|

Накопитель на жёстких магнитных дисках или НЖМД (англ. hard (magnetic) disk drive, HDD, HMDD), жёсткий диск, в компьютерном сленге «винчестер» — запоминающее устройство (устройство хранения информации) произвольного доступа, основанное на принципе магнитной записи. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров.
Характеристики
Интерфейс (англ. interface) — техническое средство взаимодействия 2-х разнородных устройств, что в случае с жёсткими дисками является совокупностью линий связи, сигналов, посылаемых по этим линиям, технических средств, поддерживающих эти линии (контроллеры интерфейсов), и правил (протокола) обмена. Современные серийно выпускаемые внутренние жёсткие диски могут использовать интерфейсы ATA (он же IDE и PATA), SATA, eSATA, SCSI, SAS, FireWire, SDIO и Fibre Channel.
Ёмкость (англ. capacity) — количество данных, которые могут храниться накопителем. С момента создания первых жёстких дисков в результате непрерывного совершенствования технологии записи данных их максимально возможная ёмкость непрерывно увеличивается. Ёмкость современных жёстких дисков (с форм-фактором 3,5 дюйма) на сентябрь 2011 г. достигает 4000 ГБ (4 Терабайт) и близится к 5 Тб[5]. В отличие от принятой в информатике системы приставок, обозначающих кратную 1024 величину (см.: двоичные приставки), производителями при обозначении ёмкости жёстких дисков используются величины, кратные 1000. Так, ёмкость жёсткого диска, маркированного как «200 ГБ», составляет 186,2 ГиБ.[6][7]
Физический размер (форм-фактор) (англ. dimension). Почти все современные (2001—2008 года) накопители для персональных компьютеров и серверов имеют ширину либо 3,5, либо 2,5 дюйма — под размер стандартных креплений для них соответственно в настольных компьютерах и ноутбуках. Также получили распространение форматы 1,8 дюйма, 1,3 дюйма, 1 дюйм и 0,85 дюйма. Прекращено производство накопителей в форм-факторах 8 и 5,25 дюймов. Время произвольного доступа (англ. random access time) — среднее время, за которое винчестер выполняет операцию позиционирования головки чтения/записи на произвольный участок магнитного диска. Диапазон этого параметра — от 2,5 до 16 мс. Как правило, минимальным временем обладают серверные диски (например, у Hitachi Ultrastar 15K147 — 3,7 мс[8]), самым большим из актуальных — диски для портативных устройств (Seagate Momentus 5400.3 — 12,5 мс[9]). Для сравнения, у SSD-накопителей этот параметр меньше 1 мс.
Скорость вращения шпинделя (англ. spindle speed) — количество оборотов шпинделя в минуту. От этого параметра в значительной степени зависят время доступа и средняя скорость передачи данных. В настоящее время выпускаются винчестеры со следующими стандартными скоростями вращения: 4200, 5400 и 7200 (ноутбуки), 5400, 5900, 7200 и 10 000 (персональные компьютеры), 10 000 и 15 000 об/мин (серверы и высокопроизводительные рабочие станции). Увеличению скорости вращения шпинделя в винчестерах для ноутбуков препятствует гироскопический эффект, влияние которого пренебрежимо мало в неподвижных компьютерах.
Надёжность (англ. reliability) — определяется как среднее время наработки на отказ (MTBF). Также подавляющее большинство современных дисков поддерживают технологию S.M.A.R.T.
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.
Пример:
Общие характеристики |
Линейка |
Barracuda 7200.12 |
Тип |
HDD |
Назначение |
для настольного компьютера |
Форм-фактор |
3.5" |
Характеристики накопителя |
Объем |
160 Гб |
Объем буфера |
8 Мб |
Скорость вращения |
7200 rpm |
Интерфейс |
Интерфейс |
SATA III |
Внешняя скорость передачи данных |
600 Мб/с |
Поддержка NCQ |
есть |
Временные характеристики |
Среднее время задержки (Latency) |
4.17 мс |
Механика/Надежность |
Ударостойкость при работе |
70 G |
Ударостойкость при хранении |
350 G |
Уровень шума работы |
26 дБ |
Уровень шума простоя |
27 дБ |
-
Общие характеристики |
Линейка |
Barracuda 7200.12 |
Тип |
HDD |
Назначение |
для настольного компьютера |
Форм-фактор |
3.5" |
- Линейка
-
Производитель жесткого диска фирма - seagate, модельный ряд Barracuda .
- Тип
-
Тип накопителя. Все накопители (или жесткие диски, как их традиционно называют) можно разбить на три типа: HDD, SSD и гибридный.
-
HDD (Hard Drive Disk) — традиционный тип накопителя, в котором данные записываются на вращающиеся магнитные диски. Именно этот тип накопителей преобладает на рынке. HDD отличаются большой емкостью, низкой ценой, продолжительным сроком службы. Недостатки таких накопителей связаны с их конструкцией. HDD боятся механических воздействий (тряски, ударов), особенно во время работы.
