HDD | |
---|---|
| |
Mediální soubory na Wikimedia Commons |
Pevný disk nebo HDD ( anglicky hard (magnetic) disk drive, HDD, HMDD ) , pevný disk , skládací. pevný disk - paměťové zařízení s náhodným přístupem (úložiště informací, jednotka ) založené na principu magnetického záznamu. Je to hlavní zařízení pro ukládání dat ve většině počítačů .
Na rozdíl od diskety ( floppy disk ) jsou informace na HDD zaznamenávány na tvrdé ( hliníkové nebo skleněné ) desky potažené vrstvou feromagnetického materiálu, nejčastěji oxidu chromitého - magnetické disky. HDD používá jednu nebo více ploten na stejné ose . Čtecí hlavy se v provozním režimu nedotýkají povrchu desek kvůli vrstvě proudění vzduchu, která se při rychlé rotaci tvoří v blízkosti povrchu. Vzdálenost mezi hlavou a diskem je několik nanometrů (u moderních disků asi 10 nm [1] ) a absence mechanického kontaktu zajišťuje dlouhou životnost zařízení. Při absenci rotace disku jsou hlavy u vřetena nebo mimo disk v bezpečné („parkovací“) zóně, kde je vyloučen jejich abnormální kontakt s povrchem disků.
Na rozdíl od diskety je paměťové médium také obvykle kombinováno s jednotkou, jednotkou a elektronickou jednotkou. Takové pevné disky se často používají jako nevyměnitelná paměťová média.
Od druhé poloviny roku 2000 se množily výkonnější SSD disky , které vytlačily diskové jednotky z řady aplikací navzdory vyšším nákladům na jednotku úložiště; Pevné disky se zároveň od poloviny roku 2010 rozšířily jako nízkonákladová a vysokokapacitní úložná zařízení v spotřebitelském i podnikovém segmentu.
Kvůli přítomnosti termínu logický disk se magnetické disky (plotny) pevných disků, aby nedošlo k záměně, nazývají fyzický disk , slangově - palačinka . Ze stejného důvodu jsou disky SSD někdy označovány jako pevný disk SSD , ačkoli nemají magnetické disky ani přenosná zařízení.
Podle jedné z verzí [2] [3] byl disk pojmenován "Winchester" ( angl. Winchester ) díky Kenneth Haughtonovi, který pracoval v IBM , vedoucím projektu, v důsledku čehož byl pevný disk vydaný v roce 1973 IBM 3340 , který poprvé kombinoval diskové plotny a čtecí hlavy v jednom jednodílném pouzdře. Při jejím vývoji inženýři použili krátký interní název „30-30“, což znamenalo dva moduly (v maximálním rozložení) po 30 megabajtech , což se shodovalo s označením oblíbené lovecké zbraně – pušky Winchester Model 1894 , využívající puškový náboj . Existuje také verze [4] , že název pochází výhradně z názvu náboje, také vyráběného společností Winchester Repeating Arms Company , prvního střeliva vytvořeného v USA pro civilní zbraně „malé“ ráže na bezdýmný prach, který předčil kazety starších generací ve všech ohledech a okamžitě si získal širokou oblibu.
V Evropě a USA se název „winchester“ přestal používat v 90. letech 20. století , ale v ruštině zůstal a získal polooficiální status a v počítačovém slangu byl zredukován na slovo „screw“ (někdy „vinch“ [ 5] ).
Princip fungování pevných disků je podobný jako u magnetofonu . Pracovní plocha disku se pohybuje vzhledem ke čtecí hlavě (např. ve formě induktoru s mezerou v magnetickém obvodu ). Při přivedení střídavého elektrického proudu (při záznamu) na hlavovou cívku vznikající střídavé magnetické pole z hlavové mezery ovlivňuje feromagnet povrchu disku a mění směr vektoru doménové magnetizace v závislosti na síle signálu. Při čtení vede pohyb domén v blízkosti hlavové mezery ke změně magnetického toku v magnetickém obvodu hlavy, což vede ke vzniku střídavého elektrického signálu v cívce v důsledku elektromagnetické indukce.
Od konce 90. let se na trhu s ukládáním informací začaly používat hlavy založené na efektu obřího magnetického odporu (GMR) [6] [7] .
