Современные компьютеры невозможно представить без накопителя на жестких магнитных дисках. На жесткий диск ставится операционная система, на нем же хранится информация. В продаже имеются харды различной емкости, скорости вращения, типоразмеров, способов подключения; внутренние и внешние диски. Кроме того, им на пятки наступают твердотельные накопители (SSD). Как разобраться во множестве моделей? >>>

Сложно представить, но первый жесткий диск IBM 350, поступивший в продажу в 1956 году, занимал блок размером с большой холодильник, весил около тонны и вмещал всего 3,5 Мб информации. С тех пор размеры и вес многократно уменьшились, зато возросли объем жестких дисков, скорость обмена информацией, улучшились другие характеристики.

Накопитель на жестких магнитных дисках в России имеет много названий: НЖМД, HDD, жесткий диск, винчестер, винт, хард, харддиск. Это устройство хранения информации, основанное на принципах магнитной записи. Его основу составляют одна или несколько пластин, на которых хранится информация, считываемая и записываемая специальными головками. Наиболее распространенными являются модели, монтируемые в корпус системного блока формфактора 3,5 дюйма и интерфейса SATA. Емкость таких моделей может достигать 3 Тб.

Жесткие диски являются наиболее популярными устройствами для хранения информации в персональных компьютерах. Их преимущество заключается в отличном соотношении объема и цены. К примеру, двухтерабайтный винчестер можно приобрести всего за две с лишним тысячи рублей. То есть 1 Гб стоит 1 рубль.

Винчестеры обладают существенным недостатком: их относительно невысокая скорость передачи информации является слабым местом в современных компьютерных системах. За десять лет скорость передачи данных в процессорах и оперативной памяти выросла быстрее, чем скорость обмена данными между компьютером и жесткими дисками. Впрочем, постоянно ведутся разработки по усовершенствованию работы винчестеров.

Нужно сказать пару слов и о производителях. По данным сайта iSuppli, в IV квартале 2010 года компания Western Digital отгрузила 31% всех жестких дисков в мире. Следом идут Seagate с долей 30% и Hitachi GST (доля 18%). Наконец, замыкают пятерку Toshiba (11%) и Samsung (10%). Весной произошли два важных события: Western Digital сообщил о приобретении Hitachi GST, а Seagate объявил о покупке направления жестких дисков у Samsung Electronics. Впрочем, это не означает, что с рынка сразу исчезнут диски Hitachi и Samsung. Они еще долгое время будут продаваться под старой маркой.

Из независимых игроков осталась только Toshiba (к слову, в России эта марка винчестеров не особо популярна). Возможно, она в ближайшие годы будет поглощена или закроет производство HDD. Тогда на рынке жестких дисков останутся два основных игрока: Western Digital и Seagate. Схожая ситуация сложилась в сфере производства центральных процессоров (Intel и AMD) и графических ускорителей (AMD и Nvidia).

Технологии записи данных

На жестких дисках данные располагаются на магнитной поверхности диска, чтение и запись производятся с помощью нескольких магнитных головок. Их количество зависит от числа пластин. Двигатель вращается с постоянной скоростью. Данные располагаются в дорожках и секторах. Заполнение дисков начинается с внешних дорожек.

Жесткий диск внутри: дисковые пластины и магнитные головки

Раньше использовался метод продольной записи, при котором биты информации записывались с помощью маленькой головки, которая, проходя над поверхностью вращающегося диска, намагничивала множество горизонтальных дискретных областей — доменов. Вектор намагниченности домена при этом располагался продольно, то есть параллельно поверхности диска.

В последние годы метод продольной записи был заменен методом перпендикулярной записи, позволяющей вместить больше информации на сантиметр площади. При этой технологии биты информации сохраняются в вертикальных доменах.

Увы, но и этот метод не дает большого прироста в скорости и плотности записи. Поэтому в настоящее время разрабатываются два новых метода.

