Hard Disk
De la Saferpedia
O unitate de hard disk (scurtată de multe ori ca hard sau HDD), spre deosebire de memoria volatilă RAM, este un dispozitiv de stocare nevolatil care stochează date codificate digital pe suprafete magnetice de rotație, denumite platane. Strict vorbind, "unitate" se referă la aspectul de mecanică motorizată care diferă de la un suport la altul, cum ar fi o unitate de bandă adezivă şi banda sa sau de o unitate de dischetă şi floppy disk. Hard disk-urile mai vechi aveau o parte detașabilă; de obicei astăzi un HDD este o unitate sigilată (cu excepţia unui orificiu de filtrare ce are rolul de a egaliza presiunea de aer) fără nici o componentă detașabilă.
Cuprins |
Istoric
Hard disk-urile au fost introduse pentru prima oară ca unități de stocare a datelor ȋn 1956, pentru calculatoarele IBM. Inițial au fost dezvoltate pentru a fi utilizate ca medii de stocare pentru calculatoare de uz general.
În anii 1990, necesitatea de unui dispozitiv de stocare de mari dimensiuni, dar și încredere, independent de un dispozitiv special, a condus la introducerea sistemelor integrate, cum ar fi raiduri, sisteme Network Attached Storage (NAS) – sisteme atașabile de stocare pentru rețea şi SAN (Storage Area Network – siteme de stocare pentru rețea), sisteme care asigură eficiență, precum şi un acces fiabil la volume mari de date. Ținând cont de cererile de consum, ȋn secolul 21 utilizarea HDD-urilor s-a extins și ȋn dispozitive cum ar fi camere video, telefoane mobile (de exemplu Nokia N91), playere audio digitale, playere video digitale, video-înregistratoare digitale, Personal Digital Assistants (PDA-uri) şi console de jocuri video.
Tehnologia Hard Disk-urilor
Ȋnregistrarea datelor pe hard disk-uri se face prin magnetizarea unui disc feromagnetic denumit platan. Datele ȋnregistrate pe respectivul platan, prin magnetizare, sunt scrise ȋn sistem binar, adică se stochează o ȋnșiruire de 0 și 1. HDD-urile sunt construite dintr-un ax care posedă unul sau mai multe discuri circulare, denumite platane și unul sau mai multe capuri de citire/scriere. Ȋn principiu, platanele sunt fabricate dintr-un material magnetic, de obicei din aliaj de aluminiu sau sticlă și sunt acoperite cu un strat subţire de material magnetic, de obicei 10-20 nm (nanometri) grosime și cu un strat exterior de carbon pentru protecţie.
Platanele sunt ȋnvârtite la viteze foarte mari. Informația se scrie pe platan ȋn timpul rotirii acestuia de către dispozitive de citire-scriere așezate foarte aproape de suprafața magnetică (la hdd-urile noi distanța e de zeci de nanometri). Pentru fiecare suprafață a platanului există câte un singur cap de citire-scriere montat la un braț comun. Acest braț mișcă capetele de citire- scriere peste suprafețele platanelor, pe o distanță de arc de cerc (aproximativ radial), pentru a permite capetelor să acceseze aproape ȋntreaga suprafață a platanelor ȋn timp ce se rotesc. Brațul este mutat folosind un mecanism de acţionare de tip bobină.
Capacități de stocare și viteze de acces
Folosirea discurilor rigide, sigilate, ȋntr-o singură unitate, permite toleranțe mult mai bune decât într-o unitate de dischetă. În consecinţă, hard disk-urile pot stoca date mult mai multe decât unităţile de dischetă şi le pot accesa şi transmite mai repede.
- Începând din luna aprilie 2009, cea mai mare capacitate a HDD-urilor de consum este de 2 TB
- Un exemplu tipic de „HDD desktop", poate stoca ȋntre 120 GB și 2TB. HDD pot avea o viteză de rotație cuprinsă ȋntre 5.400 și 7.200 rpm (rotații pe minut) și o rată de transfer de 1 Gbit/s sau mai mare. (1 GB = 109 B; 1 Gbit / s = 109 biţi / s)
- Cel mai rapid hard disk, „enterprise”, are viteze de rotații de 10.000 sau 15.000 rpm, poate atinge viteze de transfer de peste 1.6 Gbit/s și o viteză medie de transfer de până la 125 Mbytes/secundă.
- HDD-urile mobile, adică HDD de laptop, care sunt fizic mai mici decât HDD-urile desktop, tind să fie mai lente și au o capacitate de stocare mai mică. Hard disk-urile mobile au de obicei viteze de rotații de 5.400 rpm, dar sunt și modele care au viteze de 7.200 rpm. Din cauza mărimii fizice, mici, a platanelor, HDD-urile mobile au capacități de stocare mai mici decât HDD-urile desktop
Forme și dimensiuni ale Hard Disk-urilor
Înainte de epoca de PC-uri si calculatoare mici, hard-urile au avut diverse dimensiuni. Odată cu creşterea vânzărilor de calculatoare mici și a evoluției lor, s-a dorit și a fost necesară contruirea de HDD care să poată fi montate până și ȋn locașurile de floppy disk. Acest lucru a dus la evoluţia pieţei spre anumite forme ale drive-urilor, iniţial derivate din dimensiunile 8", 5.25" şi 3.5" de unităţi de dischetă. Dimensiuni mai mici de 3.5" au apărut la fel de populare pe piaţă.
