Z čoho pozostáva pevný disk? Podrobne a jednoducho o pevnom disku, ktorý je známy aj ako HDD (pevný disk). Ako funguje pevný disk počítača?
Strana 2 z 11
ČASŤ I. Obnova súborov z pevného disku
KAPITOLA 1. AKO FUNGUJE PEVNÝ DISK A AKO SA NA ŇOM UKLADAJÚ ÚDAJE
Trochu o dizajne pevného disku. Zdieľané HDD zariadenie
Čo je to pevný disk (presne povedané pevný disk)? Ak ste to nemali možnosť vidieť, povedzme, že zvonku to vyzerá ako jeden kovový blok. Navyše je veľmi odolný a úplne utesnený. Faktom je, že technológia disku je taká jemná, že aj najmenšia cudzia častica, ktorá sa dostane dovnútra, môže úplne narušiť jeho fungovanie. Navyše, aby sa predišlo krízovej situácii, bol na pevný disk umiestnený čistiaci filter. Puzdro pevného disku zároveň slúži ako štít proti elektrickému rušeniu. V skutočnosti sa pevný disk skladá z dvoch hlavných častí – mechaniky a elektroniky. Základ mechanickej časti tvoria platne (disky) okrúhleho tvaru. V skutočnosti môže byť iba jeden disk. Všetko závisí od kapacity pevného disku ako celku. Podľa jednej verzie dostal pevný disk názov „Winchester“ vďaka spoločnosti, ktorá v roku 1973 uviedla na trh model pevného disku 3340, ktorý po prvýkrát kombinoval diskové platne a čítacie hlavy v jednom jednodielnom kryte. Pri vývoji inžinieri použili krátky interný názov „30-30“, čo znamenalo dva moduly (v maximálnej konfigurácii) po 30 MB. Kenneth Houghton, projektový manažér, v súlade s označením populárnej loveckej pušky „Winchester 30-30“, navrhol nazvať tento disk „Winchester“. V Európe a USA sa názov „Winchester“ prestal používať v deväťdesiatych rokoch, ale v ruštine sa zachoval a získal polooficiálny štatút av počítačovom slangu sa zredukoval na slová „vint“ (najviac bežná verzia), „vinch“ a „metla“ . Bez ohľadu na to, aký materiál je použitý ako základ disku, je pokrytý tenkou vrstvou látky, ktorá dokáže zachovať zvyškovú magnetizáciu po vystavení vonkajšiemu magnetickému poľu. Táto vrstva sa nazýva pracovná alebo magnetická vrstva a práve v nej sú uložené zaznamenané informácie. Najbežnejšie typy pracovnej vrstvy sú:
OXID;
tenký film;
dvojité antiferomagnetické (AFC)
V súčasnosti existujú pevné disky pozostávajúce zo štyroch alebo viacerých platní. Zloženie diskov sa môže líšiť. Vyrábajú sa z hliníka, skla alebo keramiky. Posledné dve zlúčeniny sú praktickejšie, ale veľmi drahé, a preto sa používajú na vytváranie „elitných“ pevných diskov. Po výrobe sú dosky potiahnuté vrstvou feromagnetického materiálu. Od vzniku prvých pevných diskov sa tu používa oxid železa. Táto látka však mala významnú nevýhodu. Disky potiahnuté týmto feromagnetom mali malú odolnosť proti opotrebovaniu. V tomto smere väčšina výrobcov v súčasnosti používa chrómkobalt ako povlak na platne. Odolnosť proti opotrebeniu tejto látky je rádovo väčšia ako u feromagnetika, ktorý sa používa už roky. Tento povlak je navyše oveľa tenší, keďže sa nanáša naprašovaním, čo výrazne zvyšuje hustotu záznamu. Feromagnetický materiál je aplikovaný na obe strany disku, takže dáta budú umiestnené aj na oboch stranách. Dosky sú umiestnené na vretene v rovnakej vzdialenosti od seba, čím sa vytvorí stoh z nich. Pod kotúčmi sa nachádza motor, ktorý ich otáča. Čítacie/zapisovacie hlavy sú umiestnené na oboch stranách platní. Sú navrhnuté tak, aby sa pohybovali od okraja disku do jeho stredu. Je za to zodpovedný špeciálne vyhradený motor. Elektronika je doska, na ktorej sú umiestnené rôzne prvky „nevyhnutné“ pre chod pevného disku, ako je procesor, riadiaci program, RAM, zosilňovač pre zápis/čítanie a iné. Každá strana dosky je rozdelená na stopy. Tie sú zase rozdelené do sektorov. Všetky dráhy rovnakého priemeru na všetkých povrchoch tvoria valec. Moderné pevné disky majú „technický valec“. Obsahuje servisné informácie (model disku, sériové číslo atď.) určené na ďalšie prečítanie počítačom.
Predtým, aby bol disk pripravený na použitie, používateľ potreboval vykonať takzvané nízkoúrovňové formátovanie. V BIOSe bola dokonca zodpovedajúca položka. Teraz sa toto značenie vykonáva okamžite pri výrobe pevných diskov. Faktom je, že pri nízkoúrovňovom formátovaní sa zaznamenávajú servo informácie. Obsahuje špeciálne značky, ktoré sú potrebné na stabilizáciu rýchlosti otáčania vretena, vyhľadávanie hláv pre požadované sektory a tiež sledovanie polohy hláv na povrchu platní. Ak si myslíte, že „zlé“ sektory na pevnom disku sa objavujú iba počas prevádzky, mýlite sa. Každý novovytvorený pevný disk už má zlý blok. Takže pri nízkoúrovňovom formátovaní sa tieto bloky zistia a zapíšu do špeciálnej tabuľky opätovného priradenia. Potom radič pevného disku počas prevádzky vymení chybné jednotky za funkčné, ktoré sú pri výrobe špeciálne vyhradené na takéto účely. V jednotkách pevných diskov sa dáta zapisujú a čítajú univerzálnymi čítacími/zapisovacími hlavami zo sústredných kruhov rotujúcich magnetických diskov (stôp) rozdelených do 512-bajtových sektorov. Stopa je „prsteň“ údajov na jednej strane disku. Záznamová stopa na disku je príliš veľká na to, aby sa dala použiť ako úložná jednotka. V mnohých jednotkách jeho kapacita presahuje 100 tisíc bajtov a pridelenie takéhoto bloku na uloženie malého súboru je mimoriadne nehospodárne. Preto sú stopy na disku rozdelené do očíslovaných častí nazývaných sektory.
Ako funguje pevný disk
Vďaka svojej špecifickosti nedochádza počas prevádzky pevného disku k priamemu kontaktu magnetických hláv s povrchom platní. Môžete to povedať inak: kontakt je „ako smrť“. Dizajn hláv je vytvorený tak, že umožňuje „vznášať sa“ nad povrchom platní. Motor roztáča vreteno takou rýchlosťou (až 15 000 ot./min.), že z rotujúcich kotúčov vzniká silný prúd vzduchu. To vytvára efekt vzduchového vankúša. Medzera medzi hlavami a kotúčmi je zlomok mikrónu. Ako sme však uviedli vyššie, kontakt hláv s povrchom je neprijateľný. Ale sú výpadky prúdu, hovoríte. Áno, samozrejme. Práve pre tento prípad bola vynájdená takzvaná „parkovacia zóna“. A keď nastane situácia, že rýchlosť otáčania vretena klesne pod povolenú hranicu (pri bežnej prevádzke alebo v núdzovom režime pri vypnutom napájaní), ktorú neustále monitoruje procesor pevného disku, sú hlavy odsunuté na rovnaké parkovisko. zónu. Zóna sa nachádza na samotnom vretene, kde sa nezaznamenávajú žiadne informácie, takže magnetické hlavy môžu ľahko „ležať“ na povrchu disku. Ako sa „spúšťa“ pevný disk? V skratke to vyzerá asi takto. Akonáhle pevný disk dostane energiu, jeho procesor začne testovať elektroniku a ak je výsledok pozitívny, spustí motor, ktorý roztáča taniere. So zvyšujúcou sa rýchlosťou otáčania sa dosiahne efekt vzduchového vankúša, ktorý zdvihne magnetické hlavy z parkovacej plochy. Keď rýchlosť dosiahne požadovanú hodnotu, hlavice opustia parkovaciu zónu a pomocou ovládača „hľadajú“ servá, aby stabilizovali rýchlosť otáčania. Potom sa znova priradia „zlé“ sektory a skontroluje sa poloha hlavy. Ak je vykonaná práca pozitívna, ovládač pevného disku prejde do prevádzkového režimu. Samozrejme, že mechanický proces pevného disku je pri podrobnejšom skúmaní hlbší, ale nemienime ho podrobne popisovať. Hlavná vec je, že rozumiete základným princípom mechanizmu interakcie hláv s doskami. Ak niekoho zaujímajú detaily tohto procesu, tak na túto tému vzniklo obrovské množstvo materiálov. A prejdeme k ďalšej časti pracovného postupu pevného disku – technológii čítania/zápisu dát.