Метод тепловой магнитной записи (HAMR-технология) позволяет использовать точечный подогрев диска, за счет чего происходит намагничивание очень маленьких областей на его поверхности. При этом плотность записи повышается в сотни раз.

Другая разработка — структурированный носитель данных. В современных дисках один бит записывается в нескольких десятках или сотнях магнитных доменов. Технология структурированного носителя позволяет заменить их одной крупной магнитной ячейкой. Этот метод позволит повысить плотность записи как минимум в десять раз.

Характеристики жестких дисков (HDD)

Объем. Что в винчестере больше всего интересует потребителя? Разумеется, это объем, то есть максимальное количество информации. На сегодня — это 3 терабайта. 4-терабайтные винчестеры уже анонсированы, правда, дата появления их в продаже пока неизвестна.

Казалось бы, а нужны ли обыкновенным пользователям столь вместительные жесткие диски? Обратимся к арифметике. На диск объемом 1 Тб вмещается около 700 фильмов DVDRip по 1,47 Гб. Если в день смотреть по два фильма, на просмотр всей видеоколлекции понадобится целый год. А ведь время, проведенное за компьютером, также тратится на «хождение по Интернетам», работу, прослушивание музыки, видеоигры и иные занятия и развлечения.

То есть забить под завязку терабайтник можно без проблем (безлимитный Интернет у большинства под рукой), но нужно ли? Ведь практически в любой момент и всего за несколько минут можно скачать любой фильм, видеоигру, музыку. А для хранения личных данных (тексты, архивы, фотографии и другое) достаточно нескольких сотен гигайбайт. Получается, терабайтные винчестеры для среднестатистического пользователя персонального компьютера просто избыточны, так как большая часть информации на них будет лежать мертвым грузом.

Но, с другой стороны, для новых операционных систем, программ, игр требуется все больше места. С увеличением числа мегапикселей в фотокамерах увеличивается размер фотографий, набирает популярность несжатый формат музыки. Фильмы более высокого качества (HD Ready и Full HD) также занимают в несколько раз больше пространства на жестком диске. Кроме того, 1 Тб стоит «копейки» — всего 1,5 тысячи рублей.

Кстати, общепринято, что 1 килобайт равен 1024 байтам. Соответственно, 1 Гб = 1024 Мб = 1024x1024 Кб = 1 048 576 Кб. Однако производители жестких дисков считают по-другому. У них в 1 килобайте только 1000 байт. Поэтому, купив диск размером в 1 Тб, в реальности вы получите 931 Гб.

Формфактор. Наиболее распространены диски типоразмера 3,5 либо 2,5 дюйма. Под стать им и ниши в стандартных корпусах. В настольных компьютерах обычно используются винчестеры 3,5 дюйма как наиболее дешевые. В ноутбуках — 2,5 дюйма как потребляющие меньше энергии. Переносные внешние диски обычно оснащаются дисками типоразмера 2,5 и 1,8 дюйма. Существуют и меньшие по размерам диски, но они стоят существенно дороже и используются в мобильных устройствах.

Скорость вращения шпинделя. Наиболее распространены следующие скорости: 7200 и 5400 оборотов в минуту. Также в продаже можно встретить высокоскоростные винчестеры (10 000 об/мин). Они также используются для серверов и рабочих станций. Чем больше скорость, тем меньше время доступа и больше скорость передачи данных. Но при этом увеличиваются температура и шум.

Время доступа. Это среднее время, за которое винчестер выполняет операцию позиционирования головки чтения/записи на произвольный участок магнитного диска. Принято разделять время доступа при чтении и отдельно при записи. Время доступа современных винчестеров находится в диапазоне от нескольких до полутора десятков миллисекунд.

Скорость передачи данных. Еще одна «скоростная» характеристика жестких дисков. Скорость при записи и чтении различна. Также скорость зависит от зоны считывания. На внешних секторах она выше, на внутренних — ниже.

