якого можна знехтувати у стаціонарно встановлених комп'ютерах.
Надійність (англ. reliability) — визначається як середній наробіток між відмовами (Mean Time Between Failures, MTBF). Також, переважна більшість дисків підтримує технологію SMART (англ. Self Monitoring Analysing and Reporting Technology) — технологія оцінки стану твердого диска вбудованими засобами самодіагностування, а також алгоритм оцінки часу до виходу його з ладу).
Кількість операцій введення-виведення за секунду (англ. IOPS) — у сучасних дисків це близько 50 оп./с при довільному доступі до накопичувача й близько 100 оп./сек при послідовному доступі.
Рівень шуму — шум, що виникає під час роботи пристрою. Вимірюється в двох режимах — під час простою (шум двигуна обертання) і під час активного навантаження (шум двигуна + шум голівок). Вказується в децибелах, інколи в Белах (=10дБ). Тихими накопичувачами вважаються пристрої з рівнем шуму близько 26 децибел і нижче.
Опірність ударам (англ. G-shock rating) — опірність твердого диска різким перепадам тиску або ударам вимірюється в одиницях припустимого перевантаження, кратних g (прискоренню вільного падіння) в увімкненому та вимкненому стані.
Швидкість передавання даних (англ. Transfer Rate):
- Внутрішня зона поверхні диска: від 44,2 до 74,5 Мб/с
- Зовнішня зона поверхні диска: від 74,0 до 111,4 Мб/с
Місткість буфера (англ. Cache Memory) — розмір проміжної пам'яті (кеш-пам'яті), що призначена для згладжування різниці швидкостей читання/запису і передавання даних через інтерфейс. Станом на 2013 у твердих дисках вона зазвичай може становити 8, 16, 32, 64 або 128 МБ.
Порівняння інтерфейсів
Пропускна здатність, Мбіт/с | Максимальна довжина кабелю, м | Чи потрібний кабель живлення | Максимальна кількість накопичувачів | |
---|---|---|---|---|
UltraATA/133 | 1064 | 0,46 | Так | 2 |
SATA/300 | 2400 | 1 | Так | 1 |
SATA/600 | 4800 | 1 | Так | 1 |
FireWire/400 | 400 | 4,5 (при послідовному з'єднанні до 72 м) | Так/Ні (залежить від типу інтерфейсу й накопичувача) | 63 |
FireWire/800 | 800 | 4,5 (при послідовному з'єднанні до 72 м) | Ні | 63 |
USB 2.0 | 480 | 5 (при послідовному з'єднанні, через хаби, до 72 м) | Так/Ні (залежить від типу накопичувача) | 127 |
Ultra-320 SCSI | 2560 | 12 | Так | 16 |
eSATA | 2400 | 2 | Так | 1 (з помножувачем портів до 15) |
Форм-фактор
Практично всі сучасні (після 2000 року) тверді диски для персональних комп'ютерів та серверів мають ширину або 3,5, або 2,5 дюйма — під розмір стандартних кріплень для них, відповідно в настільних комп'ютерах і ноутбуках. Також знайшли застосування формати 1,8"; 1,3"; 1" і 0,85". Виробництво твердих дисків у форм-факторах 8" та 5,25" припинене.
Форм-фактор | Статус | Ширина (мм) | Висота (мм) | Найбільша місткість | Число пластин (макс) | Місткість на одну пластину (ГБ) |
---|---|---|---|---|---|---|
3,5" | Використовується | 102 | 19 або 25,4 | 8 ТБ (2014) | 5 | 1000 |
2,5" | Використовується | 69,9 | 5; 7; 9,5 (найпоширеніші); 12,5 або 15 | 2 ТБ (2012) | 4 | 500 |
1,8" | Застарів | 54 | 5 або 8 | 320 ГБ (2009) | 2 | 160 |
5,25" Full-height | Застарів | 146 | 47 ГБ (1998) | 14 | 3,36 | |
5,25" Half-height | Застарів | 146 | 19,3 ГБ (1998) | 4 | 4.83 | |
1,3" | Застарів | 43 | 40 ГБ (2007) | 1 | 40 | |
1" (CFII/ZIF/IDE-Flex) | Застарів | 42 | 20 ГБ (2006) | 1 | 20 | |
0,85" | Застарів | 24 | 8 ГБ (2004) | 1 | 8 |
Рівень шуму
Рівень шуму — шум, що його виробляє механіка накопичувача під час його роботи. Вказується в децибелах. Тихими накопичувачами вважаються пристрої з рівнем шуму близько 26 дБ та нижче. Шум складається з шуму обертання шпинделя (в тому числі аеродинамічного) і шуму позиціювання.
Для зниження шуму від твердих дисків застосовують такі методи:
- Програмний, за допомогою системи, вбудованої в більшість сучасних дисків, . Перемикання твердого диска у малошумний режим призводить до зниження продуктивності в середньому на 5-25 %, але робить шум під час роботи практично нечутним.
- Використання шумопоглинальних пристроїв, закріплення дисків на гумових або силіконових шайбах або навіть повна заміна кріплення на гнучку підвіску.
Виробники
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpODRMemczTDBScFlXZHlZVzFmYjJaZlNHRnlaRjlFYVhOclgwUnlhWFpsWDAxaGJuVm1ZV04wZFhKbGNsOURiMjV6YjJ4cFpHRjBhVzl1TG5OMlp5OHlOVEJ3ZUMxRWFXRm5jbUZ0WDI5bVgwaGhjbVJmUkdsemExOUVjbWwyWlY5TllXNTFabUZqZEhWeVpYSmZRMjl1YzI5c2FXUmhkR2x2Ymk1emRtY3VjRzVuLnBuZw==.png)
Спочатку на ринку було велике різноманіття твердих дисків, які виробляли багато компаній. У зв'язку з посиленням конкуренції та зниженням норм прибутку більшість виробників була або куплена конкурентами, або перейшла на інші види продукції.
Станом на початок 2013 року більша частина всіх вінчестерів виробляється всього декількома компаніями: Seagate, Western Digital та Toshiba. Fujitsu продовжує випускати тверді диски для ноутбуків і SCSI-диски, але покинула масовий ринок у 2001 році (в 2009 році виробництво твердих дисків було повністю передано компанії Toshiba).
