Как устроен жесткий диск компьютера (HDD)

Сегодня мы поговорим о том, что такое HDD накопители, какие они бывают, рассмотрим их характеристики. Узнаем какие из них являются лучшими, и какие HDD покупать не стоит.

Жёсткий диск — это накопитель информации, который применяется в компьютерах и ноутбуках, для установки на него операционной системы, драйверов, программ, а также для хранения всевозможных пользовательских файлов.

HDD — наполовину механическое, наполовину электронное устройство, состоящее из магнитных пластин, считывающих головок, шпинделя(мотора), и платы управления. Шпиндель, на котором закреплены магнитные пластины, раскручивает их до нескольких тысяч об. в минуту.
Считается, что чем выше крутящий момент шпинделя, то и скорость его чтения больше. Хотя к немаловажным факторам относятся: время произвольного доступа и плотность записи. HDD отличаются между собой скоростью, объёмом, ну и конечно надёжностью. Этот параметр им гарантирует фирма производитель.

Какие фирмы производители лучше?

Самыми надёжными и быстрыми считаются накопители фирмы Samsung. Фирма Hitachi выпускает тоже очень хорошие диски, но скорость у них меньше. Средним качеством обладают HDD фирмы Western Digital. Получилось так что эта фирма изначально стала выпускать свою продукцию на дешёвых фабриках, не имеющих высококлассного оборудования. Самым низким качеством производства устройств этого типа из известных брендов является некогда лидирующая американская фирма по электронике Seagate. Ну а фирмы Fujitsu и Toshiba сейчас вовсе не могут похвастаться качеством производства жёстких дисков.

Поэтому при выборе покупки HDD лучше выбрать либо Samsung, либо Hitachi. Они отличаются своими габаритами. На компьютеры устанавливаются HDD имеющие ширину диска 3,5 (дюйма), а на ноутбуки 2,5 (дюйма).
Скорость винчестера системного блока компьютера составляет более 7000 об.мин., но в продаже попадаются HDD с производительностью не выше 5500 об.мин. Такие низкооборотные экземпляры покупать не стоит. А вот накопители ноутбуков с частотой вращения 5400 об.мин. работают гораздо тише и не так греются.

Буфером у жёсткого диска называется кеш память, и служит для его ускорения. Она колеблется от 32 до 128 Мб. Хотя 32 Мб. будет и так достаточно для его нормальной работы. Скорость чтения и записи является одним из важнейших параметров, который очень сильно влияет на рабочую производительность устройства.

Скорость обмена информацией

Хорошим показателем для HDD принято считать скорость чтения 110 — 140 мб/с. Не следует покупать HDD со скоростью не превышающей 100 мб/с. Время произвольного доступа является вторым важным показателем производительности винчестера, после чтения и записи. Считается, что чем этот параметр меньше, тем лучше качество устройства. В основном он влияет на копирование и чтение маленьких файлов. Довольно неплохо, если время доступа HDD составляет 13 — 14 м.с. Носители данного типа бывают с двумя видами разъёмов. Это SATA 2 (более ранний) и SATA 3. Эти разъёмы совместимы между собой, поэтому это никак не отражается на работе накопителей и их скорости. За последние десять лет жёсткие диски совершенно не изменились. Поэтому и цена на них осталась примерно на том же уровне.

Жёсткий диск, HDD или винчестер – запоминающее устройство для постоянного хранения информации, основанное на принципе магнитной записи. HDD расшифровывается как Hard Disk Drive , отсюда и название – жёсткий: внутри корпуса устройства находятся диски из металла или стекла, на которых нанесено магнитное напыление. Именно на этот слой и записываются данные.

Сегодня на рынке HDD формата 3.5 дюйма представлены очень широко, причём есть разнообразие не только в объёме винчестеров, но и в скорости их работы, внутреннем устройстве, типе. В этих параметрах стоит разобраться, чтобы понять, какой жёсткий диск лучше приобрести.

Устройство и типы жёстких дисков

Как было сказано выше, жёсткий диск предназначен для постоянного хранения информации, и отличие его памяти от ОЗУ в том, что она энергонезависима – то есть сохраняется на носителе при отключении питания. Жёсткий диск представляет собой электромеханическое устройство, то есть имеет движущиеся детали, и состоит из нескольких основных частей.