Объем буфера. Это собственная память в винчестере, служит для временного хранения данных и сглаживания разницы скоростей интерфейса и накопителя. Дает небольшой прирост в скорости. Размер памяти современных моделей варьируется от 8 до 64 Мб. Разница между 8 Мб и 64 Мб не очень большая, но при других равных характеристиках стоит предпочесть винчестер с большим буфером обмена.

Уровень шума. Измеряется в децибелах (дБ). Шум создают вращающийся шпиндель и считывающая головка при позиционировании. Эта характеристика важна только тем, кому нужен очень тихий компьютер. Однако следует учесть, что, кроме винчестера, в корпусе системного блока шумят и другие компоненты.

Надежность. Определяется средним временем наработки на отказ (MTBF). Производителями заявляются значения этого параметра порядка 1 млн часов. Чтобы понять, как это много, стоит знать, что в одном году 8760 часов. То есть среднее время работы — 100 лет. Понятно, что проверить, лукавят производители или нет, вряд ли получится.

Потребление энергии. Измеряется в ваттах (Вт). Данная характеристика более актуальна для мобильных компьютеров, чем для настольных.

Размеры и вес. Эти параметры зависят от формфактора и количества используемых пластин внутри корпуса.

Твердотельные диски (SSD)

В последнее время у традиционных HDD появился конкурент в лице твердотельных накопителей (SSD). В основе технологии SSD — перезаписываемые микросхемы памяти (подобно флеш-памяти). Твердотельные накопители решают ряд проблем, присущих жестким дискам, но, в свою очередь, обладают своими недостатками.

К плюсам можно отнести отсутствие подвижных частей (нет шума, механическая стойкость), малое время задержки в режиме чтения/записи, низкая мощность, небольшие габариты и вес. Также SSD обладают высокой скоростью чтения/записи, которая, увы, ограничивается возможностями интерфейса и контроллера.

К минусам SSD относятся высокая стоимость и ограниченное число циклов перезаписи. Впрочем, можно не опасаться за сохранность данных в течение как минимум 3-5 лет. А за это время появятся более дешевые и совершенные устройства.

О скорой смерти традиционных дисков говорят уже несколько лет, но SSD-диски по-прежнему пока слишком дороги для повседневных задач. Да и прирост в скорости не такой большой.

В следующей статье мы рассмотрим интерфейсы жестких дисков и выясним, какие и для каких условий являются наиболее подходящими.

Максим ИВАНОВ, специально для "Поиск-Подбор"

Коментарии

история hdd Написал(а) pavel, в 2012-02-04 22:55:28 Здравствуйте уважаемый Дядя Зорыч и ко.rnзнаю вас давно... еще с журналов мой друг компьютер.rnпростите за назойливость но имеется место быть и вопрос зародившийся не дает покоя мне...rnв общем так... история про hddrnбыл у меня жд в 160 гигов sata2 с 16 мегами кэша hitachi, долго пользовался ею где-то 2 года...rnпотом купил новый hitachi 750 гигов с 32 мегами кэша sata3, установил на чистый жд ось (160 гиговый снял) и... черт подери,система стала работать медленнееrnпробовал переустанавливать несколько раз, пробовал обновил прошивку, не помогло... ну думал я, наверное материнка слабовата 4 corel1333-esata2 и учел что мать не поддерживала сата3 (южный мост кажется за это отвечает) но...rnвот когда купил новую мамку asrock h67m-ge/ht думал вот щас жд будет шустренькой на этой мамке но, как-же я был огорчен...rnя реально помню, даже запись (копирование) происходило на много быстрее на старом 160...rnв чем причина? может в биюсе что либо подправить?...rnспасибо за внимание и простите за письменные жаргоны

Добавить комментарий
Пожалуйста оставляйте комментарии только по теме.
Имя:
E-mail
Домашняя страница
Тема:
BBCode:
Коментарий:
Код:*