Tooprogram.ru

Компьютерный справочник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Параметры жесткого диска

Параметры HDD

Жесткий диск имеет восемь основных параметров :

1. Протокол передачи данных . Есть винчестеры со следующими интерфейсами: IDЕ/SCSI/FC-AL/IEEE/USB . Пеpвые винчестеpы в PC XT имели интеpфейс ST412/ST506; так как он оpиентиpован на метод записи MFM , его часто называют MFM-интеpфейсом.

2. Среднее время доступа (Average Seek Time) — процесс позиционирования головки записи/чтения на нужное место HDD. Бывает время при чтении и время при записи . Состоит из:

времени перемещения головки с текущего трека на трек с нужным сектором ( Track-to-Track Seek Time );

времени ожидания, пока диск повернется так, что нужный сектор окажется под головкой записи/чтения;

Время измеряется в милисекундах (мс) и сегодня составляет 3,6-11,5 мс.

3. Скорость вращения (Spindle Speed) шпинделя — это скорость, с которой вращаются диски. Измеряется в оборотах в минуту (rpm). Она влияет:

на скорость чтения с поверхности диска . Чем быстрее диск крутится, тем больше информации считывается за единицу времени;

на время доступа к нужной информации . Информация в HDD записывается по кольцевым дорожкам, а каждая дорожка разбита на сектора. Время поиска информации определяется временем выбора нужной дорожки (не зависит от скорости вращения диска) и временем, необходимым для того, чтобы диск провернулся так, чтобы под головкой оказался нужный сектор. Чем скорость вращения выше, тем меньше это время. Скорость вращения 3600 — 15000 об/мин.

Для увеличения плотности записи зазор между поверхностью диска и головкой необходимо уменьшить до минимума. В современных винчестерах эта задача решается с использованием аэродинамической подъемной силы, создаваемой потоком воздуха, который увлекает за собой вращающаяся рабочая поверхность диска. Для возникновения подъемной силы рабочим поверхностям головок придают специальную форму в виде крыла. Для того чтобы головка не «улетала» далеко от поверхности диска, она закрепляется на пружинящем поводке.

Поскольку величина подъемной силы определяется плотностью воздуха, которая зависит от атмосферного давления, то винчестеры общего применения имеют ограничения по максимальной высоте подъема над уровнем моря (приблизительно до 2000. 3000 м).

В современных накопителях скорость вращения пакета дисков может достигать 15 000 об/мин. Однако высокие скорости вращения порождают проблемы, связанные с его балансировкой, гироскопическим эффектом и аэродинамикой головок. Во время работы головки ни в коем случае не должны механически соприкасаться с рабочими поверхностями – случайное касание поверхности практически всегда приводит к полному или частичному повреждению соответствующей дорожки рабочей поверхности и очень часто к обрыву самой головки.

4. Объём . Измеряется в гигабайтах (Gb). Hа самих HDD раньше писали емкость в миллионах байт и указывалась нефоpматиpованная емкость (pеальная — на 10-15% меньше). Бывает, что Bios’ы выдают емкость не в Gb, а Mb или даже в млн.байт. Сегодня в продаже — HDD емкостью 10-80Gb, максимальный объем дисков постоянно растет и пока равен 320Gb ( MaXLine от Maxtor ).

5. Плотность записи . Измеряется в гигабайтах на пластину. Внутри HDD находится один или несколько дисков. Она влияет:

на скорость : чем больше плотность записи, тем больше информации помещается на одну дорожку, и, соответственно, больше скорость считывания этой информации при одинаковой скорости вращения диска;

на охлаждение : меньшее число пластин уменьшает тепловыделение (диск меньше греется).

До 5Gb на пластину — старые винчестеры; HDD в продаже — с плотностью записи 10Gb/пл.(устар.), 15Gb/пл., 20Gb/пл., 30Gb/пл.; максимальная плотность пока равна 125Gb/пл. ( винчестеры от Seagate Technology ).

В большой степени максимальная плотность записи зависит от конструкции и характеристик головок записи/чтения. Раньше в винчестерах использовались магнитные головки , представляющие собой миниатюрные катушки индуктивности, намотанные на магнитный сердечник.