Od počátku roku 2000 byly hlavice založené na GMR efektu nahrazeny hlavicemi založenými na tunelovém magnetorezistivním efektu (u kterého změna magnetického pole vede ke změně odporu v závislosti na změně intenzity magnetického pole; např. hlavy umožňují zvýšit pravděpodobnost spolehlivosti čtení informací, zejména při vysoké hustotě informačních záznamů). V roce 2007 přístroje založené na tunelovém magnetorezistivním efektu s oxidem hořečnatým (účinek byl objeven v roce 2005) zcela nahradily přístroje založené na efektu GMR.
Odborníci na konci roku 2020 odhadují, že v nadcházejících letech výrobci pevných disků přejdou na technologii lokálního záznamu vyhřívaného magnetickým talířem ( HAMR ), o které se předpokládá, že je vhodnější pro skleněné talíře spíše než pro hliníkové talíře, protože sklo bez závad vydrží místní zahřívání. do 700 °C, přičemž tepelná odolnost hliníku je omezena na 200 °C [8] .
Metoda podélného záznamu - technologie CMR ( C conventional Magnetic Recording ) je " normální " magnetický záznam, bity informací jsou zaznamenávány pomocí malé hlavy, která při průchodu po povrchu rotujícího disku zmagnetizuje miliardy horizontálních diskrétních oblastí - domén. V tomto případě je vektor magnetizace domény umístěn podélně, to znamená rovnoběžně s povrchem disku. Každá z těchto oblastí je logická nula nebo jedna v závislosti na směru magnetizace.
Maximální dosažitelná hustota záznamu při použití této metody je asi 23 Gb/cm². Do roku 2010 byla tato metoda prakticky nahrazena metodou kolmého záznamu.
Metodou kolmého záznamu je technologie PMR ( Perpendicular Magnetic R ecording ) , ve které jsou bity informací uloženy ve vertikálních doménách . To vám umožní používat silnější magnetická pole a zmenšit plochu materiálu potřebnou k záznamu 1 bitu. Předchozí způsob záznamu, rovnoběžný s povrchem magnetického talíře, vedl k tomu, že v určitém okamžiku inženýři narazili na "strop" - nebylo možné dále zvyšovat hustotu informací na discích. A pak si vzpomněli na další způsob nahrávání, který je známý už od 70. let.
Hustota záznamu s touto metodou dramaticky vzrostla – o více než 30 % dokonce u prvních vzorků (pro rok 2009 – 400 Gb/palec² nebo 62 Gb/cm² [9] ). Teoretický limit se posunul o řády a je více než 1 Tbit/palec².
Pevné disky s kolmým záznamem jsou na trhu dostupné od roku 2006 [10] . Pevné disky pokračují v trendu zvyšování kapacity, pojme až 10–14 terabajtů a kromě PMR využívají technologie jako pouzdra plněná heliem, SMR, HAMR/MAMR [11] .
Metoda dlaždicového magnetického záznamu - technologie SMR ( Shingled M agnetic R ecording ) byla implementována na počátku 10. let 20. století. Využívá toho, že šířka čtené oblasti je menší než šířka zapisovací hlavy. Stopy jsou tímto způsobem zaznamenávány s částečným překrýváním v rámci skupin stop (paketů). Každá další stopa balíčku částečně překrývá předchozí (jako tašková střecha) a ponechává z ní úzkou část, dostatečnou pro čtecí hlavu. Ve svých specifikách se radikálně liší od populárnějších záznamových technologií CMR a PMR [12] [13] [14] .
Dlaždicový záznam zvyšuje hustotu zaznamenaných informací ( používají výrobci pevných disků pro zvýšení hustoty záznamu dat, což jim umožňuje vejít se na každou plotnu pevného disku více informací), ale komplikuje přepisování – při každé změně je potřeba kompletně přepsat celý balík překrývajících se stop. Technologie umožňuje zvýšit kapacitu pevných disků o 15-20% v závislosti na konkrétní implementaci; zároveň není bez nedostatků, z nichž hlavní je nízká rychlost zápisu/přepisu, která je kritická při použití na klientských počítačích. Oficiálně se technologie dlaždicového magnetického záznamu používá hlavně u pevných disků pro centra zpracování dat (DPC), používaných pro archivy a aplikace, jako je WORM (zapis jednou, přečti mnoho), kde je přepisování jen zřídka nutné.
Na konci roku 2010 WD a Toshiba záměrně zatajily informace o použití této technologie v řadě svých disků zaměřených na spotřebitelský segment; jeho použití vede k nekompatibilitě disků s některými modely souborových serverů ak nemožnosti je kombinovat do RAID polí [15] a také k poklesu rychlosti náhodného zápisu. Chyby ve firmwaru některých disků WD SMR navíc vedly ke ztrátě dat při používání souborového systému ZFS [16] [17] . Pokud jde o třetího největšího výrobce pevných disků, společnost Seagate, u některých disků použití SMR uváděl v dokumentaci, u jiných jej však schoval [15] [18] .
Slibná zůstává metoda termálního magnetického záznamu - technologie HAMR ( Eng. H eat- Assisted M agnetic R ecording ), její zlepšování a implementace pokračují. Tato metoda využívá bodové zahřívání disku, které umožňuje hlavě magnetizovat velmi malé oblasti jeho povrchu. Po vychladnutí disku se magnetizace "zafixuje". Pro rok 2009 byly k dispozici pouze experimentální vzorky, jejichž hustota záznamu byla 150 Gbit/cm² [19] . Odborníci Hitachi udávají limit pro tuto technologii na 2,3-3,1 Tbit/cm² a zástupci Seagate Technology - 7,75 Tbit/cm² [20] . Seagate , využívající tuto technologii, vydal 16 TB pevný disk v roce 2018 [21] , a 20 TB v roce 2020 . Podle regionálního manažera Seagate Vica Huanga společnost plánuje uvést na trh 30 TB a 50 TB disky o něco později [22] .
Strukturovaná paměťová médiaStrukturovaný ( vzorovaný ) datový nosič - technologie BPM ( Bit-P atterned M edia ) - je slibná technologie pro ukládání dat na magnetické médium, které k záznamu dat využívá pole identických magnetických buněk, z nichž každá odpovídá jednomu bitu informace, na rozdíl od moderních technologií magnetického záznamu, ve kterých je část informace zaznamenána na několika magnetických doménách.
Pevný disk se skládá z ochranného prostoru a elektronické jednotky.
Kontejnment obsahuje pouzdro z odolné slitiny, kotoučové desky s magnetickým povlakem (u některých modelů oddělené separátory), dále blok hlav s polohovacím zařízením a elektrickým pohonem vřetena .
Na rozdíl od všeobecného přesvědčení v drtivé většině zařízení není uvnitř kontejnmentu vakuum . Někteří výrobci ji dělají vzduchotěsnou (odtud název) a naplňují ji vyčištěným a vysušeným vzduchem nebo neutrálními plyny, zejména dusíkem , a pro vyrovnání tlaku je instalována tenká kovová nebo plastová membrána (v tomto případě je uvnitř malá kapsa pouzdro na pevný disk pro sáček se silikagelem , který absorbuje vodní páru zbývající uvnitř pouzdra po jeho utěsnění). Jiní výrobci vyrovnávají tlak přes malý otvor pomocí filtru schopného zachytit velmi jemné (několik mikrometrů ) částice. V tomto případě se však také vyrovnává vlhkost a mohou pronikat i škodlivé plyny. Vyrovnání tlaku je nutné, aby se zabránilo deformaci krytu kontejnmentu v důsledku změn atmosférického tlaku (například v letadle) a teploty a také při zahřívání zařízení během provozu.
Prachové částice, které při montáži skončily v prostoru kontejnmentu a dopadaly na povrch disku, jsou při rotaci odváděny do dalšího filtru - lapače prachu.
Head block - balíček držáků (páček) vyrobených ze slitin na bázi hliníku, kombinující nízkou hmotnost a vysokou tuhost (většinou pár pro každý disk). Na jednom konci jsou upevněny na ose poblíž okraje disku. Na ostatních koncích (nad disky) jsou upevněny hlavy .
Disky (desky) jsou obvykle vyrobeny z kovové slitiny. I když se objevily pokusy vyrobit je z plastu a dokonce i ze skla (IBM), ukázalo se, že takové desky jsou křehké a mají krátkou životnost. Obě roviny desek jsou jako páska pokryty nejjemnějším prachem feromagnetika - oxidy železa , manganu a dalších kovů. Přesné složení a technologie aplikace je obchodním tajemstvím . Většina levných zařízení obsahuje jeden nebo dva talíře, ale existují modely s více talíři.
Kotouče jsou pevně upevněny na vřetenu. Během provozu se vřeteno otáčí rychlostí několika tisíc otáček za minutu (od 3600 do 15 000). Při této rychlosti se v blízkosti povrchu talíře vytvoří silný proud vzduchu, který zvedne hlavy a nechá je vznášet se nad povrchem talíře. Tvar hlav je vypočítán tak, aby byla zajištěna optimální vzdálenost od vložky během provozu. Dokud kotouče nezrychlí na rychlost potřebnou pro „sundání“ hlav, parkovací zařízení podrží hlavice v parkovací zóně . Tím se zabrání poškození hlav a pracovní plochy vložek. Vřetenový motor pevného disku je ventilový motor .
Separátor (separátor) - deska z plastu nebo hliníku, umístěná mezi deskami magnetických disků a nad horní deskou magnetického disku. Používá se k vyrovnání proudění vzduchu uvnitř kontejnmentu.
Polohovací zařízeníPolohovací zařízení hlavy ( Jarg. Actuator ) má nízkou setrvačnost solenoidový motor. Skládá se ze stacionárního páru silných neodymových permanentních magnetů a také cívky (solenoidu) na pohyblivém držáku hlavového bloku . Motor spolu se systémem pro čtení a zpracování servoinformací zapsaných na disk a řadičem (řadič VCM) tvoří servopohon .
Systém polohování hlavy může být také dual-drive. Přitom hlavní elektromagnetický pohon pohybuje blokem s běžnou přesností a přídavný piezoelektrický mechanismus se zvýšenou přesností vyrovnává hlavy s magnetickou stopou.
Princip činnosti motoru je následující: vinutí je uvnitř statoru (obvykle dva pevné magnety), proud dodávaný s různou silou a polaritou umožňuje přesné umístění držáku (vahadla) s hlavami po radiální dráze. Rychlost polohovacího zařízení závisí na době vyhledávání dat na povrchu desek.
Každý pohon má speciální zónu zvanou parkovací zóna – právě na ní se hlavy zastaví, když je pohon vypnutý nebo je v některém z režimů nízké spotřeby. V parkovacím stavu je držák (vahadlo) hlavové jednotky v krajní poloze a přiléhá k omezovači zdvihu. Při operacích přístupu k informacím (čtení/zápis) jsou jedním ze zdrojů hluku vibrace způsobené nárazy držáků držících magnetické hlavy proti omezovačům pohybu při procesu vracení hlav do nulové polohy. Pro snížení hluku jsou na dorazech pojezdu instalovány tlumicí podložky z měkké pryže. Programově je možné výrazně snížit hlučnost pevného disku změnou parametrů režimů zrychlení a zpomalení hlavní jednotky. K tomu byla vyvinuta speciální technologie - Automatic Acoustic Management . Oficiálně se možnost programově řídit hladinu hluku pevného disku objevila ve standardu ATA / ATAPI-6 (k tomu je třeba změnit hodnotu řídicí proměnné), ačkoli někteří výrobci provedli experimentální implementace již dříve.
V dřívějších pevných discích byla řídicí logika umístěna na MFM nebo RLL-řadič počítače a deska elektroniky obsahovala pouze moduly pro analogové zpracování a ovládání vřetenového motoru, polohovadla a hlavového spínače. Zvýšení rychlosti přenosu dat přinutilo vývojáře zkrátit délku analogové cesty na limit a u moderních pevných disků elektronická jednotka obvykle obsahuje: řídicí jednotku, paměť pouze pro čtení (ROM), vyrovnávací paměť, jednotku rozhraní a jednotku digitálního zpracování signálu .
Rozhraní propojuje elektroniku pevného disku se zbytkem systému.
Řídicí jednotka je řídicí systém , který přijímá elektrické signály pro polohování hlav a generuje řídicí akce pomocí pohonu typu „ hlasová cívka “ , přepíná informační toky z různých hlav, řídí provoz všech ostatních uzlů (např. rychlost vřetena), příjem a zpracování signálů ze snímačů zařízení (systém snímačů může zahrnovat jednoosý akcelerometr používaný jako snímač otřesů, tříosý akcelerometr používaný jako snímač volného pádu, snímač tlaku, snímač úhlového zrychlení, a senzor teploty).
Jednotka ROM uchovává řídicí programy pro řídicí jednotky a digitální zpracování signálu a také servisní informace o pevném disku.
Vyrovnávací paměť vyrovnává rozdíl rychlosti mezi rozhraním a jednotkou (používá se vysokorychlostní statická paměť ). Zvětšení velikosti vyrovnávací paměti v některých případech umožňuje zvýšit rychlost disku.
Jednotka pro zpracování digitálního signálu vyčistí čtený analogový signál a dekóduje jej (extrakce digitální informace). Pro digitální zpracování se používají různé metody, například metoda PRML (Partial Response Maximum Likelihood - maximální pravděpodobnost s neúplnou odpovědí). Přijímaný signál je porovnáván se vzorky. V tomto případě je vybrán vzorek, který je tvarem a časovými charakteristikami nejvíce podobný dekódovanému signálu.
Makro fotografie magnetické hlavy, dole - zrcadlový odraz od povrchu magnetického disku
Mikrofotografie magnetické hlavy
Zaparkovaná magnetická hlava
Deska řadiče na 3,5" 73GB disku Fujitsu SAS
Mechanické a elektrické součásti pohonu magnetických hlav
K připojení MFM disku k základní desce je nutný řadič ( rozšiřující deska ) .
Deska řadiče na staré jednotce IDE
Pro interní pevné disky:
Šířka pásma, Gbps | Maximální délka kabelu, m | Je nutný napájecí kabel | Počet jednotek na kanál | Počet vodičů v kabelu | Další funkce | |
---|---|---|---|---|---|---|
Ultra ATA /133 | 1.2 | 0,46 | Ano (3,5") / Ne (2,5") | 2 | 40/80 | Controller+2Slave, hot swap není možný |
SATA -300 | 2.4 | jeden | Ano | jeden | 7 | Host/Slave, na některých ovladačích vyměnitelné za provozu |
SATA -600 | 4.8 | žádná data | Ano | jeden | 7 | |
Ultra- 320SCSI | 2.56 | 12 | Ano | 16 | 50/68 | zařízení jsou stejná, možná výměna za provozu |
SAS | 2.4 | osm | Ano | Více než 16 384 | hot swap; je možné připojit SATA zařízení k SAS řadičům |
Pro externí zařízení založená na pevných discích, která jsou téměř vždy vytvořena na základě interních pevných disků pomocí adaptérové karty (konvertoru rozhraní):
Šířka pásma, Gbps | Maximální délka kabelu, m | Je nutný napájecí kabel | Počet jednotek na kanál | Počet vodičů v kabelu | Další funkce | |
---|---|---|---|---|---|---|
FireWire /400 | 0,4 | 4,5 (až 72 m v řetězci) | Ano/Ne (v závislosti na typu rozhraní a pohonu) | 63 | 4/6 | zařízení jsou stejná, možná výměna za provozu |
FireWire /800 | 0,8 | 4,5 (až 72 m v řetězci) | Ano/Ne (v závislosti na typu rozhraní a pohonu) | 63 | 9 | zařízení jsou stejná, možná výměna za provozu |
USB 2.0 | 0,48
(ve skutečnosti - 0,25) |
5 (až 72 m při sériovém zapojení přes rozbočovače ) | Ano/Ne (v závislosti na typu pohonu) | 127 | čtyři | Host/Slave, vyměnitelné za provozu |
USB 3.0 | 4.8 | žádná data | Ano/Ne (v závislosti na typu pohonu) | žádná data | 9 | Obousměrný, kompatibilní s USB 2.0 |
Blesk | deset | |||||
ethernet | ||||||
eSATA | 2.4 | 2 | Ano | 1 (až 15 s násobičem portů) | 7 | Host/Slave, vyměnitelné za provozu |
Pro účely adresování je povrchový prostor diskových ploten rozdělen na stopy - soustředné prstencové oblasti. Každá stopa je rozdělena na stejné segmenty - sektory . CHS adresování předpokládá, že všechny stopy v dané oblasti disku mají stejný počet sektorů.
Cylinder - sada stop ve stejné vzdálenosti od středu na všech pracovních plochách ploten pevného disku. Číslo hlavy určuje použitou pracovní plochu a číslo sektoru určuje konkrétní sektor na dráze.
Chcete-li použít adresování CHS, musíte znát geometrii používaného disku: celkový počet válců, hlav a sektorů na něm. Zpočátku bylo nutné tyto informace zadávat ručně; ve standardu ATA - 1 byla zavedena funkce autodetekce geometrie (příkaz Identify Drive) [23] .
Geometrie pevného disku ovlivňuje rychlost čtení/zápisu. Blíže k vnějšímu okraji diskové plotny se zvětšuje délka stop (vejde se více sektorů, počet sektorů na cylindrech byl dříve stejný) a v souladu s tím i množství dat, které může zařízení číst nebo zapisovat v jednom revoluce. Rychlost čtení se přitom může pohybovat od 210 do 30 MB/s. Se znalostí této funkce je vhodné umístit kořenové oddíly operačních systémů sem. Číslování sektorů začíná od vnějšího okraje disku od nuly.
Na deskách moderních „pevných disků“ jsou stopy seskupeny do několika zón ( ang. Zoned Recording ). Všechny stopy jedné zóny mají stejný počet sektorů. Na kolejích vnějších zón je však více sektorů než na kolejích vnitřních. To umožňuje při použití delší vnější stopy dosáhnout rovnoměrnější hustoty záznamu a zvýšit kapacitu desky se stejnou výrobní technologií.
Rezervní sektoryNa každé stopě mohou být přítomny další náhradní sektory, aby se prodloužila životnost disku. Pokud se v některém sektoru vyskytne neodstranitelná chyba, pak lze tento sektor nahradit rezervním ( anglicky remapping ). Data v něm uložená lze ztratit nebo obnovit pomocí ECC a kapacita disku zůstane stejná. Existují dvě tabulky přeřazení: jedna se vyplňuje ve výrobě, druhá se vyplňuje za provozu. Hranice zón, počet sektorů na stopu pro každou zónu a tabulky mapování sektorů jsou uloženy v paměti ROM elektronické jednotky.
Logická geometrieJak rostla kapacita vyráběných pevných disků, jejich fyzická geometrie přestala zapadat do omezení daných softwarovými a hardwarovými rozhraními (viz: Kapacita pevných disků ). Také stopy s různým počtem sektorů nejsou kompatibilní s metodou adresování CHS. Diskové řadiče díky tomu začaly hlásit nikoli skutečnou, ale fiktivní logickou geometrii , která zapadá do omezení rozhraní, ale neodpovídá realitě. Maximální počet sektorů a hlav pro většinu modelů je tedy 63 a 255 (maximální možné hodnoty ve funkcích přerušení BIOS INT 13h) a počet válců se volí podle kapacity disku. Fyzickou geometrii samotného disku nelze získat v normálním provozním režimu [24] a ostatní části systému ji neznají.
Minimální adresovatelná datová oblast na pevném disku je sektor . Velikost sektoru je tradičně 512 bajtů [25] . V roce 2006 IDEMA oznámila přechod na sektor o velikosti 4096 bajtů, který má být dokončen do roku 2010 [26] .
Společnost Western Digital již oznámila [27] uvedení nové technologie formátování nazvané Advanced Format a vydala řadu jednotek využívajících tuto novou technologii. Tato řada zahrnuje řady AARS / EARS a BPVT.
Než použijete disk s technologií Advanced Format pro práci ve Windows XP, musíte provést postup zarovnání diskových oddílů pomocí speciálního nástroje [28] . Pokud jsou diskové oddíly vytvořeny Windows Vista , Windows 7 a Mac OS , zarovnání není nutné [29] .
Windows Vista, Windows 7, Windows Server 2008 a Windows Server 2008 R2 mají omezenou podporu pro příliš velké disky [30] [31] .
Existují dva hlavní způsoby adresování sektorů na disku:
CHSPři této metodě je sektor adresován svou fyzickou polohou na disku se třemi souřadnicemi - číslo cylindru , číslo hlavy a číslo sektoru . U disků větších než 528 482 304 bajtů (504 MB) s vestavěnými řadiči již tyto souřadnice neodpovídají fyzické poloze sektoru na disku a jsou „logickými souřadnicemi“ (viz výše ).
LBAU této metody je adresa datových bloků na nosiči specifikována pomocí logické lineární adresy. LBA adresování se začalo implementovat a používat v roce 1994 ve spojení se standardem EIDE (Extended IDE). Potřeba LBA byla částečně způsobena příchodem velkokapacitních disků , které nebylo možné plně využít pomocí starých schémat adresování.
Metoda LBA odpovídá Sector Mapping for SCSI . BIOS řadiče SCSI provádí tyto úkoly automaticky, to znamená, že metoda logického adresování byla pro rozhraní SCSI od samého počátku typická.
Hladina hluku je hluk, který vytváří mechanika pohonu při jeho provozu. Udává se v decibelech . Tiché pohony jsou zařízení s hlučností asi 26 dB nebo méně. Hluk se skládá z hluku otáčení vřetena (včetně aerodynamického hluku) a hluku z polohy.
Ke snížení hluku pevných disků se používají následující metody:
Pevné disky se vyznačují vysokou spolehlivostí provozu a ukládání informací. Mohou trvat desítky let. Obvykle se vyměňují za účelem nákupu HDD s vyšší kapacitou, dlouho předtím, než starý disk selže.
Proces výroby pevných disků se skládá z několika fází:
U magnetického povlakování se obrobky přemístí do zóny magnetického povlaku (umístěné uvnitř testovací zóny, třída 10).
Po dokončení procesu nanášení magnetických povlaků se disky umístí do kazet a opět se přesunou na testovací plochu.
V konečné fázi montáže zařízení jsou povrchy desek formátovány - na nich jsou vytvořeny stopy a sektory. Konkrétní způsob určuje výrobce a/nebo norma, ale alespoň každá dráha je magneticky označena pro označení začátku dráhy.
Existují nástroje , které mohou testovat fyzické sektory disku a v omezené míře prohlížet a upravovat data jeho služeb [47] . Konkrétní možnosti takových utilit jsou velmi závislé na modelu disku a technických informacích, které jsou známé autorovi softwaru odpovídající rodiny modelů [48] .
Některá ze zařízení, která používají pevné disky, jsou:
Na rozšiřujících kartách ( Hardcard )
Vzhledem k tomu, že DVD mechaniky v noteboocích a monoblocích jsou v současnosti irelevantní, velmi často se tam vkládá další HDD ve speciálním adaptéru (sáňkách)
Pevné disky zůstaly populární během prvního desetiletí 21. století, protože v té době za ně neexistovala žádná důstojná náhrada: SSD ( Solid-state Drives) teprve začínaly svou vývojovou cestu, a proto byly drahé a pojmou velmi malé množství dat. . Na počátku roku 2020 vedl pokračující růst popularity SSD jako spolehlivějších a rychlejších disků (ve spotřebitelském segmentu uživatelé stále častěji vybírali SSD mezi HDD a SSD stejné velikosti) ke skutečnosti, že dodávky pevných disků v celosvětovém objemu se zhroutil o 15 % (v roce 2022 oproti roku 2021) [49] .
Zpočátku byla na trhu široká škála pevných disků vyráběných mnoha společnostmi . S tvrdší konkurencí, prudkým růstem kapacity vyžadujícím moderní technologie a klesajícími ziskovými maržemi byla většina výrobců buď koupena konkurenty, nebo přešla na jiné typy produktů.
V polovině 90. let existovala společnost Conner Peripherals , kterou následně koupila společnost Seagate.
V první polovině 90. let existovala Micropolis Corporation , která vyráběla velmi drahé prémiové disky SCSI pro servery. Ale s uvedením prvních 7200otáčkových pevných disků v tomto odvětví. používal nekvalitní vřetenová ložiska dodávaná společností Nidec a Micropolis utrpěl fatální ztráty na výnosech, zkrachoval a byl kompletně odkoupen společností Seagate.
Pevné disky byly také produkovány NEC .
Fujitsu pokračuje ve výrobě pevných disků pro notebooky a SCSI disky, ale masový trh stolních disků opustilo v roce 2001 kvůli masivnímu selhání řídicího čipu Cirrus Logic (nekvalitní tok vedl ke korozi pájky). Předtím se uvažovalo o pevných discích Fujitsu[ kým? ] nejlepší v sektoru stolních počítačů , mající vynikající vlastnosti rotačních ploch, prakticky bez sektorů předělovaných v továrně. V roce 2009 byla výroba pevných disků kompletně převedena na Toshibu [50] .
Po fatálních poruchách spojených s hromadnými výpadky disků pro stolní počítače na počátku 20. století (došlo k oxidaci kontaktů neúspěšně vyrobeného konektoru hermetické nádoby), divize IBM , jejíž disky byly dosud považovány za téměř standardní, koupila v roce 2002 společnost Hitachi . [51] .
Docela jasnou stopu v historii pevných disků zanechala společnost Quantum Quantum Corp. , ale také selhal na počátku 20. století, ještě tragičtější než IBM a Fujitsu: u pevných disků řady Quantum CX selhal čip pro přepínání hlavy umístěný v hermetické bance disku, což vedlo k velmi drahé extrakci dat z neúspěšný disk.
Jedním z lídrů ve výrobě disků byl Maxtor . V roce 2001 Maxtor koupil divizi pevných disků Quantum a také trpěl reputačními problémy s takzvanými „tenkými“ disky. V roce 2006 koupila společnost Maxtor společnost Seagate [51] .
Na jaře 2011 byla výroba Hitachi odkoupena společností Western Digital (továrny na 3,5palcové disky byly převedeny do společnosti Toshiba v roce 2012) [52] [53] [54] ; ve stejnou dobu Samsung prodal svou divizi HDD společnosti Seagate [55] [56] .
Od roku 2012 zůstali tři hlavní výrobci - Seagate , Western Digital a Toshiba [57] [58] .
Výrobci desekOd uvedení pevných disků v roce 1956 jejich cena klesla z desítek tisíc dolarů na desítky dolarů v polovině roku 2010. Náklady na kapacitu se snížily z 9200 USD na 0,000035 USD za megabajt [62] .
Záplavy v Thajsku v roce 2011 zaplavily továrny na pevné disky společností Western Digital , Seagate Technology , Hitachi a Toshiba . Podle IDC to vedlo k třetinovému poklesu výroby pevných disků [63] . Podle Piper Jaffray ve čtvrtém čtvrtletí roku 2011 bude nedostatek pevných disků na světovém trhu 60–80 milionů kusů s objemem poptávky 180 milionů, k 9. listopadu 2011 se ceny pevných disků zvýšily již v roce rozmezí od 10 do 60 % [64] .
V roce 2020 výrobci pevných disků kvůli pandemii COVID-19 výrazně omezili výrobu disků, ale v budoucnu podle odborníků začne tento trh opět růst (alespoň v oblasti úložných jednotek). Bavíme se o pevných discích do 20 TB. Jednotky s vyšší kapacitou v příštím roce nebo dvou přejdou na vyhřívaný záznam (HAMR), pro který, jak se věří, jsou skleněné desky vhodnější než hliník. Růst dat v sítích očekávaný s rozšířením 5G komunikace si vyžádá nové a prostornější úložné systémy, se kterými si SSD nebudou moci poradit, vzdálená práce a internet věcí se také stanou zdrojem hmatatelného růstu poptávky po HDD mechaniky [65] [66] .
V květnu 2021 v souvislosti se spuštěním kryptoměny Chia , založené na těžbě HDD , vzrostla cena pevných disků 2–3krát [67] [68] [69] [70] [71] .
Slovníky a encyklopedie | |
---|---|
V bibliografických katalozích |
|