HDD | |
---|---|
| |
Fișiere media la Wikimedia Commons |
O unitate de disc, sau HDD ( de exemplu, unitate de disc dur (magnetic), HDD, HMDD ) , hard disk , pliabil. hard disk - un dispozitiv de stocare cu acces aleatoriu (dispozitiv de stocare a informațiilor, unitate ) bazat pe principiul înregistrării magnetice. Este principalul dispozitiv de stocare a datelor în majoritatea computerelor .
Spre deosebire de o dischetă ( floppy disk ), informațiile dintr-un HDD sunt înregistrate pe plăci dure ( de aluminiu sau sticlă ) acoperite cu un strat de material feromagnetic , cel mai adesea dioxid de crom - discuri magnetice. HDD-ul folosește unul sau mai multe platouri pe aceeași axă . Capetele de citire în modul de funcționare nu ating suprafața plăcilor din cauza stratului de flux de aer format în apropierea suprafeței în timpul rotației rapide. Distanța dintre cap și disc este de câțiva nanometri (la discurile moderne, aproximativ 10 nm [1] ), iar absența contactului mecanic asigură o durată lungă de viață a dispozitivului. În absența rotației discului, capetele se află la ax sau în afara discului într-o zonă sigură ("parcare"), unde contactul lor anormal cu suprafața discurilor este exclus.
De asemenea, spre deosebire de o dischetă, un mediu de stocare este de obicei combinat cu o unitate, o unitate și o unitate electronică. Astfel de hard disk-uri sunt adesea folosite ca medii de stocare neamovibile.
Începând cu a doua jumătate a anilor 2000, SSD -urile de performanță superioară au proliferat , înlocuind unitățile de disc dintr-un număr de aplicații, în ciuda costului mai mare pe unitate de stocare; În același timp, hard disk-urile, de la mijlocul anilor 2010, s-au răspândit ca dispozitive de stocare cu costuri reduse și de mare capacitate atât în segmentele consumatorilor, cât și în cele corporative.
Datorită prezenței termenului de disc logic , discurile magnetice (plate) ale hard disk-urilor, pentru a evita confuziile, sunt numite disc fizic , slang - pancake . Din același motiv, unitățile SSD sunt uneori denumite hard disk SSD , deși nu au discuri magnetice sau dispozitive mobile.
Conform uneia dintre versiunile [2] [3] , numele „Winchester” ( ing. Winchester ) a fost dat unității datorită lui Kenneth Haughton, care a lucrat la IBM , managerul de proiect, ca urmare , un hard disk a fost a lansat în 1973 IBM 3340 , care a combinat pentru prima dată platouri de discuri și capete de citire într-o carcasă dintr-o singură piesă. La dezvoltarea acesteia, inginerii au folosit denumirea internă scurtă „30-30”, ceea ce însemna două module (în aspectul maxim) de 30 de megaocteți fiecare, care a coincis cu desemnarea armei de vânătoare populare - pușca Winchester Model 1894 , folosind cartușul de pușcă . Există și o versiune [4] că numele provine exclusiv de la numele cartusului, produs tot de Winchester Repeating Arms Company , prima muniție creată în SUA pentru arme civile de calibru „mic” pe pulbere fără fum, care a depășit cartușe ale generațiilor mai vechi în toate privințele și au câștigat imediat o mare popularitate.
În Europa și SUA, numele „winchester” a căzut în desuetudine în anii 1990 , dar în rusă a rămas și a primit un statut semi-oficial, iar în argou informatic a fost redus la cuvântul „șurub” (uneori „vinch” [ 5] ).
Principiul de funcționare al hard disk-urilor este similar cu funcționarea casetofonelor . Suprafața de lucru a discului se mișcă în raport cu capul de citire (de exemplu, sub forma unui inductor cu un spațiu în circuitul magnetic ). Atunci când un curent electric alternativ este aplicat (în timpul înregistrării) bobinei de cap, câmpul magnetic alternativ care apare din spațiul capului afectează feromagnetul suprafeței discului și schimbă direcția vectorului de magnetizare a domeniului în funcție de puterea semnalului. La citire, mișcarea domeniilor în apropierea decalajului capului duce la o modificare a fluxului magnetic în circuitul magnetic al capului, ceea ce duce la apariția unui semnal electric alternativ în bobină din cauza inducției electromagnetice.
De la sfârșitul anilor 1990, capete bazate pe efectul rezistenței magnetice gigant (GMR) [6] [7] au început să fie utilizate pe piața de stocare a informațiilor .