Позднее стали использовать тонкопленочные магнитные головки , а в современных винчестерах используются высокочувствительные магниторезистивные головки ( MRH — Magneto-Resistive Heads) чтения (представляет собой резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от напряженности магнитного поля, причем амплитуда уже практически не зависит от скорости изменения поля. Это позволяет намного более надежно считывать информацию и диска и, как следствие, значительно повысить предельную плотность записи. MR-головки используются только для считывания; запись по-преждему выполняется индуктивными головками), конструктивно объединенные с тонкопленочными головками записи. Головки собираются в блок.

Внешний вид блока головок

В современных винчестерах используется система позиционирования блока головок с поворотной подвижной катушкой, помещенной в зазоре мощного постоянного магнита, которая и является исполнительным элементом системы позиционирования.

В основе этой системы лежит предварительная (произведенная при изготовлении винчестера) запись специальных цифровых последовательностей, которые называются сервометками , в специально отведенные для этого на каждой дорожке сектора. Во время работы контроллер винчестера ориентируется на эти сервометки, вырабатывая управляющие сигналы, подаваемые в подвижную катушку, и поворачивает головку таким образом, чтобы она установилась точно над дорожкой, а затем удерживает ее на этой дорожке до поступления команды о переводе головки в новое положение.

6. Объем кэша (мультисегментного — Multisegmented Cache, Сache memory). Учитывается, что следующей командой винчестеру потребуется считать данные из секторов, следующих за текущим. Поэтому идет чтение данных из оставшихся секторов на треке, которые записываются во внутреннюю память дисковода («кэш»). Измеряется в килобайтах (мегабайтах). Ранее Cache составлял 128-1.024 Кбайт, сегодня 2-8 Мбайт. Некоторые производители (напр. Quantum), используют часть кэша под свое программное обеспечение. У других (напр. Western Digital) для хранения firmware используются специально отведенные сектора на диске, невидимые для любых операционных систем. По включению питания эта программа загружается в обычную память.

7. Потоковая скорость передачи данных (Sustained Transfer Rate). При размере считываемой информации во много раз превышающих размер выделенного для него кэша идет непрерывное Cache-считывание секторов. Измеряется в мегабайтах в секунду и сегодня составляет до 80Мбайт/с.

8. MTBF (Mean Time Between Failures, среднее время наработки на отказ). Это надежность винчестера и измеряется в часах работы. MTBF — величина усредненная (по партии), но MBFT=900т.час лучше MBFT=300т.час. Современные HDD имеют от 500,000 до 1,000,000 часов. Т.е. это 20-40 лет (при 8-часовой работе). Лидер пока SCSI-винчестер Cheetah с 1,200,000 часов.

Читать еще:  Тип жесткого диска какой лучше

Кроме основных параметров, важны:

  • Перегрузка от удара в рабочем/нерабочем состоянии (Operating/Nonoperating Shock), G — параметр, характеризующий устойчивость винчестера к механическим воздействиям.
  • Рабочая температура (Operating temperature),°C — параметр, по которому можно судить о «жаростойкости» винчестера.
  • Потребляемая мощность (Power Management), Вт — параметр, о том, насколько винчестер будет нагреваться.
  • Срок гарантии — от 6 месяцев до 5 лет.
  • Фирма-производитель.

Как выбрать жесткий диск?

Этой статьей наш сайт продолжает целый цикл полезных материалов, целью которых станет облегчение выбора какого-либо товара из тысяч предложенных на рынке вариантов. Согласитесь, выбор конкретной модели какого-то устройства всегда отнимает много времени, которое можно потратить с пользой. В сегодняшнем материале мы поговорим о выборе жесткого диска для настольного ПК.

Введение

Без жесткого диска не обходится ни один персональный компьютер или ноутбук — именно на нем хранятся как операционная система, так и пользовательские данные и программы. От его объема и скорости зависят общие ощущения работы за компьютером — если ваша ОС медленно загружается, а игры и тяжелое ПО “еле ворочается”, то вам нужен более скоростной диск.

