Hard disk-uri pentru computer

Winchester

Winchesters moderni

Cel mai important dispozitiv pentru stocarea pe termen lung a datelor într-un computer personal este hard disk(Hard Disk Drive, HDD). În discursul colocvial și literatura tehnică, termenul a luat rădăcină winchester,care s-a dovedit a fi cel mai popular.

Primele modele de hard disk-uri, lansate în 1973, au prezentat caracteristici tehnice care astăzi nu sunt potrivite nici pentru cel mai simplu computer, nici din punct de vedere al datelor, dimensiunii sau vitezei schimbului de date. Rețineți că designul lor a fost foarte simplu, iar tehnologiile de înregistrare magnetică utilizate nu au diferit prea mult de cele utilizate în magnetofoanele convenționale. Hard discurile moderne, după trei decenii de dezvoltare a tehnologiei pentru înregistrarea magnetică pe hard disk-uri, sunt un design electromecanic foarte complicat, echipat cu procesor propriu, conceput pentru controlul inteligent al procesului de înregistrare, citire și stocare a informațiilor.

De fapt, un hard disk într-un computer personal modern este un computer specializat conceput pentru stocarea datelor. Însuși electronica Winchester determină ce date poate avea procesorul la un moment dat sau altul. Folosind programe speciale, starea elementelor mecanice ale hard disk-ului este monitorizată constant, iar dacă este necesar, datele care sunt în pericol de a fi distruse accidental sunt rescrise în alte locuri de pe discurile magnetice, iar în cazul unei condiții prealabile pentru o defecțiune catastrofală a mecanicii hard disk-ului, programul de protecție a datelor va avertiza automat utilizatorul despre necesitatea înlocuirii hard disk-ului.

Dacă vorbim despre caracteristicile de consum ale hard disk-urilor moderne, volumul datelor stocate pe discurile magnetice este acum măsurat în zeci și sute de gigabyte, ajungând la 80 GB pe placă într-un număr de hard disk-uri seriale. Winchesters de 400 GB sunt produși în serie. Posibilitatea de a stoca o cantitate atât de mare de date creează o altă nișă pentru utilizarea hard disk-urilor - utilizarea în VCR-uri în locul casetelor cu bandă tradițională.

Dimensiunile celei mai populare serii de hard disk-uri sunt egale cu unitatea obișnuită de dischete de 3,5 inci, dar a existat tendința de a utiliza mai mulți factori de formă de dimensiuni mici (2,5 și 1 inch). Cele mai multe hard disk-uri în miniatură sunt realizate la dimensiunea cardurilor flash, cum ar fi Compact Flash, care vă permite să le utilizați, de exemplu, în camere digitale.

Fiabilitatea stocării datelor pe discurile magnetice Winchester este fantastică - aproximativ un eșec la 100 de ani, adică Winchester este cel mai de încredere dispozitiv pentru stocarea informațiilor, depășind discurile compacte laser (CD-R) în acest sens. Cu toate acestea, după cum s-a arătat practica, în condiții reale de operare, hard disk-ul s-a dovedit a fi un depozit de date foarte nesigur. Acest lucru se datorează faptului că un hard disk modern este un dispozitiv foarte complex, iar concurența obligă producătorii să se grăbească. Drept urmare, pe piață intră mai multe produse „brute”, care au puncte slabe în timpul funcționării. Acest lucru este valabil mai ales pentru segmentul de piață al hard disk-urilor destinate utilizării casnice (de obicei, achiziția se efectuează la calitatea minimă a prețului).

Proiectare hard disk

În fig. Figura 6.1 prezintă apariția a două modele de hard disk-uri moderne. În interiorul carcasei metalice de pe axa motorului electric există mai multe discuri (Fig. 6.2) din aluminiu (sau sticlă), pe suprafața căruia este pulverizat un strat feromagnetic. Carcasa hard disk-ului poate fi etanșă sau poate avea o deschidere protejată de filtru pentru aerul exterior.

