Dowiedz się, co to jest HDD (dysk twardy): poznaj jego budowę, funkcje i historię. Poznaj także różnicę między dyskami HDD i SSD.
Co to jest HDD (dysk twardy) ?
Komputerowy dysk twardy (HDD) to nieulotne urządzenie do przechowywania danych. Nieulotne urządzenia pamięci masowej to takie, które zachowują zapisane dane po ich wyłączeniu. Wszystkie komputery potrzebują urządzenia pamięci masowej, a dyski twarde są tylko jednym z typów urządzeń pamięci masowej.
Dyski twarde są powszechnie spotykane w komputerach stacjonarnych, urządzeniach mobilnych, elektronice użytkowej i systemach pamięci masowej w centrach danych. Mogą one przechowywać systemy operacyjne, oprogramowanie i inne pliki za pomocą dysków magnetycznych.
Mówiąc dokładniej, dyski twarde kontrolują odczyt i zapis dysku twardego, który zapewnia przechowywanie danych. Dyski twarde są używane jako główne lub dodatkowe urządzenie pamięci masowej w komputerze.
Co to jest Android: wszystko, co musisz wiedzieć
Zwykle znajdują się we wnęce na dysk i są podłączone do płyty głównej za pomocą kabla Advanced Technology Attachment (ATA), szeregowego ATA, równoległego ATA lub kabla Small Computer System Interface (SCSI). Dysk twardy jest również podłączony do zasilacza i może przechowywać zapisane dane nawet po wyłączeniu zasilania.
Dysk twardy – często skracany jako dysk twardy – i dysk twardy to nie to samo, ale są one pakowane jako pojedyncza jednostka, a oba terminy mogą odnosić się do całego urządzenia.
Dlaczego komputery potrzebują dysków twardych?
Urządzenia pamięci masowej, takie jak dyski twarde, są używane do instalowania systemów operacyjnych, programów i dodatkowych urządzeń pamięci masowej, a także do zapisywania dokumentów. Bez urządzeń takich jak dyski twarde, które mogą przechowywać dane po ich wyłączeniu, użytkownicy komputerów nie byliby w stanie przechowywać programów, plików lub dokumentów na swoich komputerach.
Dlatego każdy komputer potrzebuje co najmniej jednego dysku, aby przechowywać dane tak długo, jak tego potrzebujesz.
Co to jest Micro LED? Wyświetlacze przyszłości.
Jak działają dyski twarde?
Dowiedzieliśmy się już, co to jest HDD, ale jak one działają? Większość podstawowych dysków twardych składa się z kilku talerzy – okrągłych dysków wykonanych z aluminium, szkła lub ceramiki – które są rozmieszczone wokół wrzeciona wewnątrz szczelnej komory.
Talerze są obracane przez silnik podłączony do wrzeciona. Komora zawiera również głowice odczytu/zapisu, które wykorzystują głowicę magnetyczną do zapisywania informacji na i ze ścieżek na talerzach. Dyski posiadają również cienką powłokę magnetyczną.
Silnik obraca talerze z prędkością do 15 000 obrotów na minutę. Gdy talerze się obracają, drugi silnik kontroluje pozycję głowic odczytu i zapisu, które magnetycznie zapisują i odczytują informacje z każdego talerza.
Pojemność dysku twardego
Niektóre z najpopularniejszych pojemności dysków twardych obejmują następujące:
- 16 GB, 32 GB i 64 GB. Ten zakres jest jednym z najniższych dla dysków twardych i jest zwykle spotykany w starszych i mniejszych urządzeniach.
- 120 GB i 256 GB. Ten zakres jest zwykle uważany za podstawowy dla urządzeń z dyskiem twardym, takich jak laptopy lub komputery.
- 500 GB, 1 TB i 2 TB. Około 500 GB lub więcej miejsca na dysku twardym jest ogólnie uważane za wystarczające dla przeciętnego użytkownika. Użytkownicy mogą najprawdopodobniej przechowywać całą swoją muzykę, zdjęcia, filmy i inne pliki na takiej ilości miejsca. Dla użytkowników z grami, które zajmują dużo miejsca, bardziej odpowiednie są dyski twarde o pojemności od 1 TB do 2 TB.
- Więcej niż 2 TB. Dyski o pojemności powyżej 2 TB są odpowiednie dla użytkowników, którzy pracują z plikami o wysokiej rozdzielczości, którzy muszą przechowywać lub hostować duże ilości danych lub którzy chcą wykorzystać tę przestrzeń do tworzenia kopii zapasowych i nadmiarowości.
Obecnie największa pojemność dysku twardego wynosi 20 TB. Jednak w rzeczywistości dysk twardy ma mniej miejsca, ponieważ część tej przestrzeni jest wykorzystywana przez system operacyjny, struktury systemu plików i niektóre procedury tworzenia kopii zapasowych danych.
