Что собой представляет жесткий диск. Из чего состоит жесткий диск

Жесткий диск (HDD, ВИНТ, ВИНЧЕСТЕР) – это накопитель информации в персональном компьютере. Жесткий диск – предназначен для хранения и передачи информации. На жестком диске данные хранятся на магнитной поверхности диска. Информация записывается и снимается с помощью магнитных головок. Внутри жесткого диска может быть установлено несколько пластин — дисков. Двигатель, вращающий диск, включается при подаче питания на диск и остается включенным до снятия питания. Двигатель вращается с постоянной скоростью, измеряемой в оборотах в минуту (rpm). Данные организованы на диске в цилиндрах, дорожках и секторах. Цилиндры — концентрические дорожки на дисках, расположенные одна над другой. Дорожка затем разделяется на сектора. Диск имеет магнитный слой на каждой своей стороне. Каждая пара головок одета как бы на «вилку», обхватывающую каждый диск. Эта «вилка» перемещается над поверхностью диска с помощью отдельного серводвигателя (а не шагового, как часто ошибочно думают — шаговый двигатель не позволяет быстро перемещаться над поверхностью). Все жесткие диски имеют резервные сектора, которые используются его схемой управления, если на диске обнаружены дефектные сектора.

Устройство жесткого диска:

Интерфейсы жестких дисков

Интерфейсом накопителей называется набор электроники, обеспечивающий обмен информацией между контроллером устройства (кеш-буфером) и компьютером. Интерфейс — это способ взаимодействия жесткого диска и материнской платы компьютера. Он представляет собой набор специальных линий и специального протокола (набора правил передачи данных). То есть чисто физически — это шлейф (кабель, провод), с двух сторон которого находятся входы, а на жестком диске и материнской плате есть специальные порты (места, куда присоединяется кабель). Таким образом, понятие интерфейс — включает в себя соединительный кабель и порты, находящиеся на соединяемых им устройствах.

IDE — в переводе с английского «Integrated Drive Electronics», что буквально означает — «встроенный контроллер». Это уже потом IDE стали называть интерфейсом для передачи данных, поскольку контроллер (находящийся в устройстве, обычно в жестких дисках и оптических приводах) и материнскую плату нужно было чем-то соединять. Его (IDE) еще называют ATA (Advanced Technology Attachment), получается что то вроде «Усовершенствованная технология подсоединения».

Что тут сказать, IDE хоть и был очень медленный (пропускная способность канала передачи данных составляла от 100 до 133 мегабайта в секунду в разных версиях IDE — и то чисто теоретически, на практике гораздо меньше), однако позволял присоединять одновременно сразу два устройства к материнской плате, используя при этом один шлейф.

Причем в случае подключения сразу двух устройств, пропускная способность линии делилась пополам. Однако, это далеко не единственный недостаток IDE. Сам провод, как видно из рисунка, достаточно широкий и при подключении займет львиную долю свободного пространства в системном блоке, что негативно скажется на охлаждении всей системы в целом. В общем IDE уже устарел морально и физически, по этой причине разъем IDE уже не встретить на многих современных материнских платах, хотя до недавнего времени их еще ставили (в количестве 1 шт.) на бюджетные платы и на некоторые платы среднего ценового сегмента.

Следующим, не менее популярным, чем IDE в свое время, интерфейсом является SATA (Serial ATA) , характерной особенностью которого является последовательная передача данных. Стоит отметить, что на момент написания статьи — является самым массовым для применения в ПК.

Интерфейсы SATA, SATA 2(II), SATA 3 (III)

В 2002 году появились первые жёсткие диски, с прогрессивным, на то время, интерфейсомSATA . Максимальная скорость передачи данных которого, составляла 150 Мбайт/c.

Если говорить о преимуществах, то первое что бросается в глаза – это замена 80-жильного шлейфа (рис.1), на семижильный кабель SATA (рис.3), который намного устойчивее к помехам, что позволило увеличить стандартную длину кабеля с 46 см до 1м. Также, были разработаны соответствующие разъёмы SATA (рис.4), которые в несколько раз компактнее, нежели разъёмы предшествующего стандарта IDE. Это позволило разместить на материнской плате больше разъёмов, теперь на новых материнских платах можно встретить более 6 разъёмов SATA, против традиционных 2-3 IDE, в старых материнских платах ориентированных на данный стандарт.

Далее, появился стандарт SATA ІІ, скорость передачи данных докатилась до 300 Мбайт/c. Данный стандарт заимел множество преимуществ, среди них: технология Native Command Queuing (именно она позволила достичь скорости 300Мбайт/с), горячее подключение дисков, выполнение нескольких команд одной транзакцией и другие.

Ну, а в 2009 году на свет был представлен интерфейс SATA 3 . Данным стандартом предусмотрена передача данных со скоростью 600 Мбайт/c (для жёстких дисков «ой» как избыточно).

В актив улучшений интерфейса можно дописать более эффективное управление питанием и, конечно же, повышение скорости.

Следует отметить, что SATA, SATA II и SATA III, полностью совместимы.

• 1956 год - жёсткий диск IBM 350 в составе первого серийного компьютера IBM 305 RAMAC. Накопитель занимал ящик размером с большой холодильник и имел вес 971 кг, а общий объём памяти 50 вращавшихся в нём покрытых чистым железом тонких дисков диаметром 610 мм составлял около 5 миллионов 6-битных байт.
• 1980 год - первый 5,25-дюймовый Winchester, Shugart ST-506, 5 Мб.
• 1981 год - 5,25-дюймовый Shugart ST-412, 10 Мб.
• 1986 год - стандарты SCSI, ATA.
• 1990 год - максимальная ёмкость 320 Мб.
• 1995 год - максимальная ёмкость 2 Гб.
• 1997 год - максимальная ёмкость 10 Гб.
• 1998 год - стандарты UDMA/33 и ATAPI.
• 1999 год - IBM выпускает Microdrive ёмкостью 170 и 340 Мб.
• 2000 год - IBM выпускает Microdrive ёмкостью 500 Мб и 1 Гб.
• 2002 год - стандарт ATA/ATAPI-6 и накопители емкостью свыше 137 Гб.
• 2003 год - появление SATA.
• 2003 год - Hitachi выпускает Microdrive ёмкостью 2 Гб.
• 2004 год - Seagate выпускает ST1 - аналог Microdrive ёмкостью 2.5 и 5 Гб.
• 2005 год - максимальная ёмкость 500 Гб.
• 2005 год - стандарт Serial ATA 3G.
• 2005 год - появление SAS.
• 2005 год - Seagate выпускает ST1 - аналог Microdrive ёмкостью 8 Гб.
• 2006 год - применение перпендикулярного метода записи в коммерческих накопителях.
• 2006 год - появление первых «гибридных» жёстких дисков, содержащих блок флеш-памяти.
• 2006 год - Seagate выпускает ST1 - аналог Microdrive ёмкостью 12 Гб.
• 2007 год - Hitachi представляет первый коммерческий накопитель ёмкостью 1 Тб.
• 2009 год - на основе 500-гигабайтных пластин Western Digital, затем Seagate Technology LLC выпустили модели ёмкостью 2 Тб.
• 2009 год - Samsung выпустила первые жёсткие диски с интерфейсом USB 2.0
• 2009 год - Western Digital объявила о создании 2,5-дюймовых HDD объемом 1 Тб
• 2009 год - появление стандарта SATA 3.0.
• 2010 год - Seagate выпускает жёсткий диск объемом 3 Тб.
• 2010 год - Samsung выпускает жёсткий диск с пластинами, у которых плотность записи - 667 Гб на одной пластине
• 2011 год - Western Digital выпустила первый диск на 750 Гб пластинах.