Majoritatea componentelor electronice pentru controlul hard disk-ului sunt amplasate pe o placă de circuit imprimat (Fig. 6.3), care este montat sub carcasă. De obicei, unitatea electronică nu este acoperită de un capac de protecție, deoarece se crede că hard disk-ul va fi amplasat în carcasa computerului. Pentru o serie de modele de hard disk, blocul electronic este închis de un capac din oțel, care joacă suplimentar rolul unui calorifer.

Fig. 6.1. Aspectul hard disk-ului: a - Quantum; b - Samsung

Fig. 6.2. Dispozitivul intern al hard disk-ului

Fig. 6.3. Controler Winchester

Pentru clasificarea hard disk-urilor în unele cazuri, se folosește termenul factor factor, ținând cont de dimensiunile generale. Este adevărat, în acest termen, dezvoltatorii pot însemna măsurători complet diferite, de exemplu, capacitatea de a instala într-un compartiment de computer de 3,5 inci, deoarece factorul de formă de 5,25 inci era anterior popular; grosimea hard disk-ului, dar mai des acest termen se referă la diametrul plăcilor rotative.

Volumul datelor

Dacă calculați volumul hard disk-ului instalat în computer și îl comparați cu datele pasaportului de pe hard disk, veți observa că undeva dispare destul de mult spațiu pe disc. Chestia este că în pașapoartele de pe hard disk există două opțiuni pentru volumul hard disk-ului - prima se referă la spațiul de disc neformatat (adică o structură specifică pentru stocarea datelor nu este creată pe disc), iar a doua se referă la formatat. De exemplu, puteți scrie doar 76,69 GB date de utilizator (sistem de fișiere FAT) pe un hard disk IBM de 80 GB și orice altceva rămâne pentru nevoile oficiale.

În plus, în scopuri publicitare, unitățile de măsurare a spațiului pe disc utilizează un raport ușor diferit de valori. Producătorii și vânzătorii de hard disk-uri indică volumul produselor lor în cifre zecimale, când 1000 MB sunt considerate egale cu 1 GB, deși sistemul binar este corect, în care 1 KB este 1024 octeți, 1 MB este respectiv 1024 KB etc.

remarcă

Pentru plăci de bază mai vechi și BIOS atunci când utilizați hard disk-uri moderne, există trei bariere - 8.4; 32 și 137,4 GB, limitând posibilitatea utilizării hard disk-urilor mai mari. Problema este tratată prin intermiterea BIOS-ului, instalarea unui nou sistem de operare sau folosirea unui controler IDE suplimentar. În plus, atunci când utilizați hard disk-uri și sisteme de operare vechi, există restricții privind cantitatea de spațiu pe disc egal cu 528 MB; 2.1; 3,2 și 4,2 GB.

Montura Winchester

Pentru a monta hard disk-ul în carcasa computerului, utilizați fie 4 găuri laterale filetate, fie găuri similare, dar amplasate în partea inferioară a carcasei. Când fixați hard disk-ul, este necesar să folosiți șuruburi scurtate, astfel încât, atunci când sunt strânse, să nu atingă contactele de pe PCB-ul controlerului sau să provoace deplasarea acestuia, deoarece unul sau două orificii laterale sunt aproape întotdeauna în planul fixării PCB.

Trebuie reținut faptul că hard disk-ul trebuie instalat în carcasa computerului pe orizontală sau vertical pe orice plan.