Toshiba є основним виробником 2,5- і 1,8-дюймових ТД для ноутбуків. Досить яскравий слід в історії твердих дисків залишила компанія . Одним з лідерів у виробництві дисків була компанія Maxtor. У 2001 році Maxtor викупила підрозділ твердих дисків компанії Quantum. У 2006 році відбулося злиття Seagate і Maxtor. У середині 1990-х років існувала компанія , яку купила Seagate. У першій половині 1990-х існувала фірма Micropolis, яка виробляла дуже дорогі диски premium-класу. Але під час випуску перших у галузі вінчестерів на 7200 об/хв нею були використані неякісні підшипники головного валу, що поставлялися фірмою Nidec, і Micropolis зазнала фатальних збитків на поверненнях продукції, розорилася та була куплена вищезгаданою Seagate.
Діагностика несправностей накопичувачів
- Зниження продуктивності роботи ПК — таке зниження продуктивності, у першу чергу, відчувається при відкритті файлів з жорсткого диска або при запуску системи. Система може працювати з затримками через сторонні програми, але якщо при відкритті будь-якого каталогу або файлу помічається "зависання", то варто звернути на це увагу і перевірити працездатність жорсткого диска за допомогою спеціального ПЗ (Victoria, [en]).
- Помітний шум при роботі накопичувача — найчастішими проблемами є: несправність зчитувальної головки; пошкодження вбудованого ПЗ на ROM-чіпі пристрою; проблеми з електричною складовою: згорілий чіп, пошкоджений pcb-контролер, пошкодження секторів на жорсткому диску тощо. Але у деяких моделей шум є нормальним явищем під час роботи накопичувача, отож слід використовувати спеціальні утиліти для діагностики.
- Файли пошкоджені та з'явився BSOD — такі системні екрани означають те, що ваша система пошкоджена.
- Ваш диск не відформатований — таке попередження зазвичай з'являється, коли сектор жорсткого диска був пошкоджений. Це може бути викликано різними причинами, серед яких вірус, неправильне перезавантаження, відключення накопичувача від напруги або її перепад, робота з утилітою поділу диску і рідко оновлюване ПЗ.
- Комп'ютер постійно перезавантажується — причиною цього може бути проблема в завантажувальному секторі, який заражений вірусом і створює безперервний цикл перезавантаження.
- Час доступу до файлів — до прикладу, запуск каталогу в "Провіднику" або очищення непотрібних файлів займають досить значну частину часу. Зазвичай, таку поведінку досить успішно можна виправити процесом дефрагментації, якщо фізично накопичувач справний.
Цей розділ потрібно повністю переписати відповідно до Вікіпедії. Історія прогресу накопичувачів
- 1956 — продаж першого комерційного твердого диска, IBM 305 RAMAC: ємність близько 5 мегабайт, вага близько однієї тонни (два блоки, кожен розміром з великий холодильник), діаметр дисків — 20 дюйми (610 мм), кількість пластин — 50
- 1980 — перший 5,25-дюймовий диск, Shugart ST-506, 5 МБ
- 1986 — Стандарт SCSI
- 1991 — Максимальна ємність 100 МБ
- 1995 — Максимальна ємність 2 ГБ
- 1997 — Максимальна ємність 10 ГБ
- 1998 — Стандарти UDMA/33 й ATAPI
- 1999 — IBM випускає мініатюрний 1" Microdrive ємністю 170 й 340 МБ
- 2002 — Узятий бар'єр адресного простору вище 137 ГБ
- 2003 — Поява SATA
- 2005 — Максимальна ємність 500 ГБ, стандарт Serial ATA 3G, поява SAS (Serial Attached SCSI)
- 2006 — Застосування перпендикулярного методу запису в комерційних накопичувачі; поява «гібридних» твердих дисків, що містять додатковий блок флеш-пам'яті ємністю в одиниці гігабайт
- 2007 — Hitachi представляє накопичувач ємністю 1 ТБ
- 2009 — Western Digital представляє накопичувач з ємністю 2 ТБ
- 2010 — Seagate представляє накопичувач з ємністю 3 ТБ.
- 2011 — У продаж надходить диск Deskstar 7K4000 (SATA, 4 ТБ, Western Digital).
- 2014 — Seagate представляє накопичувач з ємністю 8 ТБ.
- 2017 — Toshiba випустила диск «MG07ACA» ємністю 14 ТБ
- 2018 рік — Компанія Seagate заявила про створення жорсткого диска об'ємом 16 ТБ [1] [ 15 квітня 2019 у Wayback Machine.]
- 2019 — Seagate розробили технологію «Теплоприсутній магнетний запис», яка дозволила збільшити щільність записуваної інформації на диски.
Див. також
Примітки
- термін «жорсткий диск» деякими словниками комп'ютерних термінів розглядається як росіянізм (калька з рос. жесткий диск), що суперечить нормам української науково-технічної мови; замість нього пропонують варіант «твердий диск» (калька з англ. hard disk): http://tc.terminology.lp.edu.ua/TK_Wisnyk709/TK_wisnyk709_bulakhovs'kyj.htm [ 27 січня 2013 у Wayback Machine.]
- ДСТУ 2813-94 Носії магнітного запису. Терміни та визначення.
- ДСТУ 2737-94 Записування і відтворення інформації. Терміни та визначення.
- Скотт Мюллер Модернизация и ремонт ПК, 19-е издание.— М.: Вильямс 2011.— 1070 c. , 978-0-7897-3697-0
- IBM 350 disk storage unit [ 4 листопада 2018 у Wayback Machine.] (англ.)
- IBM Archives: IBM 3340 direct access storage facility [ 3 січня 2019 у Wayback Machine.] (англ.)
- . Архів оригіналу за 5 жовтня 2014. Процитовано 2 жовтня 2014.
- . Архів оригіналу за 16 травня 2008. Процитовано 31 січня 2008.
{{}}
: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title () - . Архів оригіналу за 1 січня 2007. Процитовано 31 січня 2008.
{{}}
: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title () - 750 ГБ для IDE-інтерфейсу.
- . Архів оригіналу за 2 січня 2013. Процитовано 8 січня 2013.
- . Архів оригіналу за 21 червня 2013. Процитовано 8 січня 2013.
- 320 ГБ для IDE-інтерфейсу.
- Toshiba Storage Solutions — MK3233GSG. Архів оригіналу за 9 травня 2012. Процитовано 8 січня 2013.
- 240 ГБ для IDE-інтерфейсу.