При этом выбор HDD зачастую сводят к выбору количества гигабайт, и это неправильно. Каждая модель обладает своими плюсами и минусами, в том числе — своим процентом брака. Да, к сожалению, некоторые партии жестких дисков оказываются менее надежными, чем другие — это природа производства столь точной и сложной электроники. Перед покупкой жесткого диска мы рекомендуем убедиться в том, что он надежен, с помощью отзывов в сети — как от других пользователей, так и от специалистов. В данный момент наименьшим процентом брака обладает продукция Seagate и Western Digital.

В основном современные HDD предназначаются для хранения большого объема данных — для установки ОС все чаще используют твердотельные диски (SSD), которые характеризуются гораздо более высокой стоимостью и гораздо более высокой скоростью. Об SSD мы, скорее всего, расскажем позже.

В следующем разделе мы расскажем об основных характеристиках внутренних жестких дисков, а после — посоветуем к приобретению несколько отличных моделей, которые являются признанными лидерами в своем классе. Они точно не подведут в ответственный момент.

Основные характеристики жестких дисков

Назначение

По этому параметру жесткие диски деляться на предназначенные для настольного ПК, предназначенные для ноутбука, внешние, а также предназначенные для серверов. В этой статье мы обратим внимание линшь на первые две категории — о внешних HDD поговорим в отдельной статье позже.

Тип

По типу диски для хранения данных разделяются на HDD (жесткие), SSD (твердотельные) и гибридные. В этой статье мы рассмотрим HDD и гибридные диски — SSD заслуживают собственного материала, так как используют совершенно иную технологию хранения информации.

Для справки: HDD характеризуются наличием нескольких круглых дисков (как на фото сверху), данные на которые записывает и с которых считывает специальная головка. Этот принцип хранения информации позволяет достигать высокой емкости (за счет использования нескольких «блинов»-дисков одновременно) при невысокой стоимости, но HDD ограничены скоростью своей механики и уязвимы к физическим повреждениям из-за вибрации или ударов.

Гибридные диски — это HDD, часть объема памяти которых использует твердотельную технологию SSD. Они не так дороги, как полноценные SSD, но позволяют достигать неплохих скоростей, особенно — при загрузке операционной системы.

Форм-фактор

HDD могут располагаться в корпусах с шириной 2.5 дюйма или 3.5 дюйма. Первые в общем случае предназначены для использования в ноутбуках, вторые — для использования в настольных ПК. Жесткое ограничение размеров дисков позволяет стандартизировать места для их установки. Стоит отметить, что популярность 2.5-дюймовых механических дисков в последние годы сильно снизилась — сейчас в ноутбуках по большей части используют именно SSD, о которых мы еще расскажем отдельно.

Объем, ГБ

Главный параметр любого устройства для хранения данных. Покупка диска емкостью менее 500 ГБ или даже 1 ТБ в 2015 году ничем не может быть оправдана — стоимость одного гигабайта в $ сейчас низка как никогда. А так как HDD сейчас все больше используются для хранения больших игр и фильмов в высоком качестве, то не помешает присмотреться и к дискам объемом 2, 3 или даже 4 ТБ.

Объем буфера, МБ

Чем больше этот объем, тем больше информации помещается в специальном отделе HDD, доступ к которому осуществляется гораздо быстрее, чем к остальным данным. Приемлемым показателем объема буфера сегодня считаются как минимум 16 МБ, лучше — 32 или 64 МБ.

Стандарт SATA

Большая часть современных жестких дисков поддерживают стандарт SATA, подразумевающий передачу информации на скорости до 6 гигабит в секунду — покупка HDD с поддержкой более старых стандартов (3 гигабит в секунду и 1.5 гигабит в секунду) смысла не имеет.

Скорость вращения шпинделя, об/мин

От скорости вращения шпинделя зависит скорость доступа считывающей и записывающей головки к данным. Большая часть потребительских HDD для настольных ПК работает на скорости 7200 оборотов в минуту, большая часть HDD для ноутбуков — на скорости 5400 оборотов в минуту. Диски для серверов с поддержкой интерфейса SCSI достигают скорости в 10000-15000 оборотов, но речь сейчас идет не о них.

Скорость чтения / записи, МБ/с

Не слишком важный параметр на данный момент — большая часть дисков обеспечивает комфортные скорости записи и чтения данных, но выше определенного порога можно подняться только с помощью перехода на SSD. Впрочем, если для вам этот параметр по какой-то причине важен (например, вы работаете с записью видеопотоков в высоком разрешении) — всегда можно свериться с тестами в сети и выбрать конкретную модель по ним.