-
Гибридный накопитель может сохранять данные как на магнитные пластины, так и на встроенную флэш-память. В первую очередь информация записывается на флэш-память, а после ее заполнения переписывается на магнитный носитель. При такой схеме работы повышается скорость переноса данных, увеличивается срок службы механики жесткого диска и снижается потребление электроэнергии. Гибридные накопители находят применение прежде всего в ноутбуках и других мобильных устройствах.
-
Твердотельный накопитель, или SSD (Solid State Disk), — устройство для хранения данных, в котором используется твердотельная память (обычно построенная на микросхемах флэш-памяти). Твердотельный накопитель может полностью заменить обычный HDD (Hard Drive Disk) с магнитным диском: его интерфейс и установочные размеры точно соответствуют общепринятым стандартам. SSD-диск обладает определенными преимуществами, которые выгодно отличают его от HDD. Он работает бесшумно, не боится механических воздействий, в большинстве случаев обеспечивает более высокую скорость передачи данных. Область применения этого устройства — мобильные компьютеры и высоконадежные серверные системы. Основным недостатком твердотельных дисков является высокая цена.
- Назначение
-
Тип жесткого диска. Жесткие диски условно можно разделить на четыре типа: внешние, диски для настольных компьютеров, для ноутбуков и для серверов. Каждый тип обладает конструктивными особенностями, делающими его применение наиболее целесообразным в определенных случаях. Жесткие диски для настольных компьютеров традиционно изготовляются размером 3.5", имеют скорость вращения 5400 или 7200 об/мин и интерфейс подключения IDE или SATA. Жесткие диски для серверов имеют более высокую скорость вращения (до 15000 об/м). Для подключения в них используются различные модификации параллельного (SCSI) или последовательного (SATA, SAS) интерфейсов. Т.к. эти диски применяются в системах, требующих повышенной надежности хранения информации, они имеют более высокое качество изготовления и время безотказного функционирования превышающее 1000000 часов наработки на отказ. До недавнего времени жесткие диски для серверов имели ширину 3.5". Сегодня стали появляться 2.5-дюймовые модели. Использование таких накопителей позволит уменьшить размеры серверов и снизить их энергопотребление. Портативные внешние жесткие диски позволяют практически полностью решить проблемы, связанные с транспортировкой объемных файлов, будь то видеофильмы, издательские или дизайнерские материалы или большие музыкальные архивы. Такой мобильный носитель состоит из 2.5" или 3.5"-жесткого диска и контроллера для подключения к требуемому порту. Контролеры, в свою очередь, могут подключаться к компьютеру через интерфейс USB 2.0 или FireWire (1394). Устройство имеет компактные габариты и небольшой вес, что позволяет носить его в сумке или даже во внутреннем кармане пиджака. Стационарные внешние жесткие диски могут состоять из одного или нескольких накопителей, они могут иметь достаточно большие вес и размеры, для их работы может потребоваться отдельное питание, но при этом они позволяют хранить большой объем информации. Жесткие диски для ноутбуков имеют размер 2.5" и 1.8", скорость вращения 4200 или 5400 об/мин. Следует отметить, что из-за конструктивных особенностей, тепловыделение и уровень шума жестких дисков такого типа существенно ниже, чем у винчестеров, используемых для настольных компьютеров и серверов. Покупая внешние винчестеры и жесткие диски для ноутбуков, следует особенно обратить внимание на ударостойкость.
- Форм-фактор
-
Форм-фактор жесткого диска. Все выпускаемые жесткие диски имеют стандартные размеры и посадочные отверстия для крепления. В ПК, ноутбуках или серверах для установки жесткого диска имеются специальные установочные места определенного форм-фактора. Для внешних накопителей этот параметр указывает стандарт жесткого диска, который используется в накопителе. Форм-факторы жестких дисков: 1", 1.3", 1.8" 2.5" 3.5". Цифра указывает ширину HDD в дюймах. Чем меньше эта цифра, тем меньше его размеры и вес. Разъемы для подключения у некоторых малогабаритных накопителей могут отличаться, поэтому перед покупкой уточните, подойдет ли он к вашему устройству.
-
-
Характеристики накопителя |
Объем |
160 Гб |
Объем буфера |
8 Мб |
Скорость вращения |
7200 rpm |
- Емкость(объем) (от 1.0 до 18432.0 Гб)
-
Физический объем жесткого диска, т.е. количество байт данных, которое может уместиться на жестком диске. Емкость является главным параметром жесткого диска и определяется рядом факторов - поверхностной плотностью записи, размером и количеством дисковых пластин. Физический объем HDD определен изначально и состоит из объема, занятого служебной информацией, и объема, доступного пользовательским данным. Реальный объем жесткого диска всегда немного меньше емкости, указанной производителем. Причина в том, что изготовители указывают объем диска, исходя из того, что в одном гигабайте 1000 мегабайт, в то время как их там 1024.
- Объем буфера (от 1.0 до 512.0 Мб)
-
Современные жесткие диски обязательно имеют оперативную память, которую называют кэшем или буфером. Это память, предназначенная для хранения данных, обращение к которым происходит наиболее часто. Данные при этом считываются не с дисковой пластины, а из буфера, что обеспечивает более высокую скорость передачи данных. Увеличение объема буфера позволяет увеличить скорость передачи данных.
- Скорость вращения (от 3600 до 15000 rpm)
-
Параметр, характеризующий скорость вращения шпинделя жесткого диска. Чем больше этот параметр, тем быстрее происходит процесс обращения к информации, хранящейся на винчестере. В настольных компьютерах, как правило, используются жесткие диски SATA со скоростью вращения либо 5400 об/мин, либо 7200 об/мин. SATA-диски для ноутбуков имеют скорость вращения 4200 или 5400 об/мин для бюджетных моделей и 7200 об/мин для "продвинутых". Для SCSI-дисков минимальная скорость вращения пластин - 7200 об/мин, обычно скорость вращения пластин такого рода дисков составляет 10000 или 15000 об/мин. Следует учесть, что при возрастании скорости вращения, увеличивается температура корпуса жесткого диска, и диски со скоростью 7200 об/мин и выше требуют либо применения корпуса с продуманной конструкцией, обеспечивающий отвод тепла, либо дополнительного охлаждения диска внешним вентилятором.
-
-
Интерфейс |
Интерфейс |
SATA III |
Внешняя скорость передачи данных |
600 Мб/с |
Поддержка NCQ |
есть |
- Интерфейс SATA
-
Стандарт SATA, поддерживаемый жестким диском для подключения к компьютеру. На данный момент существует три версии интерфейса SATA: SATA 1.5Gb/s, SATA 3Gb/s, SATA 6Gb/s. Они различаются скоростью передачи данных и полностью совместимы между собой.
-
SATA 1.5Gb/s обеспечивает высокий уровень помехозащищенности и пропускную способность до 1.5 Гбит/сек.
-
SATA 3Gb/s (или SATA/300) - дальнейшее развитие интерфейса SATA 1.5Gb/s. Главное отличие от предыдущей версии состоит в удвоении скорости передачи данных (до 3 Гбит/с) и поддержке технологии NCQ. Помимо этого в новом стандарте появилась возможность "горячего" подключения/отключения жесткого диска, возможность подключения к одному порту до 15 устройств.
-
SATA 6Gb/s или SATA/600 - дальнейшее развитие интерфейса SATA 3Gb/s. Помимо увеличения скорости (до 6 Гбит/с) в новом интерфейсе реализовано улучшенное управление питанием. Все версии интерфейсов SATA совместимы между собой. При подключении устройств с разными версиями SATA скорость передачи данных будет ограничена более медленной версией.
- Внешняя скорость передачи данных (от 25.0 до 600.0 Мб/с)
-
Скорость, с которой осуществляется передача данных из буфера жесткого диска в оперативную память компьютера. Определяется типом и пропускной способностью интерфейса жесткого диска.
- Поддержка NCQ
-
NCQ (Native Command Queuing) - технология управления потоками команд для жестких дисков и контроллеров. Является расширенным протоколом команд Serial ATA (S-ATA). Данная технология позволяет винчестерам обрабатывать сразу несколько запросов, посылаемых процессором, и определять очередность их выполнения так, чтобы при этом достигалось максимальное быстродействие. Таким образом, жесткие диски с поддержкой NCQ повышают общую производительность системы.
-
-
Временные характеристики |
Среднее время задержки (Latency) |
4.17 мс |
- Среднее время задержки (Latency) (от 1.99 до 8.3 мс)
-
Время, за которое требуемые данные позиционируются под головками чтения/записи. Определяется производителем как время поворота диска на 180 градусов и зависит от скорости вращения шпинделя жесткого диска. Чем выше скорость вращения дисков, тем меньше значение времени задержки.
-
Механика/Надежность |
Ударостойкость при работе |
70 G |
Ударостойкость при хранении |
350 G |
Уровень шума работы |
26 дБ |
Уровень шума простоя |
27 дБ |
- Ударостойкость при работе (от 2 до 3000 G)
-
Уровень чувствительности жесткого диска к ударам в рабочем состоянии. Измеряется в единицах допустимой перегрузки, которую может выдержать винчестер. Чем показатель выше, тем лучше защищен диск от внешних воздействий. Этот параметр очень важен, если предполагается использовать диск в качестве переносного, так как задеть работающий мобильный диск очень легко. При стационарном использовании этот параметр не столь существенен, но все же представляет интерес, потому что в рабочем состоянии жесткий диск меньше всего защищен от внешнего воздействия (чувствительность к ударам в работающем состоянии в 5-10 раз выше, чем чувствительность в нерабочем состоянии).
- Ударостойкость при хранении (от 75 до 3000 G)
      
|
|