- 8 inch: 9.5 in × 4.624 in × 14.25 in (241.3 mm × 117.5 mm × 362 mm)
- 5.25 inch: 5.75 in × 1.63 in × 8 in (146.1 mm × 41.4 mm × 203 mm)
- 3.5 inch: 4 in × 1 in × 5.75 in (101.6 mm × 25.4 mm × 146 mm) = 376.77344 cm³
- 2.5 inch: 2.75 in × 0.374–0.59 in × 3.945 in (69.85 mm × 9.5–15 mm × 100 mm) = 66.3575 cm³-104.775 cm³
- 1.8 inch: 54 mm × 8 mm × 71 mm = 30.672 cm³
- 1 inch: 42.8 mm × 5 mm × 36.4 mm
- 0.85 inch: 24 mm × 5 mm × 32 mm
Alte caracteristici
Rata de tranfer
Începând cu 2008, o unitate HDD desktop tipică de 7200rpm are o rată de transfer "disc-la-buffer" de date de circa 70 MB pe secundă. Această rată depinde de locaţia pistei, astfel încât rata de transfer va fi cel mai mare pentru datele privind pistele exterioare (unde se afla mai multe sectoare) şi mai mică pentru pistele interioare (unde sunt mai putine sectoare); şi este, în general, ceva mai mare pentru drive-urile de 10.000rpm (rotații pe minut). Un standard curent utilizat pe scară largă pentru transferul „buffer-la-computer" este interfaţa SATA de 3.0Gbit/s (secundă), care poate trimite de aproximativ 300 MB/s de la buffer la calculator. Rata de transfer de date de citire/scriere, poate fi măsurată prin scrierea unui fişier de marime mare pe disc, apoi citirea fişierului respectiv. Ratele de transfer pot fi influențate atât de fragmentarea sistemului de fișiere cât și de dispunerea fișierelor ȋn dosare.
Timpi de acces
Timpii de acces variază ȋn prezent, ȋncepând de la sub 2ms (milisecunde) pentru unitățile de HDD de server, 15ms pentru unitățile de HDD ȋn miniatură și ȋn jur de 9ms pentru unitățile de HDD tipice de desktop. Nu s-a simțit nici o ȋmbunătățire semnificativă a timpilor de acces de câțiva ani. Doar la calculatoarele timpurii se foloseau motoarele pas cu pas pentru mutarea capetelor de citire/scriere și se ajungea la timpi de acces de 80-120ms, dar acest lucru a fost repede ȋmbunătățit prin folosirea unei bobine, la sfârșitul anilor 1980, reducânduse astfel timpii de acces la aproximativ 20ms.
Nivel de zgomot
Măsurat în dBA (decibeli), nivelul de zgomot este semnificativ pentru anumite aplicaţii, cum ar fi PVR’s (personal video recordes – ȋnregistrări video personale), înregistrare digitale audio şi calculatoare silențioase. Discurile cu nivel de zgomot scăzut utilizează de obicei lagăre lichide, viteze de rotaţie scăzute (de obicei, 5400 rot/min) şi reduc viteza de căutare în sarcină (AAM), pentru a reduce clicurile sonore şi sunetele mecanice ale HDD. Hard disk-urile mai mici sunt de obicei mai silențioase decât cele clasice.
Rezistenţa la şocuri
Rezistența la șocuri este importantă în special pentru dispozitive mobile. Unele laptopuri includ acum, pentru HDD, o protecţie activă care parchează capetele de citire-scriere ale discului ȋnainte de impact, dacă sistemul este scăpat. Această protecție oferă şanse mai mari de supravieţuire în caz de un posibil impact.
Interfețe de conectare
Hard disk-urile sunt accesate printr-o serie de tipuri de interfețe de acces, inclusiv Parallel ATA (P-ATA, de asemenea numite și IDE sau EIDE), Serial ATA (SATA), SCSI, Serial Attached SCSI (SAS). Circuitele de tip Punte sunt folosite uneori pentru a conecta hard disk-uri cu interfețe de conectare native care nu pot comunica prin IEEE 1394 (Firewire), USB şi SCSI.
De obicei, discurile ATA nu au avut probleme datorita controlelor lor, dar multe modele timpurii erau incompatibile unele cu altele şi nu au putut rula cu două dispozitive de pe acelaşi cablu fizic ȋn configurare master / slave.
Acest lucru a fost ȋn mare parte remediată la mijlocul anilor 1990, atunci când specificaţiile ATA a fost standardizate și problemele au început să fie rezolvate, dar încă cauzează probleme ocazional (în special incompatibilități cu CD-ROM şi discurile DVD-ROM, şi când sunt conectate dispozitive Ultra DMA şi non-UDMA).
Spre deosebire de HDD IDE, HDD serial ATA (SATA) nu mai trebuiesc configurate master / slave ȋn combinație cu alt dispozitiv, ele având canale proprii (fiecare cu propriul set de porturi I/O (intrare/ieșire)).
| Acronim sau prescurtare | Dezvoltare | Descriere |
|---|---|---|
| SASI | Shugart Associates System Interface (Interfață Shugart Associates System) | Predecesorul istoric al lui SCSI. |
| SCSI | Small Computer System Interface (Sistem de interfață pentru computere mici) | Comunicare paralelă |
| SAS | Serial Attached SCSI | Îmbunătăţire SCSI, foloseşte comunicarea serială în loc de cea paralelă. |
| ST-506 | Seagate Technology | Interfață istorică Seagate. |
| ST-412 | Seagate Technology | Interfață istorică Seagate (îmbunătățiri minore ale lui ST-506). |
| ESDI | Enhanced Small Disk Interface | Compatibil cu ST-412/506, dar mai rapidă şi mai integrată.. |
| ATA | Advanced Technology Attachment | Succesoar al lui ST-412/506/ESDI prin integrarea controlerul de hard complet pe dispozitiv.. |
| SATA | Serial ATA | Modificarea al lui ATA, folosește comunicarea serială în loc de cea paralelă. |