Komponenty dysku twardego i współczynniki kształtu
Komponenty dysku twardego obejmują wrzeciono, talerz dysku, napęd, wspornik napędu oraz głowicę odczytu/zapisu. Chociaż termin ten może odnosić się do urządzenia jako całości, dysk twardy jest zbiorem połączonych ze sobą talerzy i częścią dysku twardego, która przechowuje i uzyskuje dostęp do danych na naładowanej elektromagnetycznie powierzchni.
Współczynnik kształtu dysku twardego to fizyczny rozmiar lub geometria urządzenia pamięci masowej. Współczynniki kształtu dysków twardych są zgodne z zestawem standardów branżowych, które definiują długość, szerokość i wysokość dysku, a także położenie i orientację złącza interfejsu hosta. Standardowy współczynnik kształtu pomaga określić ogólną kompatybilność z różnymi urządzeniami komputerowymi.
Najpopularniejszymi formatami dysków twardych dla systemów korporacyjnych są 2,5-calowe i 3,5-calowe, znane również jako small form factor (SFF) i large form factor (LFF). Rozmiary 2,5 cala i 3,5 cala wskazują przybliżoną średnicę talerzy w obudowach dysków.
Chociaż istnieją inne formaty, do 2009 roku producenci zaprzestali opracowywania formatów 1,3 cala, 1 cala i 0,85 cala. Należy również pamiętać, że choć wymiary nominalne podawane są w calach, rzeczywiste wymiary podawane są w milimetrach.
Wiele dysków półprzewodnikowych (SSD) jest również zaprojektowanych dla formatu HDD. Dyski SSD, które mieszczą się w tych samych wnękach co dyski HDD, zazwyczaj wykorzystują interfejs SATA lub szeregowy interfejs ACS (SAS) do przesyłania danych do i z systemu komputerowego.
Czym są zewnętrzne dyski twarde?
Większość dysków twardych znajduje się wewnątrz komputera i działa w sposób opisany powyżej. Użytkownicy mogą jednak również zakupić zewnętrzne dyski twarde. Zewnętrzne dyski twarde mogą być używane do rozszerzenia pojemności komputera lub jako przenośne urządzenie do tworzenia kopii zapasowych.
Zewnętrzne dyski twarde podłącza się do komputera lub urządzenia za pomocą interfejsów takich jak USB 2.0, USB-C lub zewnętrzny SATA (eSATA). Zewnętrzne dyski twarde mogą mieć również wolniejsze prędkości transferu niż wewnętrzne dyski twarde.
Główną zaletą zewnętrznego dysku twardego, oprócz możliwości rozszerzenia przestrzeni dyskowej na urządzeniu, jest jego przenośność. Użytkownicy mogą przechowywać dane z różnych urządzeń i fizycznie zabierać je ze sobą, gdziekolwiek się udają.
Typowe błędy dysków twardych
Dyski twarde mogą ulec awarii z różnych powodów. Generalnie można je jednak podzielić na sześć głównych kategorii.
- Usterka elektryczna występuje, gdy na przykład skok napięcia uszkadza obwody elektroniczne dysku twardego, powodując awarię głowic odczytu/zapisu lub płytki drukowanej. Jeśli dysk twardy włącza się, ale nie może odczytać lub zapisać danych lub uruchomić się, prawdopodobnie jeden lub więcej jego komponentów uległo awarii elektrycznej.
- Awaria mechaniczna może być spowodowana zużyciem, a także silnym uderzeniem, takim jak upadek. Może to spowodować na przykład uderzenie głowicy odczytu/zapisu w talerz, powodując nieodwracalne uszkodzenia fizyczne.
- Awaria logiczna występuje, gdy oprogramowanie dysku twardego jest zagrożone lub przestaje działać prawidłowo. Wszystkie rodzaje uszkodzeń danych mogą prowadzić do awarii logicznej. Mogą to być uszkodzone pliki, złośliwe oprogramowanie i wirusy, nieprawidłowe zamknięcie programu lub wyłączenie komputera, błąd ludzki lub przypadkowe usunięcie plików o krytycznym znaczeniu dla funkcjonowania dysku twardego.
- Awaria dysku twardego może wystąpić, gdy nośnik magnetyczny na obracającym się talerzu dysku twardego zostanie przemieszczony, uniemożliwiając dostęp do określonego obszaru na talerzu. Uszkodzone sektory są powszechne i często ograniczone w momencie ich wystąpienia. Jednak z biegiem czasu liczba uszkodzonych sektorów może wzrosnąć, ostatecznie prowadząc do awarii systemu, niedostępnych plików, zamrożenia lub spowolnienia dysku twardego.
- Awaria oprogramowania układowego występuje, gdy oprogramowanie wykonujące zadania konserwacji dysku i komunikujące się między dyskiem twardym a komputerem zostaje uszkodzone lub przestaje działać prawidłowo. Ten rodzaj awarii może powodować zawieszanie się dysku podczas uruchamiania lub powodować, że komputer, do którego podłączony jest dysk twardy, nie rozpoznaje lub błędnie identyfikuje dysk.