- Seagate Elite 47, випускався з 12/97 до 1998 Disk/Trend Report — Rigid Disk Drives
- Quantum Bigfoot TS, випускався з 10/98 до 1999 Disk/Trend Report — Rigid Disk Drives
- The Quantum Bigfoot TS використовував максимум 3 пластини, інші попередні і з мешою місткістю використовували до 4 пластин розміром 5,25" Half-height, наприклад, Microscience HH1090 circa 1989.
- . Архів оригіналу за 16 березня 2009. Процитовано 8 січня 2013.
- . Архів оригіналу за 24 травня 2012. Процитовано 8 січня 2013.
- . Архів оригіналу за 18 липня 2012. Процитовано 8 січня 2013.
- . Архів оригіналу за 6 березня 2012. Процитовано 25 березня 2012.
- . Архів оригіналу за 22 серпня 2010. Процитовано 20 листопада 2010.
- Как понять, что жесткий диск Вашего компьютера умирает? (ru-RU) . Процитовано 26 березня 2020.
- . Архів оригіналу за 27 липня 2010. Процитовано 30 червня 2010.
- . Архів оригіналу за 27 грудня 2012. Процитовано 8 січня 2013.
- Корпорація Toshiba Electronic Devices & Storage випустила перший у світі диск на 14 ТБ зі звичайним магнітним записуванням [ 9 грудня 2018 у Wayback Machine.] (англ.)
Посилання
- Термінологічний словник з інформатики
- Любомир Романків: «Перші диски, які ми створили, купив Стів Возняк. Згодом він зробив перший комп'ютер… I лише потім Стів Джобс розвинув технологію» : [ 21.03.2016] / Алла Дубровик // День. — 2013. — № 182 (9 жовтня).
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Zhorstki j disk abo zhorstki j magni tnij disk abo nakopichuvach na magnitnih diskah angl hard magnetic disk drive angl HDD u komp yuternomu slengu vinchester vid markuvannya naboyiv gvintivki Vinchester angl Winchester magnitnij disk osnova yakogo vikonana z zhorstkogo tverdogo materialu skla alyuminiyu tosho U bilshosti EOM vikonuye funkciyu energonezalezhnogo nosiya informaciyi komp yuternoyi pam yati chi nakopichuvacha informaciyi z dovilnim dostupom angl random access Zhorstkij tverdij magnitnij disk zi znyatoyu krishkoyuTverdij zhorstkij magnitnij disk u rozibranomu do osnovnih chastin staniTverdij disk modeli Seagate ST 506 krishku znyato pershij virib z form faktorom 5 25 dyujma 1980 Osnovni oznaki ta budovaNa vidminu vid disketi sho vigotovlyayetsya na osnovi gnuchkogo lavsanovogo magnitnogo diska informaciya u tverdomu magnitnomu disku zapisuyetsya shlyahom namagnichuvannya sharu feromagnitnogo materialu dioksidu zaliza u minulomu chi splavu kobaltu teper sho nanesenij na poverhni tverdih alyuminiyevih sklyanih abo kompozitnih plastin u formi diska U tverdih magnitnih diskah vikoristovuyetsya odna abo dekilka plastin vstanovlenih na odnomu shpindeli Golivki zchituvannya zapisu u robochomu rezhimi ne mayut torkatisya poverhni plastin zavdyaki prosharku povitrya sho postijno nabigaye utvoryuyetsya bilya poverhni diskovih plastin pri shvidkomu obertanni Slid zaznachiti sho na rannih ekzemplyarah torkannya golovok moglo buti zvichajnim yavishem Vidstan mizh golivkoyu i robochoyu poverhneyu diskovoyi plastini stanovit dekilka nanometriv u suchasnih diskah blizko 10 nm a vidsutnist mehanichnogo kontaktu zabezpechuye trivalij termin ekspluataciyi pristroyu Za vidsutnosti obertannya diskiv ta za nalezhnogo vimknennya disku yih golovki znahodyatsya poblizu shpindelya abo za mezhami diska u bezpechnij parkuvalnij zoni de unemozhlivlyuyetsya yih neshtatnij kontakt z poverhneyu diskiv Takozh na vidminu vid gnuchkih diskiv u tverdih magnitnih diskah nosij informaciyi magnitnij disk spoluchenij v yedinij pristrij z inshimi vuzlami nakopichuvacha zasobami zapisu i zchituvannya privodom ta blokom elektroniki Takij tverdij disk perevazhno vikoristovuyutsya yak stacionarnij neznimnij nosij informaciyi Istorichna dovidkaChastkovo rozibranij tverdij disk tipu 350 RAMAC firmi IBM 1956 rik Nakopichuvach na tverdih diskah IBM 2311 ob yem 7 25 Mbajt seredina 1960 h rokiv Tverdi diski buli vvedeni u vikoristannya firmoyu IBM u 1956 roci yak shovishe danih dlya obchislyuvalnih mashin realnogo chasu obrobki tranzakcij i u podalshomu adaptovani do bagatocilovogo vikoristannya z mejnfrejmami ta mini EOM Pershij disk IBM 350 RAMAC buv priblizno rozmirom u dva holodilniki i mig zberigati 5 miljoniv 6 bitovih simvoliv sho ekvivalentne 3 75 mln bajtiv na stosi z 50 diskiv U 1961 roci IBM predstavila model disku 1311 yaka bula rozmirom iz pralnu mashinu i mogla zberigati do dvoh miljoniv simvoliv na znimnij kaseti z tverdimi magnitnimi diskami Koristuvachi mogli pridbati dodatkovi kaseti i zminyuvati yih v miru potrebi tak samo yak bobini z magnitnoyu strichkoyu Piznishi modeli nakopichuvachiv zi zminnimi kasetami tverdih diskiv vid IBM ta inshih virobnikiv stali normoyu u bilshosti konfiguracij obchislyuvalnih mashin i mistkist yih syagnula do 300 megabajt na pochatku 1980 h rokiv Na vidminu vid nih nezminni tverdi diski otrimali nazvu fiksovani diski angl fixed disk drive Na pochatku 1970 h IBM pochala rozrobku novogo tipu tverdogo diska pid kodovoyu nazvoyu Vinchester Jogo osnovnoyu vidminnoyu risoyu bulo te sho golivki zapisu zchituvannya diska ne vivodilis povnistyu zi stosu