Що таке жорсткий диск (hdd)

Ось так він виглядає

Кожен з нас щодня стикається з різними комп'ютерними термінами, знання про які є поверхневими, а деякі терміни нам взагалі незнайомі. Та й навіщо щось знати про те, що нас не стосується або не турбує. Чи не так? Відома істина: поки яке-небудь обладнання (в т.ч. і жорсткий диск) нормально і безпроблемно функціонує, то ніхто і ніколи не буде забивати свою голову тонкощами його роботи, та це й ні до чого.

Але, в моменти, коли в процесі роботи будь-якого пристрою системного блоку починаються збої, або просто раптово знадобилася допомога з комп'ютером, дуже багато користувачів тут же беруть викрутку і книгу «ази комп'ютерної грамотності, або як реанімувати комп'ютер в домашніх умовах». І намагаються самостійно вирішити проблему, не вдаючись при цьому до допомоги фахівця. І найчастіше це закінчується дуже плачевно для їх комп'ютера.

Визначення і виникнення поняття "вінчестер"

Отже, темою нашої чергової статті на цей раз буде така запчастина системного блоку як жорсткий диск. Ми з вами детально розглянемо саме значення цього поняття, коротко згадаємо історію його розвитку, і більш докладно зупинимося на внутрішню будову, розберемо основні його типи, інтерфейси і подробиці його підключення. Крім цього трохи заглянемо в майбутнє, а може навіть вже майже і в даний, і розповімо, що поступово приходить на зміну старим добрим гвинтів. Забігаючи наперед, скажемо, що це твердотільні накопичувачі, що працюють за принципом USB-флешок - SSD-пристрої.

Найперший в світі жорсткий диск, такого типу, як ми звикли бачити його зараз і яким звикли користуватися, винайшов співробітник IBM Кеннет Хотон в 1973 році. Ця модель називалася загадковим поєднанням цифр: 30-30, точно так же, як калібр у всім відомій гвинтівки Winchester, Не важко здогадатися, що звідси і пішла одна з назв - вінчестер, яке популярне у середовищі айтішників досі. А, можливо, хтось його зараз прочитав взагалі в перший раз.

Перейдемо до визначення: жорсткий диск (а, якщо вам зручно, то хард, вінчестер, HDD або гвинт) - це пристрій, що запам'ятовує комп'ютера (або ноутбука), на яке за допомогою спеціальних головок читання / запису інформація записується, зберігається і видаляється в міру необхідності .

"А чому ж це все відрізняється від простих дискет або CD-DVD?" - просите ви. А вся справа в тому, що на відміну від гнучких або оптичних носіїв, тут дані записуються на жорсткі (звідси і назва, хоча хтось може вже і здогадався сам) алюмінієві або скляні пластини, на які нанесено тонкий шар феромагнітного матеріалу, найчастіше для цих цілей використовується хром діоксид.

Вся поверхня таких обертових магнітних пластин розділена на доріжки і сектори по 512 байт кожен. У деяких накопичувачах є всього один такий диск. Інші ж містять одинадцять і більше пластин, причому інформація записується на обидві сторони кожної з них.

внутрішня будова

Сама конструкція жорсткого диска складається не тільки з безпосередніх накопичувачів інформації, а й механізму, що зчитує всі ці дані. Всі разом це і є головна відмінність хардов від дискет і оптичних накопичувачів. А на відміну від оперативної пам'яті (ОЗУ), якій необхідно постійне харчування, вінчестер є енергонезалежною пристроєм. Його можна сміливо відключати від харчування і брати з собою куди завгодно. Дані на ньому зберігаються. Це стає особливо важливо, коли потрібно відновити інформацію.

Також до складу пристрою входить плата з електронною схемою управління. Усередині блоку знаходяться механічні частини накопичувача. На шпинделі двигуна приводу обертання дисків закріплені один або кілька магнітних пластин.

У корпусі також розташований передпідсилювач-комутатор магнітних головок. Сама ж магнітна головка виробляє читання або запис інформації з поверхні однієї зі сторін магнітного диска. Швидкість обертання якого досягає 15 тис. Обертів на хвилину - це що стосується сучасних моделей.