В данной статье будет идти речь только о жестких дисках (HDD) то есть о носителях на магнитных дисках. О SSD будет следующая статья.

Что такое жесткий диск

По традиции, давайте подсмотрим определение жесткого диска в Википедии:
Жесткий диск (винт, винчестер, накопитель на жестких магнитных дисках, НЖМД, HDD, HMDD) - запоминающее устройство произвольного доступа, основанное на принципе магнитной записи.
Используются в подавляющем большинстве компьютеров, а также как отдельно подключаемые устройства для хранения резервных копий данных, в качестве файлового хранилища и т.п.
Чуть-чуть разберемся. Мне нравится термин «накопитель на жестких магнитных дисках«. Эти пять слов передают всю суть. HDD - устройство, предназначение которого длительное время хранить записанные на него данные. Основой HDD являются жесткие (алюминиевые) диски со специальным покрытием, на которое при помощи специальных головок записывается информация.
Не буду рассматривать в деталях сам процесс записи - по сути это физика последних классов школы, и вникать в это, уверен, у вас желания нет, да и статья совсем не о том.
Также обратим внимание на фразу: «произвольного доступа» что, грубо говоря, означает, что мы (компьютер) можем в любое время считать информацию с любого участка ЖД.
Важным является тот факт, что память HDD не энергозависима, то есть не важно подключено питание или нет, записанная на устройство информация никуда не исчезнет. Это важное отличие постоянной памяти компьютера, от временной (ОЗУ).
Взглянув на жесткий диск компьютера в жизни, вы не увидите ни дисков, ни головок, так как все это скрыто в герметичном корпусе (гермозона). Внешне винчестер выглядит так.
Думаю что такое HDD вы поняли. Идем дальше.

Для чего компьютеру нужен жесткий диск

Рассмотрим что такое HDD в компьютере, то есть какую роль он играет в ПК. Понятно, что он хранит данные но, как и какие. Здесь выделим такие функции НЖМД:
- Хранение ОС, пользовательского ПО и их настроек;
- Хранение файлов пользователя: музыка, видео, изображения, документы и т.д;
- Использование части объема жесткого диска, для хранения данных не помещающихся в ОЗУ (файл подкачки) или хранение содержимого оперативной памяти во время использования режима сна;
- Как видим, жесткий диск компьютера не просто свалка из фотографий, музыки и видео. На нем хранится вся операционная система, и помимо этого ЖД помогает справляться с загруженностью ОЗУ, беря на себя часть ее функций.

Из чего состоит жесткий диск

Мы частично упоминали о составных жесткого диска, сейчас разберемся с этим детальнее. Итак, основные составляющие HDD:
- Корпус - защищает механизмы жесткого диска от пыли и влаги. Как правило, является герметичным, дабы внутрь та самая влага и пыль не попадали;
- Диски (блины) - пластины из определенного сплава металлов, с нанесенным с обеих сторон покрытием, на которое и записываются данные. Количество пластин может быть разным - от одной (в бюджетных вариантах), до нескольких;
- Двигатель - на шпинделе которого закреплены блины;
- Блок головок - конструкция из соединенных между собой рычагов (коромысел), и головок. Часть ЖД, которая считывает и записывает на него информацию. Для одного блина используется пара головок, поскольку и верхняя, и нижняя часть у него рабочая;
- Устройство позиционирования (актуатор) - механизм приводящий в действие блок головок. Состоит из пары постоянных неодимовых магнитов и катушки, находящейся на конце блока головок;
- Контроллер - электронная микросхема управляющая работой HDD;
- Парковочная зона - место внутри винчестера рядом с дисками либо на их внутренней части, куда опускаются (паркуются) головки во время простоя, чтобы не повредить рабочую поверхность блинов.
Такое вот незамысловатое устройство жесткого диска. Сформировалось оно много лет назад, и никаких принципиальных изменений в него уже давно не вносились. А мы идем дальше.

Как работает жесткий диск

После того, как на HDD подается питание двигатель, на шпинделе которого закреплены блины, начинает раскручиваться. Набрав скорость, при которой у поверхности дисков образовывается постоянный поток воздуха, начинают двигаться головки.
Данная последовательность (сначала раскручиваться диски, а затем начинают работать головки) необходима для того, чтобы за счет образовавшегося потока воздуха, головки парили над пластинами. Да, они никогда не касаются поверхности дисков, иначе последние были бы моментально повреждены. Тем не менее, расстояние от поверхности магнитных пластин до головок настолько маленькое (~10 нм), что вы не увидите его невооруженным глазом.
После запуска, в первую очередь происходит считывание служебной информации о состоянии жесткого диска и других необходимых сведениях о нем, находящихся на так называемой нулевой дорожке. Только затем начинается работа с данными.
Информация на жестком диске компьютера записывается на дорожки которые, в свою очередь, разбиты на сектора (такая себе разрезанная на кусочки пицца). Для записи файлов несколько секторов объединяют в кластер, он и является наименьшим местом, куда может быть записан файл.
Кроме такого «горизонтального» разбиения диска, есть еще условное «вертикальное». Поскольку все головки объединены, они всегда позиционируются над одной и той же по номеру дорожкой, каждая над своим диском. Таким образом, во время работы HDD головки как бы рисуют цилиндр.
Пока HDD работает, по сути он выполняет две команды: чтение и запись. Когда необходимо выполнить команду записи, происходит вычисление области на диске куда она будет производится, затем позиционируются головки и, собственно, выполняется команда. Затем результат проверяется. Кроме записи данных прямо на диск, информация также попадает в его кеш.
Если контроллеру поступает команда на чтение, в первую очередь происходит проверка наличия требуемой информации в кеше. Если ее там нет, снова происходит вычисление координат для позиционирования головок, дальше, головки позиционируется и считывают данные.
После завершения работы, когда питание винчестера исчезает, происходит автоматическая парковка головок в парковочных зоне.
Вот так в общих чертах и работает жесткий диск компьютера. В действительности же все намного сложнее, но обычному пользователю, скорее всего, такие подробности не нужны, поэтому закончим с этим разделом и пойдем дальше.

Виды жестких дисков и их производители

На сегодняшний день, на рынке существует фактически три основных производителя жестких дисков: Western Digital (WD), Toshiba, Seagate. Они полностью покрывают спрос на устройства всех видов и требований. Остальные компании либо разорились, либо были поглощены кем-то из основной тройки, или перепрофилировались.
Если говорить о видах HDD, их можно разделить таким образом:

1. Для ноутбуков - основной параметр - размер устройства в 2,5 дюйма. Это позволяет им компактно размещаться в корпусе лептопа;
2. Для ПК - в этом случае также возможно использование 2,5″ жестких дисков, но как правило, используются 3,5 дюйма;
3. Внешние жесткие диски - устройства, отдельно подключаемые к ПК/ноутбуку, чаще всего выполняющие роль файлового хранилища.
Также выделяют особый тип жестких дисков - для серверов. Они идентичны обычным ПКшным, но могут отличаются интерфейсами для подключения, и большей производительностью.

Все остальные разделения HDD на виды происходят от их характеристик, поэтому рассмотрим их.