Уровень шума, дБ

Когда-то жесткие диски были довольно шумными — при записи и чтении информации они издавали громкий треск. К счастью, к 2015 году шумы HDD почти ввели на нет, а для дальнейшего снижения уровня шума можно пользоваться специальными муфтами. Приемлемым уровнем шума для настольного ПК является 25-30 дБ. По понятным причинам диски для ноутбуков издают еще меньше шума.

10 лучших жестких дисков

Отличный представитель гибридных 3.5-дюймовых дисков — не слишком дорогой, производительный и достаточно емкий.

2-терабайтная 3.5-дюймовая модель от Seagate для тех, кому нужно больше места за не очень большие деньги. Также является гибридным — 8 ГБ флэш-памяти серьезно ускорят работу ПК.

Бюджетный вариант от Seagate: очень невысокая стоимость, всего 500 ГБ памяти, 16-мегабайтный буфер и достаточная скорость для комфортной работы.

Добавьте всего несколько десятков тысяч рублей — и получите вдвое больше памяти. Эта терабайтная 3.5-дюймовая модель может послужить уже в качестве основного HDD в вашем ПК.

3.5-дюймовая терабайтная модель от Western Digital, которая характеризуется большей скоростью и ценой, чем у ST1000DM003.

Не слишком скоростная, но довольно дешевая 2-терабайтная модель от Seagate. Не выделяется ничем особенным.

Скоростная 2-терабайтная модель от Western Digital, которая обойдется гораздо дороже, чем предложение от Seagate.

3-терабайтная 3.5-дюймовая модель Seagate: не слишком высокая стоимость, высокая надежность и не очень выдающаяся скорость работы.

Еще одна скоростная 3.5-дюймовая модель от Western Digital: 3 терабайта памяти и высокая цена.

Весьма емкая и быстрая модель Western Digital. Отлично подойдет для топового ПК.

Заключение

Надеемся, что эта статья помогла вам разобраться с непростой задачей выбора жесткого диска. В следующей статье речь пойдет о видеокартах!

Жесткий диск: устройство и характеристики

Жёсткий диск (HDD) – энергонезависимое запоминающее устройство, назначение которого длительное хранение данных. Информация сохраняется на жестких носителях (дисках из специальных сплавов) имеющих ферромагнитное покрытие (двуокись хрома).

Устройство жесткого диска

Гермозона

Включает в себя: корпус из прочного сплава, диски с магнитным покрытием, блок головок с устройством позиционирования, электропривод шпинделя.

Блок головок

Пакет рычагов из пружинистой стали с закрепленными головками на концах.

Пластины

Изготовлены из металлического сплава и покрыты напылением ферромагнетика (окислов железа, марганца и других металлов). Диски жёстко закреплены на шпинделе, который вращается со скоростью несколько тысяч оборотов в минуту. При такой скорости вблизи поверхности диска создаётся мощный воздушный поток, который приподнимает головки и заставляет их парить над поверхностью пластины. Пока диски не разогнались до скорости, необходимой для «взлёта» головок, парковочное устройство удерживает головки в зоне парковки. Это предотвращает повреждение головок и рабочей поверхности диска.

Устройство позиционирования головок

Состоит из неподвижной пары сильных постоянных магнитов, а также катушки на подвижном блоке головок.

Гермозона — заполняется очищенным и осушенным воздухом или нейтральными газами, в частности, азотом, а для выравнивания давления устанавливается тонкая металлическая или пластиковая мембрана. Выравнивание давления необходимо, чтобы предотвратить деформацию корпуса гермозоны при перепадах атмосферного давления и температуры, а также при прогреве устройства во время работы. Пылинки, оказавшиеся при сборке в гермозоне и попавшие на поверхность диска, при вращении сносятся на ещё один фильтр — пылеуловитель.


Блок электроники

Содержит: управляющий блок, постоянное запоминающее устройство, буферную память, интерфейсный блок (передача данных, подача питания) и блок цифровой обработки сигнала.