De la începutul anilor 2000, capete bazate pe efectul GMR au fost înlocuite cu capete bazate pe efectul magnetorezistiv de tunel (în care o modificare a câmpului magnetic duce la o modificare a rezistenței în funcție de modificarea intensității câmpului magnetic; capete fac posibilă creșterea probabilității de fiabilitate a citirii informațiilor, în special la înregistrările de informații cu densitate mare). În 2007, dispozitivele bazate pe efectul magnetorezistiv de tunel cu oxid de magneziu (efectul a fost descoperit în 2005) au înlocuit complet dispozitivele bazate pe efectul GMR.
Experții de la sfârșitul anului 2020 estimează că, în următorii ani, producătorii de hard disk vor trece la tehnologia de înregistrare locală încălzită cu platou magnetic ( HAMR ), despre care se crede că este mai potrivită pentru platourile de sticlă decât pentru platourile de aluminiu, deoarece sticla poate rezista fără defecte la încălzirea locală. până la 700 °C, în timp ce rezistența la căldură a aluminiului este limitată la 200 °C [8] .
Metoda de înregistrare longitudinală - tehnologia CMR ( C onventional Magnetic Recording ) este o înregistrare magnetică „normală”, biți de informații sunt înregistrate cu ajutorul unui cap mic, care, trecând peste suprafața unui disc rotativ, magnetizează miliarde de zone orizontale discrete - domenii. În acest caz, vectorul de magnetizare a domeniului este situat longitudinal, adică paralel cu suprafața discului. Fiecare dintre aceste zone este un zero logic sau unul, în funcție de direcția magnetizării.
Densitatea maximă de înregistrare posibilă folosind această metodă este de aproximativ 23 Gb/cm². Până în 2010, această metodă a fost practic înlocuită de metoda de înregistrare perpendiculară.
Metoda de înregistrare perpendiculară este tehnologia PMR ( Înregistrare Magnetică Perpendiculară ) , în care biți de informații sunt stocați în domenii verticale . Acest lucru vă permite să utilizați câmpuri magnetice mai puternice și să reduceți aria de material necesară pentru a înregistra 1 bit. Metoda anterioară de înregistrare, paralelă cu suprafața platoului magnetic, a dus la faptul că la un moment dat inginerii au lovit „tavanul” - a fost imposibil să se mărească și mai mult densitatea informațiilor de pe discuri. Și apoi și-au amintit de o altă metodă de înregistrare, care este cunoscută încă din anii 1970.
Densitatea de înregistrare cu această metodă a crescut dramatic - cu mai mult de 30% chiar și la primele mostre (pentru 2009 - 400 Gb / inch², sau 62 Gb / cm² [9] ). Limita teoretică a mutat ordine de mărime și este mai mare de 1 Tbit/inch².
Hard disk-uri cu înregistrare perpendiculară sunt disponibile pe piață din 2006 [10] . Hard disk-urile continuă tendința de creștere a capacității, găzduind până la 10-14 terabytes și utilizând tehnologii precum carcase umplute cu heliu, SMR, HAMR / MAMR [11] pe lângă PMR .
La începutul anilor 2010 a fost implementată metoda de înregistrare magnetică în terasa - tehnologia SMR ( S hingled M agnetic Recording ) . Profită de faptul că lățimea zonei de citire este mai mică decât lățimea capului de scriere. Piesele sunt înregistrate în această metodă cu suprapunere parțială în cadrul grupurilor de piste (pachete). Fiecare pistă următoare a pachetului o acoperă parțial pe cea anterioară (ca un acoperiș de țiglă ), lăsând din aceasta o parte îngustă, suficientă pentru capul de citire. În specificul său, este radical diferit de cele mai populare tehnologii de înregistrare CMR și PMR [12] [13] [14] .
Înregistrarea în teracotă crește densitatea înregistrate (tehnologia este folosită de producătorii de hard disk pentru a crește densitatea de înregistrare a datelor, ceea ce le permite să încadreze mai multe informații pe fiecare platou de hard disk), dar complică rescrierea - cu fiecare modificare, trebuie să completați rescrie întregul pachet de piese suprapuse. Tehnologia vă permite să creșteți capacitatea hard disk-urilor cu 15-20%, în funcție de implementarea specifică; în același timp, nu este lipsit de dezavantaje, principalul dintre acestea fiind o viteză scăzută de scriere/rescriere, care este critică atunci când este utilizat în computerele client. Oficial, tehnologia de înregistrare magnetică este utilizată în principal în hard-disk-urile pentru centrele de procesare a datelor (DPC), folosită pentru arhive și aplicații precum WORM (write once, read many), unde rescrierea este rareori necesară.