Внутрішній устрій HDD

При включенні харчування, процесор жорсткого диска починає з того, що тестує електроніку. Якщо все в порядку, включається шпиндельний двигун. Після того, як досягнута певна критична швидкість обертання, щільність прошарку повітря, що набігає між поверхнею диска і головкою, стає достатньою, щоб подолати силу притиску головки до поверхні.

В результаті, головка читання / запису «зависає» над пластиною на крихітному відстані всього в 5-10 нм. Робота головки читання / запису схожа з принципом дії голки в грамофоні, тільки лише з однією відмінністю - у неї не відбувається фізичного контакту з пластиною, в той час, як в грамофоні головка голки стикається з платівкою.

У моменти, коли живлення комп'ютера вимикається і диски зупиняються, головка опускається на неробочу зону поверхні пластини, так звану зону паркування. Тому не рекомендується завершувати роботу комп'ютера аварійно - просто натискаючи на кнопку вимикання або висмикуючи кабель живлення з розетки. Це може привести до виходу з ладу всього HDD. Ранні моделі мали спеціальне програмне забезпечення, яке ініціювало операцію паркування головок.

У сучасних же HDD висновок головки в зону паркування відбувається автоматично, коли знижується швидкість обертання нижче номінальної або коли подається команда на відключення живлення. Назад в робочу зону головки виводяться лише тоді, коли буде досягнута номінальна швидкість обертання двигуна.

Напевно у вашому допитливому розумі вже назріло питання - наскільки герметичний сам блок дисків і наскільки ймовірним є те, що туди може просочитися пил або інші дрібні частинки? Як ми вже писали вище, вони можуть привести до збою в роботі хард-року або взагалі до його поломки і втрати важливої інформації.

Але не варто хвилюватися. Виробники все давним давно передбачили. Блок дисків з двигуном і головки знаходяться в спеціальному герметичному корпусі - гермоблоке (камері). Однак його вміст не повністю ізольовано від навколишнього середовища, обов'язково необхідно переміщення повітря з камери назовні і навпаки.

Це потрібно, щоб вирівняти тиск всередині блоку з зовнішнім, щоб запобігти деформації корпусу. Ця рівновага досягається за допомогою спеціального пристрою, який називається барометричний фільтр. Він розміщений всередині гермоблока.

Фільтр вміє вловлювати найдрібніші частинки, величина яких перевищує відстань між головкою читання / запису і феромагнітної поверхнею диска. Крім вище згаданого фільтра є ще один - фільтр рециркуляції. Він вловлює частинки, які присутні в повітряному потоці усередині самого блоку. Вони можуть там з'являтися від осипання магнітного запилення дисків (напевно ви чули коли-небудь фразу, що «хард посипався»). Крім того, цей фільтр вловлює ті частинки, які «пропустив» його барометричний «колега».

Інтерфейси підключення HDD

На сьогоднішній день, щоб підключити жорсткий диск до комп'ютера ви можете використовувати один з трьох інтерфейсів: IDE, SCSI і SATA.

Спочатку в 1986 році інтерфейс IDE розроблявся тільки для підключення HDD. Потім його модифікували в розширений інтерфейс ATA. В результаті до нього можна підключати не тільки вінчестери, а й CD / DVD-приводи.

Інтерфейс SATA - більш швидкий, сучасний і продуктивний, ніж ATA.

У свою чергу, SCSI - високопродуктивний інтерфейс, який здатний підключати різного роду пристрої. Сюди входять не тільки накопичувачі інформації, але і різна периферія. Наприклад, більш швидкі SCSI-сканери. Однак коли з'явилася USB-шина, необхідність підключення периферії за допомогою SCSI відпала. Так, що якщо вам пощастить його десь побачити, то вважайте, що вам пощастило.