Technológie na čítanie/zápis dát na pevný disk
Čítanie/zápis informácií na disk prebieha pomocou magnetických hláv, ktorých princíp pohybu bol diskutovaný vyššie. Ak máte ešte starý dobrý magnetofón, tak spôsob nahrávania/čítania zvuku na/z magnetickej pásky je identický s tým, čo zvažujeme. Dáta sa premenia na striedavý elektrický prúd, ktorý sa privádza do magnetickej hlavy, po ktorej sa premení na magnetické pole, pomocou ktorého sa zmagnetizujú požadované oblasti magnetického disku. Už vieme, že platne pevného disku sú pokryté feromagnetickou vrstvou. Samostatne zvolená oblasť tohto povlaku môže byť magnetizovaná jedným z dvoch možných spôsobov. Magnetizácia jedným spôsobom bude znamenať nulu, iným spôsobom - jeden. Takáto oddelene magnetizovaná oblasť sa nazýva doména. Ide o minimagnet so špecifickou orientáciou južného a severného pólu. Ovplyvnením určitej domény vonkajším magnetickým poľom (magnetická hlava) túto korešpondenciu prijme. Keď pominie vplyv vonkajšieho poľa, na povrchu sa objavia zóny zvyškovej magnetizácie. Znamenajú informácie uložené na disku. Dovolím si poznamenať, že hustota záznamu dát, teda samotná kapacita disku závisí od veľkosti domény. Už dlho sú známe dve technológie na zaznamenávanie informácií na pevný disk: paralelná a kolmá. Druhý spôsob záznamu je síce produktívnejší, ale z hľadiska technologického rozlíšenia je trochu zložitejší. Preto výrobcovia používali a zdokonaľovali paralelnú metódu, až kým nedosiahla svoj fyzikálny limit. Ak stručne popíšeme technológiu paralelného nahrávania, tak je to nasledovné. Magnetizácia domén je rovnobežná s rovinou disku. Pravdepodobne sa každý v detstve hrával s magnetmi, a preto vie, že sa budú navzájom priťahovať, keď sú otočené k sebe rôznymi pólmi (modrým a červeným). A naopak, ak sa ich pokúsite stlačiť k sebe stranami rovnakej farby, takýto pokus nebude nikdy korunovaný úspechom. Takže pri použití tejto technológie sa na hraniciach susedných domén objaví bludné pole, ktoré odoberá energiu ich magnetických polí. V dôsledku toho sa vonkajšie častice domén stávajú menej stabilnými a zvyšuje sa vplyv tepelných fluktuácií na ich magnetické usporiadanie. Pri použití technológie kolmého záznamu je magnetizácia domén umiestnená pod uhlom 90° k rovine platne. Vďaka tomu mizne efekt odpudzovania unipolárnych susedných domén, pretože v tomto usporiadaní sú zmagnetizované častice otočené k sebe rôznymi pólmi. V porovnaní s technológiou paralelného nahrávania sa tým znižuje veľkosť medzidoménového priestoru, čím sa zvyšuje aj kapacita pevných diskov. Tento spôsob záznamu však vyžaduje použitie zložitejšieho zloženia magnetickej vrstvy. Pod tenkou ochrannou vrstvou je záznamová vrstva pozostávajúca z oxidovanej zliatiny kobaltu, platiny a chrómu. Substrát pozostáva z dvoch vrstiev zložitého chemického zloženia, nazývaných antiferomagneticky viazané vrstvy. Umožňujú odstrániť vnútorné napätia magnetického poľa. Okrem toho si kolmý záznam vyžaduje použitie iných magnetických značiek, ktoré dokážu generovať silnejšie magnetické pole Hustota kolmého záznamu je 500 Gbit/in2. To umožní výrobu pevných diskov s kapacitou niekoľkých terabajtov. Veda však nestojí na mieste a vývoj nových technológií je už v plnom prúde. Jeden z nich sa nazýva HAMR (Heat Assistant Magnetic Recording). Táto technológia je nástupcom kolmého záznamu a je zameraná na jeho zlepšenie. V tomto prípade nastáva záznam s predhriatím pomocou lasera. K ohrevu dochádza v priebehu pikosekundy, pričom teplota dosahuje 100 °C. V tomto prípade magnetické častice domény dostávajú viac energie, takže pri vytváraní poľa nie je potrebná vysoká intenzita. A vysoká energia zaisťuje zvýšenú stabilitu zaznamenaných informácií. Opäť platí, že použitie tejto technológie nie je možné bez použitia materiálov s vysokou úrovňou anizotropie. Vhodné zliatiny na tento účel sú však príliš drahé. Okrem toho bude termomagnetický záznam vyžadovať dve samostatné hlavy. Musíte sa tiež postarať o to, ako odstrániť teplo z diskov. Obrovskou motiváciou pre použitie termomagnetického záznamu je však skutočnosť, že táto technológia umožňuje dosiahnuť hustotu záznamu až 1 Tbit/in2
Ako sa údaje ukladajú na pevný disk
Najmenšia jednotka informácií, s ktorou systém správy pevného disku pracuje, sa nazýva sektor. Vo veľkej väčšine moderných médií sa sektor rovná 512 bajtom. V súčasnosti používaný systém adresovania sektorov sa nazýva LBA (Logical block addressing). Zároveň pre disky s malou kapacitou alebo za účelom spätnej kompatibility so staršími zariadeniami je možné použiť systém adresovania CHS. Skratka CHS znamená Cylinder, Head, Sector - valec, hlava, sektor. Z názvu je jasný význam tohto typu adresovania, keďže je viazaný na časti zariadenia pevného disku. Výhodou LBA oproti CHS je, že druhý má obmedzenie na maximálny počet adresovateľných sektorov, v kvantitatívnom vyjadrení sa rovná 8,4 gigabajtom, LB A toto obmedzenie nemá. Prvý sektor pevného disku (alebo skôr nula) sa nazýva MBR (Master Boot Record) alebo hlavný zavádzací záznam. Na začiatku tohto sektora je kód, v ktorom základný vstupno/výstupný systém počítača prenáša riadenie pri zavádzaní systému. Tento kód následne prenesie riadenie na zavádzač operačného systému. V sektore 0 je tiež tabuľka rozdelenia pevného disku. Sekcia predstavuje špecifický rozsah sektorov. Do tabuľky sa zapíše záznam o partícii s číslom jej počiatočného sektora a veľkosťou. V tabuľke oddielov môžu byť celkom štyri takéto položky. Oddiel, ktorého záznam je v tabuľke oddielov nula sektora, sa nazýva primárny. Vzhľadom na vyššie uvedené obmedzenia môžu byť na jednom disku maximálne štyri takéto partície. Niektoré operačné systémy sú nainštalované iba na primárnych zväzkoch. Ak je potrebné použiť viac partícií, do tabuľky sa zapíše záznam o rozšírenej partícii. Tento typ oddielu je kontajner, v ktorom sa vytvárajú logické oddiely. Logických zväzkov môže byť neobmedzený počet, avšak v operačných systémoch Windows je počet súčasne pripojených zväzkov obmedzený počtom písmen latinskej abecedy. Tieto tri typy oddielov majú najširší AP, podporu medzi veľkou väčšinou operačných systémov a najväčšiu distribúciu. V skutočnosti doma alebo na úrovni klientskych počítačov organizácií sú to typy oddielov, ktoré sa nachádzajú. To však neznamená, že typy oddielov sú obmedzené na tieto tri typy. Existuje veľké množstvo špecializovaných oddielov, ktoré však používajú aj primárne zväzky ako kontajnery. Oddiel je len pridelené miesto na disku; Aby sa v ňom uložili akékoľvek informácie na usporiadanie štruktúry ukladania údajov, musí byť vytvorený súborový systém. Tento proces sa nazýva formátovanie oddielov. Existuje veľké množstvo typov súborových systémov; operačné systémy Windows používajú FAT/NTFS; operačné systémy založené na jadre Linuxu používajú Ext2/3FS, ReiserFS a Swap. Existuje mnoho pomôcok na multiplatformový prístup k rôznym súborovým systémom z operačných systémov, ktoré ich natívne nepodporujú (napríklad poskytujúce možnosť prístupu k linuxovým oddielom z Windowsu a naopak). Niektoré súborové systémy, ako napríklad FAT/NTFS, fungujú na väčších dátových štruktúrach na pevnom disku, ktoré sa nazývajú klastre. Klaster môže obsahovať ľubovoľný počet sektorov. Manipulácia s veľkosťou klastra prináša ďalšie výhody pre výkon súborového systému alebo spotrebu voľného miesta. Takto sa získa nasledujúca logická štruktúra ukladania údajov: pevný disk sa rozdelí na partície (informácie o tejto partícii sú uložené v tzv. hlavnom zavádzacom zázname) - sú pomenované C:, D:, E: atď., pre každý Súborový systém je nainštalovaný na oddiele (ako výsledok formátovania oddielu). Súborový systém obsahuje informácie o tom, ako je priestor partície (logického disku) ohraničený a kde sa na ňom nachádzajú súbory. No, potom oddiel ukladá súbory, ktoré sú rozdelené do určitého počtu klastrov, ktoré fyzicky zaberajú určitý počet sektorov, na ktoré sú rozdelené stopy pevného disku. Súborový systém priraďuje všetkým sektorom svoje vlastné adresy a na tieto adresy potom ukladá svoje súbory, pričom do svojej tabuľky zaznamenáva adresy klastrov (rozsahov klastrov) patriacich k určitým súborom.
Pevné disky
Vykonáva ho študent
skupiny 40-101B.
Karimov K.R.
učiteľ:
Usov P.A.
1. Princíp fungovania pevného disku.. 3
2. Diskové zariadenie.. 5
3. Prevádzka pevného disku.. 10
4. Hlasitosť, rýchlosť a čas prístupu.. 12
5. Rozhrania pevného disku.. 14
6. Externé pevné disky... 16
Ako funguje pevný disk
Pevný disk je jedným z najpokročilejších a najkomplexnejších zariadení moderného osobného počítača. Jeho disky sú schopné uložiť veľa megabajtov informácií prenášaných obrovskou rýchlosťou. Zatiaľ čo väčšina počítačových komponentov pracuje ticho, pevný disk vrčí a vŕzga, čo z neho robí jedno z mála počítačových zariadení, ktoré obsahuje mechanické aj elektronické komponenty.
Základné princípy fungovania pevného disku sa od jeho vzniku zmenili len málo. Zariadenie pevného disku je veľmi podobné bežnému gramofónu. Len pod telom môže byť niekoľko platní namontovaných na spoločnej osi a hlavy dokážu čítať informácie z oboch strán každej platne naraz. Rýchlosť otáčania platní (u niektorých modelov dosahuje 15 000 otáčok za minútu) je konštantná a je jednou z hlavných charakteristík. Hlava sa pohybuje pozdĺž dosky v určitej pevnej vzdialenosti od povrchu. Čím menšia je táto vzdialenosť, tým väčšia je presnosť čítania informácií a tým väčšia môže byť hustota záznamu informácií. Keď sa pozriete na pevný disk, všetko, čo vidíte, je odolný kovový kryt. Je kompletne utesnený a chráni mechaniku pred prachovými časticami, ktoré ak sa dostanú do úzkej medzery medzi hlavou a povrchom disku, môžu poškodiť citlivú magnetickú vrstvu a poškodiť disk. Okrem toho puzdro chráni disk pred elektromagnetickým rušením. Vo vnútri puzdra sú všetky mechanizmy a niektoré elektronické komponenty. Mechanizmy sú samotné disky, na ktorých sú uložené informácie, hlavy, ktoré zapisujú a čítajú informácie z diskov, a motory, ktoré to všetko uvádzajú do pohybu. Disk je okrúhla platňa s veľmi hladkým povrchom, zvyčajne vyrobená z hliníka, menej často z keramiky alebo skla, potiahnutá tenkou feromagnetickou vrstvou. Disky sú vyrobené. Mnoho diskov používa vrstvu oxidu železa (ktorá pokrýva bežnú magnetickú pásku), ale najnovšie pevné disky používajú vrstvu kobaltu s hrúbkou približne desať mikrónov. Tento povlak je odolnejší a navyše umožňuje výrazne zvýšiť hustotu záznamu. Technológia jeho aplikácie je blízka technológii používanej pri výrobe integrovaných obvodov.