Это интегральная схема, которая управляет процессами записи/чтения и работой диска. Она устанавливается поверх основного корпуса диска. В самом же корпусе спрятано сердце винчестера, состоящее из шпинделя (электромотора), который вращает диск; считывающей головки (коромысла), которое подвижно и считывает информацию непосредственно с поверхности носителя, и самих магнитных дисков памяти (их может быть разное количество, располагаются они один над другим, слоями).

На рынке сейчас распространены три типа жёстких дисков:

Дорогие модели HDD могут отличаться от дешёвых при равном объёме именно скоростью передачи данных, она будет заметно выше, благодаря многим факторам: может быть лучше оптимизирована кэш-память, иначе организован электро-механический узел, разное количество магнитных дисков на равный объём. Также зачастую дорогие диски более надёжны и устойчивы к внешним воздействиям.

Скорость передачи данных – совокупный результат всех остальных параметров и применённых в диске технологий, поэтому, если ваш выбор зависит в основном от скорости диска, то удобно ориентироваться именно по нему. Чем более диск скоростной, тем он будет дороже.

Какой объём выбрать?

· 250 - 500 ГБ – стоит выбрать как бюджетный вариант, или в офисный пк, когда не требуется большого объёма для хранения медиа-файлов. Для установки программ и системы, впрочем, места вполне хватит. Также небольшой объём, в случае скоростной модели, можно использовать исключительно для установки операционной системы, а данные хранить на более медленно диске большего объёма.
· 1 Тб - 4 ТБ – такой объём подойдёт для домашнего компьютера, хватит для хранения большой коллекции фильмов в hd-разрешениях. Объём минимум в 1 ТБ сейчас является стандартным для рядового пользователя.
· 5 - 10 Тб – максимальный объём для жёстких магнитных дисков на сегодня. Обойдётся вам весьма дорого, и скорее необходим при работе с большими объёмами файлов, например, при профессиональном монтаже. Как вариант – создание RAID массива такого же объёма из дисков по 1-2 ТБ, что позволит увеличить скорость.

На что ещё обратить внимание?

· Оптимизация под RAID-массив . Понадобится, если вы хотите создать массив из нескольких дисков. Смысл в том, что вместо нескольких отдельных дисков система начинает видеть один объединённый, что в разных типах массива повышает скорость или надёжность. Однозначно стоит выбирать, если вам нужна максимальная надёжность или максимальная скорость в массиве.

Жёсткий диск («винчестер», hdd, hard disc drive — eng.) — накопитель информации основанный на магнитных пластинах и эффекте магнетизма.

Применяется повсеместно в персональных компьютерах, ноутбуках, серверах и так далее.

Устройство жёсткого диска. Как жёсткий диск работает.

В полу герметичном блоке находятся двусторонние пластины, с нанесённым на них магнитным слоем , посаженные на вал двигателя и вращающиеся со скоростью от 5400 оборотов в минуту.Блок не совсем герметичен, но самое главное он не пропускает мелкие частицы и не допускает перепадов влажности . Всё это пагубно сказывается на сроке службы и качестве работы жёсткого диска.

В современных жёстких дисках, для вала используются . Это даёт меньший шум при работе, значительно увеличивает долговечность и уменьшает шанс заклинивания вала из-за разрушившегося .

Считывание и запись производится с помощью блока головок .

В рабочем состоянии, головки парят над поверхностью диска на расстоянии ~10нм . Они имеют аэродинамическую форму и поднимаются над поверхностью диска за счёт восходящего потока от крутящейся пластины. Магнитные головки могут находится с двух сторон пластины, если с каждой стороны магнитного диска нанесены магнитные слои.

Соединённый блок головок имеет фиксированное положение , то есть головки перемещаются все вместе.

Всеми головками, управляет специальный привод основанный на электромагнетизме .