Характеристики жестких дисков

Итак, основные характеристики жесткого диска компьютера:

Объем - показатель максимально возможного количества данных, которые можно будет вместить на диске. Первое на что обычно смотрят при выборе HDD. Данный показатель может достигать 10 Тб, хотя для домашнего ПК чаще выбирают 500 Гб - 1 Тб;
- Форм-фактор - размер жестокого диска. Самые распространенные - 3,5 и 2,5 дюйма. Как говорилось выше, 2,5″ в большинстве случаев, устанавливаются в ноутбуки. Также их используют во внешних HDD. В ПК и на сервера устанавливают 3,5″. Форм фактор влияет и на объем, так как на больший диск может поместиться больше данных;
- Скорость вращения шпинделя - с какой скоростью вращаются блины. Наиболее распространены 4200, 5400, 7200 и 10000 об/мин. Эта характеристика напрямую влияет на производительность, а так же и цену устройства. Чем выше скорость - тем больше оба значения;
- Интерфейс - способ (тип разъема) подключения HDD к компьютеру. Самым популярным интерфейсом для внутренних ЖД сегодня является SATA (в старых компьютерах использовался IDE). Внешние жесткие диски подключаются, как правило, по USB или FireWire. Кроме перечисленных, существуют еще такие интерфейсы как SCSI, SAS;
- Объем буфера (кеш-память) - тип быстрой памяти (по типу ОЗУ) установленный на контроллере ЖД, предназначенный для временного хранения данных, к которым чаще всего обращаются. Объем буфера может составлять 16, 32 или 64 Мб;
- Время произвольного доступа - то время, за которое HDD гарантированно выполнить запись или чтение с любого участка диска. Колеблется от 3 до 15 мс;

Кроме приведенных характеристик также можно встретить такие показатели как:

Скорость передачи данных;
- Количество операций ввода-вывода в сек.;
- Уровень шума;
- Надежность;
- Сопротивляемость ударам и т.д;
На счет характеристик HDD это все.

Жесткий диск, винчестер или просто винт, хард-диск, hdd (Hard Disk Drive)- это устройство для хранения данных имеет несколько названий, является основным накопителем для хранения информации во всех современных компьютерах, ноутбуках и серверах. Именно на этом устройстве записаны все ваши фотографии, видеозаписи, музыка, фильмы, на него же записана операционная система самого компьютера. Сейчас получают все большее распространение диски SSD и гибридные диски SSHD, о них и их плюсах и минусах мы расскажем в отдельной статье.

Какие же бывают диски?

В магазине сегодня можно встретить разные по своим параметрам жесткие диски, чем они отличаются? Попробуем с вами разобраться в основных отличиях и выделить несколько характеристик накопителей.

Форм-фактор (размер)

Параметр показывает ширину винчестера в дюймах. Основная ширина 3,5 дюйма и 2,5 дюйма, используются в современных компьютерах и ноутбуках, а так же во внешних переносных и стационарных дисках и сетевых хранилищах.

Для стационарного домашнего компьютера стандартный размер 3,5 дюйма, в современных корпусах встречаются отсеки для дисков 2,5 дюйма, они во основном предназначены для установки SSD диска, ставить в компьютер вместо диска 3,5 дюйма, диски 2,5 дюйма особо смысла нет, только в очень компактные корпуса, например micro-ATX.

В ноутбуках наоборот экономия пространства очень актуальна и для них используется форм-фактов 2,5 дюйма. Существуют диски меньшего размера - 1,8 дюйма, 1,3 дюйма, 0.8 дюйма, но в современных устройствах вы их уже не встретите.

Емкость (Почему объем диска меньше заявленного?)

Параметр, от которого напрямую зависит, сколько информации мы сможем записать и хранить на нашем компьютере или ноутбуке. Производители указывают емкость из расчета 1 килобайт = 1000 байт, а компьютеры считают по другому 1 Кбайт = 1024 байт, отсюда возникает путаница у пользователей, столкнувшихся с этим в первый раз и чем больше объем, тем больше разница получается в конечном объеме. Сейчас объем дисков измеряется терабайтами, что более чем достаточно для хранения коллекции не только фото, но и музыки с фильмами.

Интерфейс

Диски с разъемом SATA вы сегодня встретите во всех современных устройствах. Различаться могут только в скорости передачи данных.

SATA разъем жесткого диска

ATA он же PATA (IDE)

Диски с этим интерфейсом более не производятся и не устанавливаются в современных устройствах, однако вы их сможете встретить в старых компьютерах. Изначально интерфейс назывался ATA, но после появления более современного и скоростного SATA в 2003 году, его переименовали в PATA.

PATA (ATA) он же IDE

Название IDE придумала компания WD (Western Digital) в 1986 году в маркетинговых соображениях, когда разработала первую версию этого стандарта подключения.

SCSI и SAS

Диски с интерфейсом SAS используются в серверном оборудовании. Пришли на смену интерфейсу SCSI. Обычному пользователю следует знать, только то, что они предназначены для совсем других задач и не используются в домашних ПК.

SCSI

Скорость вращения шпинделя

Количество оборотов шпинделя (ось на которой крутиться пластина или несколько пластин внутри диска). Имеется несколько стандартов, в домашних компьютерах и ноутбуках используются диски со скоростью вращения 5400, 7200 и 10000 оборотов в минуту, на серверном оборудовании бывают скорости вращения и 15000 оборотов в минуту. Параметр влияет на время доступа к информации.

Есть еще несколько параметров, таких как уровень шума, время наработки на отказ и т.д. в современных накопителях эти параметры соответствуют стандартным критериям и не отличаются в разы, на них мы будем обращать внимание, когда будем производить сравнение и выбор жестких дисков.

Внешние диски (переносные или стационарные)

Это уже знакомые нам диски, заключенные во внешний пластиковый или металлический бокс, в котором установлена плата управления или даже целый мини-пк на плате. На выходе у таких дисков имеются различные выходы, основные разъемы это mini-USB, micro-USB, micro-USB 3.0, fireware и другие, переносные модели питаются от разъема USB. Стационарные имеют отдельный кабель питания. Современные модели внешних дисков умеют работать по беспроводной сети wi-fi. Сейчас в продаже можно найти сетевые хранилища с несколькими дисками в одном корпусе, которые можно соединить в RAID массивы. Отдельно про все эти устройства мы расскажем в будущих статьях.

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

Потребление энергии - важный фактор для мобильных устройств.

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

Скорость передачи данных (англ. Transfer Rate ) 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 - буфером называется промежуточная память, предназначенная для сглаживания различий скорости чтения/записи и передачи по интерфейсу. В современных дисках он обычно варьируется от 8 до 64 Мб.

Уровень шума

Силиконовые шайбы для крепления жёстких дисков. Уменьшают вибрацию и шум

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. Шум состоит из шума вращения шпинделя (в том числе аэродинамического) и шума позиционирования.

Для снижения шума от жёстких дисков применяют следующие методы:

Производители

Изначально на рынке было большое разнообразие жёстких дисков, производившихся множеством компаний . В связи с ужесточением конкуренции, бурным ростом ёмкости, требующим современных технологий, и понижением норм прибыли большинство производителей было либо куплено конкурентами, либо перешло на другие виды продукции.

В настоящее время в связи с продвижением на рынок внешних накопителей и развитием технологий типа SSD количество фирм, предлагающих готовые решения, вновь возросло.

Устройство

Жёсткий диск состоит из гермозоны и блока электроники.

Гермозона

Разобранный жёсткий диск Samsung HD753LJ ёмкостью 750 Гб

Разобранный жёсткий диск

Гермозона включает в себя корпус из прочного сплава, собственно диски (пластины) с магнитным покрытием, в некоторых моделях разделённые сепараторами, а также блок головок с устройством позиционирования, и электропривод шпинделя .

Вопреки расхожему мнению, в подавляющем большинстве устройств внутри гермозоны нет вакуума . Одни производители делают её герметичной (отсюда и название) и заполняют очищенным и осушенным воздухом или нейтральными газами, в частности, азотом , а для выравнивания давления устанавливают тонкую металлическую или пластиковую мембрану. (В таком случае внутри корпуса жёсткого диска предусматривается маленький карман для пакетика силикагеля , который абсорбирует водяные пары, оставшиеся внутри корпуса после его герметизации). Другие производители выравнивают давление через небольшое отверстие с фильтром, способным задерживать очень мелкие (несколько микрометров) частицы. Однако в этом случае выравнивается и влажность, а также могут проникнуть вредные газы. Выравнивание давления необходимо, чтобы предотвратить деформацию корпуса гермозоны при перепадах атмосферного давления (например, в самолёте) 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.