Este de dorit să acționați un hard disk modern fără o atașare rigidă la carcasa computerului, iar între carcasa din aluminiu a hard disk-ului și peretele de oțel al compartimentului carcasei computerului nu trebuie să existe garnituri moi izolante. De asemenea, nu este recomandat să montați un hard disk de 3,5 inch într-un golf drive de 5,25 inch utilizând șuruburi lungi subțiri. În primul rând, astfel de cerințe apar din cauza faptului că, în timpul unei mișcări ascuțite a unui hard disk de lucru, plăcile cărora se rotește cu o viteză de 5, 7 sau 10 mii rpm, rulmenții motoare experimentează o influență semnificativă a forțelor efectului giroscopic, ceea ce poate duce la distrugerea interiorului componente mecanice, deteriorarea capetelor magnetice și a suprafeței discurilor. În al doilea rând, vibrația unui hard disk nesecurizat afectează foarte mult precizia mecanismului servo care poziționează capetele, iar acest lucru duce la o scădere a vitezei de citire / scriere a datelor și, în cazuri extreme, la pierderea de date. În plus, numai datorită fixării sigure a hard disk-ului se poate asigura un regim termic acceptabil, deoarece carcasa computerului acționează ca un radiator pentru hard disk. De asemenea, trebuie menționat faptul că hard disk-ul modern s-a dovedit a fi foarte sensibil la vibrațiile externe. Așadar, dacă pe procesor este instalat un cooler de calitate inferioară (necentrat), atunci vibrația sa este transmisă pe hard disk prin carcasă. Datorită vibrațiilor crescute, lagărele motorului axului și ale blocului capului magnetic cedează rapid, iar mecanismul servo al pistelor de acționare este mai grav.

Parametri de timp

Performanța hard disk-ului - scrierea și citirea informațiilor - depinde de mulți factori determinați atât de proiectarea hard disk-ului și de circuitul controlerului său, cât și de funcționarea interfeței de transfer de date. De exemplu, viteza de acces la informații depinde de geometria spațiului pe disc - distribuția sectoarelor de-a lungul pieselor și laturilor discurilor, deoarece un hard disk este un dispozitiv mecanic în care părțile mobile au o inerție semnificativă. Și din moment ce datele utilizatorului sunt împărțite, de obicei, în multe clustere mici care pot fi plasate pe un disc în mod arbitrar, citirea unui fișier ale cărui părți sunt localizate pe piese diferite durează mai mult decât atunci când toate părțile fișierului sunt pe aceeași piesă sau pe același număr de piesă dar pe diferite laturi ale unității. Acest lucru se datorează faptului că deplasarea capului de la o pistă la alta durează mult timp, de ordinul unităților și zeci de milisecunde, iar acesta este un timp foarte lung pentru un computer modern. De exemplu, pentru hard disk-uri medii, timpul de tranziție la următoarea pistă este de aproximativ 1 ms, iar în medie (pentru o tranziție aleatorie la o altă piesă) - 8,5 ms.

Atunci când cunoașteți hard disk-urile, este util să cunoașteți și să înțelegeți următorii termeni:

r timp de acces (timp de acces) - timpul de la începutul operațiunii de citire până la momentul începerii datelor citite;

r căutați timpul - timpul necesar pentru a seta capetele în poziția dorită (pe pista unde vor fi citite / scrise datele);

r timp mediu de căutare - timpul mediu necesar pentru a seta capetele pe o cale setată la întâmplare;

r timpul de căutare la trecerea la o pistă adiacentă (timp de căutare track-to-track) - timpul de trecere a capetelor de la prima pistă la a doua etc.

Performanța hard disk-ului este influențată foarte mult de modul în care sectoarele sunt așezate pe piese și pe laturile adiacente ale unităților. Dacă toate sectoarele merg una după alta și în paralel pe fiecare parte a discului, atunci viteza de acces la informații nu va fi prea mare, deoarece electronica care citește datele de pe disc are o viteză limitată. În acest caz, spre deosebire de un magnetofon convențional, datele de pe discul ferromagnetic sunt înregistrate în formă codificată, ceea ce permite creșterea fiabilității stocării și reducerea spațiului de disc pentru stocarea unităților de informații. În consecință, după citirea primului sector, controlorul trebuie să verifice acuratețea informațiilor citite și abia apoi să înceapă să citească următorul sector, însă în acest timp nu va exista cel de-al doilea sector sub cap, ci altul. În acest caz, trebuie să așteptați până când discul face o tură întreagă pentru a citi al doilea sector. Același lucru este valabil și pentru sectoarele de pe planurile adiacente.