La sfârșitul anilor 2010, WD și Toshiba au ascuns în mod deliberat informații despre utilizarea acestei tehnologii într-un număr de drive-uri destinate segmentului de consumatori; utilizarea sa duce la incompatibilitatea unităților cu unele modele de servere de fișiere și la imposibilitatea combinării lor în matrice RAID [15] , precum și la o scădere a vitezei de scriere aleatorie. În plus, erorile din firmware-ul unor unități WD SMR au dus la pierderea de date la utilizarea sistemului de fișiere ZFS [16] [17] . În ceea ce privește al treilea producător de hard disk, Seagate, a raportat utilizarea SMR în documentația pentru unele unități, dar a păstrat-o ascuns pentru altele [15] [18] .
Metoda de înregistrare magnetică termică - tehnologia HAMR (Înregistrare magnetică asistată de căldură ing . ) rămâne promițătoare , îmbunătățirile și implementarea acesteia continuă. Această metodă utilizează încălzirea punctuală a discului, care permite capului să magnetizeze zone foarte mici ale suprafeței sale. După ce discul se răcește, magnetizarea „se fixează”. Pentru 2009, erau disponibile doar mostre experimentale, a căror densitate de înregistrare a fost de 150 Gbit/cm² [19] . Experții Hitachi numesc limita pentru această tehnologie la 2,3-3,1 Tbit/cm², iar reprezentanții Seagate Technology - 7,75 Tbit/cm² [20] . Seagate , folosind această tehnologie, a lansat un hard disk de 16 TB în 2018 [21] și 20 TB în 2020 . Potrivit managerului regional al Seagate, Vic Huang, compania intenționează să lanseze discuri de 30 TB și 50 TB ceva timp mai târziu [22] .
Medii de stocare structurateUn suport de date structurat ( modelat ) - tehnologia BPM ( Bit-P atterned Media ) - este o tehnologie promițătoare pentru stocarea datelor pe un mediu magnetic care utilizează o serie de celule magnetice identice pentru a înregistra date, fiecare dintre acestea corespunzând unui bit de informația, spre deosebire de tehnologiile moderne de înregistrare magnetică, în care un pic de informație este înregistrat pe mai multe domenii magnetice.
Hard disk-ul este format dintr-o zonă de reținere și o unitate electronică.
Zona de izolare include o carcasă din aliaj durabil, plăci în formă de disc cu un strat magnetic (separate prin separatoare la unele modele), precum și un bloc de capete cu dispozitiv de poziționare și un ax electric de antrenare .
Contrar credinței populare, în marea majoritate a dispozitivelor nu există vid în interiorul rezervorului . Unii producători îl fac etanș (de unde și numele) și îl umplu cu aer purificat și uscat sau gaze neutre, în special azot , și este instalată o membrană subțire de metal sau plastic pentru a egaliza presiunea (în acest caz, în interior este prevăzut un buzunar mic. carcasa hard diskului pentru o pungă de silicagel , care absoarbe vaporii de apă care rămân în interiorul carcasei după ce a fost sigilată). Alți producători egalizează presiunea printr-un orificiu mic cu un filtru capabil să capteze particule foarte fine (câțiva micrometri ). Cu toate acestea, în acest caz, umiditatea este de asemenea egalizată și pot pătrunde și gazele nocive. Egalizarea presiunii este necesară pentru a preveni deformarea carcasei de reținere din cauza modificărilor presiunii atmosferice (de exemplu, într-un avion) și a temperaturii, precum și atunci când dispozitivul se încălzește în timpul funcționării.
Particulele de praf care au ajuns în zona de reținere în timpul asamblarii și au căzut pe suprafața discului sunt îndepărtate în timpul rotației către un alt filtru - un colector de praf.
Bloc de cap - un pachet de console (pârghii) realizate din aliaje pe bază de aluminiu, care combină greutatea redusă și rigiditatea ridicată (de obicei o pereche pentru fiecare disc). La un capăt sunt fixate pe axa de lângă marginea discului. La celelalte capete (deasupra discurilor), capete sunt fixate .