Диски (пластины), как правило, изготовлены из металлического сплава. Хотя были попытки делать их из пластика и даже стекла (IBM), но такие пластины оказались хрупкими и недолговечными. Обе плоскости пластин, подобно магнитофонной ленте, покрыты тончайшей пылью ферромагнетика - окислов железа , марганца и других металлов. Точный состав и технология нанесения составляют коммерческую тайну . Большинство бюджетных устройств содержит одну или две пластины, но существуют модели с бо́льшим числом пластин.

Диски жёстко закреплены на шпинделе. Во время работы шпиндель вращается со скоростью несколько тысяч оборотов в минуту (от 3600 до 15 000). При такой скорости вблизи поверхности пластины создаётся мощный воздушный поток, который приподнимает головки и заставляет их парить над поверхностью пластины. Форма головок рассчитывается так, чтобы при работе обеспечить оптимальное расстояние от 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 пластин. Шпиндельный двигатель жёсткого диска трёхфазный синхронный , что обеспечивает стабильность вращения магнитных дисков, смонтированных на оси (шпинделе) двигателя. Статор двигателя содержит три обмотки, включенных «звездой» с отводом посередине, а ротор - постоянный секционный магнит.

Сепаратор (разделитель) - пластина, изготовленная из пластика или алюминия, находящаяся между пластинами магнитных дисков и над верхней пластиной магнитного диска. Используется для выравнивания потоков воздуха внутри гермозоны.

Устройство позиционирования

Разобранный жёсткий диск. Снята верхняя пластина статора соленоидного двигателя

Устройство позиционирования головок (сервопривод, жарг. актуатор ) представляет из себя малоинерционный соленоидный двигатель. Оно состоит из неподвижной пары сильных неодимовых постоянных магнитов , а также катушки (соленоид) на подвижном кронштейне блока головок.

Принцип работы двигателя заключается в следующем: обмотка находится внутри статора (обычно два неподвижных магнита), ток, подаваемый с различной силой и полярностью, заставляет её точно позиционировать кронштейн (коромысло) с головками по радиальной траектории. От скорости работы устройства позиционирования зависит время поиска данных на поверхности пластин.

В каждом накопителе существует специальная зона, называемая парковочной, именно на ней останавливаются головки в те моменты, когда накопитель выключен, либо находится в одном из режимов низкого энергопотребления. В состоянии парковки кронштейн (коромысло) блока головок находится в крайнем положении и упирается в ограничитель хода. При операциях доступа к информации (чтение/запись) одним из источников шума является вибрация вследствие ударов кронштейнов, удерживающих магнитные головки, об ограничители хода в процессе возвращения головок в нулевую позицию. Для снижения шума на ограничителях хода установлены демпфирующие шайбы из мягкой резины. Значительно уменьшить шум жёсткого диска можно программным путем, меняя параметры режимов ускорения и торможения блока головок. Для этого разработана специальная технология - Automatic Acoustic Management . Официально возможность программного управления уровнем шума жёсткого диска появилась в стандарте ATA /ATAPI-6 (для этого нужно менять значение управляющей переменной), хотя некоторые производители делали экспериментальные реализации и ранее.

Блок электроники

Интерфейсный блок обеспечивает сопряжение электроники жёсткого диска с остальной системой.

Блок управления представляет собой систему управления , принимающую электрические сигналы позиционирования головок, и вырабатывающую управляющие воздействия приводом типа «звуковая катушка», коммутации информационных потоков с различных головок, управления работой всех остальных узлов (к примеру, управление скоростью вращения шпинделя), приёма и обработки сигналов с датчиков устройства (система датчиков может включать в себя одноосный акселерометр, используемый в качестве датчика удара, трёхосный акселерометр , используемый в качестве датчика свободного падения, датчик давления, датчик угловых ускорений, датчик температуры).

Блок ПЗУ хранит управляющие программы для блоков управления и цифровой обработки сигнала, а также служебную информацию винчестера.

Буферная память сглаживает разницу скоростей интерфейсной части и накопителя (используется быстродействующая статическая память). Увеличение размера буферной памяти в некоторых случаях позволяет увеличить скорость работы накопителя.

Блок цифровой обработки сигнала осуществляет очистку считанного аналогового сигнала и его декодирование (извлечение цифровой информации). Для цифровой обработки применяются различные методы, например, метод PRML (Partial Response Maximum Likelihood - максимальное правдоподобие при неполном отклике). Осуществляется сравнение принятого сигнала с образцами. При этом выбирается образец, наиболее похожий по форме и временным характеристикам с декодируемым сигналом.

Низкоуровневое форматирование

На заключительном этапе сборки устройства поверхности пластин форматируются - на них формируются дорожки и секторы. Конкретный способ определяется производителем и/или стандартом, но, как минимум, на каждую дорожку наносится магнитная метка, обозначающая её начало.

Существуют утилиты, способные тестировать физические секторы диска, и ограниченно просматривать и править его служебные данные. Конкретные возможности подобных утилит сильно зависят от модели диска и технических сведений, известных автору програмного обеспечения соответствующего семейства моделей.

Геометрия магнитного диска

С целью адресации пространства поверхности пластин диска делятся на дорожки - концентрические кольцевые области. Каждая дорожка делится на равные отрезки - секторы . Адресация CHS предполагает, что все дорожки в заданной зоне диска имеют одинаковое число секторов.

Цилиндр - совокупность дорожек, равноотстоящих от центра, на всех рабочих поверхностях пластин жёсткого диска. Номер головки задает используемую рабочую поверхность (то есть конкретную дорожку из цилиндра), а номер сектора - конкретный сектор на дорожке.

Чтобы использовать адресацию CHS, необходимо знать геометрию используемого диска: общее количество цилиндров, головок и секторов в нём. Первоначально эту информацию требовалось задавать вручную; в стандарте ATA -1 была введена функция автоопределения геометрии (команда Identify Drive).

Влияние геометрии на скорость дисковых операций

Геометрия жёсткого диска влияет на скорость чтения записи. Ближе ко внешнему краю пластины диска возрастает длина дорожек (вмещается больше секторов) и, соответственно, количество данных, которые устройство может считать или записать за один оборот. При этом скорость чтения может изменяться от 50 до 30 Мб/с. Зная эту особенность, целесообразно размещать корневые разделы операционных систем именно здесь. Нумерация секторов начинается от внешнего края диска с нуля. В GParted внешний край диска располагается слева (на диаграмме) и сверху (в списке).

Особенности геометрии жёстких дисков со встроенными контроллерами

Зонирование

На пластинах современных «винчестеров» дорожки сгруппированы в несколько зон (англ. Zoned Recording ). Все дорожки одной зоны имеют одинаковое количество секторов. Однако, на дорожках внешних зон секторов больше, чем на дорожках внутренних. Это позволяет, используя бо́льшую длину внешних дорожек, добиться более равномерной плотности записи, увеличивая ёмкость пластины при той же технологии производства.

Резервные секторы

Для увеличения срока службы диска на каждой дорожке могут присутствовать дополнительные резервные секторы. Если в каком-либо секторе возникает неисправимая ошибка, то этот сектор может быть подменён резервным (англ. remapping ). Данные, хранившиеся в нём, при этом могут быть потеряны или восстановлены при помощи ECC , а ёмкость диска останется прежней. Существует две таблицы переназначения: одна заполняется на заводе, другая - в процессе эксплуатации. Границы зон, количество секторов на дорожку для каждой зоны и таблицы переназначения секторов хранятся в ПЗУ блока электроники.