plastin diska pri jogo vimikanni Zamist cogo golivki prizemlyalis na specialnij poverhni diska pri vimknenni zhivlennya j privodilis znovu u roboche polozhennya pri vvimknenni Ce rishennya znachno znizilo vartist mehanizmu privoda golivok ale uskladnilo umovi vidalennya vsiyeyi kaseti z diskami z privoda U pershih modelyah diskiv pobudovanih za vinchester tehnologiyami diski vikonuvalis u viglyadi znimnih moduliv sho mistili diski ta golivki zchituvannya Piznishe IBM vidmovilas vid koncepciyi znimnih nakopichuvachiv informaciyi ta povernulas do stacionarnih konstrukcij U 1973 roci firma IBM vipustila tverdij disk modeli dlya vikoristannya z EOM IBM System 370 sho vpershe ob yednav v odnomu neroznimnomu korpusi plastini diska j golovki zapisu zchituvannya Pid chas jogo rozrobki inzheneri vikoristali korotku vnutrishnyu nazvu 30 30 sho oznachalo dva moduli u maksimalnomu komponuvanni po 30 Mb kozhnij angl Kenneth E Haughton kerivnik proektu cherez spivzvuchnist nazvi z poznachennyam naboyu 30 30 Winchester populyarnoyi mislivskoyi rushnici angl Winchester Model 1894 zaproponuvav nazvati cej tip diska vinchesterom zvidki jmovirno i pohodit kodova nazva proektu Yak i v pershomu znimnomu disku u pershomu nakopichuvachi tipu vinchester vikoristovuvalisya plastini rozmirom 14 dyujmiv 360 mm u diametri Cherez dekilka rokiv z yavilis privodi z 8 dyujmovimi plastinami a potim diski z 5 25 dyujmovim 130 mm form faktorom montazhna shirina ekvivalentna tij yaku na toj chas vikoristovuvali diskovodi gnuchkih diskiv Ostanni buli u pershu chergu priznacheni dlya todi molodogo rinku personalnih komp yuteriv Na pochatku 1980 h rokiv tverdi diski buli ridkisnimi j duzhe dorogimi i rozglyadalis yak dodatkovi opciyi na PK prote v kinci 1980 h rokiv yih vartist bula zmenshena do rivnya de voni stali standartom dlya vsih okrim najdeshevshih PK Z chasom yemnist tverdogo diska zrosla v tisyachi raziv hocha jogo konstrukciya principovo ne duzhe zminilas KonstrukciyaOsnovni elementi konstrukciyi tverdogo diska Isnuye bagato tipiv tverdih diskiv ale vsi voni skladayutsya z odnih i tih zhe vuzliv iz spilnim principom roboti Osnovni elementi konstrukciyi nastupni plastini magnitnih diskiv na spilnomu shpindeli golivki chitannya zapisu mehanizm privoda golivok koromislo iz servoprivodom dvigun privoda diskiv drukovana plata z elektrichnimi shemami keruvannya kabeli i gnizda roz yemiv kabeliv zhivlennya i peredachi danih elementi konfiguruvannya peremichki i peremikachi Diski dvigun privodu diskiv golivki i mehanizm privodu golivok zazvichaj pomishayutsya v germetichnomu korpusi sho maye nazvu germoblok abo blok golivok i diskiv angl HDA Head Disk Assembly Inshi vuzli sho ne vhodyat u germoblok drukovana plata keruvannya liceva panel elementi konfiguruvannya tosho ye znimnimi i pomishayutsya zzovni germobloka Germoblok Otvir dlya virivnyuvannya tisku germoblokaStos magnitnih plastin tverdogo diska Seagate ST19171N ob yem 9 1 GbajtBlok magnitnih golivok iz sistemoyu poziciyuvannyaMagnitni golivki zapisu zchituvannya Bilshu chastinu konstrukciyi tverdogo diska zajmaye cilnij metalevij korpus sho zahishaye magnitni plastini i tochnu mehaniku vid vpliviv navkolishnogo seredovisha Germoblok ce germetichna oblast pristroyu zahishena vid pilu ta inshih dribnih chastinok Germoblok neobhidnij oskilki navit duzhe dribna chastinka yaksho vona potrapit u vuzkij zazor mizh golivkoyu j poverhneyu diska mozhe poshkoditi chutlivij magnitnij shar i vivesti z ladu tverdij disk Takozh korpus zahishaye nakopichuvach vid elektromagnitnih pereshkod tobto vidigraye rol ekrana Vnutrishnij prostir germobloku zapovnenij zvichajnim ale povnistyu ochishenim vid pilu povitryam Nim ne zapovnyuyut germoblok specialno Prosto skladannya zdijsnyuyetsya v primishenni de na odin kubichnij metr povitrya pripadaye menshe sta chastinok pilu Germetichnist Odnak nezvazhayuchi na taku nazvu germoblok ne povnistyu germetichnij Dlya virivnyuvannya jogo vnutrishnogo tisku z atmosfernim u korpusi robitsya otvir yakij zakritij shilnim filtrom pilu U procesi roboti plastini obertayutsya stvoryuyuchi potik cirkulyaciyi povitrya Cej potik prohodit kriz she odin filtr yakij zabezpechuye dodatkove ochishennya Magnitna plastina tverdogo diska Magnitna plastina perevazhno vigotovlyayetsya z legkih splaviv na osnovi alyuminiyu Ye modeli v yakih plastini vigotovleni z keramiki chi specialnogo skla Na poverhnyu plastin v nezalezhnosti vid yih skladu dlya nadannya magnitnih vlastivostej nanositsya metodom vakuumnogo napilennya shar kobaltu Struktura magnitnogo pokrittya mistit veliku kilkist mikroskopichnih oblastej sho nazivayut domenami U procesi zapisu magnitna golivka stvoryuye zovnishnye magnitne pole yake vplivayuchi na domen zminyuye vektor jogo namagnichenosti Pislya togo yak zovnishnye pole znikaye na poverhni diska utvoryuyutsya zoni zalishkovoyi namagnichenosti Same za takim principom i zdijsnyuyetsya zapis i zberigannya informaciyi na magnitnih diskah Proces zchituvannya vidbuvayetsya nastupnim chinom v magnitnij golovci koli