Discurile (plăcile) sunt de obicei realizate dintr-un aliaj metalic. Deși au existat încercări de a le face din plastic și chiar din sticlă (IBM), astfel de plăci s-au dovedit a fi fragile și de scurtă durată. Ambele planuri ale plăcilor, ca o bandă, sunt acoperite cu cel mai fin praf de feromagnet - oxizi de fier , mangan și alte metale. Compoziția exactă și tehnologia de aplicare este un secret comercial . Majoritatea dispozitivelor de buget conțin unul sau două platouri, dar există modele cu mai multe platouri.
Discurile sunt fixate rigid pe ax. În timpul funcționării, axul se rotește cu o viteză de câteva mii de rotații pe minut (de la 3600 la 15.000). La această viteză, se creează un flux de aer puternic lângă suprafața plăcii, care ridică capetele și le face să plutească deasupra suprafeței plăcii. Forma capetelor este calculată astfel încât să asigure distanța optimă față de insert în timpul funcționării. Până când discurile au accelerat la viteza necesară „decolării” capetelor, dispozitivul de parcare menține capetele în zona de parcare . Acest lucru previne deteriorarea capetelor și a suprafeței de lucru a inserțiilor. Motorul ax al unui hard disk este un motor cu supapă .
Separator (separator) - o placă din plastic sau aluminiu, situată între plăcile discurilor magnetice și deasupra plăcii superioare a unui disc magnetic. Este folosit pentru a egaliza fluxurile de aer din interiorul zonei de izolare.
Dispozitiv de poziționareDispozitivul de poziționare a capului ( Jarg. Actuator ) este un dispozitiv cu inerție redusă solenoid motor. Este alcătuit dintr-o pereche staționară de magneți permanenți puternici din neodim , precum și o bobină (solenoid) pe un suport mobil al blocului de cap . Motorul împreună cu sistemul de citire și procesare a informațiilor servo scrise pe disc și controlerul (controller VCM) formează un servomotor .
Sistemul de poziționare a capului poate fi, de asemenea, dual drive. În același timp, unitatea electromagnetică principală mișcă blocul cu o precizie obișnuită, iar un mecanism piezoelectric suplimentar aliniază capetele cu pista magnetică cu o precizie sporită.
Principiul de funcționare al motorului este următorul: înfășurarea se află în interiorul statorului (de obicei doi magneți fiși), curentul furnizat cu diferite forțe și polarități îl face să poziționeze cu precizie suportul (rocker) cu capete de-a lungul unui traseu radial. Viteza dispozitivului de poziționare depinde de timpul de căutare a datelor de pe suprafața plăcilor.
Fiecare unitate are o zonă specială numită zonă de parcare - pe aceasta se opresc capetele atunci când unitatea este oprită sau se află într-unul dintre modurile cu consum redus de energie. În starea de parcare, suportul (culbator) al unității principale este în poziție extremă și se sprijină pe limitatorul de cursă. În timpul operațiunilor de acces la informații (citire/scriere), una dintre sursele de zgomot o reprezintă vibrațiile datorate impactului brațelor care țin capetele magnetice împotriva limitatoarelor de cursă în procesul de readucere a capetelor în poziția zero. Pentru a reduce zgomotul, pe opritoarele de deplasare sunt instalate șaibe de amortizare din cauciuc moale. Este posibil să se reducă semnificativ zgomotul unui hard disk prin modificarea parametrilor modurilor de accelerare și decelerare ale unității principale. Pentru aceasta, a fost dezvoltată o tehnologie specială - Managementul acustic automat . Oficial, capacitatea de a controla programatic nivelul de zgomot al unui hard disk a apărut în standardul ATA / ATAPI-6 (pentru a face acest lucru, trebuie să modificați valoarea variabilei de control), deși unii producători au mai făcut implementări experimentale.
La primele hard disk-uri , logica de control a fost plasată pe controlerul MFM sau RLL al computerului, iar placa electronică conținea numai module pentru procesarea analogică și controlul motorului, poziționerului și comutatorului de cap. Creșterea ratelor de transfer de date i-a forțat pe dezvoltatori să reducă lungimea căii analogice până la limită, iar în hard disk-urile moderne, unitatea electronică conține de obicei: o unitate de control, memorie doar pentru citire (ROM), memorie tampon, o unitate de interfață și o unitate de procesare a semnalului digital .
Cutia de interfață interfață electronicele hard diskului cu restul sistemului.