Логическая геометрия

По мере роста емкости выпускаемых жёстких дисков их физическая геометрия перестала вписываться в ограничения, накладываемые программными и аппаратными интерфейсами (см.: Объём жёсткого диска). Кроме того, дорожки с различным количеством секторов несовместимы со способом адресации CHS. В результате контроллеры дисков стали сообщать не реальную, а фиктивную, логическую геометрию , вписывающуюся в ограничения интерфейсов, но не соответствующую реальности. Так, максимальные номера секторов и головок для большинства моделей берутся 63 и 255 (максимально возможные значения в функциях прерывания BIOS INT 13h), а число цилиндров подбирается соответственно ёмкости диска. Сама же физическая геометрия диска не может быть получена в штатном режиме работы и другим частям системы неизвестна.

Адресация данных

Минимальной адресуемой областью данных на жёстком диске является сектор . Размер сектора традиционно равен 512 байт. В 2006 году IDEMA объявила о переходе на размер сектора 4096 байт, который планируется завершить к 2010 году.

Компания Western Digital уже сообщила о начале использования новой технологии форматирования, названной Advanced Format , и выпустила серию накопителей, использующих новую технологию. К этой серии относятся линейки AARS/EARS и BPVT.

Перед использованием накопителя с технологией Advanced Format для работы в Windows XP необходимо выполнить процедуру выравнивания с помощью специальной утилиты. Если разделы на диске создаются Windows Vista , Windows 7 и Mac OS выравнивание не требуется.

В Windows Vista, Windows 7, Windows Server 2008 и Windows Server 2008 R2 присутствует ограниченная поддержка дисков с увеличенным размером сектора.

Существует 2 основных способа адресации секторов на диске: цилиндр-головка-сектор (англ. cylinder-head-sector, CHS ) и линейная адресация блоков (англ. linear block addressing, LBA ).

CHS

При этом способе сектор адресуется по его физическому положению на диске 3 координатами - номером цилиндра , номером головки и номером сектора . В дисках объёмом больше 528 482 304 байт (504 Мб) со встроенными контроллерами эти координаты уже не соответствуют физическому положению сектора на диске и являются «логическими координатами» (см. ).

LBA

При этом способе адрес блоков данных на носителе задаётся с помощью логического линейного адреса. LBA-адресация начала внедряться и использоваться в 1994 году совместно со стандартом EIDE (Extended IDE). Необходимость LBA была вызвана, в частности, появлением дисков больших объёмов , которые нельзя было полностью использовать с помощью старых схем адресации.

Метод LBA соответствует Sector Mapping для SCSI . BIOS SCSI-контроллера выполняет эти задачи автоматически, то есть для SCSI-интерфейса метод логической адресации был характерен изначально.

Технологии записи данных

Принцип работы жёстких дисков похож на работу магнитофонов. Рабочая поверхность диска движется относительно считывающей головки (например, в виде катушки индуктивности с зазором в магнитопроводе). При подаче переменного электрического тока (при записи) на катушку головки возникающее переменное магнитное поле из зазора головки воздействует на ферромагнетик поверхности диска и изменяет направление вектора намагниченности доменов в зависимости от величины сигнала. При считывании перемещение доменов у зазора головки приводит к изменению магнитного потока в магнитопроводе головки, что приводит к возникновению переменного электрического сигнала в катушке из-за эффекта электромагнитной индукции.

В последнее время для считывания применяют магниторезистивный эффект и используют в дисках магниторезистивные головки. В них изменение магнитного поля приводит к изменению сопротивления, в зависимости от изменения напряжённости магнитного поля. Подобные головки позволяют увеличить вероятность достоверности считывания информации (особенно при больших плотностях записи информации).

Метод продольной записи

Жёсткие диски с перпендикулярной записью доступны на рынке с 2005 года.

Метод тепловой магнитной записи

Метод тепловой магнитной записи (англ. Heat-assisted magnetic recording, HAMR ) на данный момент самый перспективный из существующих, сейчас он 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». На 2009 год были доступны только экспериментальные образцы, плотность записи которых составляла 150 Гбит/см². Специалисты Hitachi называет предел для этой технологии в 2,3−3,1 Тбит/см², представители Seagate Technology - 7,75 Тбит/см².

Структурированные носители данных

Структурированный (паттернированный) носитель данных (англ. Bit patterned media ), - перспективная технология хранения данных на магнитном носителе, использующая для записи данных массив одинаковых магнитных ячеек, каждая из которых соответствует одному биту информации, в отличие от современных технологий магнитной записи, в которых бит информации записывается на нескольких магнитных доменах.

Метод самосборки полимеров

Сейчас последней разработкой в области увеличения объёма HDD является метод самосборки полимеров (14 ноября 2012года).

Сравнение интерфейсов

	Пропускная способность, Мбит/с	Максимальная длина кабеля, м	Требуется ли кабель питания	Количество накопителей на канал	Число проводников в кабеле	Другие особенности
UltraATA /133	1064	0,46	Да (3,5") / Нет (2,5")	2	40/80	Controller+2Slave, горячая замена невозможна
SATA -300	3000	1	Да	1	7	Host/Slave, возможна горячая замена на некоторых контроллерах
SATA -600	6144	нет данных	Да	1	7
FireWire /400	400			63	4/6
FireWire /800	800	4,5 (при последовательном соединении до 72 м)	Да/Нет (зависит от типа интерфейса и накопителя)	63	9	устройства равноправны, горячая замена возможна
USB 2.0	480	5 (при последовательном соединении, через хабы , до 72 м)		127	4
USB 3.0	4800	нет данных	Да/Нет (зависит от типа накопителя)	нет данных	9	Двунаправленный, совместим с USB 2.0
Ultra-320 SCSI	2560	12	Да	16	50/68	устройства равноправны, горячая замена возможна
SAS	3000	8	Да	Свыше 16384		горячая замена; возможно подключение SATA -устройств в SAS-контроллеры
eSATA	3000	2	Да	1 (с умножителем портов до 15)	7	Host/Slave, горячая замена возможна

История прогресса накопителей

Рынок жёстких дисков

Последствия наводнения в Таиланде (2011)

В результате наводнения были затоплены несколько индустриальных зон, где расположены заводы по производству жёстких дисков, что по мнению экспертов, вызвало дефицит жёстких дисков на мировом рынке . По оценкам Piper Jaffray в IV квартале 2011 года дефицит жёстких дисков на мировом рынке составит 60-80 миллионов единиц при объёме спроса в 180 миллионов, по состоянию на 9 ноября 2011 года цены на жёсткие диски уже выросли в пределах от 10 до 60 %. К середине 2012 года уровень производства и цены винчестеров вернулись на прежний уровень.