Počet diskov môže byť rôzny - od jedného do piatich, počet pracovných plôch je zodpovedajúcim spôsobom dvakrát väčší (dva na každom disku). Ten (rovnako ako materiál použitý na magnetický povlak) určuje kapacitu pevného disku. Niekedy sa nepoužívajú vonkajšie povrchy vonkajších diskov (alebo jeden z nich), čo umožňuje znížiť výšku pohonu, ale zároveň sa zníži počet pracovných plôch a môže sa ukázať ako nepárny.
Magnetické hlavy čítajú a zapisujú informácie na disky. Princíp záznamu je vo všeobecnosti podobný tomu, ktorý sa používa v bežnom magnetofore. Digitálne informácie sa premieňajú na striedavý elektrický prúd dodávaný do magnetickej hlavy a potom sa prenášajú na magnetický disk, ale vo forme magnetického poľa, ktoré disk dokáže vnímať a „pamätať“. Magnetický povlak disku pozostáva z mnohých malých oblastí spontánnej magnetizácie. Pre ilustráciu si predstavte, že disk je pokrytý vrstvou veľmi malých šípok kompasu, ktoré ukazujú rôznymi smermi. Takéto častice šípok sa nazývajú domény. Vplyvom vonkajšieho magnetického poľa sú vlastné magnetické polia domén orientované v súlade s jeho smerom. Po ukončení vonkajšieho poľa sa na povrchu disku vytvoria zóny zvyškovej magnetizácie. Týmto spôsobom sa uložia informácie zaznamenané na disku. Oblasti zvyškovej magnetizácie, keď sa disk otáča oproti medzere magnetickej hlavy, v ňom indukujú elektromotorickú silu, ktorá sa mení v závislosti od veľkosti magnetizácie. Balík diskov namontovaný na osi vretena je poháňaný špeciálnym motorom kompaktne umiestneným pod ním. Rýchlosť otáčania diskov je zvyčajne 7200 ot./min. Aby sa skrátil čas potrebný na uvedenie pohonu do prevádzky, motor po zapnutí beží nejaký čas v nútenom režime. Preto musí mať napájací zdroj počítača rezervu špičkového výkonu. Teraz o operácii hláv. Pohybujú sa pomocou presného krokového motora a zdá sa, že „plávajú“ vo vzdialenosti zlomku mikrónu od povrchu disku bez toho, aby sa ho dotkli. V dôsledku zaznamenávania informácií sa na povrchu diskov vytvárajú zmagnetizované oblasti vo forme sústredných kruhov. Nazývajú sa magnetické dráhy. Pri pohybe sa hlavy zastavia nad každou ďalšou skladbou. Súbor dráh umiestnených pod sebou na všetkých povrchoch sa nazýva valec. Všetky hlavy pohonu sa pohybujú súčasne a pristupujú k valcom s rovnakým názvom s rovnakými číslami.
Diskové zariadenie
Typický pevný disk pozostáva z HDA a dosky elektroniky. Všetky mechanické časti sú umiestnené v HDA, všetka riadiaca elektronika je umiestnená na doske s výnimkou predzosilňovača, ktorý je umiestnený vo vnútri HDA v tesnej blízkosti hláv.
Pod diskami je motor - plochý, ako v disketových mechanikách, alebo zabudovaný do vretena obalu disku. Pri otáčaní diskov vzniká silný prúd vzduchu, ktorý cirkuluje po obvode HDA a je neustále čistený filtrom inštalovaným na jednej z jeho strán.
Bližšie ku konektorom, na ľavej alebo pravej strane vretena, sa nachádza rotačné polohovadlo, ktoré svojím vzhľadom trochu pripomína vežový žeriav: na jednej strane osi sú tenké, dlhé a ľahké nosiče magnetických hláv smerujúce k disky a na druhej krátka a masívnejšia stopka s vinutím elektromagnetického pohonu. Keď sa vahadlo polohovadla otáča, hlavy sa pohybujú v oblúku medzi stredom a okrajom kotúčov. Uhol medzi osami polohovadla a vretena sa volí spolu so vzdialenosťou od osi polohovadla k hlavám tak, aby sa os hlavy pri otáčaní čo najmenej odchyľovala od dotyčnicovej dráhy.
V skorších modeloch bolo vahadlo namontované na osi krokového motora a vzdialenosť medzi dráhami bola určená veľkosťou kroku. Moderné modely používajú takzvaný lineárny motor, ktorý nemá žiadnu diskrétnosť, a inštalácia na dráhu sa vykonáva podľa signálov zaznamenaných na diskoch, čo výrazne zvyšuje presnosť pohonu a hustotu záznamu na disky.
Vinutie polohovadla je obklopené statorom, ktorý je permanentným magnetom. Keď je do vinutia privádzaný prúd určitej veľkosti a polarity, vahadlo sa začne otáčať v príslušnom smere so zodpovedajúcim zrýchlením; Dynamickou zmenou prúdu vo vinutí môžete polohovadlo nastaviť do ľubovoľnej polohy. Tento systém pohonu sa nazýva Voice Coil, analogicky s kužeľom reproduktora.
Na drieku býva takzvaná magnetická západka - malý permanentný magnet, ktorý sa pri krajnej vnútornej polohe (pristávacej zóne) pritiahne k povrchu statora a v tejto polohe zafixuje vahadlo. Ide o takzvanú parkovaciu polohu hláv, ktoré ležia na povrchu disku, v kontakte s ním. V mnohých drahých modeloch (zvyčajne SCSI) je k dispozícii špeciálny elektromagnet na upevnenie polohovadla, ktorého kotva vo voľnej polohe blokuje pohyb vahadla. V pristávacej zóne disku nie sú zaznamenané žiadne informácie.
Zostávajúci voľný priestor obsahuje predzosilňovač pre signál odstránený z hláv a ich prepínač. Polohovač je pripojený k doske predzosilňovača flexibilným plochým káblom, avšak u niektorých pevných diskov (najmä u niektorých modelov Maxtor AV) je vinutie napájané samostatnými jednožilovými vodičmi, ktoré majú tendenciu sa počas aktívnej prevádzky lámať. Hermetický blok je naplnený obyčajným bezprašným vzduchom pod atmosférickým tlakom. Vo vrchnákoch hermetických blokov niektorých pevných diskov sú špeciálne vyrobené malé okienka utesnené tenkou fóliou, ktoré slúžia na vyrovnávanie tlaku vo vnútri a vonku. V niektorých modeloch je okno uzavreté priedušným filtrom. Pri niektorých modeloch pevných diskov sú osi vretena a polohovadla upevnené iba na jednom mieste - na tele pevného disku, u iných sú navyše zaistené skrutkami ku krytu HDA. Druhé modely sú citlivejšie na mikrodeformáciu pri upevňovaní - utiahnutie upevňovacích skrutiek dostatočne na to, aby spôsobilo neprijateľné vychýlenie osí. V niektorých prípadoch sa takéto skreslenie môže stať ťažko zvrátiteľným alebo úplne nezvratným. Doska elektroniky je odnímateľná a pripája sa k HDA cez jeden alebo dva konektory rôznych dizajnov. Doska obsahuje hlavný procesor pevného disku, ROM s programom, operačnú pamäť RAM, ktorá sa zvyčajne používa ako vyrovnávacia pamäť disku, digitálny signálový procesor (DSP) na prípravu zaznamenaných a spracovanie čítaných signálov a logiku rozhrania. Na niektorých pevných diskoch je program procesora úplne uložený v ROM, na iných je jeho určitá časť zaznamenaná v servisnej oblasti disku. Disk môže obsahovať aj parametre mechaniky (model, sériové číslo atď.). Niektoré pevné disky uchovávajú tieto informácie v elektricky programovateľnej pamäti ROM (EEPROM).
Mnoho pevných diskov má špeciálne technologické rozhranie s konektorom na doske elektroniky, prostredníctvom ktorého môžete pomocou stolného zariadenia vykonávať s diskom rôzne servisné operácie - testovanie, formátovanie, preraďovanie chybných oblastí atď. Moderné pohony značky Conner majú technologické rozhranie vyrobené v štandarde sériového rozhrania, ktoré umožňuje pripojiť ho cez adaptér k alfanumerickému terminálu alebo COM portu počítača. ROM obsahuje takzvaný testovací monitorovací systém (TMOS), ktorý prijíma príkazy odoslané z terminálu, vykonáva ich a výsledky odosiela späť do terminálu. Prvé pevné disky, ako napríklad diskety, sa vyrábali s čistými magnetickými povrchmi; počiatočné označenie (formátovanie) vykonal spotrebiteľ podľa vlastného uváženia a mohol ho vykonať ľubovoľný počet opakovaní. V prípade moderných modelov sa značky robia počas výrobného procesu; Zároveň sa na disky zaznamenávajú servo informácie - špeciálne značky potrebné na stabilizáciu rýchlosti otáčania, vyhľadávanie sektorov a sledovanie polohy hláv na povrchoch. Nie je to tak dávno, čo sa na zaznamenávanie servo informácií používal samostatný povrch (vyhradený), pozdĺž ktorého sa nastavovali hlavy všetkých ostatných povrchov. Takýto systém vyžadoval vysokú tuhosť upevnenia hláv, aby medzi nimi po prvotnom označení nevznikli nezrovnalosti. V súčasnosti sa servo informácie zaznamenávajú do medzisektorových priestorov (vložené), čo umožňuje zvýšiť užitočnú kapacitu obalu a odstrániť obmedzenia tuhosti pohyblivého systému. Niektoré moderné modely používajú kombinovaný systém sledovania - vstavané servo informácie v kombinácii s vyhradeným povrchom; v tomto prípade sa na zvolenom povrchu vykoná hrubé nastavenie a na zabudovaných značkách sa vykoná jemné nastavenie.