Unitatea de control este un sistem de control care primește semnale electrice pentru poziționarea capetelor și generează acțiuni de control printr -o unitate de tip „ bobină vocală ” , comutând fluxurile de informații de la diferite capete, controlând funcționarea tuturor celorlalte noduri (de exemplu, controlând viteza axului), primirea și procesarea semnalelor de la senzorii dispozitivului (sistemul de senzori poate include un accelerometru cu o singură axă utilizat ca senzor de șoc, un accelerometru cu trei axe utilizat ca senzor de cădere liberă, un senzor de presiune, un senzor de accelerație unghiulară, un senzor de temperatura).
Unitatea ROM stochează programe de control pentru unitățile de control și procesarea semnalului digital, precum și informațiile de service ale hard disk-ului.
Memoria tampon netezește diferența de viteză dintre interfață și unitate ( se folosește memoria statică de mare viteză ). Creșterea dimensiunii memoriei tampon în unele cazuri vă permite să creșteți viteza unității.
Unitatea de procesare a semnalului digital curăță semnalul analog citit și îl decodifică (extragerea informațiilor digitale). Pentru procesarea digitală, sunt utilizate diverse metode, de exemplu, metoda PRML (Partial Response Maximum Likelihood - probabilitatea maximă cu un răspuns incomplet). Semnalul primit este comparat cu mostrele. În acest caz, este selectat un eșantion care este cel mai asemănător ca formă și caracteristici temporale cu semnalul decodificat.
Fotografie macro a capului magnetic, dedesubt - o reflexie în oglindă de pe suprafața discului magnetic
Microfotografie a capului magnetic
Cap magnetic parcat
Placă de control pe unitatea SAS Fujitsu de 3,5" de 73 GB
Componentele mecanice și electrice ale antrenării capetelor magnetice
Este necesar un controler ( placă de extensie ) pentru a conecta un disc MFM la placa de bază
Placă de control pe o unitate IDE veche
Pentru hard disk-uri interne:
Lățime de bandă, Gbps | Lungimea maximă a cablului, m | Este necesar un cablu de alimentare | Numărul de unități pe canal | Numărul de conductori din cablu | Alte caracteristici | |
---|---|---|---|---|---|---|
Ultra ATA /133 | 1.2 | 0,46 | Da (3,5") / Nu (2,5") | 2 | 40/80 | Controller+2Slave, schimbarea la cald nu este posibilă |
SATA -300 | 2.4 | unu | da | unu | 7 | Gazdă/Sclav, schimbător la cald pe unele controlere |
SATA -600 | 4.8 | nu există date | da | unu | 7 | |
Ultra- 320SCSI | 2,56 | 12 | da | 16 | 50/68 | dispozitivele sunt egale, posibilă schimbarea la cald |
SAS | 2.4 | opt | da | Peste 16384 | schimb la cald; este posibil să se conecteze dispozitive SATA la controlere SAS |
Pentru dispozitivele externe bazate pe hard disk, care sunt aproape întotdeauna create pe baza hard disk-urilor interne folosind un card adaptor (convertor de interfață):
Lățime de bandă, Gbps | Lungimea maximă a cablului, m | Este necesar un cablu de alimentare | Numărul de unități pe canal | Numărul de conductori din cablu | Alte caracteristici | |
---|---|---|---|---|---|---|
FireWire /400 | 0,4 | 4,5 (până la 72 m în lanț) | Da/Nu (în funcție de tipul de interfață și de unitate) | 63 | 4/6 | dispozitivele sunt egale, posibilă schimbarea la cald |
FireWire /800 | 0,8 | 4,5 (până la 72 m în lanț) | Da/Nu (în funcție de tipul de interfață și de unitate) | 63 | 9 | dispozitivele sunt egale, posibilă schimbarea la cald |
USB 2.0 | 0,48
(de fapt - 0,25) |
5 (până la 72 m când este conectat în serie prin hub -uri ) | Da/Nu (în funcție de tipul de unitate) | 127 | patru | Gazdă/Sclav, interschimbabil la cald |
USB 3.0 | 4.8 | nu există date | Da/Nu (în funcție de tipul de unitate) | nu există date | 9 | Bidirecțional, compatibil USB 2.0 |
Fulger | zece | |||||
ethernet | ||||||
eSATA | 2.4 | 2 | da | 1 (până la 15 cu multiplicator de porturi) | 7 | Gazdă/Sclav, interschimbabil la cald |
În scopul abordării, spațiul de suprafață al platourilor de discuri este împărțit în piste - zone inelare concentrice. Fiecare pistă este împărțită în segmente - sectoare egale . Adresarea CHS presupune că toate piesele dintr-o anumită zonă de disc au același număr de sectoare.