Блок управления представляет собой систему:

  • позиционирования головок;
  • управления приводом;
  • коммутации информационных потоков с различных головок;
  • управления работой всех остальных узлов — приёма и обработки сигналов с датчиков устройства:
    • одноосный акселерометр — используемый в качестве датчика удара,
    • трёхосный акселерометр — используемый в качестве датчика свободного падения,
    • датчик давления,
    • датчик угловых ускорений,
    • датчик температуры.

Блок постоянного запоминающего устройства хранит управляющие программы для блоков управления и цифровой обработки сигнала, а также служебную информацию жесткого диска.

Буферная память сглаживает разницу скоростей интерфейсной части и накопителя (используется быстродействующая статическая память).

Блок цифровой обработки сигнала осуществляет очистку считанного аналогового сигнала и его декодирование (извлечение цифровой информации).

Характеристики жесткого диска

Интерфейс — поддерживаемый стандарт обмена данными с накопителями информации: ATA (IDE, PATA), SATA.

Ёмкость — объём данных, которые может хранить жесткий диск (ГБ, ТБ).

Форм-фактор — физический размер диска с ферромагнитным покрытием: 3,5 или 2,5 дюйма.

Время доступа — время, за которое жесткий диск гарантированно выполнит операцию чтения или записи на любом участке магнитного диска (диапазон от 2,5 до 16 мс).

Скорость вращения шпинделя – параметр от которого зависит время доступа и средняя скорость передачи данных. Жесткие диски для ноутбуков имеют скорость вращения 4200, 5400 и 7200 оборотов в минуту, а для стационарных компьютеров 5400, 7200 и 10 000 об/мин.

Ввод-вывод — количество операций ввода-вывода в секунду. Обычно жесткий диск производит около 50 операций в секунду при произвольном доступе и около 100 при последовательном.

Потребление энергии — потребляемая мощность в Ваттах, важный фактор для мобильных устройств.

Уровень шума – шум в децибелах, который создает механика жесткого диска при его работе (вращение шпинделя, аэродинамика, позиционирование). Тихими накопителями считаются устройства с уровнем шума около 26 дБ и ниже.

Ударостойкость — сопротивляемость накопителя резким скачкам давления или ударам. Измеряется в единицах допустимой перегрузки (G) во включённом и выключенном состоянии.

Скорость передачи данных – скорость чтения/записи при последовательном доступе (внутренняя зона диска — от 44,2 до 74,5 Мб/с, внешняя зона диска — от 60,0 до 111,4 Мб/с).

Объём буфера — промежуточная память (Мб), предназначенная для сглаживания разницы скорости чтения/записи и передачи по интерфейсу. Обычно варьируется от 8 до 64 Мб.

Жесткий диск HDD — что это такое: все о накопителе

Жесткий диск является важной частью компьютера, на нем хранятся все ваши файлы, фотографии, фильмы. Именно с него и загружается операционная система, когда вы включаете свой ПК или ноутбук, если конечно не используете SSD.

Он установлен практически в каждом компьютере и знать, что он из себя представляет стоит каждому. Это довольно сложное устройство, которое обладает множеством возможностей и своих преимуществ перед другими накопителями информации.

Недавно мы разобрали, что такое SSD накопитель, данный материал будет посвящен другому накопителю информации — жесткому диску, вы узнаете, что это, из чего состоит и как работает.

Что такое жесткий диск HDD

Жесткий диск (HDD, hard disk, магнитный диск) — это устройство для хранения данных, в котором используются магнитные пластины для записи информации. Применяется в большинстве настольных компьютеров и ноутбуках в качестве основного накопителя.

На сленге часто называется — винчестер, так его прозвали в 1973 году из-за сходства с винтовкой Winchester. Все потому, что у модели HDD 3340 было 2 модуля по 30Мб, а у винтовки патроны назывались 30-30 Winchester. Эта «удивительная» схожесть и породила такое название. Хотя в России чаще его просто называют — винт.

Память на таком устройстве не энергозависима, как, например, у оперативной памяти, это означает, что данные не будут стираться при отключении питания.