vona opinyayetsya navproti dilyanki zalishkovoyi namagnichenosti indukuyetsya elektrorushijna sila u pershih konstrukciyah abo zminyuyetsya elektrichnij opir u novih konstrukciyah sho i dozvolyaye zchituvati informaciyu Kilkist plastin v nakopichuvachi mozhe buti riznoyu U kozhnoyi plastini ye dvi robochi poverhni ale v pevnih modelyah vikoristovuvatis mozhe tilki odna neparna kilkist golovok Magnitni golivki tverdogo diska Magnitna golovka maye dosit skladnu budovu i mistit mikroskopichni elementi vigotovlennya yakih zdijsnyuyetsya metodami fotolitografiyi Dlya riznih modelej tverdih diskiv kilkist magnitnih golivok mozhe buti vid 1 do 8 Vstanovlennya a takozh utrimannya golivki na magnitnij dorizhci zabezpechuye elektromagnitna sistema poziciyuvannya Isnuye bagato konstrukcij mehanizmiv privoda golivok ale yih mozhna rozdiliti na dva osnovnih tipi z krokovim dvigunom z ruhomoyu kotushkoyu Harakteristiki cogo privoda bagato u chomu viznachayut shvidkodiyu i nadijnist nakopichuvacha dostovirnist zchituvannya danih jogo temperaturnu stabilnist chutlivist do viboru robochogo polozhennya i vibracij Slid zaznachiti sho diski iz privodami na osnovi krokovih dviguniv ye mensh nadijnimi nizh pristroyi iz privodami vid ruhomih kotushok Dlya zdijsnennya zapisu danih vikoristovuyetsya induktivna golivka Zapisuvana informaciya peretvoryuyetsya golivkoyu u zminne magnitne pole Cim polem namagnichuyetsya dilyanka magnitnogo diska Nedolikom induktivnoyi golivki ye te sho vona ne pidhodit dlya chitannya informaciyi cherez zalezhnist amplitudi signalu zchituvannya vid shvidkosti peremishennya magnitnogo pokrittya ta suttyevogo vplivu magnitnih shumiv Z ciyeyi prichini dlya chitannya informaciyi zastosovuyutsya magnitorezistivni golivki tipiv MRH Magneto Resistive abo GMR GiantMagneto Resistive Podibni golovki yavlyayut soboyu rezistor sho zminyuye svij opir zalezhno vid napruzhenosti magnitnogo polya Golovna perevaga polyagaye v tomu sho amplituda praktichno ne zalezhit vid shvidkosti zmini magnitnogo polya Vikoristannya magnitorezistivnih golivok dozvolyaye zbilshiti nadijnist zchituvannya informaciyi a takozh zbilshiti granichnu shilnist zapisu Do momentu zlotu na povitryanij podushci golivki trutsya ob poverhnyu plastin v specialno vidvedenij dilyanci diska zvanomu parkuvalna zona U procesi roboti magnitni golovki znahodyatsya na vidstani v chastki mikrona vid poverhni magnitnih plastin Pislya vimknennya zhivlennya kontroler tverdogo diska provodit avtomatichne parkuvannya golivok Dvigun privoda diskiv Elektrodvigun privoda shpindelya magnitnih plastin Stabilne obertannya plastin zmontovanih na osi shpindeli zabezpechuye shpindelnij trifaznij dvigun Useredini dviguna mistyatsya tri obmotki yaki vklyucheni zirkoyu z vidvedennyam poseredini Rotor yavlyaye soboyu postijnij sekcijnij magnit Shob zabezpechiti mali bittya na visokih obertah v suchasnih tverdih diskah vikoristovuyutsya gidrodinamichni pidshipniki Shpindelnij dvigun zapuskayetsya tilki pislya povnoyi vnutrishnoyi diagnostiki pristroyu Spochatku dvigun rozkruchuyetsya u forsovanomu rezhimi ne analizuyuchi shvidkist obertannya magnitnih diskiv Dlya zabkezpechennya cogo etapu roboti blok zhivlennya komp yutera povinen mati zapas pikovoyi potuzhnosti Pislya togo yak magnitni golivki vivodyatsya iz zoni parkuvannya shvidkist obertannya diskiv staye kontrolovanoyu Vona upravlyayetsya za signalom servorozmitki yaka bula zapisana na disk u procesi jogo vigotovlennya Elektronika tverdogo diska vidilyaye servomitki voni znahodyatsya mizh sektorami iz zagalnogo potoku danih i po nih stabilizuye shvidkist obertannya plastin Stabilnist obertannya vkraj vazhliva dlya yakosti zchituvannya osoblivo dlya diskiv z visokoyu shilnistyu zapisu Po suti shvidkist obertannya plastin ye odniyeyu z najvazhlivishih harakteristik produktivnosti tverdogo diska Chim visha shvidkist tim menshim ye chas neobhidnij dlya poshuku informaciyi i tim bilsha shvidkist chitannya i zapisu informaciyi U suchasnih pristroyah shvidkist obertannya plastin v nakopichuvachi z interfejsami PATA i SATA stanovit vid 4200 do 10000 obertiv na hvilinu U dorogih servernih sistemah z interfejsom SCSI SAS vona mozhe dosyagati 15000 ob hv Odnak podalshe zbilshennya shvidkostej obertannya obmezhuyetsya tim sho pidvishuyetsya robocha temperatura diskiv a ce negativno poznachayetsya na magnitnomu shari Takozh dlya shvidkisnih modelej potribni yakisnishi pidshipniki a yih vigotovlennya zbilshuye kincevu vartist tverdih diskiv Plata keruvannya Plata keruvannya tverdogo diska Plata keruvannya tverdogo diska vuzkospecializovanij komp yuter priznachennyam yakogo ye obmin informaciyeyu z bazovoyu platoyu komp yutera ta upravlinnya vnutrishnimi procesami sho vidbuvayutsya u tverdomu disku keruvannya shpindelnim dvigunom ta privodom golivok Najbilsha mikroshema na plati centralnij procesor Ce specializovanij cifro analogovij procesor yakij zajmayetsya obrobkoyu yak cifrovoyi informaciyi sho nadhodit z komp yutera tak i analogovoyi informaciyi sho nadhodit z bloku magnitnih