Cilindru - un set de piste echidistante de centru pe toate suprafețele de lucru ale platourilor de hard disk. Numărul capului specifică suprafața de lucru utilizată, iar numărul sectorului specifică un sector specific pe pistă.
Pentru a utiliza adresa CHS, trebuie să cunoașteți geometria discului utilizat: numărul total de cilindri, capete și sectoare din acesta. Inițial, aceste informații trebuiau introduse manual; în standardul ATA - 1 a fost introdusă funcția de autodetecție a geometriei (comanda Identify Drive) [23] .
Geometria hard diskului afectează viteza de citire/scriere. Mai aproape de marginea exterioară a platoului de discuri, lungimea pistelor crește (se potrivesc mai multe sectoare, numărul de sectoare de pe cilindri era anterior același) și, în consecință, cantitatea de date pe care dispozitivul le poate citi sau scrie într-unul. revoluţie. În același timp, viteza de citire poate varia de la 210 la 30 MB/s. Cunoscând această caracteristică, este recomandabil să plasați aici partițiile rădăcină ale sistemelor de operare. Numerotarea sectorului începe de la marginea exterioară a discului de la zero.
Pe plăcile „hard disk-urilor” moderne, piesele sunt grupate în mai multe zone ( de exemplu, Zoned Recording ). Toate pistele dintr-o zonă au același număr de sectoare. Există însă mai multe sectoare pe pistele zonelor exterioare decât pe pistele celor interioare. Acest lucru permite, folosind o cale exterioară mai lungă, să se realizeze o densitate de înregistrare mai uniformă, mărind capacitatea plăcii cu aceeași tehnologie de producție.
Sectoare de rezervăPe fiecare pistă pot fi prezente sectoare de rezervă suplimentare pentru a crește durata de viață a discului. Dacă apare o eroare irecuperabilă în orice sector, atunci acest sector poate fi înlocuit cu unul de rezervă ( remaparea în limba engleză ). Datele stocate în acesta pot fi pierdute sau restaurate folosind ECC , iar capacitatea discului va rămâne aceeași. Există două tabele de reatribuire: unul este completat în fabrică, celălalt este completat în timpul funcționării. Limitele zonei, numărul de sectoare pe pistă pentru fiecare zonă și tabelele de mapare a sectorului sunt stocate în ROM-ul unității electronice.
Geometrie logicăPe măsură ce capacitatea hard disk-urilor fabricate a crescut, geometria lor fizică nu se mai încadrează în restricțiile impuse de interfețele software și hardware (vezi: Capacitatea hard diskului ). De asemenea, pistele cu un număr diferit de sectoare nu sunt compatibile cu metoda de adresare CHS. Drept urmare, controlerele de disc au început să raporteze geometrie logică nu reală, ci fictivă, care se încadrează în limitele interfețelor, dar nu corespunde realității. Deci, numărul maxim de sectoare și capete pentru majoritatea modelelor este 63 și 255 (valorile maxime posibile în funcțiile de întrerupere BIOS INT 13h), iar numărul de cilindri este selectat în funcție de capacitatea discului. Geometria fizică a discului în sine nu poate fi obținută în modul de funcționare normal [24] și este necunoscută altor părți ale sistemului.
Zona minimă de date adresabilă de pe un hard disk este un sector . Mărimea sectorului este în mod tradițional de 512 octeți [25] . În 2006, IDEMA a anunțat tranziția la o dimensiune a sectorului de 4096 de octeți, care este planificată să fie finalizată până în 2010 [26] .
Western Digital a anunțat deja [27] lansarea unei noi tehnologii de formatare numită Advanced Format și a lansat o serie de unități care utilizează noua tehnologie. Această serie include liniile AARS / EARS și BPVT.
Înainte de a utiliza o unitate cu tehnologie Advanced Format pentru a funcționa în Windows XP, trebuie să efectuați procedura de aliniere a partițiilor utilizând un utilitar special [28] . Dacă partițiile de disc sunt create de Windows Vista , Windows 7 și Mac OS , alinierea nu este necesară [29] .
Windows Vista, Windows 7, Windows Server 2008 și Windows Server 2008 R2 au suport limitat pentru discuri supradimensionate [30] [31] .