Зараз давайте трохи розповімо про підключення до IDE інтерфейсу. В системі може бути два контролера (первинний і вторинний), до кожного з яких можна підключити два пристрої. Відповідно отримуємо максимум 4: первинний майстер, первинний підлеглий і вторинний майстер, вторинний підлеглий.

Після того, як підключили пристрій до контролера, слід вибрати режим його роботи. Він вибирається за допомогою установки спеціальної перемички (вона називається джампер) в певне місце в роз'ємі (поруч з роз'ємом для підключення шлейфа IDE).

При цьому слід пам'ятати, що більш швидке обладнання до контролера підключається першим і називається master. Друге називається slave (підпорядковане). Останньою маніпуляцією буде підключити харчування, для цього нам потрібно вибрати один з кабелів блоку живлення. Дана інформація стане вам у пригоді, якщо у вас дуже-дуже старий комп'ютер. Так як в сучасних необхідність в подібних маніпуляціях відпала.

Через SATA підключити набагато простіше. Кабель для нього має однакові роз'єми на обох кінцях. SATA-диск не має перемичок, тому у вас немає необхідності вибирати режим роботи пристроїв - впорається навіть дитина. Харчування підключається за допомогою спеціального кабелю (3,3 В). Однак існує можливість підключитися через перехідник до звичайного кабелю живлення.

SSD диски - новий етап у розвитку

Вже сьогодні (а може бути вже і вчора) почався наступний етап у розвитку пристроїв-накопичувачів інформації. На зміну жорстких дисків приходить новий тип - SSD. Далі розповімо про нього детальніше.

Отже, SSD (Solid State Disk) - твердотільний накопичувач, який працює за принципом флеш-пам'яті USB. Одна з найважливіших його відмінних рис від звичайних вінчестерів і оптичних накопичувачів - в його пристрій не входить ніяких рухомих деталей і точної механіки.

Накопичувачі даного типу, як це часто буває, спочатку розроблялися виключно для військових цілей, а також для високошвидкісних серверів, так як старі добрі харди для таких потреб вже були недостатньо швидкими і надійними.

Перелічимо найбільш важливі переваги SSD:

По-перше, запис інформації на SSD і читання з нього відбувається набагато швидше (десятки разів), ніж з HDD. Роботу звичайного вінчестера дуже сильно гальмує рух головки читання / запису. А тому в SSD її немає, то і проблеми немає.
По-друге, завдяки одночасному використанню всіх модулів пам'яті, встановлених в SSD-накопичувач, швидкість передачі даних значно вище.
По-третє, не так сприйнятливі до ударів. У той час як жорсткі накопичувачі можуть втратити при ударі деяку інформацію або ж взагалі вийти з ладу, що і трапляється найчастіше - будьте обережні!
По-четверте, споживають менше енергії, що робить їх зручними у використанні в пристроях, що працюють від акумуляторів - ноутбуках, нетбуках, ультрабуки.
По-п'яте, даний тип накопичувачів при роботі практично не робить ніякого шуму, тоді як при роботі хардов ми чуємо обертання дисків і рух головки. А, коли вони виходять з ладу, так і взагалі сильний тріск або стукіт головок.

Але не будемо приховувати: мабуть, є два недоліки SSD - 1) за його певну ємність ви заплатите значно дорожче, ніж за жорсткий диск ідентичного обсягу пам'яті (різниця буде в кілька разів, хоча з кожним роком стає все менше і менше); 2) SSD мають відносно невелике обмежена кількість циклів читання / запису (тобто спочатку обмежений термін служби).

Еволюція накопичувачів інформації

Отже, ми з вами познайомилися з поняттям «жорсткий диск», розглянули його будова, принцип роботи та особливості різних інтерфейсів підключення. Сподіваємося, запропонована інформація виявилося нескладної для сприйняття, а головне, корисною.

Якщо у вас виникли труднощі з вибором, якщо не можете визначити, який тип жорстких дисків підтримує ваша материнська плата, який інтерфейс підходить або який обсяг HDD буде більше відповідати вашим потребам, то ви завжди можете звернутися за допомогою в комп'ютерний сервіс Комполайф на всій території нашої обслуговування.