golivok Drugim vazhlivim komponentom nizhche procesora na zobrazhenni ye mikroshema operativnoyi pam yati ce kesh pam yat mistkistyu 8 64 MB sho neobhidna dlya buferizaciyi obminu danimi mizh diskom i platoyu keruvannya diska Tretim vazhlivim komponentom ye drajver dviguna na foto tretya za rozmirom mikroshema nizhche vid mikroshemi operativnoyi pam yati Priznachennya danoyi mikroshemi zapusk i zupinka shpindelnogo dviguna kontrol shvidkosti jogo obertannya keruvannya servoprivodom i u deyakih diskiv formuvannya naprugi zhivlennya okremih komponentiv ta vuzliv Nastupnij vazhlivij komponent na plati keruvannya postijnij zapam yatovuvach PZP V comu vipadku jogo mikroshema roztashovana u livomu nizhnomu kuti plati maye po 4 nizhki z kozhnoyi z dvoh storin U cij mikroshemi znahoditsya bazova programa proshivka i startova adaptivna informaciya neobhidna dlya uspishnogo zapusku ta inicializaciyi tverdogo diska Osnovnij zhe programnij kod znahoditsya na magnitnih plastinah nosiya u tak zvanij sluzhbovij zoni Ostannim chasom na suchasnih tverdih diskah taka mikroshema vidsutnya Yiyi vmist teper zberigayetsya v centralnomu procesori ta micno pov yazanij z vmistom sluzhbovoyi informaciyi sho unemozhlivlyuye remont tverdogo diska metodom zamini plati keruvannya HarakteristikiInterfejs nabir sho skladayetsya z linij zv yazku signaliv sho posilayut po cih liniyah tehnichnih zasobiv kontroleriv sho pidtrimuyut ci liniyi i pravil obminu protokoliv Suchasni tverdi diski mozhut mati taki interfejsi yak ATA AT Attachment vin zhe IDE Integrated Drive Electronic vin zhe Parallel ATA EIDE Serial ATA SCSI Small Computer System Interface SAS FireWire USB i Fibre Channel Yemnist angl capacity kilkist danih yaki mozhut zberigatisya nakopichuvachem Yemnist suchasnih tverdih diskiv z form faktorom 3 5 syagaye 16 TB i navit 20 TB Na vidminu vid prijnyatoyi v informatici sistemi prefiksiv dlya obsyagiv informaciyi sho poznachayut velichinu kratnu 1024 virobnikami tverdih diskiv vikoristovuyutsya velichini kratni 1000 Tak napriklad yemnist tverdogo diska markovanogo yak 2 TB naspravdi stanovit priblizno 1 82 Terabajt 2 1000 1000 1000 1000 1024 1024 1024 1024 1 82 Povnorozmirnij Full height 5 25 110 MB tverdij disk Maxtor sprava i malogabaritnij 2 5 6495 MB dlya noutbukiv zliva Shist tiporozmiriv tverdih diskiv za period yih rozvitku Fizichnij rozmir form faktor majzhe vsi suchasni nakopichuvachi dlya personalnih komp yuteriv i serveriv mayut rozmir shirinu 3 5 abo 2 5 dyujma Ostanni chastishe zastosovuyut u noutbukah Inshi mensh poshireni formati 1 8 dyujma 1 3 dyujma i 0 85 dyujma Chas dostupu angl random access time vid 3 do 15 ms Yak pravilo minimalnim chasom vidriznyayutsya serverni diski napriklad u Hitachi Ultrastar 15K147 3 7 ms maksimalnim z aktualnih diski dlya portativnih pristroyiv Seagate Momentus 5400 3 12 5 Dlya porivnyannya u tverdotilnih nakopichuvachi cej parametr ne perevishuye 1 ms Shvidkist obertannya diska angl spindle speed kilkist obertiv shpindelya za hvilinu Vid cogo parametra znachnoyu miroyu zalezhat chas dostupu j shvidkist peredavannya danih Stanom na 2012 rik vipuskayutsya vinchesteri z takimi standartnimi shvidkostyami obertannya 4200 5400 noutbuki 7200 personalni komp yuteri 10 000 i 15 000 ob hv serveri ta visokoproduktivni robochi stanciyi Zbilshennyu shvidkosti obertannya shpindelya u tverdih diskah dlya noutbukiv pereshkodzhaye giroskopichnij efekt vplivom yakogo mozhna znehtuvati u stacionarno vstanovlenih komp yuterah Nadijnist angl reliability viznachayetsya yak serednij narobitok mizh vidmovami Mean Time Between Failures MTBF Takozh perevazhna bilshist diskiv pidtrimuye tehnologiyu SMART angl Self Monitoring Analysing and Reporting Technology tehnologiya ocinki stanu tverdogo diska vbudovanimi zasobami samodiagnostuvannya a takozh algoritm ocinki chasu do vihodu jogo z ladu Kilkist operacij vvedennya vivedennya za sekundu angl IOPS u suchasnih diskiv ce blizko 50 op s pri dovilnomu dostupi do nakopichuvacha j blizko 100 op sek pri poslidovnomu dostupi Riven shumu shum sho vinikaye pid chas roboti pristroyu Vimiryuyetsya v dvoh rezhimah pid chas prostoyu shum dviguna obertannya i pid chas aktivnogo navantazhennya shum dviguna shum golivok Vkazuyetsya v decibelah inkoli v Belah 10dB Tihimi nakopichuvachami vvazhayutsya pristroyi z rivnem shumu blizko 26 decibel i nizhche Opirnist udaram angl G shock rating opirnist tverdogo diska rizkim perepadam tisku abo udaram vimiryuyetsya v odinicyah pripustimogo perevantazhennya kratnih g priskorennyu vilnogo padinnya v uvimknenomu ta vimknenomu stani Shvidkist peredavannya danih angl Transfer Rate Vnutrishnya zona poverhni diska vid 44 2 do 74 5 Mb s Zovnishnya zona poverhni diska vid 74 0 do 111 4 Mb s Mistkist bufera angl Cache Memory rozmir promizhnoyi pam yati kesh pam yati sho priznachena dlya zgladzhuvannya riznici shvidkostej chitannya zapisu i peredavannya danih cherez interfejs Stanom na 2013 u tverdih diskah vona zazvichaj mozhe stanoviti 8 16 32 64 abo 128 MB Porivnyannya interfejsiv