Keďže servo informácie predstavujú referenčné rozloženie disku, radič pevného disku ich v prípade poškodenia nedokáže samostatne obnoviť. Pri softvérovom formátovaní takéhoto pevného disku je možné prepisovať len hlavičky a kontrolné súčty dátových sektorov.
Počas počiatočného označovania a testovania moderného pevného disku vo výrobe sa takmer vždy zistia chybné sektory, ktoré sa zapíšu do špeciálnej tabuľky preradenia. Počas bežnej prevádzky radič pevného disku nahradí tieto sektory rezervnými, ktoré sú na tento účel špeciálne ponechané na každej stope, skupine stôp alebo vyhradenej oblasti disku. Vďaka tomu nový pevný disk vytvára zdanie úplnej absencie povrchových defektov, hoci v skutočnosti sú takmer vždy prítomné.
Keď je napájanie zapnuté, procesor pevného disku vykoná testovanie elektroniky, po ktorom vydá príkaz na zapnutie motora vretena. Keď sa dosiahne určitá kritická rýchlosť otáčania, hustota vzduchu unášaného povrchmi kotúčov sa stane dostatočnou na to, aby prekonala prítlačnú silu hláv na povrch a zdvihla ich do výšky zlomkov až niekoľkých mikrónov nad povrchy kotúčov. disky - hlavy „plávajú“. Od tohto momentu, kým rýchlosť neklesne pod kritickú úroveň, hlavy „visia“ na vzduchovom vankúši a povrchov diskov sa vôbec nedotýkajú.
Potom, čo disky dosiahnu rýchlosť otáčania blízku nominálnej (zvyčajne 3600, 4500, 5400 alebo 7200 ot./min.), hlavice sa odstránia z parkovacej zóny a začne sa hľadanie značiek serva presne stabilizovať rýchlosť otáčania. Potom sa načítajú informácie z oblasti služieb - najmä tabuľka pre opätovné priradenie chybných oblastí.
Na konci inicializácie sa polohovadlo otestuje vyčíslením danej sekvencie stôp - ak je úspešná, procesor nastaví na rozhraní znak pripravenosti a cez rozhranie sa prepne do prevádzkového režimu.
Počas prevádzky systém sledovania polohy hlavy na disku neustále pracuje: z nepretržite čítaného signálu sa extrahuje chybový signál, ktorý sa privádza do spätnoväzbového obvodu, ktorý riadi prúd vinutia polohovadla. V dôsledku odchýlky hlavy od stredu dráhy sa vo vinutí objaví signál, ktorý má tendenciu vrátiť ho na svoje miesto.
Na koordináciu rýchlostí dátových tokov – na úrovni čítania/zápisu a externého rozhrania – majú pevné disky medzipamäť, často mylne nazývanú vyrovnávacia pamäť, zvyčajne o veľkosti niekoľkých desiatok či stoviek kilobajtov. V mnohých modeloch (napríklad Quantum) je vyrovnávacia pamäť umiestnená v spoločnej pracovnej pamäti RAM, kde sa najskôr načíta prekryvná časť riadiaceho mikroprogramu, takže skutočný objem vyrovnávacej pamäte je menší ako plná pamäť RAM (80 -90 kB so 128 kB RAM pre Quantum). Pri ostatných modeloch (Conner, Caviar) sa vyrovnávacia pamäť a RAM procesora vyrábajú oddelene.
Keď je napájanie vypnuté, procesor pomocou energie zostávajúcej v kondenzátoroch dosky alebo extrahovaním z vinutia motora, ktorý zároveň funguje ako generátor, vydá príkaz na nastavenie polohovadla do parkovacej polohy. polohu, ktorá sa stihne dokončiť skôr, než rýchlosť otáčania klesne pod kritickú. V niektorých pevných diskoch (Quantum) je to uľahčené pružinovým vahadlom umiestneným medzi diskami, ktoré neustále zažíva tlak vzduchu. Pri zoslabení prúdenia vzduchu vahadlo dodatočne zatlačí polohovadlo do parkovacej polohy, kde je zaistené západkou. Pohyb hláv smerom k vretene je tiež uľahčený dostredivou silou vznikajúcou rotáciou kotúčov.
Prevádzka pevného disku
Teraz - o procese samotného pevného disku. Po prvotnom nastavení elektroniky a mechaniky prejde mikropočítač s pevným diskom do režimu čakania na príkazy z ovládača umiestneného na systémovej doske alebo karte rozhrania. Po prijatí príkazu zapne požadovanú hlavu, pomocou impulzov serva nájde požadovanú stopu, počká, kým požadovaný sektor „dosiahne“ hlavu, a prečíta alebo zapíše informácie. Ak radič požiadal o čítanie/zápis nielen jedného sektora, ale viacerých, pevný disk môže pracovať v takzvanom blokovom režime, pričom využíva RAM ako vyrovnávaciu pamäť a kombinuje čítanie/zápis s prenosom informácií do alebo z radiča.
Pre optimálne využitie povrchu disku sa používa takzvaný zónový bitový záznam (ZBR), ktorého princíp spočíva v tom, že na externých stopách, ktoré sú dlhšie (a teda aj informačná kapacita), sú informácie zaznamenané s väčšou hustotou ako na interných. . V rámci celého povrchu sa vytvorí až tucet alebo viac takýchto zón s konštantnou hustotou záznamu; Preto je rýchlosť čítania a zápisu na externých zónach vyššia ako na interných. Vďaka tomu budú súbory umiestnené bližšie k „začiatku“ pevného disku vo všeobecnosti spracované rýchlejšie ako súbory umiestnené bližšie k jeho „koncu“.
Teraz si povedzme, odkiaľ pochádza neuveriteľne veľké množstvo hláv špecifikovaných v parametroch pevného disku. Kedysi tieto čísla – počet valcov, hláv a sektorov za vyššiu cenu – v skutočnosti udávali skutočné fyzické parametre (geometriu) pevného disku. Pri použití ZBR sa však počet sektorov mení od stopy k stope a pre každý pevný disk sú tieto čísla iné - preto sa začala používať takzvaná logická geometria, kedy pevný disk oznamuje ovládaču určité podmienené parametre, napr. a pri prijímaní príkazov sám prevádza logické adresy na fyzické. Zároveň pevný disk s logickou geometriou, napríklad 520 valcov, 128 hláv a 63 sektorov (celkový objem - 2 GB), s najväčšou pravdepodobnosťou obsahuje dva disky - a štyri čítacie / zapisovacie hlavy.
Pevné disky najnovšej generácie využívajú technológie PRML (Partial Response, Maximum Likelihood) a S.M.A.R.T. (Self Monitoring Analysis and Report Technology - technológia pre analýzu a reporting vlastného monitorovania). Prvý bol vyvinutý kvôli tomu, že pri existujúcich hustotách záznamu už nie je možné jasne a jednoznačne prečítať signál z povrchu disku - úroveň rušenia a skreslenia je veľmi vysoká. Namiesto priamej konverzie signálu sa signál porovná so sadou vzoriek a na základe maximálnej podobnosti sa urobí záver o akceptácii konkrétneho kódového slova – takmer rovnakým spôsobom ako čítame slová, v ktorých písmená chýbajú alebo sú skreslené. .
Pevný disk, ktorý implementuje technológiu S.M.A.R.T., vedie štatistiku svojich prevádzkových parametrov (počet štartov/zastavení a odpracovaných hodín, čas zrýchlenia vretena, zistené/opravené chyby atď.), ktoré sú pravidelne ukladané do preprogramovateľnej pamäte ROM alebo do servisných oblastí disku. Tieto informácie sa zhromažďujú počas životnosti pevného disku a môžu si ich kedykoľvek vyžiadať analytické programy; môže sa použiť na posúdenie stavu mechaniky, prevádzkových podmienok alebo približnej pravdepodobnosti poruchy.
Súvisiace informácie.
Nebudeme sa dotýkať technických vlastností prenosných diskov. Tieto informácie možno nájsť v špecializovaných zdrojoch na internete. Zvážime tie funkcie zariadenia s vymeniteľným diskom, ktoré používateľ potrebuje poznať a ktorých zanedbanie je hlavným dôvodom straty údajov, a kontaktujeme nás, aby sme tieto údaje obnovili.
Otvorte krabicu a vyberte z nej pevný disk. Predtým bol prenosný pevný disk štandardným mobilným pevným diskom SATA s 2,5-palcovým formátom s adaptérom USB. Teraz je to stále ten istý 2,5-palcový disk, ale doska elektroniky pevného disku už obsahuje mostík USB (adaptér na čítanie) a konektor USB.
Moderný pevný disk sa skladá z dvoch hlavných častí. Toto je zapečatené puzdro s magnetickými diskami a hlavami - bežne sa nazýva „hermetický blok“. A doska elektroniky, často nazývaná aj kontrolér, ktorá toto všetko riadi.
V čom je kúzlo prenosného disku?
Pozrime sa bližšie na hermetický blok. Preto sa nazýva hermetický blok, pretože je utesnený. Utesnenie puzdra pevného disku je nevyhnutné, aby sa tam nedostal prach a drobné čiastočky z okolia. Vo vnútri tohto disku je obyčajný atmosférický vzduch, len veľmi čistý.
Je pravda, že dnes existujú pevné disky s vysokou hustotou, ktoré sú naplnené héliom. Ide o moderné disky s kapacitou 6 terabajtov a viac.
Magnetické hlavy plávajú nad povrchmi rotujúcich diskov vo vzdialenosti 5-10 nanometrov na vzduchovom vankúši. Elektromagnetická cievka poháňa držiak s blokmi magnetických hláv, a tak sú hlavy umiestnené na požadovanom mieste na disku.
Keď disk nefunguje, hlavy sú umiestnené na špeciálnom parkovacom zariadení mimo diskov. Faktom je, že povrch diskov je taký hladký, že hlavy sa okamžite pevne prilepia k povrchom, ak sú nad nimi, a disky sa neotáčajú.