- Mogą również wystąpić liczne nieznane awarie, które kumulują się w czasie. Na przykład problem elektryczny może prowadzić do awarii mechanicznej, takiej jak awaria głowicy odczytu/zapisu. Może również prowadzić do awarii logicznej, która skutkuje wieloma uszkodzonymi sektorami na talerzach dysku twardego.
Co to jest HDD: historia jego powstania
Dysk twardy został stworzony w 1953 roku przez inżynierów IBM, którzy chcieli znaleźć sposób na zapewnienie losowego dostępu do dużych ilości danych przy niskich kosztach. Opracowane dyski były wielkości lodówki, mogły przechowywać 3,75 MB danych, a ich sprzedaż rozpoczęła się w 1956 roku. Memorex, Seagate Technology i Western Digital były innymi wczesnymi dostawcami technologii dysków twardych.
Wraz z rozwojem technologii, rozmiar dysków twardych stale się zmniejszał. W połowie lat 80. wprowadzono 3,5-calowe i 2,5-calowe formaty, które stały się standardem dla komputerów osobistych.
Gęstość dysków twardych rosła od czasu opracowania technologii. Pierwsze dyski twarde mogły przechowywać megabajty danych, podczas gdy obecnie są one mierzone w terabajtach. Hitachi Global Storage Technologies (HGST), obecnie marka Western Digital, wprowadziła na rynek pierwszy dysk twardy o pojemności 1 TB w 2007 roku. W 2015 roku firma HGST ogłosiła pierwszy dysk twardy o pojemności 10 TB. W 2021 r. firma Western Digital wprowadziła na rynek dwa dyski twarde o pojemności 20 TB.
Ewolucja dysków twardych i technologii
W 2013 roku firma Seagate Technology ogłosiła dyski twarde wykorzystujące technologię falistego zapisu magnetycznego (SMR). SMR zwiększa gęstość zapisu dysków twardych poprzez układanie ścieżek magnetycznych na każdym dysku warstwami, a nie równolegle.
Technologia ta nazywana jest kafelkową, ponieważ ścieżki nakładają się na siebie jak dachówki.
Firma HGST ogłosiła pierwszy dysk twardy wypełniony helem w 2012 roku. Hel jest mniej gęsty, chłodniejszy i lżejszy niż powietrze, zużywa mniej energii, zwiększa gęstość dysku i poprawia wydajność w porównaniu do tradycyjnych dysków twardych. W 2016 roku firma Seagate ogłosiła swój własny helowy dysk twardy o pojemności 10 TB.
W 2021 r. producent dysków Western Digital wprowadził dwa dyski twarde o pojemności 20 TB – Ultrastar DC HC560 i WD Gold HDD SATA klasy korporacyjnej. Obecnie 20 TB to największy dostępny rozmiar dysku twardego. Oba dyski twarde mają standardową 3,5-calową obudowę, ale są przeznaczone do różnych zastosowań.
Ultrastar DC HC560 jest przeznaczony dla dostawców pamięci masowej w chmurze, a także serwerów biznesowych, systemów bezpieczeństwa i sieciowych urządzeń pamięci masowej. Dyski WD Gold HDD są przeznaczone dla przedsiębiorstw z dużym obciążeniem aplikacji.
HDD kontra SSD (dysk półprzewodnikowy)
Główną alternatywą dla dysków HDD są dyski SSD, czyli dyski półprzewodnikowe.
W przeciwieństwie do dysków twardych, dyski SSD nie zawierają ruchomych części. Ponadto dyski SSD mają mniejsze opóźnienia niż dyski HDD, więc są często używane do przechowywania krytycznych danych, do których dostęp musi być szybki, a także w aplikacjach o wysokich wymaganiach we / wy.
Dyski SSD są skonfigurowane tak, aby zapewniać wysokie prędkości odczytu/zapisu dla sekwencyjnych i losowych żądań danych. Ponadto dyski SSD nie przechowują danych na nośnikach magnetycznych, więc prędkości odczytu pozostają niezmienne niezależnie od tego, gdzie dane są przechowywane na dysku. Dyski SSD uruchamiają się również szybciej.
To właśnie ze względu na te zalety, a także fakt, że dyski twarde są bardziej podatne na uszkodzenia, zaczynają być zastępowane przez dyski SSD.
Jednak pomimo faktu, że większość użytkowników komputerów PC zaczęła preferować dyski SSD, dyski twarde – wraz z taśmą magnetyczną – są nadal często używane do przechowywania dużych ilości danych. Wynika to częściowo z faktu, że dyski SSD są droższe niż dyski twarde pod względem ceny za gigabajt. Wiele systemów pamięci masowej klasy korporacyjnej jest wyposażonych w kombinację dysków twardych i SSD w celu obniżenia kosztów i zapewnienia lepszej wydajności.
Ponadto dyski SSD mają ograniczoną żywotność, co oznacza, że mają ograniczoną liczbę cykli zapisu przed spadkiem wydajności. W porównaniu do dysków twardych, dyski SSD ulegają szybszej awarii.
Źródło: https://www.techtarget.com/