Propuskna zdatnist Mbit s Maksimalna dovzhina kabelyu m Chi potribnij kabel zhivlennya Maksimalna kilkist nakopichuvachivUltraATA 133 1064 0 46 Tak 2SATA 300 2400 1 Tak 1SATA 600 4800 1 Tak 1FireWire 400 400 4 5 pri poslidovnomu z yednanni do 72 m Tak Ni zalezhit vid tipu interfejsu j nakopichuvacha 63FireWire 800 800 4 5 pri poslidovnomu z yednanni do 72 m Ni 63USB 2 0 480 5 pri poslidovnomu z yednanni cherez habi do 72 m Tak Ni zalezhit vid tipu nakopichuvacha 127Ultra 320 SCSI 2560 12 Tak 16eSATA 2400 2 Tak 1 z pomnozhuvachem portiv do 15 Form faktor Praktichno vsi suchasni pislya 2000 roku tverdi diski dlya personalnih komp yuteriv ta serveriv mayut shirinu abo 3 5 abo 2 5 dyujma pid rozmir standartnih kriplen dlya nih vidpovidno v nastilnih komp yuterah i noutbukah Takozh znajshli zastosuvannya formati 1 8 1 3 1 i 0 85 Virobnictvo tverdih diskiv u form faktorah 8 ta 5 25 pripinene Kolishni i suchasni form faktori tverdih diskiv dlya PK Form faktor Status Shirina mm Visota mm Najbilsha mistkist Chislo plastin maks Mistkist na odnu plastinu GB 3 5 Vikoristovuyetsya 102 19 abo 25 4 8 TB 2014 5 10002 5 Vikoristovuyetsya 69 9 5 7 9 5 najposhirenishi 12 5 abo 15 2 TB 2012 4 5001 8 Zastariv 54 5 abo 8 320 GB 2009 2 1605 25 Full height Zastariv 146 47 GB 1998 14 3 365 25 Half height Zastariv 146 19 3 GB 1998 4 4 831 3 Zastariv 43 40 GB 2007 1 401 CFII ZIF IDE Flex Zastariv 42 20 GB 2006 1 200 85 Zastariv 24 8 GB 2004 1 8Riven shumu Silikonovi shajbi pri kriplenni tverdih diskiv zmenshuyut vibraciyu ta shum Riven shumu shum sho jogo viroblyaye mehanika nakopichuvacha pid chas jogo roboti Vkazuyetsya v decibelah Tihimi nakopichuvachami vvazhayutsya pristroyi z rivnem shumu blizko 26 dB ta nizhche Shum skladayetsya z shumu obertannya shpindelya v tomu chisli aerodinamichnogo i shumu poziciyuvannya Dlya znizhennya shumu vid tverdih diskiv zastosovuyut taki metodi Programnij za dopomogoyu sistemi vbudovanoyi v bilshist suchasnih diskiv Peremikannya tverdogo diska u maloshumnij rezhim prizvodit do znizhennya produktivnosti v serednomu na 5 25 ale robit shum pid chas roboti praktichno nechutnim Vikoristannya shumopoglinalnih pristroyiv zakriplennya diskiv na gumovih abo silikonovih shajbah abo navit povna zamina kriplennya na gnuchku pidvisku VirobnikiDiagrama zlittya ta poglinannya firm virobnikiv tverdih diskiv Spochatku na rinku bulo velike riznomanittya tverdih diskiv yaki viroblyali bagato kompanij U zv yazku z posilennyam konkurenciyi ta znizhennyam norm pributku bilshist virobnikiv bula abo kuplena konkurentami abo perejshla na inshi vidi produkciyi Stanom na pochatok 2013 roku bilsha chastina vsih vinchesteriv viroblyayetsya vsogo dekilkoma kompaniyami Seagate Western Digital ta Toshiba Fujitsu prodovzhuye vipuskati tverdi diski dlya noutbukiv i SCSI diski ale pokinula masovij rinok u 2001 roci v 2009 roci virobnictvo tverdih diskiv bulo povnistyu peredano kompaniyi Toshiba Toshiba ye osnovnim virobnikom 2 5 i 1 8 dyujmovih TD dlya noutbukiv Dosit yaskravij slid v istoriyi tverdih diskiv zalishila kompaniya Odnim z lideriv u virobnictvi diskiv bula kompaniya Maxtor U 2001 roci Maxtor vikupila pidrozdil tverdih diskiv kompaniyi Quantum U 2006 roci vidbulosya zlittya Seagate i Maxtor U seredini 1990 h rokiv isnuvala kompaniya yaku kupila Seagate U pershij polovini 1990 h isnuvala firma Micropolis yaka viroblyala duzhe dorogi diski premium klasu Ale pid chas vipusku pershih u galuzi vinchesteriv na 7200 ob hv neyu buli vikoristani neyakisni pidshipniki golovnogo valu sho postavlyalisya firmoyu Nidec i Micropolis zaznala fatalnih zbitkiv na povernennyah produkciyi rozorilasya ta bula kuplena vishezgadanoyu Seagate Diagnostika nespravnostej nakopichuvachivZnizhennya produktivnosti roboti PK take znizhennya produktivnosti u pershu chergu vidchuvayetsya pri vidkritti fajliv z zhorstkogo diska abo pri zapusku sistemi Sistema mozhe pracyuvati z zatrimkami cherez storonni programi ale yaksho pri vidkritti bud yakogo katalogu abo fajlu pomichayetsya zavisannya to varto zvernuti na ce uvagu i pereviriti pracezdatnist zhorstkogo diska za dopomogoyu specialnogo PZ Victoria en Pomitnij shum pri roboti nakopichuvacha najchastishimi problemami ye nespravnist zchituvalnoyi golovki poshkodzhennya vbudovanogo PZ na ROM chipi pristroyu problemi z elektrichnoyu skladovoyu zgorilij chip poshkodzhenij pcb kontroler poshkodzhennya sektoriv na zhorstkomu disku tosho Ale u deyakih modelej shum ye normalnim yavishem pid chas roboti nakopichuvacha otozh slid vikoristovuvati specialni utiliti dlya diagnostiki Fajli poshkodzheni ta z yavivsya BSOD taki sistemni ekrani oznachayut te sho vasha sistema poshkodzhena Vash disk ne vidformatovanij take poperedzhennya zazvichaj z yavlyayetsya koli sektor zhorstkogo diska buv poshkodzhenij Ce mozhe buti viklikano riznimi prichinami sered yakih virus nepravilne perezavantazhennya vidklyuchennya nakopichuvacha vid naprugi abo yiyi perepad robota z utilitoyu podilu disku i ridko onovlyuvane PZ Komp yuter postijno perezavantazhuyetsya prichinoyu cogo