Suchá štatistika
Ak je pevný disk prenosný, v 95% prípadov je dôvodom na opravu to, že dostal úder alebo spadol. Potvrdzujú to aj naše 15-ročné štatistiky.
To znamená, že hlavy pevných diskov vyletia z parkovacieho hrebeňa a prilepia sa na povrch diskov. Alebo poškriabajú rotujúce disky, čím poškodia magnetický povrch a poškodia sa.
Približne v polovici takýchto prípadov sa disky otvoria samostatne doma, niečo si pozrú, zapnú, vypnú, premiestnia, premiestnia, zašpinia disky a až potom premýšľajú o nájdení centra obnovy informácií.
Prečo? Platiť 2-3 krát viac za obnovu informácií.
Alebo stratíte informácie navždy
Ako správne zaobchádzať s prenosným diskom, ak si ceníte informácie.
- Prenosný disk neudierajte ani ho nepúšťajte na zem.
- Ak vám prenosný disk spadne, nezapínajte ho. V akom stave má hlavu, nie je známe.
- Ak ho zapnete po náraze a vydáva nezvyčajné zvuky: vŕzganie, zvuky, cvakanie, škrabanie - okamžite ho vypnite.
- Počas práce s prenosným diskom nehýbte.
- Z externého disku používajte iba hrubý, kvalitný alebo originálny USB kábel.
- Nepoužívajte kábel USB z mobilného telefónu.
- Neprevádzkujte prenosný pevný disk s poškodeným káblom USB.
- Neprevádzkujte prenosný pevný disk s poškodeným USB konektorom.
- Nedovoľte nekvalifikované pokusy o opravu prenosného pevného disku.
Ak potrebujete uložiť dáta, okamžite vyhľadajte kvalifikovaných špecialistov s dobrou povesťou.
Ako vyzerá moderný pevný disk (HDD) vo vnútri? Ako to rozobrať? Ako sa nazývajú časti a aké funkcie vykonávajú vo všeobecnom mechanizme ukladania informácií? Odpovede na tieto a ďalšie otázky nájdete nižšie. Okrem toho si ukážeme vzťah medzi ruskou a anglickou terminológiou popisujúcou komponenty pevných diskov.
Pre názornosť sa pozrime na 3,5-palcový SATA disk. Pôjde o úplne nový terabajt Seagate ST31000333AS. Poďme preskúmať naše morča.
Zelená doska upevnená skrutkami s viditeľným vzorom stopy, napájacími a SATA konektormi sa nazýva doska elektroniky alebo riadiaca doska (Printed Circuit Board, PCB). Vykonáva funkcie elektronického riadenia pevného disku. Jeho prácu možno prirovnať k ukladaniu digitálnych údajov do magnetických odtlačkov prstov a ich spätnému rozpoznaniu na požiadanie. Napríklad ako usilovný pisár s textami na papieri. Čierne hliníkové puzdro a jeho obsah sa nazývajú Head and Disk Assembly (HDA). Medzi odborníkmi je zvykom nazývať to „plechovka“. Samotné puzdro bez obsahu sa nazýva aj hermetický blok (základňa).
Teraz odstránime dosku plošných spojov (budete potrebovať hviezdicový skrutkovač T-6) a preskúmame komponenty, ktoré sú na nej umiestnené.
Prvá vec, ktorá vás upúta, je veľký čip umiestnený v strede – System On Chip (SOC). Sú v ňom dve hlavné zložky:
- Centrálny procesor, ktorý vykonáva všetky výpočty (Central Processor Unit, CPU). Procesor má vstupno/výstupné porty (IO porty) na ovládanie ďalších komponentov umiestnených na doske plošných spojov a prenos dát cez rozhranie SATA.
- Kanál čítania/zápisu – zariadenie, ktoré konvertuje analógový signál prichádzajúci z hláv na digitálne dáta počas operácie čítania a kóduje digitálne dáta na analógový signál počas zápisu. Sleduje aj polohu hláv. Inými slovami, pri písaní vytvára magnetické obrazy a rozpoznáva ich pri čítaní.
Pamäťovým čipom je bežná pamäť DDR SDRAM. Veľkosť pamäte určuje veľkosť vyrovnávacej pamäte pevného disku. Tento plošný spoj má nainštalovanú 32 MB DDR pamäte Samsung, čo dáva disku teoreticky cache 32 MB (a to je presne množstvo uvedené v technických špecifikáciách pevného disku), nie je to však celkom pravda. Faktom je, že pamäť je logicky rozdelená na vyrovnávaciu pamäť (cache) a pamäť firmvéru. Procesor vyžaduje určité množstvo pamäte na načítanie modulov firmvéru. Pokiaľ vieme, skutočnú veľkosť vyrovnávacej pamäte v popise technických špecifikácií uvádza iba výrobca HGST; Čo sa týka iných diskov, skutočnú veľkosť vyrovnávacej pamäte môžeme len hádať. V špecifikácii ATA autori nerozšírili limit stanovený v skorších verziách, rovný 16 megabajtom. Programy preto nemôžu zobraziť hlasitosť väčšiu ako je maximálna.
Ďalším čipom je ovládač vretenového motora a ovládania kmitacej cievky, ktorý pohybuje hlavnou jednotkou (ovládač motora vretena a vretena, ovládač VCM&SM). V žargóne špecialistov ide o „zvrat“. Tento čip navyše riadi sekundárne napájacie zdroje umiestnené na doske, ktoré napájajú procesor a čip predzosilňovač-spínač (predzosilňovač, predzosilňovač), umiestnený v HDA. Toto je hlavný spotrebiteľ energie na doske plošných spojov. Riadi otáčanie vretena a pohyb hláv. Tiež, keď je napájanie vypnuté, prepne zastavovací motor do režimu generovania a dodáva výslednú energiu do kmitacej cievky pre hladké zaparkovanie magnetických hláv. Jadro regulátora VCM môže pracovať aj pri teplotách 100°C.
Časť riadiaceho programu disku (firmvér) je uložená vo flash pamäti (na obrázku je vyznačená: Flash). Keď sa na disk pripojí napájanie, mikrokontrolér najprv načíta do seba malú bootovaciu ROM a potom prepíše obsah flash čipu do pamäte a začne vykonávať kód z RAM. Bez správne načítaného kódu nebude disk chcieť ani naštartovať motor. Ak na doske nie je žiadny flash čip, znamená to, že je zabudovaný v mikrokontroléri. Na moderných diskoch (približne od roku 2004 a novších, ale výnimkou sú pevné disky Samsung a tie s nálepkami Seagate) obsahuje flash pamäť tabuľky s mechanikou a kódmi nastavenia hláv, ktoré sú jedinečné pre daný HDA a do iného sa nezmestia. Operácia „switch controller“ teda vždy končí buď tým, že disk „nedetegovaný v BIOSe“ alebo je určený interným názvom výrobcu, ale stále neposkytuje prístup k údajom. Pri predmetnom disku Seagate 7200.11 vedie strata pôvodného obsahu flash pamäte k úplnej strate prístupu k informáciám, pretože nebude možné vybrať alebo uhádnuť nastavenia (v žiadnom prípade takáto technika nie je autorovi známe).
Na kanáli R.Lab YouTube je niekoľko príkladov preskupenia dosky s opätovným spájkovaním mikroobvodu z chybnej dosky na funkčnú:
PC-3000 HDD Toshiba MK2555GSX výmena PCB
PC-3000 HDD Samsung HD103SJ výmena PCB
Snímač otrasov reaguje na otrasy, ktoré sú pre disk nebezpečné a vyšle o tom signál do ovládača VCM. VCM okamžite zaparkuje hlavy a môže zastaviť otáčanie disku. Teoreticky by tento mechanizmus mal chrániť disk pred ďalším poškodením, no v praxi to nefunguje, takže disky nepúšťajte na zem. Aj keď spadnete, motor vretena sa môže zaseknúť, ale o tom neskôr. Na niektorých diskoch je snímač vibrácií vysoko citlivý, reaguje aj na najmenšie mechanické vibrácie. Údaje prijaté zo snímača umožňujú ovládaču VCM korigovať pohyb hláv. Okrem hlavného majú takéto disky nainštalované dva ďalšie snímače vibrácií. Na našej doske nie sú ďalšie snímače spájkované, ale sú pre ne miesta - na obrázku sú označené ako „Snímač vibrácií“.
Doska má ďalšie ochranné zariadenie - potlačenie prechodového napätia (TVS). Chráni dosku pred prepätím. Keď dôjde k prepätiu, TVS vyhorí a vytvorí skrat k zemi. Táto doska má dva TVS, 5 a 12 voltov.
Elektronika pre staršie disky bola menej integrovaná, pričom každá funkcia bola rozdelená do jedného alebo viacerých čipov.
Teraz sa pozrime na HDA.
Pod doskou sú kontakty pre motor a hlavy. Okrem toho je na tele disku malý, takmer neviditeľný otvor (dýchací otvor). Slúži na vyrovnávanie tlaku. Mnoho ľudí verí, že vo vnútri pevného disku je vákuum. V skutočnosti to nie je pravda. Vzduch je potrebný na to, aby hlavy aerodynamicky vzlietli nad hladinou. Tento otvor umožňuje kotúču vyrovnávať tlak vo vnútri a mimo ochranného priestoru. Z vnútornej strany je tento otvor prekrytý dýchacím filtrom, ktorý zachytáva čiastočky prachu a vlhkosti.
Teraz sa pozrime do uzavretej zóny. Odstráňte kryt disku.
Samotné veko nie je ničím zaujímavé. Je to len oceľová platňa s gumovým tesnením, aby sa do nej nedostal prach. Nakoniec sa pozrime na plnenie kontajnmentovej zóny.