Există două moduri principale de a adresa sectoare de pe un disc:
CHSCu această metodă, sectorul este adresat prin poziția sa fizică pe disc cu trei coordonate - numărul cilindrului , numărul capului și numărul sectorului . Pe discurile mai mari de 528.482.304 octeți (504 MB) cu controlere încorporate, aceste coordonate nu mai corespund poziției fizice a sectorului de pe disc și sunt „coordonate logice” (vezi mai sus ).
LBACu această metodă, adresa blocurilor de date de pe purtător este specificată folosind o adresă liniară logică. Adresarea LBA a început să fie implementată și utilizată în 1994 împreună cu standardul EIDE (Extended IDE). Nevoia de LBA a fost cauzată, parțial, de apariția discurilor de mare capacitate care nu au putut fi utilizate pe deplin folosind vechile scheme de adresare.
Metoda LBA corespunde maparii sectorului pentru SCSI . BIOS -ul controlerului SCSI realizează aceste sarcini în mod automat, adică metoda de adresare logică a fost tipică pentru interfața SCSI de la bun început.
Nivelul de zgomot este zgomotul produs de mecanica unității în timpul funcționării acestuia. Specificat în decibeli . Unitățile silentioase sunt dispozitive cu un nivel de zgomot de aproximativ 26 dB sau mai puțin. Zgomotul constă din zgomotul de rotație a arborelui (inclusiv zgomotul aerodinamic) și zgomotul de poziționare.
Pentru a reduce zgomotul hard disk-urilor, se folosesc următoarele metode:
Hard disk-urile se caracterizează prin fiabilitatea ridicată a funcționării și stocarea informațiilor. Ele pot dura zeci de ani. Ele sunt de obicei înlocuite pentru a cumpăra un HDD cu capacitate mai mare, cu mult înainte ca vechea unitate să se defecteze.
Procesul de producție a hard disk-urilor constă în mai multe etape:
Pentru acoperirea magnetică, piesele de prelucrat sunt mutate în zona de acoperire magnetică (situată în interiorul zonei de testare, clasa 10).
După finalizarea procesului de aplicare a acoperirilor magnetice, discurile sunt plasate în casete și mutate din nou în zona de testare.
În etapa finală de asamblare a dispozitivului, suprafețele plăcilor sunt formatate - pe ele se formează piste și sectoare. Metoda specifică este determinată de producător și/sau standard, dar cel puțin fiecare pistă este marcată magnetic pentru a indica începutul pistei.
Există utilitare care pot testa sectoarele fizice ale unui disc și pot vizualiza și edita datele sale de serviciu într-o măsură limitată [47] . Capacitățile specifice ale unor astfel de utilitare sunt foarte dependente de modelul discului și de informațiile tehnice cunoscute de autorul software-ului familiei corespunzătoare de modele [48] .
Unele dintre dispozitivele care folosesc hard disk-uri sunt:
În cardurile de expansiune ( Hardcard )
În laptopuri
În matrice RAID
Deoarece unitățile DVD din laptopuri și monoblocuri sunt în prezent irelevante, de foarte multe ori un HDD suplimentar este introdus acolo într-un adaptor special (sled)
Hard disk-urile au rămas populare în primul deceniu al secolului al XXI-lea, deoarece nu existau un înlocuitor demn pentru ele la acea vreme: unitățile cu stare solidă (SSD) abia își începeau calea de dezvoltare și, prin urmare, erau costisitoare, în timp ce găzduiau cantități foarte mici de date. . La începutul anilor 2020, creșterea continuă a popularității SSD-urilor ca unități mai fiabile și mai rapide (în segmentul consumatorilor, utilizatorii alegeau din ce în ce mai mult SSD-uri între HDD-uri și SSD-uri de aceeași dimensiune) a condus la faptul că livrările de hard disk-uri în volumul global s-a prăbușit cu 15% (în 2022 față de 2021) [49] .
Inițial, pe piață a existat o mare varietate de hard disk, produse de multe companii . Cu o concurență mai dură, creșterea explozivă a capacității care necesită tehnologie modernă și scăderea marjelor de profit, majoritatea producătorilor fie au fost cumpărați de concurenți, fie au trecut la alte tipuri de produse.
A existat o companie numită Conner Peripherals la mijlocul anilor 1990 , care a fost ulterior cumpărată de Seagate.