На компьютере или ноутбуке просто необходимо, чтобы был установлен какой-либо накопитель информации, это может быть, как раз жесткий диск, или твердотельный накопитель. Такой накопитель выполняет следующие функции:

  • Хранит на себе всю операционную систему, ее файлы и настройки
  • Все файлы, пользователи, музыка, фото, видеоролики, документы и т.д.
  • Используется для хранения временных файлов самой системой, чтобы разгрузить оперативную память

Конструкция

Конструкция HDD выглядит одновременно простой и довольно сложной. Собирается он из следующих основных компонентов:

  • Корпус — защищает от пыли, влаги
  • Магнитные пластины — на них, как раз и производится запись информации
  • Головки записи/чтения — они считывают информацию с магнитных пластин
  • Двигатель — он вращает магнитные пластины
  • Контроллер — управляет работой, по сути это обычная микросхема

В конструкции есть и другие элементы, но эти основные из них.

Как работает жесткий диск

По сути жесткие диски записывают и считывают информацию, примерно также, как происходить запись и чтение на виниловых пластинках. Т.е. не углубляясь в множество терминов. Головки чтения и записи информации при помощи магнитных импульсов записывают и считывают данные с магнитных пластин.

Записанная информация хранится на секторах, которые для большего удобства объединяются в кластеры. Выглядит это примерно, как разрезанная пицца. Запись информации происходит в непрерывной последовательности кластеров, т.е. головка для записи/чтения двигается по пластине без лишних сдвигов ровно по кластерам.

Это дает возможность быстрого доступа к записанной информации. Но, к сожалению, при удалении, какой-либо информации кластера пустеют и происходит фрагментация файлов подробнее об этом в материале — что такое дефрагментация диска.

Виды жестких дисков

Магнитные диски делают много разных производителей, основные из них это: Seagate, Western Digital и Toshiba. Делят их на следующие виды:

  • 3.5 дюймов — используют HDD такого размера обычно в персональных компьютерах и на серверах
  • 2.5 дюймов — в таком варианте можно чаще всего встретить в ноутбуках, но и на ПК тоже ставят
  • Внешние HDD — работают по USB, можно подключить к любому устройству, например, к телевизору, что реально удобно

По другим параметрам будем делить их по характеристикам.

Характеристики жестких дисков

Основные характеристики Hard Disk это:

  • Объем памяти — для домашнего ПК рекомендую на данный момент брать модели от 1 Тб т.к. игры, кино и другой медиа контент будет занимать довольно много места.
  • Форм фактор — для ПК стоит взять или 3.5 или 2.5, а для ноутбука 2.5. Если нужен, например, для телевизора — берите внешний.
  • Скорость работы — брать только от 7200 об/мин, остальное будет очень медленно, я про 5400 об/мин, особенно по сравнению с SSD. Лучше если найдете вариант с 10000 об/мин.
  • Интерфейс подключения — на данный момент в материнских платах для HDD предусмотрен интерфейс SATA, раньше использовался IDE. Внешние же — подключаются просто по USB.
  • Время произвольного доступа — промежуток в течение, которого жесткий гарантированно выполнит запись или чтение. Обычно это от 3 до 15 миллисекунд.

Также их можно еще разделить на: уровень издаваемого шума, защищенность от физического воздействия, надежность, на сколько циклов рассчитан.

Преимущества HDD дисков

Самое главное преимущество HDD перед SSD — это их долговечность в плане использования. Практически неограниченный цикл записи/чтения. Это идеальный вариант для хранения информации в виде: видео, фото, музыки. Если вы часто смотрите кино с телевизора, то рекомендую купить именно внешний жесткий диск. Разницы в скорости вы все равно не заметите, а прослужит он вам реально намного больше.

Минусы HDD

Одним из самых главных минусов по сравнению с новыми SSD является — скорость работы. Да они действительно работают намного медленнее. Поэтому для операционной системы лучше брать именно ССД, а вот уже для хранения файлов — жесткий disk.

Еще один минус, это то, что они сильно подвержены механическому воздействию, такие накопители лучше не ронять. А если берете внешний, то лучше ищите модель, защищенную от падений и ударов, такой Travel вариант.

В заключение

Этот тип хранителей информации действительно надежен и долговечен. Рекомендую брать для хранения всех своих файлов, также можно использовать в качестве резервного хранилища. Для каких целей используете вы свой HDD?

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector