HDD – досить складно сконструйований сховище, яке при цьому відрізняється досить простим принципом роботи. ПРО те, з чого складається такий девайс, як пише і читає дані, а також про інші цікавих і корисних речах розповідає ця стаття.
Пристрій жорсткого диска
Вінчестер складається з багатьох елементів. Так, його фізична структура представлена комплектом пластин, які ще називають дисками. Їх покриває магнітний шар – плоттер. Обертається вал – шпиндель – служить сполучною деталлю. Є ще намагнічені головки. Кожна з них рухається по одній з пластин, таким чином зчитуючи і записуючи інформацію.
Примітка: диски мають товщиною приблизно в пару міліметрів. Їх найчастіше роблять з металу, але зустрічаються і керамічні, скляні варіанти.
Обидві поверхні пластин задіяні під час запису файлів. Шпиндель крутиться на одній і тій же швидкості. Наприклад, у терабайтного WD 3.5" SATA 3.0 за хвилину повертається 7200 раз.
Дані пишуться по треках – концентричних доріжках. Вони поділені на сектори, які містять конкретний інформаційний об'єм .
Інфообмен між оперативною пам'яттю системи і накопичувачем відбувається поетапно і виражений кластером. Він являє собою ціле число, складається з ланцюжка розташованих послідовно секторів: 1, 2, 3, 4 і т. д.
Доріжки «хард-року», розміщені на різних частинах пристрою, але які мають один і той же номер, називають циліндром.
Примітка: жорсткі носії бувають двох типів – внутрішні і зовнішні. Їх механічна частина практично ідентична. Відмінності – лише в інтерфейсі підключення і корпусі. Внутрішні апарати підключаються по SATA, а портативні – по USB. Переносні моделі укладені в корпуси, які захищають їх від зовнішнього впливу.
Історія: Хто і як винайшов перший жорсткий диск: 4 епохи історії HDD
Принцип роботи жорсткого диска
Цей розділ тісно перегукується з попереднім.
Інформаційні носії магнітного типу мають досить складну будову, а ось принцип їх функціонування досить простий. Що потрібно знати:
1. Двигун, який обертає диск, включається при подачі живлення на пристрій і залишається включеним до його зняття. Виходить, якщо девайс включений в ПК, він працює, поки користувач не вимкне системник.
Примітка: якщо в розділі під назвою «Power Management» в Біосе був змінений параметр відключення HDD в разі відсутності звернення до нього, то двигун може вимкнути сама підсистема.
2. Кожна пара головок одягнена на «вилку», яка охоплює кожен диск. Ця «вилка» переміщається над поверхнею. За це відповідає спеціальний серводвигун – НЕ кроковий, хоча таке оману зустрічається досить часто.
3. У всіх хдд є запасні сектора. Схема керування апаратом задіє їх, якщо пошкоджується якийсь із основних.
Підбірка: ТОП-5 кращих HDD на 2 TB – Рейтинг внутрішніх жорстких дисків на 2000 Гб
Магнітний принцип читання і запису інформації
Інформація пишеться на магніточутливого матеріал. Таке покриття дуже тонке (кілька мікрометрів) і володіє доменної структурою.
Рада: якщо потрібен місткий носій, наприклад, для відеоігор, то трехтерабайтний WD30EFRX підійде. Він здатний передавати 1200 Мбіт даних в секунду.
Такий домен є малесенького розміру областю, яка міститься в феромагнітних зразках і намагнічена однорідним чином. Вона відокремлена від сусідніх з нею таких же зон тоненькими перехідними прошарками. Їх називають межами.
Гвинти записують і зчитують інфо за таким принципом:
- В той час, поки діє зовнішнє силове поле, його лінії рухаються в напрямку, який відповідає доменним областям. Після того, як припиняється дія, залишаються ділянки, які стають намагніченими. За рахунок цього і здійснюється збереження даних.
- Коли записуються файли, головка формує зовнішнє поле, про який говорилося в попередньому пункті. Коли дані прочитуються, області залишкової намагніченості, які опинилися навпроти, утворюють в ній електрорушійну силу.
- Спрямованість ЕРС змінюється за конкретний часовий проміжок. Такий процес представлений у вигляді одиниці в двійковій системі. Якщо ж нічого не змінюється, процес ототожнюється з 0.
- Закріплена на кронштейні головка рухається над необхідної доріжкою. Коли диск повертається, вона розміщується якраз над потрібним сектором.
- Все головки рухаються в один і той же час, при цьому вони зчитують дані з однакових треків різних пластинок.
Рекомендація: якщо необхідно компактне переносне сховище, підійде варіант в прогумований корпус. TS500GSJ25M3S якраз такий.
- Внутрішня поверхня сховища представляється розміщеними поспіль точковими позиціями, які представляють собою біти інформації. Так як точне їх місце розташування не можна визначити, щоб записати дані, потрібні мітки. Вони наносяться заздалегідь і грають роль навігатора. Щоб їх створити, диск і розбивається по треках і секторам – форматується.
- Організація доступу до даних, які розташовані на хдд, здійснюється завдяки пересуванню головки по радіусу диска, а також за рахунок збільшення оборотів шпинделя.
Порівняння: SSD або HDD – що краще: відмінності 2 видів накопичувачів
Логічне пристрій вінчестера
Для початку роботи з магнітним сховищем потрібно попередньо нанести навігаційні мітки. Потрібно зробити розділи, визначити об'єм кожного з них, іншими словами, розмітити томи.
Форматування відбувається всього на 2 рівнях. Перший – низькорівневий, називається також фізичним. Другий же – високорівнева, іменується логічним.
Як все відбувається на 1-му рівні
В це у разі відбувається поділ диска на сектори, розташовані уздовж треків. Крім цього визначаються пошкоджені ділянки, які позначаються системою. Це потрібно для того, щоб уникнути їх використання під час запису даних в майбутньому і запобігти втраті інформації.
Кожен сектор – інформаційна одиниця, у якій є персональну адресу – шлях, який містить номери. Вказується сторона носія магнітного типу, трек і сам сектор на ньому. Це дозволяє отримати доступ до інформаційної одиниці.
У такому форматуванні немає необхідності для власника: HDD вже з заводу надходять в підготовленому вигляді.
Рекомендація: для сервера необхідний швидкий, надійний жорсткий, на кшталт місткого 843268-B21 захистом від кібератак.
Низькорівневе форматування потрібно, якщо:
- виявлений збій в нульовому треку, про який свідчать проблеми при завантаженні з жорсткого, але сам диск у цей час перебуває за межами покриття
- користувач вирішить встановити накопичувач з раніше придбаного ним ПК або лептопа в нову збірку;
- гвинт був відформатований для роботи з іншого ОС, наприклад Linux;
- Hard Drive починає працювати некоректно, і базові методи відновлення не вирішують проблему.
Важливо врахувати, що фізичне форматування – сильнодіючої метод. При його застосуванні інформація, яка знаходиться в пам'яті накопичувача, стирається без можливості відновлення. Перед початком процесу краще переконатися в тому, що всі важливі дані перенесені на сторонній носій.
Після такого процесу необхідна розмітка на логічні частини – томи. Наприклад: С – під ПО і операційну, D – під мультимедіа і інші файли. Том являє собою місце на накопичувачі, яке працює як незалежна сховище.
За фактом, в системі встановлений один девайс, але поділивши його на системний і призначений для користувача розділи, можна відформатувати при необхідності лише одну з частин. Наприклад, першу – для переустановлення ОС без втрати призначених для користувача даних, або навпаки: видалити всі особисті документи, файли, не зачіпаючи програмну частину.
Другий рівень
Таке форматування – це більш простий процес, ніж низькорівневий варіант.
Один з найпростіших способів виконання процедури – це завантажити з носія спеціальну програму FORMAT. Ще простіше – скористатися базовими інструментами WINDOWS.
Що робити:
- Увійти в «Мій Комп'ютер».
- Вибрати диск, який потребує форматування.
- Клікнути мишкою (права клавіша).
- У меню вибрати однойменний пункт.
Цікаво: захист трехтерабайтного портативного HDD Armor A60 вологи, тряски, відповідає військовим стандартам.
Такий спосіб – найлегший і швидкий. Він використовується, коли диск потрібно просто повністю очистити. Застосовуючи спеціальне ПЗ, можна виконати і інші операції, які в майбутньому зроблять роботу з інформаційним простором комфортніше.
Під час високорівневого процесу на магнітному носії утворюється в загальній зоні. Вона включає в себе три частини:
- сектора завантаження, а також таблицю розділів – Boot reсord;
- FAT – це таблиці, в яких зберігаються номери доріжок, секторів з файлами;
- Root Directory – коренева папка.
Дані записуються по частинах, через кластер. Накопичувач може бути поділений на кілька томів або два жорстких носія можна об'єднати в один логічний.
Рада: якщо необхідний компактний, але місткий зовнішній носій, то настільний WDBWLG0040HBK-EESN Він укладений в тонкий 3,5" корпус, здатний зберігати 4 терабайта даних.
Рекомендується створювати як мінімум два розділи, але їх може бути і більше. На кожен з них, виходячи із загального об'єму накопичувача, користувач може виділити необхідний простір. Це дозволить не тільки зберігати окремо системні і призначені для користувача файли, але відокремити робочі документи і розважальний контент. Знову ж таки, в разі виникнення збоїв іноді досить відформатувати лише один розділ, не втручаючись в роботу системи, і зберегти інші дані.
Форматування високого рівня – фінішна пряма. По завершенню процесу HDD буде повністю готовий працювати.
ТОП-добірка: зовнішніх жорстких дисків на 2 TB
Характеристики вінчестерів
Технічні показники пристроїв впливають на якість їх роботи, довговічність, місткість і ціну. Основні – розглядаються в таблиці.
Цікаво: внутрішній AL14SEB030N швидкістю передачі інформації – до 1568 мегабіт в одну мить, а також «живучістю» – показник напрацювання двигуна на відмову становить дві тисячі годин.
|
Основні характеристики накопичувачів на магнітних носіях
|
|
|---|---|
| Об'єм | Вимірюється в мегабайтах – Мб, гигабайтах – Гб, терабайт – Тб. Показник відображає максимальну місткість простору накопичувача. |
| Сучасні HDD здатні вміщати декілька терабайт даних. Оптимальний об'єм залежить від завдань. Для системного диска вистачає моделей до 1 Тб, для ресурсномістких графічних програм, ігор і мультимедіа потрібно більше. | |
| Примітка: зазвичай місця на диску трохи менше, ніж заявлено виробником, оскільки частина простору займає встановлене ПЗ. Наприклад, разом з WD20EZRZ користувач отримує безкоштовний доступ до софту для швидкого резервного копіювання. | |
| Форм-фактор | 3,5-дюйма стандартний варіант для стаціонарних збірок. |
| 2,5-дюйма частіше встановлюється в збірки компактні або ж в лептопи. У настільний ПК такий девайс теж стане, але тут вже може знадобитися перехідник. | |
| У більшості сучасних корпусів спеціально відведені місця під жорсткі носії інформації різних форм-факторів. | |
| Час доступу до файлів і швидкість запису даних | Чи впливають на продуктивність HDD диска. У характеристиках вказується середнє значення, яке необхідно апарату для отримання інформаційної одиниці. Воно показує, наскільки швидко механізм накопичувача буде зчитувати інформацію. |
| Чим вище показник, тим швидше жорсткий носій здатний обробити запит користувача. За рахунок цього скорочується час, необхідний диску, щоб записати інформацію. Наприклад, серверний 00WG700 здатний передати 1,2 гигабита даних в секунду. | |
| Швидкість обертання шпинделя | Вимірюється в оборотах на хвилину. Цей параметр, як і попередній, впливає на швидкодію вінчестера: від швидкості обертання залежить оперативність пошуку треку з потрібною інформацією. |
| Для більшості призначених для користувача завдань вистачає диска, чий шпиндель робить 5,4-7,2 тисячі оборотів в хвилину. Але це не межа: зустрічаються пристрої, шпинделі яких обертаються зі швидкістю до 15000 /Хв. Наприклад,A03-D300GA2. Але для домашніх ПК така швидкість не потрібна. Подібні «монстри» встановлюються в сервери безперервної дії. | |
| Об'єм буфера/кеш-пам'яті | Внутрішня пам'ять пристрою, яка відповідає за обробку, керування і зберігання файлів. Чим більше об'єм буфера, тим швидше здійснюється процес отримання доступу до файлів. Діапазон даного параметра становить близько 16-256 МБ. |
| Якщо магнітний носій буде використовуватися виключно як сховище інформації, то переплачувати за найвищі об'єми, як у WD101PURZ, немає сенсу. А ось якщо накопичувач потрібен як серверний – такий кеш згодиться. | |
| Зносостійкість | Позначається як інтенсивність відмов. Усередині HDD знаходяться механічні частини, які зношуються через певний період експлуатації. |
| У критичних ситуаціях механічний знос стає причиною безповоротної втрати інформації, яка зберігається на пристрої. Немає можливості точно визначити, яка з деталей рухомого механізму виявиться витривалішими, а яка прийде в непридатність першої. | |
| Однак в цій ситуації покладатися можна не тільки на відгуки користувачів про цікавій моделі вінчестера. Є гарантія від виробника, а в характеристиках прописується показник напрацювання мотора на відмову, який вимірюється в кількості годин. Наприклад, у WD1003FZEX цей показник становить аж 300 тисяч годин. | |
| Спосіб установки/підключення | Внутрішній накопичувач по SATA інтерфейсу і встановлюється безпосередньо в ПК або лептоп. |
| Зовнішній магнітний носійПІДКЛЮЧАЄТЬСЯ до девайсу по USB, МАЄ міцний корпус, що забезпечує захист внутрішнього механізму при струсі, ударах, падінні, а також сприяє зниженню вібрацій і шуму, видаваного механікою при активному режимі роботи. | |
| Цей варіант відмінно підходить в якості резервного сховища даних, або коли потрібно перенести солідний об'єм інформації, який флешка вмістити не в змозі. | |
| Цікаво: зовнішній вінчестер AC630 оснащений швидким USB 3.1, а також укладений в міцний протиударний корпус. | |
Корисно: Як відформатувати жорсткий диск – стандартні інструменти та 6 спеціальних утиліт
Особливості сучасних вінчестерів
Сучасні накопичувачі по продуктивності і можливостям значно зросли, якщо порівнювати з попередникам. Так, якщо говорити про внутрішні пристроях, то сучасний і вже став стандартом інтерфейс SATA 3 демонструє пропускну здатність в 6 Гбіт/с, що в два рази вище, ніж у моделей минулого покоління, в яких використовувався другий САТА.
Значно збільшено максимальний об'єм простору для зберігання даних, кеш-пам'ять, що особливо важливо при використанні магнітних носіїв в професійних цілях, коли мова йде про значному обсязі інформації та обробка даних ведеться без зупинки.
Деякі моделі вже з заводу оптимізовані під RAID-масиви (сукупність вінчестерів). При створенні дискового масиву підвищується рівень надійності зберігання інформації, зростають показники швидкості зчитування даних і записи файлів. Якщо з якихось причин один з накопичувачів прийде в непридатність, то інформація буде знаходитися на другому жорсткому. Слід пам'ятати, що при створенні або видаленні рейду, вся інформація на HDD, що входять в масив, видаляється. З цієї причини краще заздалегідь створити резерв.
Важливо: все диски в масиві повинні бути ідентичні щоб уникнути конфліктів комплектуючих. Також варто врахувати, що знадобиться внести зміни в налаштування БІОС, та й материнська плата підтримувати можливість створення RAID.
Портативні магнітні носії також не відстають. Сумісність з більш сучасними варіантами USB – 3.0 і 3.1 – позитивно впливає на швидкодію девайса. Є пристрої, на зразок цього StoreJet 2.5, з підключенням по ЮСБ Type-C. Користуватися такими зручно: не доведеться підбирати потрібну сторону, щоб увіткнути його в роз'єм. Об'єм буфера, власне сховища теж збільшився.
Для користувачів, які ведуть активний спосіб життя, знайдуться моделі з підвищеною стійкістю до Ударів. Для зберігання особистої інформації існують накопичувачі типу 0A65621. Вони оснащені цифровою панеллю і можливістю введення персонального пароля, без якого отримати доступ до даних, що зберігаються на вінчестері, неможливо.
При покупці деяких апаратів користувачам надається хмарне сховище, що дозволяє моментально отримати доступ до файлів з будь-якої точки світу. Така можливість є у власників Armor A75.
Крім того, портативні HDD можна підключати до маршрутизатора. Це дає можливість створити локальну мережу і відкрити доступ до файлів для всіх пристроїв, які знаходяться всередині цієї мережі. За рахунок такої функції можна транслювати аудіо- та відеоконтент, зберігати на гвинті гри і розважатися компанією, проходячи кооперативні онлайн-хіти. Правда, це можливо, тільки якщо роутер оснащений відповідним портом.
Будова жорстких носіїв представлено безліччю компонентів, однак принцип роботи таких сховищ досить простий: одна головка, яка рухається по магнітним пластин, пише інформацію, інша – зчитує дані.
Інструкція: Як підключити жорсткий диск до телевізора – 2 способи для двох типів HDD
Щоб вибрати хороший магнітний носій, необхідно враховувати його характеристики. Причому не тільки місткість, але і інші показники, які впливають на термін служби і продуктивність. Також при підборі відповідного HDD, слід придивлятися до перевірених брендів: реальні параметри моделей-ноунейм часто не відповідають заявленим, та й з гарантійним обслуговуванням можуть виникнути складності.