Informácie sa ukladajú na disky, nazývané aj „platne“, magnetické povrchy alebo platne. Údaje sa zaznamenávajú na oboch stranách. Ale niekedy na jednej strane hlava nie je nainštalovaná, alebo je hlava fyzicky prítomná, ale je zakázaná v továrni. Na fotografii môžete vidieť vrchnú dosku zodpovedajúcu hlave s najvyšším číslom. Platne sú vyrobené z lešteného hliníka alebo skla a sú potiahnuté niekoľkými vrstvami rôzneho zloženia, vrátane feromagnetickej látky, na ktorej sú dáta skutočne uložené. Medzi doskami, ako aj nad ich vrchom, vidíme špeciálne vložky nazývané deliče alebo oddeľovače. Sú potrebné na vyrovnanie prúdenia vzduchu a zníženie akustického hluku. Spravidla sú vyrobené z hliníka alebo plastu. Hliníkové separátory sa úspešnejšie vyrovnávajú s ochladzovaním vzduchu vo vnútri kontajnmentovej zóny. Nižšie je uvedený príklad modelu prechodu prúdu vzduchu vo vnútri hermetickej jednotky.
Bočný pohľad na platne a separátory.
Čítacie a zapisovacie hlavy (hlavy) sú inštalované na koncoch držiakov jednotky magnetickej hlavy alebo HSA (Head Stack Assembly, HSA). Parkovacia zóna je oblasť, kde by mali byť hlavy zdravého disku, ak je vreteno zastavené. Pre tento disk je parkovacia zóna umiestnená bližšie k vretene, ako je vidieť na fotografii.
Na niektorých pohonoch sa parkovanie vykonáva na špeciálnych plastových parkovacích plochách umiestnených mimo dosiek.
Parkovacia podložka pre Western Digital 3,5” disk
V prípade parkovania hláv vo vnútri platní je potrebný špeciálny nástroj na odstránenie bloku magnetických hláv, bez neho je veľmi ťažké vybrať BMG bez poškodenia. Pre vonkajšie parkovanie môžete medzi hlavy vložiť plastové rúrky vhodnej veľkosti a odstrániť blok. Aj keď, existujú aj sťahováky pre tento prípad, ale sú jednoduchšej konštrukcie.
Pevný disk je presný polohovací mechanizmus a na správne fungovanie vyžaduje veľmi čistý vzduch. Počas používania sa vo vnútri pevného disku môžu vytvárať mikroskopické čiastočky kovu a mastnoty. Na okamžité vyčistenie vzduchu vo vnútri disku je tu recirkulačný filter. Ide o high-tech zariadenie, ktoré neustále zbiera a zachytáva drobné častice. Filter je umiestnený v dráhe prúdenia vzduchu vytvorenej rotáciou platní
Teraz odstránime horný magnet a uvidíme, čo sa skrýva pod ním.
Pevné disky používajú veľmi silné neodýmové magnety. Tieto magnety sú také silné, že dokážu zdvihnúť až 1300-násobok svojej vlastnej hmotnosti. Preto by ste nemali dávať prst medzi magnet a kov alebo iný magnet - úder bude veľmi citlivý. Táto fotografia zobrazuje obmedzovače BMG. Ich úlohou je obmedziť pohyb hláv a nechať ich na povrchu platní. BMG obmedzovače rôznych modelov sú navrhnuté inak, ale vždy sú dva, používajú sa na všetkých moderných pevných diskoch. Na našom pohone je druhý obmedzovač umiestnený na spodnom magnete.
Tu je to, čo tam môžete vidieť.
Vidíme tu aj kmitaciu cievku, ktorá je súčasťou magnetickej hlavovej jednotky. Cievka a magnety tvoria pohon VCM (Voice Coil Motor, VCM). Pohon a blok magnetických hláv tvoria polohovadlo (aktor) - zariadenie, ktoré pohybuje hlavami.
Čierna plastová časť so zložitým tvarom sa nazýva západka ovládača. Dodáva sa v dvoch typoch: magnetický a vzduchový zámok. Magnetická funguje ako jednoduchá magnetická západka. Uvoľnenie sa vykonáva pomocou elektrického impulzu. Vzduchová západka uvoľní BMG potom, čo motor vretena dosiahne dostatočnú rýchlosť na to, aby tlak vzduchu posunul západku z dráhy kmitacej cievky. Držiak chráni hlavy pred vyletením do pracovnej oblasti. Ak z nejakého dôvodu západka neplní svoju funkciu (disk spadol alebo zasiahol, kým bol zapnutý), hlavy sa prilepia na povrch. Pri 3,5“ diskoch následná aktivácia jednoducho odtrhne hlavy kvôli vyššiemu výkonu motora. Ale 2,5" má menší výkon motora a šance na obnovu dát oslobodením pôvodných hláv zo zajatia sú dosť vysoké.
Teraz odstránime blok magnetickej hlavy.
Presnosť a hladký pohyb BMG podporuje presné ložisko. Najväčšia časť BMG, vyrobená z hliníkovej zliatiny, sa zvyčajne nazýva konzola alebo vahadlo (rameno). Na konci vahadla sú hlavy na pružinovom závese (Heads Gimbal Assembly, HGA). Zvyčajne samotné hlavy a vahadlá dodávajú rôzni výrobcovia. Flexibilný kábel (Flexible Printed Circuit, FPC) vedie k podložke, ktorá sa pripája k riadiacej doske.
Pozrime sa bližšie na komponenty BMG.
Cievka pripojená ku káblu.
Ložisko.
Nasledujúca fotografia zobrazuje kontakty BMG.
Tesnenie zabezpečuje tesnosť spojenia. Vzduch sa tak môže dostať do jednotky s kotúčmi a hlavami iba cez otvor na vyrovnávanie tlaku. Tento disk má kontakty potiahnuté tenkou vrstvou zlata, aby sa zabránilo oxidácii. Ale na strane dosky elektroniky často dochádza k oxidácii, čo vedie k poruche HDD. Oxidáciu z kontaktov môžete odstrániť gumou.
Ide o klasický rockerský dizajn.
Malé čierne časti na koncoch pružinových vešiakov sa nazývajú posúvače. Mnohé zdroje uvádzajú, že posúvače a hlavy sú to isté. V skutočnosti posúvač pomáha čítať a zapisovať informácie zdvihnutím hlavy nad povrch magnetických diskov. Na moderných pevných diskoch sa hlavy pohybujú vo vzdialenosti 5-10 nanometrov od povrchu. Pre porovnanie, ľudský vlas má priemer asi 25 000 nanometrov. Ak sa nejaká častica dostane pod posúvač, môže to viesť k prehriatiu hlavíc v dôsledku trenia a ich zlyhaniu, preto je čistota vzduchu vo vnútri kontajnmentu taká dôležitá. Prach môže tiež spôsobiť škrabance. Z nich vznikajú nové prachové častice, ale teraz magnetické, ktoré sa prilepia na magnetický disk a spôsobia nové škrabance. To vedie k tomu, že sa disk rýchlo poškriabe alebo v žargóne „prepíli“. V tomto stave už nefunguje tenká magnetická vrstva ani magnetické hlavy a pevný disk klepe (kliknutie smrti).
Samotné prvky čítacej a zapisovacej hlavy sú umiestnené na konci posúvača. Sú také malé, že ich možno vidieť len s dobrým mikroskopom. Nižšie je uvedený príklad fotografie (vpravo) cez mikroskop a schematické znázornenie (vľavo) vzájomnej polohy písacích a čítacích prvkov hlavy.
Pozrime sa bližšie na povrch posúvača.
Ako vidíte, povrch slideru nie je rovný, má aerodynamické drážky. Pomáhajú stabilizovať výšku letu posúvača. Vzduch pod posúvačom tvorí vzduchový vankúš (Air Bearing Surface, ABS). Vzduchový vankúš udržuje let posúvača takmer rovnobežne s povrchom palacinky.
Tu je ďalší obrázok posúvača.
Kontakty hlavy sú tu jasne viditeľné.
Toto je ďalšia dôležitá časť BMG, o ktorej sa ešte nehovorilo. Nazýva sa predzosilňovač (predzosilňovač). Predzosilňovač je čip, ktorý riadi hlavy a zosilňuje signál prichádzajúci do nich alebo z nich.
Predzosilňovač je umiestnený priamo v BMG z veľmi jednoduchého dôvodu – signál vychádzajúci z hláv je veľmi slabý. Na moderných jednotkách má frekvenciu vyššiu ako 1 GHz. Ak posuniete predzosilňovač mimo hermetickú zónu, takto slabý signál bude na ceste k riadiacej doske značne utlmený. Nie je možné inštalovať zosilňovač priamo na hlavu, pretože sa počas prevádzky výrazne zahrieva, čo znemožňuje fungovanie polovodičového zosilňovača, elektrónkové zosilňovače takých malých rozmerov ešte neboli vynájdené.
Existuje viac stôp vedúcich z predzosilňovača k hlavám (vpravo) ako do oblasti kontajnmentu (vľavo). Faktom je, že pevný disk nemôže súčasne pracovať s viac ako jednou hlavou (dvojica prvkov na písanie a čítanie). Pevný disk vysiela signály do predzosilňovača a ten vyberie hlavu, ku ktorej má pevný disk práve prístup.
Dosť o hlavách, poďme ďalej rozoberať disk. Odstráňte horný oddeľovač.
Takto vyzerá.
Na ďalšej fotografii vidíte zadržiavaciu oblasť s odstráneným horným separátorom a blokom hlavy.
Spodný magnet sa stal viditeľným.
Teraz upínací krúžok (upínacie taniere).
Tento krúžok drží blok dosiek pohromade a bráni im vo vzájomnom pohybe.
Palacinky sú navlečené na vretenovom náboji.
Teraz, keď nič nedrží palacinky, odstráňte hornú palacinku. To je to, čo je pod tým.
Teraz je jasné, ako sa vytvára priestor pre hlavy - medzi palacinkami sú dištančné krúžky. Na fotografii je druhá palacinka a druhý oddeľovač.
Dištančný krúžok je vysoko presný diel vyrobený z nemagnetickej zliatiny alebo polymérov. Dáme to dole.
Vyberieme všetko ostatné z disku, aby sme skontrolovali spodok hermetického bloku.
Takto vyzerá otvor na vyrovnávanie tlaku. Nachádza sa priamo pod vzduchovým filtrom. Pozrime sa bližšie na filter.
Keďže vzduch prichádzajúci zvonku nevyhnutne obsahuje prach, filter má niekoľko vrstiev. Je oveľa hrubší ako cirkulačný filter. Niekedy obsahuje častice silikagélu na boj proti vlhkosti vzduchu. Ak je však pevný disk umiestnený vo vode, cez filter sa dostane dovnútra! A to vôbec neznamená, že voda, ktorá sa dostane dovnútra, bude čistá. Soli kryštalizujú na magnetických povrchoch a namiesto platní je poskytnutý brúsny papier.