În prima jumătate a anilor 1990, a existat Micropolis Corporation , care producea unități SCSI premium foarte scumpe pentru servere. Dar odată cu lansarea primelor hard disk-uri de 7200 rpm din industrie. a folosit rulmenți de arbore de calitate scăzută, furnizați de Nidec, iar Micropolis a suferit pierderi fatale la returnări, a dat faliment și a fost complet cumpărată de Seagate.
Hard disk-uri au fost produse și de NEC .
Fujitsu continuă să producă hard disk-uri pentru laptopuri și unități SCSI, dar a părăsit piața de masă a unităților desktop în 2001 din cauza defecțiunii masive a cipului controlerului Cirrus Logic (fluxul de proastă calitate a dus la coroziunea lipirii). Înainte de aceasta, au fost luate în considerare hard disk-urile Fujitsu[ de cine? ] cel mai bun din sectorul desktop-urilor , avand caracteristici excelente de suprafete rotative, practic fara sectoare realocate in fabrica. În 2009, producția de hard disk a fost transferată complet către Toshiba [50] .
După defecțiuni fatale asociate cu defecțiuni în masă ale discurilor pentru computere desktop la începutul anilor 2000 (contactele unui conector realizat fără succes al unui borcan ermetic au fost oxidate), divizia IBM , ale cărei discuri erau considerate până acum aproape standard, a fost cumpărată de Hitachi în 2002. [51] .
O urmă destul de strălucitoare în istoria hard disk-urilor a fost lăsată de Quantum Quantum Corp. , dar a eșuat și la începutul anilor 2000, chiar mai tragic decât IBM și Fujitsu: la hard disk-urile din seria Quantum CX, cipul de comutare a capului situat în banca ermetică a discului a eșuat, ceea ce a dus la extragerea de date foarte costisitoare dintr-un disc eșuat.
Unul dintre liderii în producția de discuri a fost Maxtor . În 2001, Maxtor a cumpărat divizia de hard disk a lui Quantum și a suferit, de asemenea, probleme de reputație cu așa-numitele unități „subțiri”. În 2006, Maxtor a fost achiziționat de Seagate [51] .
În primăvara anului 2011, producția Hitachi a fost achiziționată de Western Digital (fabricile de drive de 3,5 inci au fost transferate la Toshiba în 2012) [52] [53] [54] ; în același timp, Samsung și-a vândut divizia HDD către Seagate [55] [56] .
Din 2012, au mai rămas trei producători principali - Seagate , Western Digital și Toshiba [57] [58] .
Producători de plăciDe la introducerea hard disk-urilor în 1956, prețul acestora a scăzut de la zeci de mii de dolari la zeci de dolari la mijlocul anilor 2010. Costul capacității a scăzut de la 9200 USD la 0,000035 USD pe megaoctet [62] .
Inundațiile din Thailanda din 2011 au inundat fabricile de hard disk Western Digital , Seagate Technology , Hitachi și Toshiba . Potrivit IDC , acest lucru a dus la o scădere cu o treime a producției de hard disk [63] . Potrivit lui Piper Jaffray, în trimestrul IV al anului 2011, deficitul de hard disk pe piața mondială va fi de 60-80 de milioane de unități, cu un volum de cerere de 180 de milioane, începând cu 9 noiembrie 2011, prețurile hard disk-urilor au crescut deja în intervalul de la 10 la 60% [ 64] .
În 2020, din cauza pandemiei de COVID-19 , producătorii de hard disk au redus semnificativ producția de unități, dar în viitor, potrivit experților, această piață va începe să crească din nou (cel puțin în nișa unităților de stocare). Vorbim de hard disk-uri de până la 20 TB. Unitățile cu capacitate mai mare în următorii doi ani vor trece la înregistrarea încălzită (HAMR), pentru care, după cum se crede, plăcile de sticlă sunt mai potrivite decât aluminiul. Creșterea datelor în rețele așteptată odată cu răspândirea comunicațiilor 5G va necesita sisteme de stocare noi și mai încăpătoare, cărora SSD-urile nu le vor putea face față, munca de la distanță și Internetul lucrurilor vor deveni, de asemenea, o sursă de creștere tangibilă a cererii de Unități HDD [65] [66] .
În mai 2021, în legătură cu lansarea criptomonedei Chia , bazată pe HDD mining , prețul hard disk-urilor a crescut de 2-3 ori [67] [68] [69] [70] [71] .
Dicționare și enciclopedii | |
---|---|
În cataloagele bibliografice |
|