Неодимовый магнит создаёт магнитное поле , в котором с высокой скоростью реакции под воздействием тока, может перемещаться блок головок. Это лучший и самый быстрый вариант перемещения блока головок, а ведь когда то блок головок перемещался механически, с помощью шестерёнок.

Когда диск выключается, чтобы головки не опустились на диск и не повредили его, они убираются в зону парковки головок (парковочная зона, parking zone).

Это также, позволяет без особых ограничений транспортировать выключенные жёсткие диски. В выключенном состоянии, диск может выдержать большие нагрузки и не повредиться. Во включенном состоянии, даже небольшой толчёк под определённым углом может разрушить магнитный слой пластины или повредить головки при касании о диск.

Помимо герметичной части, у современных жёстких дисков есть наружная плата управления . Когда то, все платы управления были вставлены в материнскую плату компьютера в слоты расширения. Это было не удобно в плане универсальности и возможностей. Сейчас у жёстких дисков, вся управляющая диском электроника, и интерфейса расположены на небольшой плате в нижней части жёсткого диска. Благодаря этому, можно настроить каждый диск под определённые, выгодные с точки зрения его строения параметры, давая ему выигрыш в скорости, либо более тихую работу к примеру.

Для подключения интерфейса и питания используются стандартные общепринятые разъёмы / и Molex /Power SATA .

Особенности.

Жёсткие диски являются самыми ёмкими хранителями информации и относительно надёжными . Объёмы дисков постоянно растут, но в последнее время это связано с некоторыми сложностями и для дальнейшего расширения объёма, требуются новые технологии. Можно сказать, что жёсткие диски практически вышли на прямую в достижении максимальных возможностей. Распространению жёстких дисков в основном поспособствовало соотношение ценаобъём . В большинстве случаев, гигабайт объёма диска стоит меньше чем 2.5 рубля .

Плюсы и минусы жёстких дисков в сравнении с .

До появления твёрдотельных SSD (solid state drive ) — накопителей, у жёстких дисков не было конкурентов. Теперь у жёстких дисков есть направление куда нужно стремиться.

Минусы жёстких дисков (hard drive)(ssd) накопителями:

• низкая скорость последовательного чтения
• низкая скорость доступа
• низкая скорость чтения
• немного более низкая скорость записи
• вибрации и небольшой шум при работе

Хотя с другой стороны, у жёстких дисков есть другие, более весомые преимущества, к которым SSD накопителям стремиться и стремиться.

Плюсы жёстких дисков (hard drive) в сравнении с твёрдотельными (ssd) накопителями:

• значительно лучший показатель объёмцена
• лучший показатель надёжности
• больший максимальный объём
• при выходе из строя, в разы больший шанс восстановить данные
• лучший вариант для использования в медиа центрах, благодаря компактности и большому объёму 2.5 накопителей

О том, на что стоит обращать внимание при выборе жёсткого диска, можно посмотреть в нашей статье ««. Если вам необходим ремонт жесткого диска или восстановление информации, можно обратиться к .

HDD, жёсткий диск, винчестер… Все эти слова обозначают один и тот же компонент современного персонального компьютера, без которого его невозможно представить.

Раньше вся информация на компьютерах, которые в то время назывались вычислительными машинами, хранилась на устройствах, называемых перфолентами. Что из себя представляет перфолента? По сути, это кусок бумаги из картона, в которой сделаны специальные дырки. Но это «каменный век» компьютеров. Следующим этапом в развитии персональных компьютеров стала технология, называемая магнитная запись. Именно этот принцип и лежит в основе технологий функционирования современных винчестеров. Главное отличие жёстких дисков прошлого от современных моделей для рядовых пользователей - это объём информации, который можно записать на один носитель. Если раньше этот объём измерялся лишь килобайтами, то сегодня мы имеем дело с терабайтами. Увеличение объёма хранимой информации - это одно из главных достижений нынешних HDD.

Зачем и для чего нужен HDD?

Зачем нужен жёсткий диск (HDD) и как он используется непосредственно самой операционной системой компьютера? Как правило, любой компьютер хранит в себе ту либо иную информацию, а жёсткий диск - это то самое устройство, на котором информация и хранится. Сегодня это весьма важная функция для любого компьютера (хранение информации на цифровом носителе), поскольку без жёсткого диска нам, пользователям персональных компьютеров, пришлось бы иметь постоянный доступ в интернет или локальную сеть, а компьютеры без таких возможностей потеряли бы значительную долю своего функционала.

Говоря более «научным языком», винчестер - это запоминающий компонент любого ПК. Главная задача этого компонента - хранить информацию на протяжении длительного времени. Жёсткий диск, в отличие от «оперативки» компьютера (оперативной памяти), не является памятью, называемой энергозависимой. Что это значит? Представим, что вы работали на компьютера с каким-либо документом, сохранили его, а потом компьютер, естественно, выключили. Если бы память HDD была энергозависимой, то вся сохранённая вами информация была бы безвозвратно утеряна. Почему? Всё дело в том, что для нормальной работы энергозависимой памяти требуется постоянно включённое электропитание. Именно по такому принципу работает оперативная память компьютера, а вот память на жёстких дисках - нет, поскольку она не энергозависимая. По этой же причине этот тип памяти - самый лучший для хранения любой информации, будь то документы, фотографии, видеозаписи и т. п. Кстати, операционная система, как правило, устанавливается именно на жёсткий диск в специально предназначенный для этого раздел. Конечно, всё вышеперечисленное совершенно не означает, что на этом типе устройств информация хранится на протяжении десятилетий, наоборот, его нужно периодически «чистить», то есть удалять ненужную и лишнюю информацию.

Что означают термины HDD, винчестер и жёсткий диск?

Что же означает HDD? Ответ звучит так: HDD - это накопитель на жёстких дисках, использующий магнитный принцип работы. Аббревиатура с английского языка (hard disk drive) переводится как жёсткий диск. В эту аббревиатуру можно добавить и слово magnetic, что означает магнитный.

Кстати, а почему именно жёсткий? Что такое жёсткий диск компьютера? Почему не мягкий? Здесь тоже нет никаких секретов. Всё дело в том, что внутри этого типа устройств находятся специальные пластины. Пластины твёрдые, собственно, в этом и состоит объяснение этого названия. Разве что, можно сказать пару слов про дискеты, появившиеся примерно в то же время, что и винчестеры. Так вот эти дискеты, а именно их магнитные диски, были мягкие. Так что всё логично и закономерно.

Что касается слова винчестер, то здесь всё несколько сложнее. Причина появления этого названия - как ни странно, переплетается с обозначением самой настоящей винтовки. В 1973 году мир увидел модель HDD 3340, имевшей инженерное обозначение 30-30 (Два модуля по 30 мб). Это обозначение перекликалось с названием патронов 30-30 Winchester. Всё просто.

Как же выглядят эти устройства внутри персонального компьютера?

Сейчас самые популярные модели HDD имеют размеры в 2.5 или 3.5 дюйма. Последние используются в обычных ПК, а форм-фактор 2.5 дюйма предназначен для ноутбуков и переносных версий устройств.

Первое, что стоит сказать, так это то, что в мире компьютерных технологий всё совершенствуется, причём достаточно быстро, и ситуация с нашим типом устройств - не исключение. Как сегодня? Сейчас самые популярные модели HDD имеют размеры в 2.5 или 3.5 дюйма. Последние используются в обычных ПК, а форм-фактор 2.5 дюйма предназначен для ноутбуков и переносных версий устройств. В старых ПК можно встретить и диски с другими размерами, однако они являются устаревшими и в современных компьютерах обычно не используются. Какие размеры уже устарели? По большому счёт - все, кроме вышеперечисленных. Раньше HDD имели формат в 8 и 5.25 дюймов.

Объём памяти современных винчестеров.

Для большинства пользователей размер памяти выглядит ключевым показателем в выборе наиболее подходящей модели для использования. Говоря о компьютерах по-русски, можно сказать прямо - всем плевать на все технические характеристики (шум, скорость работы) кроме одной. Как вы уже догадались, это именно объём информации, который можно уместить на диске. Неважно что жёсткий диск может работать шумно и медленно, главное - сколько на него «влезет». Вот что волнует абсолютное большинство пользователей. Тем более, что многие другие характеристики в глазах обывателей выглядят не столь значимо, а вот количество свободного места - основной показатель. Конечно, бывают пользователи, которые обращают внимание на показатели шума, энергопотребления и другие второстепенные характеристики любого винчестера, однако они - в меньшинстве.