См. также

Примечания

1. Reference Guide - Hard Disk Drives (англ.) . - Обзор технологии жёстких дисков. Архивировано из первоисточника 23 августа 2011. Проверено 28 июля 2009.
2. http://www.storagereview.com/guide/histEarly.html Reference Guide - Hard Disk Drives - Early Disk Drives (англ.)
3. IBM Archives: IBM 3340 direct access storage facility
4. Жёсткий диск или винчестер?
5. Seagate представила жёсткий диск емкостью 4 Тб
6. Medalist 545XE (англ.) . Seagate (17 августа 1994).(недоступная ссылка - история ) Проверено 8 декабря 2008. (недоступная ссылка - история )
   В спецификации диска Medalist 545xe (Seagate ST3660A) заявлены параметры: форматированный объём 545,5 Мб и геометрия 1057 цилиндров×16 головок×63 сектора×512 байт в секторе = 545 513 472 байт. Однако заявленный объём 545,5 из геометрии получается только если её поделить на 1000×1000; при делении на 1024×1024 получается значение 520,2.
   Barracuda 7200.9 320 GB PATA hard drive (ST3320833A) (англ.) . Seagate. - закладка Technical Specifications. Архивировано из первоисточника 23 августа 2011. Проверено 8 декабря 2008.
   Другой пример: заявлен объём 320 Гб и количество доступных секторов 625 142 448. Однако если количество секторов умножить на их размер (512), то в результате получится 320 072 933 376. «320» отсюда получаются только делением на 1000³, при делении на 1024³ получается только 298.
7. База знаний Seagate. Стандарты измерения емкости запоминающего устройства (рус.)
8. http://www.hitachigst.com/hdd/support/15k147/15k147.htm
9. http://www.seagate.com/products/notebook/momentus.html (недоступная ссылка - история )
10. Обзор Scythe Quiet Drive на thg.ru
11. Toshiba: News Release 1 Oct, 2009
12. Seagate завершает приобретения подразделения по производству жёстких дисков компании Samsung | Seagate
13. Устройство жёсткого диска . R.LAB (23 июня 2010). Архивировано из первоисточника 3 февраля 2012.
14. Разборки с винчестером (вникаем в суть жёстких дисков), части 1-3 / Публикации / hi-Tech
15. Коллекция утилит для низкоуровневой диагностики и ремонта жёстких дисков . ???. Архивировано
16. Утилита диагностики и ремонта жёстких дисков UDMA-3000 с модулями для множества моделей . ???. Архивировано из первоисточника 23 августа 2011. Проверено???.

Правильно? Какого производителя предпочесть? Какого объёма должен быть жёсткий диск и почему в моей системе не видно всё дисковое пространство ? Знаете ли вы такие важные характеристики жёсткого диска как: форм-фактор, кэш, скорость вращения шпинделя, линейная скорость чтения, время доступа жёсткого диска? Как проверить жёсткий диск и ? Что такое SSD и почему он быстрее простого жёсткого диска HDD, а ведь существует ещё и ? ? Почему для хорошего быстродействия нового компьютера лучше купить два диска: HDD и SSD? На все эти вопросы мы ответим Вам в нашей статье

Привет друзья, выбрать жесткий диск совсем несложно, а оптический привод еще легче, но этого вопроса мы коснемся в конце статьи.

Типы дисков

В стационарных персональных компьютерах (ПК) и ноутбуках используются накопители на жестких магнитных дисках (HDD) и современные твердотельные накопители (SSD) на основе микросхем памяти.

HDD (англ. HDD - Hard Disk Drive) - электронно-механическое устройство предназначенное для хранения на нём информации. Имеет большой объем, но низкую скорость и используются как для установки операционной системы, так и хранения файлов пользователя.

Жёсткий диск изготовлен из покрытых ферромагнитным слоем алюминиевых или стеклянных пластин и является устройством работающим по принципу магнитной записи. При работе внутри жёсткого диска всё находится в движении. Магнитные головки, записывающие, считывающие, стирающие информацию парят над поверхностью магнитных пластин жёсткого диска на высоте 10-12 нм и никогда не касаются их поверхности, так как их легко повредить. HDD уже давно морально устарел и в скорм будущем будет полностью вытеснен SSD.

SSD - твердотельный накопитель (SSD, solid-state drive) - немеханическое запоминающее устройство созданное на основе микросхем памяти аналогичных оперативной памяти или флеш-памяти. SSD стоят гораздо дороже, чем HDD и имеют в несколько раз меньший объем, но высокую скорость и используются для установки операционной системы и некоторых программ для повышения скорости работы ПК. Как вы уже поняли, внутри SSD нет практически никакой механики. SSD быстрее HDD почти в 5 раз.

SSHD. Существуют так же гибридные диски SSHD, которые имеют как магнитный пластины для хранения данных, так и небольшой объем твердотельной памяти для повышения скорости работы. Но они еще не прижились, так как стоят достаточно дорого и при этом имеют мало быстрой памяти. Лучшим вариантом является установка отдельных HDD и SSD дисков.

Форм-фактор

Форм-фактором называется размер жесткого диска в дюймах. Основные размеры жестких дисков:

2,5"" – накопители HDD для ноутбука и SSD.

3,5"" – накопители HDD и гибридные диски для стационарных ПК.

Для ноутбуков используются только HDD и SSD размером 2,5"".

Для стационарных ПК используются HDD размером 3,5"", а твердотельные накопители SSD размером 2,5"" устанавливаются в корпус с применением специального крепления, которое иногда идет с ним в комплекте, но чаще всего вам придется приобрести его дополнительно. Читайте нашу статью о твердотельных накопителях SSD, все подробности там.

Учтите, что винтики для крепления диска в корпусе ПК в комплекте с диском бывают редко и если у вас их нет и корпус не имеет безвинтовых креплений, то попросите 4 штучки у продавца, обычно у них их полно.

Интерфейс

Интерфейсом называется совокупность технологии обмена данными (стандарта) и соответствующего ей разъема для подключения.

IDE – устаревший интерфейс параллельной передачи данных, использовал широкий 40 или 80 контактный разъем и соответствующий шлейф для подключения. Скорость передачи данных до 133 Мб/с. Диски с интерфейсом IDE уже практически не производятся и стоят значительно дороже.

Диск с интерфейсом IDE может рассматриваться только для подключения к материнской плате не имеющей более нового типа разъемов (SATA), но в большинстве случаев целесообразнее приобрести более современный жесткий диск (SATA) и для его подключения на старую плату, выйдет дешевле и его можно будет в последствии переставить на новый компьютер.

Единственный недостаток, что на диск, подключенный через такой контроллер, не всегда может получиться установить операционную систему (ОС), так как драйвера на контроллер устанавливаются уже после установки системы. Но такой диск можно использовать как хранилище файлов.

SATA – первая версия высокоскоростного последовательного интерфейса, использует тонкий контактный разъем и соответствующий шлейф для подключения. Скорость передачи данных до 1,5 Гб/с. Эта версия интерфейса использовалась на первых HDD 2,5 и 3,5"" и такие диски уже не выпускается, но совместима с более новыми версиями (SATA 2 и SATA 3) и может подключаться на материнскую плату с разъемом любой из этих версий.

SATA 2 – вторая версия высокоскоростного последовательного интерфейса, использует такой же разъем и шлейф как и SATA первой версии. Скорость передачи данных до 3 Гб/с. Эта версия интерфейса еще используется на HDD 2,5 и 3,5"" и старых моделях SSD 2,5"". Она совместима и с более старой (SATA) и более новой (SATA 3) версиями интерфейса и может подключаться на материнскую плату с разъемом любой из этих версий.

SATA 3 – третья версия высокоскоростного последовательного интерфейса. Скорость передачи данных до 6 Гб/с. Эта версия интерфейса используется на современных HDD 2,5 и 3,5"" и SSD 2,5"". Она совместима с более старыми (SATA и SATA2) версиями интерфейса и может подключаться на материнскую плату с разъемом любой из этих версий.

Обратите внимание, что для SATA 3 не подходят шлейфы от старых версий интерфейса (SATA и SATA 2) , так как они имеют недостаточно высокие частотные характеристики. Шлейфы типа SATA 3 более толстые и обычно имеют черный цвет. Они идут в комплекте с материнскими платами, имеющими разъемы SATA 3, но их можно приобрести и отдельно.