mozhe buti problema v zavantazhuvalnomu sektori yakij zarazhenij virusom i stvoryuye bezperervnij cikl perezavantazhennya Chas dostupu do fajliv do prikladu zapusk katalogu v Providniku abo ochishennya nepotribnih fajliv zajmayut dosit znachnu chastinu chasu Zazvichaj taku povedinku dosit uspishno mozhna vipraviti procesom defragmentaciyi yaksho fizichno nakopichuvach spravnij Cej rozdil potribno povnistyu perepisati vidpovidno do standartiv yakosti Vikipediyi Vi mozhete dopomogti pererobivshi jogo Mozhlivo storinka obgovorennya mistit zauvazhennya shodo potribnih zmin Istoriya progresu nakopichuvachiv 1956 prodazh pershogo komercijnogo tverdogo diska IBM 305 RAMAC yemnist blizko 5 megabajt vaga blizko odniyeyi tonni dva bloki kozhen rozmirom z velikij holodilnik diametr diskiv 20 dyujmi 610 mm kilkist plastin 50 1980 pershij 5 25 dyujmovij disk Shugart ST 506 5 MB 1986 Standart SCSI 1991 Maksimalna yemnist 100 MB 1995 Maksimalna yemnist 2 GB 1997 Maksimalna yemnist 10 GB 1998 Standarti UDMA 33 j ATAPI 1999 IBM vipuskaye miniatyurnij 1 Microdrive yemnistyu 170 j 340 MB 2002 Uzyatij bar yer adresnogo prostoru vishe 137 GB 2003 Poyava SATA 2005 Maksimalna yemnist 500 GB standart Serial ATA 3G poyava SAS Serial Attached SCSI 2006 Zastosuvannya perpendikulyarnogo metodu zapisu v komercijnih nakopichuvachi poyava gibridnih tverdih diskiv sho mistyat dodatkovij blok flesh pam yati yemnistyu v odinici gigabajt 2007 Hitachi predstavlyaye nakopichuvach yemnistyu 1 TB 2009 Western Digital predstavlyaye nakopichuvach z yemnistyu 2 TB 2010 Seagate predstavlyaye nakopichuvach z yemnistyu 3 TB 2011 U prodazh nadhodit disk Deskstar 7K4000 SATA 4 TB Western Digital 2014 Seagate predstavlyaye nakopichuvach z yemnistyu 8 TB 2017 Toshiba vipustila disk MG07ACA yemnistyu 14 TB 2018 rik Kompaniya Seagate zayavila pro stvorennya zhorstkogo diska ob yemom 16 TB 1 15 kvitnya 2019 u Wayback Machine 2019 Seagate rozrobili tehnologiyu Teploprisutnij magnetnij zapis yaka dozvolila zbilshiti shilnist zapisuvanoyi informaciyi na diski Div takozh Lyubomir Romankiv Defragmentaciya SSDPrimitki termin zhorstkij disk deyakimi slovnikami komp yuternih terminiv rozglyadayetsya yak rosiyanizm kalka z ros zhestkij disk sho superechit normam ukrayinskoyi naukovo tehnichnoyi movi zamist nogo proponuyut variant tverdij disk kalka z angl hard disk http tc terminology lp edu ua TK Wisnyk709 TK wisnyk709 bulakhovs kyj htm 27 sichnya 2013 u Wayback Machine DSTU 2813 94 Nosiyi magnitnogo zapisu Termini ta viznachennya DSTU 2737 94 Zapisuvannya i vidtvorennya informaciyi Termini ta viznachennya Skott Myuller Modernizaciya i remont PK 19 e izdanie M Vilyams 2011 1070 c ISBN 978 5 8459 1497 2 978 0 7897 3697 0 IBM 350 disk storage unit 4 listopada 2018 u Wayback Machine angl IBM Archives IBM 3340 direct access storage facility 3 sichnya 2019 u Wayback Machine angl Arhiv originalu za 5 zhovtnya 2014 Procitovano 2 zhovtnya 2014 Arhiv originalu za 16 travnya 2008 Procitovano 31 sichnya 2008 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite web title Shablon Cite web cite web a Obslugovuvannya CS1 Storinki z tekstom archived copy yak znachennya parametru title posilannya Arhiv originalu za 1 sichnya 2007 Procitovano 31 sichnya 2008 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite web title Shablon Cite web cite web a Obslugovuvannya CS1 Storinki z tekstom archived copy yak znachennya parametru title posilannya 750 GB dlya IDE interfejsu Arhiv originalu za 2 sichnya 2013 Procitovano 8 sichnya 2013 Arhiv originalu za 21 chervnya 2013 Procitovano 8 sichnya 2013 320 GB dlya IDE interfejsu Toshiba Storage Solutions MK3233GSG Arhiv originalu za 9 travnya 2012 Procitovano 8 sichnya 2013 240 GB dlya IDE interfejsu Seagate Elite 47 vipuskavsya z 12 97 do 1998 Disk Trend Report Rigid Disk Drives Quantum Bigfoot TS vipuskavsya z 10 98 do 1999 Disk Trend Report Rigid Disk Drives The Quantum Bigfoot TS vikoristovuvav maksimum 3 plastini inshi poperedni i z meshoyu mistkistyu vikoristovuvali do 4 plastin rozmirom 5 25 Half height napriklad Microscience HH1090 circa 1989 Arhiv originalu za 16 bereznya 2009 Procitovano 8 sichnya 2013 Arhiv originalu za 24 travnya 2012 Procitovano 8 sichnya 2013 Arhiv originalu za 18 lipnya 2012 Procitovano 8 sichnya 2013 Arhiv originalu za 6 bereznya 2012 Procitovano 25 bereznya 2012 Arhiv originalu za 22 serpnya 2010 Procitovano 20 listopada 2010 Kak ponyat chto zhestkij disk Vashego kompyutera umiraet ru RU Procitovano 26 bereznya 2020 Arhiv originalu za 27 lipnya 2010 Procitovano 30 chervnya 2010 Arhiv originalu za 27 grudnya 2012 Procitovano 8 sichnya 2013 Korporaciya Toshiba Electronic Devices amp Storage vipustila pershij u sviti disk na 14 TB zi zvichajnim magnitnim zapisuvannyam 9 grudnya 2018 u Wayback Machine angl Posilannya Terminologichnij slovnik z informatiki Lyubomir Romankiv Pershi diski yaki mi stvorili kupiv Stiv Voznyak Zgodom vin zrobiv pershij komp yuter I lishe potim Stiv Dzhobs rozvinuv tehnologiyu 21 03 2016 Alla Dubrovik Den 2013 182 9 zhovtnya