Вообще, при выборе памяти для своего компьютера стоит помнить про одну хитрость производителей. Указывая объём памяти устройства, они округляют все значения, поэтому реальный объём памяти окажется немного меньше, чем указано на упаковке. Всё дело в том, что производители округляют показатели таким образом, что в одном килобайте оказывается 1000 байт, а не 1024. Отсюда и «погрешность». Можно ли с этим как-то бороться? По большому счёту нет, но это можно использовать, а как это сделать мы рассказываем по-русски: попробуйте использовать этот факт (округление в пользу производителя) в свою пользу: поторгуйтесь с продавцом, указывая на меньший объём реальной памяти жёсткого диска вместо заявленного. А вдруг получится сэкономить? Купите себе печеньку)

Многие из вас знают, что вся информация на компьютере, представленная в виде файлов и папок, хранится на жестком диске. А вот, что такое жесткий диск и для чего он предназначен, правильно ответят не многие. Людям, далёким от программирования очень тяжело представить, каким образом можно хранить информацию на какой-то железяке. Это ведь не шкатулка и не лист бумаги, на котором можно эту самую информацию можно записать и спрятать в шкатулку. Да, жесткий диск это не шкатулка с письмом.

Жесткий диск (HDD, HMDD-от англ. hard (magnetic) disk drive) – это магнитный носитель информации. На компьютерном сленге его называют «винчестер». Он предназначен для хранения информации в виде фотографий, картинок, писем, книг различных форматов, музыки, фильмов, и т.п. Внешне это устройство совсем не похоже на диск. Скорее оно похоже на небольшую прямоугольную железную коробочку.

Внутреннее устройство жесткого диска похоже на старый проигрыватель виниловых пластинок.

Внутри этой металлической коробочки есть круглые алюминиевые или стеклянные пластины-диски, находящиеся на одной оси, по которым перемещается считывающая головка. В отличие от проигрывателя, головка жесткого диска в рабочем режиме не касается поверхности пластин.

Для удобства работы жесткий диск делят на несколько разделов. Это разделение условное. Осуществляется такое при помощи операционной системы или специальными программами. Новые разделы называют логическими дисками. Им присваиваются буквы С, D, E или F. Обычно устанавливается на диск C, а файлы и папки хранят на других дисках, чтобы при крахе системы ваши файлы и папки не пострадали.

Посмотрите видеоролик о том, что такое жесткий диск:

Основные характеристики жестких дисков

• Форм-фактор – это ширина жесткого диска в дюймах. Стандартный размер для настольного компьютера 3.5 дюйма, а для ноутбуков 2.5 дюйма;
• Интерфейс – в современных компьютерах используется подключения к материнской плате SATA различных версий. SATA, SATA II, SATA III. В старых компьютерах используется интерфейс IDE.
• Ёмкость – это максимальное количество информации, которое может хранить жесткий диск, измеряется в гигабайтах;
• Скорость вращения шпинделя – это количество оборотов шпинделя в минуту. Чем больше скорость вращения диска, тем лучше. Для операционных систем необходимо ставить диски от 7 200 об/мин и выше, а для хранения файлов можно устанавливать диски с меньшей скоростью.
• Время наработки на отказ – это среднее время безотказной работы, расчитанное производителем. Чем оно больше, тем лучше;
• Время произвольного доступа — это среднее значение времени, требуемое головке для позиционирования на произвольном участке пластины. Величина не постоянная.
• Ударостойкость – это способность жесткого диска переносить смену давления и удары.
• Уровень шума, который издает диск во время работы, измеряется в децибеллах. Чем он меньше, тем лучше.

Сейчас уже есть диски SSD (solid-state drive в простом переводе — твёрдотельный накопитель), которые не имеют ни шпинделя, ни пластин. Это запоминающее устройство на основе микросхем памяти.