Следует заметить, что скорость интерфейса в любом случае значительно превосходит возможности любого современного жесткого диска и для диска с интерфейсом SATA 3 может вполне хватать разъема SATA первой версии на материнской плате. Однако, на практике бывает иначе, поэтому все же рекомендуется, что бы версия SATA интерфейса материнской платы была не ниже версии SATA интерфейса жесткого диска. Особенно это касается быстрых SSD дисков, имеющих SATA 3 интерфейс, которые желательно подключать к таким же SATA 3 разъемам на материнской плате, иначе диск может работать не на полную скорость (до 30% медленнее).

Первые SSD диски имели интерфейс SATA2 и их еще можно встретить в продаже, но они, как правило, не отличаются высокой скоростью.

Разъемы питания

Кроме различий типами интерфейса (IDE и SATA) старые и новые диски отличаются еще и разъемами для подключения питания.

Диски с IDE интерфейсом имели 4-х контактный разъем питания типа Molex.

Переходные модели дисков с SATA интерфейсом, с целью совместимости со старыми блоками питания, имели два разъема питания: старый 4-х контактный Molex и новый 15-ти контактный разъем питания стандарта SATA.

При этом они обычно имели предупредительную пометку о том, что нельзя одновременно подключать питание к обоим разъемам, но некоторые пользователи умудрялись это сделать.

Все современные диски с SATA интерфейсом имеют 15-ти контактный разъем питания стандарта SATA, но могут в случае отсутствия такого разъема у блока питания старого ПК подключаться через специальный переходник с 4-х контактного разъема Molex.

Кстати провод для передачи данных принято называть – интерфейсным шлейфом, а для подключения электропитания – кабелем питания.

Емкость

Современные HDD для ПК (3,5"") имеют емкость (объем) от 500 до 3000 Гигабайт (3 Терабайт).

Диски HDD для ноутбуков (2,5"") имеют емкость от 320 до 1000 Гб (1 Тб).

Быстрые твердотельные накопители (2,5"") имеют емкость 60-240 Гб.

Для современного домашнего ПК стандартом на сегодня является HDD объемом 1 Тб, что позволит разместить порядка 700 фильмов или 5000 песен в обычном качестве или 290000 фото в высоком качестве или 100 современных игр (обычно в различном сочетании).

Для простого офисного ПК будет достаточно минимального объема в 320 Гб.

Для ноутбука, если он не используется для хранения мультимедийных или архивных данных оптимальный объем диска 500 Гб, но можно и 320. Если он используется как основной домашний ПК, то лучше приглядеться к диску объемом 750-1000 Гб.

Для профессионального использования или серьезного хобби вам может понадобиться жесткий диск объемом 2-3 Тб, а может и несколько таких дисков. Учтите только, что если BIOS вашей материнской платы не поддерживает UEFI, то при установке ОС на диск 3 Гб система не увидит весь его объемом, неиспользованными останутся порядка 700 Гб.

Диски SSD не используются для хранения информации, так как имеют маленькие объемы и высокую стоимость. Их используют только для установки системы и некоторых программ для повышения быстродействия ПК. SSD диска объемом 60 Гб впритык хватит для установки Windows 7 или 8, но желательно все же приобретать SSD объемом порядка 120 Гб, так как во-первых Windows присуще «разрастаться», во-вторых возможны вы захотите установить на этот диск какую-то мощную программу или игрушку и в-третьих – такой объем не перспективен. SSD объемом 240 Гб это классно, но пока еще дорого и в принципе не нужно.

При выборе диска учтите, что он не является надежным хранилищем данных и их рекомендуется дублировать на внешнем диске, иначе вы рискуете потерять всё. Если вы планируете последовать этому совету, то учтите, что вам нужно будет приобрести близкий по объему внешний диск. Например, для создания копий файлов с 2-х домашних ПК (или ПК и ноутбука) с дисками 500 и 1000 Гб вам потребуется внешний диск емкостью 1500 Гб. Если вы купите для своего ПК диск объемом 3 Тб, то сколько вам еще нужно будет потратить на аналогичный внешний диск?! Лучше купите 2 диска по 1 Тб.

Частота вращения шпинделя

Основная масса современных HDD 2,5 и 3,5"" имеют скорость вращения шпинделя 5400 или 7200 Об/мин. В общем чем выше скорость оборотов шпинделя, тем выше скорость работы диска.

Большая часть HDD 2,5"" имеет скорость шпинделя 5400 Об/мин, в принципе это нормально, так как и шум и нагрев и потребление такого диска в ноутбуке будет меньше.

Большая часть HDD 3,5"" имеет скорость шпинделя 7200 Об/мин, но попадаются модели со скоростью 5400 Об/мин. Я бы не рекомендовал брать последние, так как такое решение представляется сомнительным для нормального качественного диска для ПК и работают они немного медленнее.

Существуют так же быстрые HDD 3,5"" со скоростью вращения шпинделя 10000-15000 Об/мин (например, серия WD Raptor), но они стоят довольно дорого (от 200$ за 1 Тб), а быстрее всего на 30%. Кроме того они еще и довольно шумные. Лучше за эти деньги купить SSD на 128 Гб и HDD на 1 Тб.

У SSD нет никакого шпинделя, так как он состоит из микросхем памяти, поэтому и речи о скорости его вращения быть не может.

Размер буфера

Размером буфера называется объем кэша, выполненный в виде микросхемы памяти на электронной плате контроллера жесткого диска и предназначенный для ускорения его работы. Чем кэш-памяти больше, тем скорость работы диска выше.

Старые жесткие диски имели объем буфера 8-16 Мб.

Современные HDD имеют 32-64 Мб кэш-памяти.

В принципе разница в скорости работы одинаковых жестких дисков с 32 и 64 Мб кэш-памяти незначительна (менее 5%). Но уже нет смысла приобретать жесткий диск с размером буфера менее 32 Мб.

Самые современные и дорогие жесткие диски имеют 128 Мб кэша, но они еще не особо распространены.

Линейная скорость чтения

Линейная скорость чтения означает скорость непрерывного считывания данных с поверхности пластин (HDD) или микросхем памяти (SSD) и является главной характеристикой, отражающей реальное быстродействие диска. Она измеряется в мегабайтах в секунду (Мб/с).

Старые HDD диски с интерфейсом IDE имели среднюю линейную скорость чтения от 40 до 70 Мб/с.

Современные HDD диски с интерфейсом SATA имеют среднюю линейную скорость чтения от 100 до 140 Мб/с.

SSD диски имеют среднюю линейную скорость чтения от 160 до 560 Мб/с.

Скорость линейного чтения HDD дисков зависит от плотности записи данных на магнитную поверхность пластин и качества механики диска. В основном все HDD диски одного поколения имеют близкую плотность записи, поэтому более высокая скорость говорит прежде всего о качестве механики. При этом HDD диск с более качественной механикой стоит не на много дороже. Здесь главное уметь правильно выбрать модель диска, что осложняется тем, что продавцы редко указывают их скоростные параметры. Эту информацию приходиться искать самостоятельно.

Скорость линейного чтения SSD дисков зависит от скорости микросхем памяти. Но, в отличии от HDD, SSD диски с более быстрой памятью стоят значительно дороже. Выбрать модель SSD диска значительно проще, так как продавцы всегда указывают их скоростные характеристики.

Для современных HDD дисков хорошим показателем является средняя скорость линейного чтения 120 Мб/с, для SSD дисков – 450 Мб/с.

Так же существует такой параметр как линейная скорость записи, который соответственно отражает скорость записи на диск и так же измеряется в Мб/с. Для HDD дисков скорость записи обычно меньше скорости чтения и не принимается во внимание при выборе диска. А вот для SSD дисков скорость записи может быть такой же как скорость чтения или меньше и на это нужно обращать внимание. Желательно, что бы SSD диск имел одинаковую скорость записи и чтения, например 450/450 Мб/с.

Время доступа

Время доступа означает скорость с которой диск находит требуемый файл после обращения к нему операционной системы или какой-либо программы. Это время измеряется в миллисекундах (мс). Этот параметр оказывает большое влияние на быстродействие диска при работе с маленькими файлами и не большое – при работе с большими.

HDD диски имеют время доступа от 12 до 18 мс. Хорошим показателем является время доступа 13-14 мс, что косвенно говорит о качестве (точности) механики диска.

SSD диски имеют время доступа порядка 0,1-0,2 мс, что в 100 раз быстрее, чем у HDD дисков! Поэтому на этот параметр можно не обращать внимание при выборе SSD диска и он обычно не указывается продавцами в прайсах.

Производители

Основными производителями HDD дисков являются:

Fujitsu – японская компания, ранее славящаяся высоким качеством своей продукции, в настоящее время представлена небольшим количеством моделей и не пользуется большой популярностью, но ведет весьма демократичную ценовую политику.

Hitachi – японская компания, как ранее, так и сейчас отличается стабильным качеством жестких дисков, так как внедряет только проверенные надежные технологии, поэтому модельный ряд этой фирмы обновляется несколько медленнее, чем у конкурентов. Приобретая жесткий диск Hitachi вы не прогадаете, получив хорошее качество за приемлемую цену.

Samsung – эта корейская компания пришла на рынок жестких дисков позже, чем остальные и их качество на тот момент оставляло желать лучшего. Диски Samsung изготавливались в дешевых корпусах, грелись и быстро выходили из строя. На сегодняшний день компания Samsung, по моему мнению, обогнала всех своих конкурентов и производит самые быстрые и качественные HDD диски. Цена на них может быть немного выше, чем у конкурентов, но оно того стоит.

Seagate – американская компания, пионер в области технологий, применяемых в жестких дисках. Некогда славилась передовыми решениями и качеством своих дисков. Сейчас качество жестких дисков этой компании, к сожалению, оставляет желать лучшего. Я не рекомендую их к приобретению.

Toshiba – японская компания, о которой можно сказать все тоже, что и о Fujitsu – она так же славилась раньше высоким качеством, а сейчас представлена небольшим количеством моделей на нашем рынке. В связи с этим возможны проблемы в сервисном обслуживании таких производителей.

Western Digital (WD) – американская компания, специализирующаяся именно на производстве жестких дисков. Ее диски всегда считались более надежными. Например, в них использовались более качественные, чем у конкурентов подшипники, но из-за этого они всегда были более шумными. Как и у Hitachi диски компании WD всегда имели более менее стабильное качество изготовления. Но, в последнее время, диски этой компании не выделяются выдающимися характеристиками, как например Samsung. Я бы позиционировал их между стабильными по качеству Hitachi и скатившимися в ширпотреб Seagate.

В общем, я бы советовал выбирать между Samsung и Hitachi, как наиболее качественными, быстрыми и стабильными.

Производители SSD

C выбором производителя SSD дисков дело обстоит несколько иначе. Поскольку они состоят из микросхем памяти, то и производят их компании, производящие оперативную память.

В качестве зарекомендовавших себя производителей, я бы порекомендовал следующих: Corsair , Crucial , Intel , Kingston , OCZ , Samsung , SanDisk , Toshiba , Transcend .

Лучше не приобретать SSD известных китайских брендов, таких как: A-Data, Apacer, Silicon Power.

Цена

Что касается HDD дисков, то цена на них больше зависит от их объема. Зависимость же от бренда, модели и даже качества не столь значительна (5-10%), так как покупатели редко обращают внимание на такие моменты. Соответственно и экономить на жестком диске не особо целесообразно. Просто выбирайте нужный объем, хорошего производителя и сверяйте технические характеристики, такие как скорость линейного чтения и время доступа. Я не буду приводить цены на HDD диски, так как ценообразование в этом сегменте не является адекватным и больше зависит от маркетинговых уловок. Цены на них могут колебаться в от года в год в 2-3 раза, как в сторону удешевления, так и в сторону подорожания. Подобную ситуацию я описывал в статье об оперативной памяти. Например, после наводнения в Тайване в 2011 году цены на жесткие диски взлетели в среднем в 2,5 раза, а там очередная волна финансового кризиса и т.д., из-за чего цены на них до сих пор не вернулись на адекватный техническому прогрессу уровень.

Чисто теоретически параметры HDD диска можно узнать по номеру модели на сайте производителя, но на практике у меня это редко получалось, так как найти и разобраться в этих параметрах на сайте производителя довольно сложно. Но есть гораздо более простой способ.

Существует довольно популярная программа для тестирования скорости (и некоторых других параметров) работы жесткого диска – HDTune. На сайте производителя имеется платная (с ограниченным пробным периодом) и бесплатная версия этой программы.

http://www.hdtune.com/

Но для выбора диска она нам не понадобиться. Нас интересуют только результаты тестов в этой программе, сделанных другими пользователями.

HDTune позволяет определить два основных параметра – линейную скорость чтения и время случайного доступа.

Кроме того по самому характеру графика можно определить качество механики диска.

Вот пример диска с обычной механикой

А вот с очень качественной и точной

Заметили разницу? Если диск имеет хорошую механику, то кроме его скоростных параметров, таких как скорость линейного чтения и время доступа график линейной скорости будет иметь красивую, циклически повторяющуюся форму, а точки замера времени случайного доступа будут располагаться достаточно тучно.

Для того, что бы найти результаты тестов интересующего вас диска введите номер его модели в поиске картинок в Google. Сейчас почти все продавцы указывают в прайсе номер модели, раньше с этим возникали проблемы и нужно было идти в магазин или на склад, что бы посмотреть на диск в живую, или доставать продавцов по телефону, что им почему-то очень не нравилось)

Найдите хотя бы 2-3 похожих картинки, что бы убедиться в объективности проведенных тестов. Обратите внимание на то, что бы на картинке была указана именно нужная модель.

Оптический привод

Определяем интерфейс: IDE – для старых ПК без SATA-разъемов или SATA – для всех новых ПК. Если вы не найдете IDE привода для своего старого ПК, то вам нужно будет приобрести SATA привод и PCI-SATA контроллер.

Определяете какой привод вам нужен: DVD-RW (еще называют DVD Super Multi) или Blu-Ray (более дорогой привод для дисков одноименного формата). Если вы не имеете Blu-Ray дисков и не знаете зачем вам это нужно, то такой привод вам не нужен).

Выбираем популярных производителей: ASUS, LG, Samsung и выбираем самую дешевую из имеющихся моделей, они практически ничем отличаться не будут. Если вы любите перестраховываться, то можете выбрать самую дорогую модель, разница в цене будет мизерной (не более 5$).

Можно так же приобрести привод таких производителей как: BENQ, HP, Lite-On, Pioneer, которые могут обладать специальными режимами записи и фирменным программным обеспечением, если вы знаете зачем это нужно. Обычным пользователям это не понадобиться, а вот проблем при гарантийном обслуживании может добавить.

На что стоит обратить внимание, так это на цвет. Он бывает: черный, серебристый и белый (уже встречается редко). Это важно если вы хотите, что бы привод гармонично вписывался в дизайн корпуса вашего ПК. Если корпус вашего ПК черный или серебристый, то больше подойдет черный цвет. Кроме того, черная панель привода выполнена из черного пластика, в то время как серебристая всегда является окрашенной и в процессе эксплуатации краска может стираться.

DVD-привод стоит – 20-30$. Оптимальная цена 25$.

Самый дешевый Blu-Ray привод стоит 65$. Оптимальная цена 75-85$.

Вот и всё друзья. Очень надеемся что мы помогли вам выбрать жесткий диск для вашего компьютера!