Жёсткий диск

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

У этого термина существуют и другие значения, см. Винчестер.

Накопи́тель на жёстких магни́тных ди́сках, жёсткий диск или винче́стер, (англ. Hard Disk Drive, англ. HDD ) — энергонезависимое, перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство. Является основным накопителем данных практически во всех современных компьютерах.

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

Название «винчестер» жёсткий диск получил благодаря фирме IBM, которая в 1973 выпустила жёсткий диск модели 3340, впервые объединивший в одном неразъёмном корпусе диски и считывающие головки. При его разработке инженеры использовали краткое внутреннее название «30-30», что означало два модуля (в максимальной компоновке) по 30 Мб каждый. Кеннет Хотон, руководитель проекта, по созвучию с обозначением популярного охотничьего ружья «Winchester 30-30»^[1] предложил назвать этот диск «винчестером»^[2].

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

Содержание 1 Характеристики 2 Производители 3 Технологии записи данных 3.1 Метод параллельной записи 3.2 Метод перпендикулярной записи 3.3 Метод тепловой магнитной записи 4 История прогресса накопителей 5 Примечания 6 Ссылки

[править] Характеристики

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

Ёмкость (англ. capacity) — количество данных, которые могут храниться накопителем. Ёмкость современных устройств достигает 1.5 Tб. В отличие от принятой в информатике системе приставок, обозначающих кратную 1024 величину (кило=1024, мега=1 048 576 и т. д.), производителями при обозначении ёмкости жёстких дисков используются кратные 1000 величины. Так, напр., «настоящая» ёмкость жёсткого диска, маркированного как «200 Гб», составляет 186,2 Гб.

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

Время случайного доступа (англ. random access time) — от 5 до 15 мс.

Скорость вращения шпинделя (англ. spindle speed) — количество оборотов шпинделя в минуту. От этого параметра в значительной степени зависят время доступа и скорость передачи данных. В настоящее время выпускаются винчестеры со следующими стандартными скоростями вращения: 4200 (ноутбуки), 5400 и 7200 (персональные компьютеры), 10 000 и 15 000 об./мин. (серверы и высокопроизводительные рабочие станции).

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

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

Потребление энергии — важный фактор для мобильных устройств.

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

Сопротивляемость ударам (англ. G-shock rating) — сопротивляемость накопителя резким скачкам давления или ударам, измеряется в единицах допустимой перегрузки g во включённом и выключенном состоянии.

Скорость передачи данных (англ. Transfer Rate):

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

См. также Основные физические и логические параметры ЖД

[править] Производители

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

[править] Технологии записи данных

[править] Метод параллельной записи

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

[править] Метод перпендикулярной записи

Для того чтобы решить проблему с дальнейшим увеличением плотности, многие производители рассматривают технологию, при которой биты информации сохранялись бы в вертикальных доменах. Это позволит использовать более сильные магнитные поля и снизить площадь материала, необходимую для записи 1 бита. Плотность записи у экспериментального прототипа — 200 Гбит/дюйм² (31 Гбит/см²), в дальнейшем планируется довести плотность до 400—500 Гбит/дюйм² (60—75 Гбит/см²).

[править] Метод тепловой магнитной записи

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

[править] История прогресса накопителей

• 1956 — продажа первого коммерческого жёсткого диска, IBM 350 RAMAC, 5 МБ. Он весил около тонны, занимал два ящика - каждый размером с большой холодильник, а общий объем памяти 50 вращавшихся в нем покрытых чистым железом тонких дисков диаметром с большую пиццу составлял 5 мегабайтов.
• 1980 — первый 5,25-дюймовый Winchester, Shugart ST-506, 5 МБ.
• 1986 — Стандарт SCSI
• 1991 — Максимальная ёмкость 100 МБ
• 1995 — Максимальная ёмкость 2 ГБ
• 1997 — Максимальная ёмкость 10 ГБ
• 1998 — Стандарты UDMA/33 и ATAPI
• 1999 — IBM выпускает Microdrive ёмкостью 170 и 340 МБ
• 2002 — Взят барьер адресного пространства выше 137 ГБ
• 2003 — Появление SATA
• 2005 — Максимальная ёмкость 500 ГБ
• 2005 — Стандарт Serial ATA 3G
• 2005 — Появление SAS (Serial Attached SCSI)
• 2006 — Применение перпендикулярного метода записи в коммерческих накопителях
• 2006 — Появление «гибридных» жёстких дисков, содержащих дополнительный блок флэш-памяти ёмкостью в единицы гигабайт.

[править] Примечания

1. ↑ Ружьё «Winchester Model 1894» широко известно как «Winchester 30-30» по названию используемого патрона «.30-30».
2. ↑ http://www.ibm.com/ibm/history/exhibits/storage/storage_3340.html

[править] Ссылки

• Г. Баранов «Дисковые накопители информации», «Компьютеры Днепропетровска» № 19, 1998.
• 50 лет жестким дискам!, ixbt.ru.
• 25-терабайтный винчестер не за горами

Компоненты компьютера

Основные: системный блок | монитор | устройства ввода-вывода Основные компоненты системного блока: материнская плата | центральный процессор | оперативная память | жёсткий диск | графическая плата | звуковая плата | сетевая плата | система охлаждения Дополнительные компоненты: дисковод | стриммер | оптический привод | CD-ROM | DVD-ROM | SCSI-контроллер | TV-тюнер Периферия (внешние компоненты): принтер | сканер | графопостроитель (плоттер) | модем | микрофон | акустика | ИБП Устройства ввода информации: клавиатура | мышь | световое перо | джойстик | графический планшет | тачпад