Trochu viac o vretenovom motore. Jeho dizajn je schematicky znázornený na obrázku.
Vo vnútri náboja vretena je upevnený permanentný magnet. Vinutia statora, ktoré menia magnetické pole, spôsobujú rotáciu rotora.
Motory sa dodávajú v dvoch typoch, s guľôčkovými ložiskami a s hydrodynamickými ložiskami (Fluid Dynamic Bearing, FDB). Guľôčkové perá sa prestali používať pred viac ako 10 rokmi. Je to spôsobené tým, že ich tep je vysoký. V hydrodynamickom ložisku je hádzanie oveľa nižšie a funguje oveľa tichšie. Existuje však aj niekoľko nevýhod. Po prvé, môže sa zaseknúť. Pri guľových sa tento jav nestal. Ak guľôčkové ložiská zlyhali, začali vydávať hlasný hluk, no informácie boli čitateľné, aspoň pomaly. Teraz, v prípade ložiskového klinu, musíte pomocou špeciálneho nástroja odstrániť všetky disky a nainštalovať ich na motor s pracovným vretenom. Operácia je veľmi zložitá a málokedy vedie k úspešnej obnove dát. Klin môže vzniknúť pri prudkej zmene polohy v dôsledku veľkej hodnoty Coriolisovej sily pôsobiacej na os a vedúcej k jej ohybu. V krabici sú napríklad externé 3,5“ disky. Krabica stála zvisle, dotkla sa jej a spadla vodorovne. Zdalo by sa, že neodletel ďaleko?! Ale nie - motor je zaklinený a nie je možné získať žiadne informácie.
Po druhé, mazivo môže vytekať z hydrodynamického ložiska (je tekuté, je ho na rozdiel od gélového maziva používaného v guľkových ložiskách pomerne veľa) a dostať sa na magnetické platne. Aby sa mazivo nedostalo na magnetické povrchy, použite mazivo s časticami, ktoré majú magnetické vlastnosti a zachytávajú ich magnetické pasce. Používajú tiež absorpčný krúžok okolo miesta možného úniku. Prehrievanie disku prispieva k úniku, preto je dôležité sledovať prevádzkovú teplotu.
Súvislosť ruskej a anglickej terminológie objasnil Leonid Vorzhev.
Aktualizácia 2018, Sergey Yatsenko
Dotlač alebo citácia je povolená za predpokladu, že sa zachová odkaz na originál.
Pevný disk je takmer jedným z najdôležitejších prvkov moderného počítača. Keďže je určený predovšetkým na dlhodobé ukladanie vašich dát, môžu to byť hry, filmy a iné veľké súbory uložené vo vašom PC. A bola by škoda, ak by sa mohol náhle pokaziť, v dôsledku čoho by ste mohli prísť o všetky dáta, ktoré sa dajú len veľmi ťažko obnoviť. A aby ste mohli správne fungovať a nahradiť tento prvok, musíte pochopiť, ako to funguje a čo je pevný disk.
Z tohto článku sa dozviete o fungovaní pevného disku, jeho komponentoch a technických vlastnostiach.
Hlavnými prvkami pevného disku je zvyčajne niekoľko okrúhlych hliníkových platní. Na rozdiel od diskiet (zabudnutých diskiet) sa ťažko ohýbajú, preto názov pevný disk. V niektorých zariadeniach sú nainštalované neodstrániteľné a nazývajú sa pevné (fixeddisk). Ale v bežných stolných počítačoch a dokonca aj v niektorých modeloch notebookov a tabletov sa dajú bez problémov vymeniť.
Obrázok: Pevný disk bez horného krytu
Poznámka!
Prečo sa pevné disky niekedy nazývajú pevné disky a čo majú spoločné so strelnými zbraňami? Niekedy v 60. rokoch minulého storočia spoločnosť IBM vydala vtedajší vysokorýchlostný pevný disk s vývojovým číslom 30-30. Čo sa zhodovalo s označením slávnej pušky Winchester, a preto sa tento pojem čoskoro udomácnil v počítačovom slangu. V skutočnosti však pevné disky nemajú nič spoločné so skutočnými pevnými diskami.
Ako funguje pevný disk?
Zaznamenávanie a čítanie informácií umiestnených na sústredných kruhoch pevného disku, rozdelených do sektorov, sa vykonáva pomocou univerzálnych zapisovacích/čítacích hláv.
Každá strana disku má svoju vlastnú stopu na zápis a čítanie, no hlavy sú umiestnené na spoločnej mechanike pre všetky disky. Z tohto dôvodu sa hlavy pohybujú synchrónne.
Video YouTube: Otvorte operáciu pevného disku
Bežná prevádzka mechaniky neumožňuje kontakt medzi hlavami a magnetickým povrchom disku. Ak však nie je napájanie a zariadenie sa zastaví, hlavy stále padajú na magnetický povrch.
Počas prevádzky pevného disku sa medzi povrchom otočného taniera a hlavou vytvorí malá vzduchová medzera. Ak sa do tejto medzery dostane zrnko prachu alebo sa prístroj zatrasie, existuje vysoká pravdepodobnosť, že hlava narazí na rotujúci povrch. Silný náraz môže spôsobiť zlyhanie hlavy. Tento výstup môže spôsobiť poškodenie niekoľkých bajtov alebo úplnú nefunkčnosť zariadenia. Z tohto dôvodu je v mnohých zariadeniach magnetický povrch legovaný, potom sa naň nanáša špeciálne mazivo, aby sa vyrovnalo s pravidelným trasením hláv.
Niektoré moderné pohony používajú mechanizmus nakladania/vykladania, ktorý zabraňuje tomu, aby sa hlavy dotkli magnetického povrchu, aj keď dôjde k strate energie.
Vysoko a nízkoúrovňové formátovanie
Použitie vysokoúrovňového formátovania umožňuje operačnému systému vytvárať štruktúry, ktoré uľahčujú prácu so súbormi a údajmi uloženými na pevnom disku. Všetky dostupné oddiely (logické jednotky) majú zavádzací sektor zväzku, dve kópie tabuľky alokácie súborov a koreňový adresár. Prostredníctvom vyššie uvedených štruktúr operačný systém zvláda prideľovanie miesta na disku, sledovanie umiestnenia súborov a tiež obchádzanie poškodených oblastí na disku.
Inými slovami, formátovanie na vysokej úrovni spočíva v vytvorení obsahu pre disk a súborový systém (FAT, NTFS atď.). „Skutočné“ formátovanie možno klasifikovať iba ako nízkoúrovňové formátovanie, počas ktorého je disk rozdelený na stopy a sektory. Pomocou príkazu DOS FORMAT sa disketa podrobuje obom typom formátovania naraz, zatiaľ čo pevný disk iba vysokoúrovňovému formátovaniu.
Ak chcete vykonať nízkoúrovňové formátovanie na pevnom disku, musíte použiť špeciálny program, ktorý najčastejšie poskytuje výrobca disku. Formátovanie diskiet pomocou FORMAT zahŕňa vykonanie oboch operácií, zatiaľ čo v prípade pevných diskov by sa vyššie uvedené operácie mali vykonávať samostatne. Pevný disk navyše prechádza treťou operáciou – vytváraním partícií, ktoré sú predpokladom používania viacerých operačných systémov na jednom PC.
Organizácia niekoľkých oddielov umožňuje nainštalovať na každý z nich vlastnú prevádzkovú infraštruktúru so samostatným zväzkom a logickými jednotkami. Každý zväzok alebo logická jednotka má svoje vlastné označenie písmenom (napríklad jednotka C, D alebo E).
Z čoho pozostáva pevný disk?
Takmer každý moderný pevný disk obsahuje rovnakú sadu komponentov:
disky(ich počet najčastejšie dosahuje 5 kusov);
čítacie/zapisovacie hlavy(ich počet najčastejšie dosahuje 10 kusov);
mechanizmus pohonu hlavy(tento mechanizmus nastaví hlavy do požadovanej polohy);
motor diskového pohonu(zariadenie, ktoré spôsobuje otáčanie diskov);
vzduchový filter(filtre umiestnené vo vnútri puzdra disku);
doska plošných spojov s riadiacimi obvodmi(cez tento komponent sa riadi pohon a ovládač);
káble a konektory(elektronické komponenty HDD).
Ako puzdro na disky, hlavy, mechanizmus pohonu hlavy a motor diskového pohonu sa najčastejšie používa zapečatená krabica - HDA. Táto krabica je zvyčajne jedna jednotka, ktorá sa takmer nikdy neotvára. Ostatné komponenty, ktoré nie sú súčasťou HDA, medzi ktoré patria konfiguračné prvky, doska plošných spojov a predný panel, sú odnímateľné.
Automatický parkovací a riadiaci systém hlavy
V prípade výpadku prúdu je zabezpečený kontaktný parkovací systém, ktorého úlohou je spustiť lištu s hlavicami na samotné kotúče. Bez ohľadu na to, že pohon vydrží desaťtisíce stúpaní a klesaní čítacích hláv, toto všetko sa musí diať v priestoroch špeciálne určených na tieto úkony.
Pri neustálom stúpaní a klesaní dochádza k nevyhnutnému odieraniu magnetickej vrstvy. Ak sa disk po opotrebení otrasie, pravdepodobne dôjde k poškodeniu disku alebo hláv. Aby sa predišlo vyššie uvedeným problémom, moderné disky sú vybavené špeciálnym nakladacím/vykladacím mechanizmom, čo je doska, ktorá je umiestnená na vonkajšom povrchu pevných diskov. Toto opatrenie zabraňuje tomu, aby sa hlava dotýkala magnetického povrchu, aj keď je napájanie vypnuté. Po vypnutí napätia pohon automaticky „zaparkuje“ hlavy na povrch naklonenej dosky.
Trochu o vzduchových filtroch a vzduchu
Takmer všetky pevné disky sú vybavené dvoma vzduchovými filtrami: barometrickým filtrom a recirkulačným filtrom. To, čo odlišuje vyššie uvedené filtre od vymeniteľných modelov používaných v pohonoch staršej generácie, je to, že sú umiestnené vo vnútri skrine a neočakáva sa ich výmena až do konca ich životnosti.
Staré disky využívali technológiu neustáleho pohybu vzduchu dovnútra a von z puzdra pomocou filtra, ktorý bolo potrebné pravidelne meniť.
Vývojári moderných pohonov museli od tejto schémy upustiť, a preto recirkulačný filter, ktorý sa nachádza v utesnenom HDA puzdre, slúži len na filtrovanie vzduchu vo vnútri boxu od najmenších častíc zachytených vo vnútri puzdra. Bez ohľadu na všetky prijaté opatrenia sa po opakovaných pristátiach a vzletoch hláv stále tvoria malé častice. Ak vezmeme do úvahy skutočnosť, že kryt pohonu je utesnený a vzduch je v ňom čerpaný, funguje aj v silne znečistenom prostredí.
Konektory a pripojenia rozhrania
Mnoho moderných pevných diskov je vybavených niekoľkými konektormi rozhrania navrhnutými na pripojenie k zdroju napájania a k systému ako celku. Jednotka spravidla obsahuje najmenej tri typy konektorov:
konektory rozhrania;
napájací konektor;
uzemňovací konektor.
Konektory rozhrania si zaslúžia osobitnú pozornosť, pretože sú navrhnuté tak, aby jednotka prijímala/prenášala príkazy a dáta. Mnohé normy nevylučujú možnosť pripojenia viacerých pohonov k jednej zbernici.
Ako je uvedené vyššie, jednotky HDD môžu byť vybavené niekoľkými konektormi rozhrania:
MFM a ESDI- zaniknuté konektory používané na prvých pevných diskoch;
IDE/ATA- konektor na pripojenie pamäťových zariadení, ktorý je už dlho najbežnejší kvôli nízkej cene. Technicky je toto rozhranie podobné 16-bitovej zbernici ISA. Následný vývoj štandardov IDE prispel k zvýšeniu rýchlosti výmeny údajov, ako aj k vzniku možnosti priameho prístupu k pamäti pomocou technológie DMA;
Serial ATA- konektor, ktorý nahradil IDE, čo je fyzicky jednosmerná linka používaná na sériový prenos dát. Režim kompatibility je podobný rozhraniu IDE, avšak prítomnosť „natívneho“ režimu vám umožňuje využívať ďalšiu sadu možností.
SCSI- univerzálne rozhranie, ktoré sa aktívne používalo na serveroch na pripojenie pevných diskov a iných zariadení. Napriek dobrému technickému výkonu sa nestal tak rozšíreným ako IDE kvôli jeho vysokým nákladom.
SAV- sériový analógový SCSI.
USB- rozhranie, ktoré je potrebné na pripojenie externých pevných diskov. Výmena informácií v tomto prípade prebieha prostredníctvom protokolu USB Mass Storage.
FireWire- konektor podobný USB, potrebný na pripojenie externého HDD.
Fibre Channel-rozhranie používané špičkovými systémami kvôli vysokej rýchlosti prenosu dát.
Indikátory kvality pevného disku
Kapacita— množstvo informácií, ktoré môže disk pojať. Toto číslo v moderných pevných diskoch môže dosiahnuť až 4 terabajty (4 000 gigabajtov);
Výkon. Tento parameter má priamy vplyv na čas odozvy a priemernú rýchlosť prenosu informácií;
Spoľahlivosť– ukazovateľ určený stredným časom medzi poruchami.
Limity fyzickej kapacity
Maximálne množstvo kapacity využívanej pevným diskom závisí od mnohých faktorov vrátane rozhrania, ovládačov, operačného systému a systému súborov.
Prvý ATA disk vydaný v roku 1986 mal kapacitu 137 GB.
Rôzne verzie BIOSu tiež prispeli k zníženiu maximálnej kapacity pevných diskov, a preto systémy postavené pred rokom 1998 mali kapacitu až 8,4 GB a systémy vydané pred rokom 1994 mali kapacitu 528 MB.
Aj po vyriešení problémov s BIOSom ostalo kapacitné obmedzenie diskov s rozhraním ATA pripojenia, jeho maximálna hodnota bola 137 GB. Toto obmedzenie bolo prekonané štandardom ATA-6, ktorý bol vydaný v roku 2001. Tento štandard využíval rozšírenú schému adresovania, čo zase prispelo k zvýšeniu úložnej kapacity na 144 GB. Takéto riešenie umožnilo zaviesť disky s rozhraním PATA a SATA, ktorých úložná kapacita je vyššia ako stanovená hranica 137 GB.
Obmedzenia OS na maximálnu hlasitosť
Takmer všetky moderné operačné systémy neukladajú žiadne obmedzenia na taký ukazovateľ, ako je kapacita pevných diskov, čo sa nedá povedať o starších verziách operačných systémov.
Napríklad DOS nerozpoznal pevné disky s kapacitou presahujúcou 8,4 GB, pretože prístup k diskom sa v tomto prípade uskutočňoval prostredníctvom adresovania LBA, zatiaľ čo v DOS 6.xa starších verziách bolo podporované iba adresovanie CHS.
Pri inštalácii Windows 95 existuje aj obmedzenie kapacity pevného disku. Maximálna hodnota tohto limitu je 32 GB. Okrem toho aktualizované verzie systému Windows 95 podporujú iba súborový systém FAT16, ktorý zase obmedzuje veľkosť oddielov na 2 GB. Z toho vyplýva, že ak používate 30 GB pevný disk, musí byť rozdelený na 15 partícií.
Obmedzenia operačného systému Windows 98 umožňujú použitie väčších pevných diskov.
Charakteristiky a parametre
Každý pevný disk má zoznam technických charakteristík, podľa ktorých je stanovená hierarchia jeho použitia.
Prvá vec, ktorú by ste mali venovať pozornosť, je typ použitého rozhrania. V poslednej dobe sa začal používať každý počítač SATA.
Druhým nemenej dôležitým bodom je množstvo voľného miesta na pevnom disku. Jeho minimálna hodnota je dnes len 80 GB, zatiaľ čo maximum je 4 TB.
Ďalšou dôležitou vlastnosťou pri kúpe notebooku je tvarový faktor pevného disku.
Najpopulárnejšie sú v tomto prípade modely, ktorých veľkosť je 2,5 palca, zatiaľ čo v stolných počítačoch je veľkosť 3,5 palca.
Nemali by ste zanedbávať rýchlosť otáčania vretena, minimálne hodnoty sú 4200, maximálne 15000 ot./min. Všetky vyššie uvedené charakteristiky majú priamy vplyv na rýchlosť pevného disku, ktorá sa vyjadruje v MB/s.
Rýchlosť pevného disku
Nemenej dôležité sú ukazovatele rýchlosti pevného disku, ktoré sú určené:
Rýchlosť vretena, merané v otáčkach za minútu. Jeho úlohou nie je priama identifikácia skutočnej rýchlosti výmeny, len umožňuje rozlíšiť rýchlejšie zariadenie od pomalšieho zariadenia.
Čas prístupu. Tento parameter vypočítava čas strávený pevným diskom od prijatia príkazu po prenos informácií cez rozhranie. Najčastejšie používam priemerné a maximálne hodnoty.
Čas polohovania hlavy. Táto hodnota udáva čas potrebný na to, aby sa hlavy posunuli a nastavili z jednej stopy na druhú.
Šírka pásma alebo výkon disku pri sekvenčnom prenose veľkého množstva dát.
Interná rýchlosť prenosu dát alebo rýchlosť prenosu informácií z ovládača do hláv.
Externá prenosová rýchlosť alebo rýchlosť prenosu informácií cez externé rozhranie.
Niečo málo o S.M.A.R.T.
S.M.A.R.T.– pomôcka určená na nezávislú kontrolu stavu moderných pevných diskov, ktoré podporujú rozhrania PATA a SATA, ako aj diskov bežiacich na osobných počítačoch s operačným systémom Windows (od NT po Vista).
S.M.A.R.T. vypočítava a analyzuje stav pripojených pevných diskov v rovnakých časových intervaloch bez ohľadu na to, či je operačný systém spustený alebo nie. Po vykonaní analýzy sa v pravom rohu panela úloh zobrazí ikona výsledku diagnostiky. Na základe výsledkov získaných počas S.M.A.R.T. diagnostika, ikona môže indikovať:
Pre vynikajúci stav každého pevného disku pripojeného k počítaču s podporou S.M.A.R.T. technológie;
Skutočnosť, že jeden alebo viac zdravotných indikátorov nespĺňa prahovú hodnotu, pričom parametre Pre-Failure / Advisory majú nulovú hodnotu. Vyššie uvedený stav pevného disku sa nepovažuje za predporuchový, ak však tento pevný disk obsahuje dôležité informácie, odporúča sa ho čo najčastejšie uložiť na iné médium alebo vymeniť HDD.
Skutočnosť, že jeden alebo viac indikátorov stavu nespĺňa prahovú hodnotu, pričom parametre Pre-Failure / Advisory majú aktívnu hodnotu. Podľa vývojárov pevných diskov ide o prednúdzový stav a ukladať informácie na takýto pevný disk sa neoplatí.
Faktor spoľahlivosti
Ukazovateľ, akým je spoľahlivosť ukladania dát, je jednou z najdôležitejších charakteristík pevného disku. Poruchovosť pevného disku je raz za sto rokov, z čoho môžeme usúdiť, že HDD je považovaný za najspoľahlivejší zdroj ukladania dát. Spoľahlivosť každého disku je zároveň priamo ovplyvnená prevádzkovými podmienkami a samotným zariadením. Niekedy výrobcovia dodávajú na trh úplne „surový“ produkt, a preto nemôžete zanedbávať zálohovanie a úplne sa spoľahnúť na pevný disk.
Náklady a cena
Každým dňom sú náklady na HDD čoraz nižšie. Napríklad dnes je cena 500 GB pevného disku ATA v priemere 120 USD v porovnaní s 1 800 USD v roku 1983 za 10 MB pevný disk.
Z vyššie uvedeného tvrdenia môžeme usúdiť, že náklady na HDD budú naďalej klesať, a preto si v budúcnosti bude môcť každý kúpiť pomerne priestranné disky za rozumné ceny.