Pentru a accelera procesul de citire / scriere, buffering-ul de date este utilizat atunci când controlorul de hard disk citește nu un sector care este în prezent necesar, ci o pistă întreagă. Datele citite sunt stocate într-un tampon de 2 MB, iar în unele tipuri de hard disk-uri de până la 8 MB. Astfel, cu o nouă solicitare de citire a următorului sector, controlorul de hard disk va verifica mai întâi disponibilitatea datelor necesare în buffer fără a citi de fapt date de pe suprafața discurilor magnetice. Cele mai inteligente controlere de hard disk pot preîncărca date în buffer folosind mecanismul de predicție.

În cele mai multe cazuri, hard disk-ul nu necesită răcire forțată (pentru viteze de disc de 5 și 7 mii de rpm), ci pentru creșterea

fiabilitatea hard disk-urilor moderne de mare viteză, se recomandă utilizarea unui ventilator suplimentar, care ar trebui să sufle placa de control și Hermoblock. Pentru aceasta, o serie de companii produc ventilatoare cu un ecran cu o formă specială (Fig. 6.4), care poate fi montat pe carcasa hard disk-ului, precum și un tobogan cu ventilatoare, proiectat pentru instalarea într-un compartiment de 5,25 inci.

Fig. 6.4. Dispozitiv de răcire Winchester

Necesitatea utilizării răcirii forțate este dictată de faptul că funcționarea normală a hard disk-ului este garantată la o temperatură a carcasei sale nu mai mare de 50 ° C (și nu mai mică de 0 ° C!). Și nu numai discurile rotative și motorul sunt încălzite în hard disk, ci și cipurile de control, care, atunci când hard disk-ul este accesat continuu, sunt încălzite la temperaturi peste 80 ° C. În plus, un motiv obișnuit pentru eșecul hard disk-ului este faptul că cipul de control al puterii se supraîncălzește și se prăbușește (uneori, în astfel de cazuri, chiar și cazul plastic din explozie). Când discurile rotative se supraîncălzesc, piesele microscopice ale stratului magnetic zboară de pe ele, ceea ce duce la apariția unui număr mare de sectoare „proaste”.

remarcă

Trebuie menționat că problema răcirii hard disk-urilor s-a dezvoltat istoric. Cazurile moderne, care au rămas aproape neschimbate de-a lungul anilor, s-au dovedit improprii pentru eliminarea căldurii generate de un hard disk de mare viteză. Prin urmare, dacă deveniți proprietarul unui hard disk de înaltă performanță, instalarea răcirii suplimentare pe acesta devine obligatorie.

Interfață IDE

Calculatoarele utilizează mai multe tipuri de interfețe pentru a conecta hard disk-urile, dar computerele personale utilizează în continuare interfața paralelă IDE (Integrated Drive Electronics) pe 16 biți, cunoscută și sub denumirea de AT-BUS, ATA (AT Attachment) și modernizarea sa Ultra ATA cu diverse frecvențele de ceas.

remarcă

sCSI (Small Computer System Interface) este utilizat în principal doar pe servere, deoarece costul hard disk-urilor cu interfață SCSI este de aproape două ori mai mare decât al hard disk-urilor cu interfață IDE. Cel mai mare efect al utilizării interfeței SCSI poate fi obținut doar în sistemele de operare multitasking, atunci când trebuie să rulați mai multe aplicații „grele” în același timp sau cu solicitări masive de date pe dispozitivele de stocare.

Specificația IDE definește faptul că un controler de interfață IDE este instalat pe placa de sistem cu două canale identice, fiecare putând conecta până la 2 dispozitive inter pares. Astfel, până la 4 hard disk-uri (sau orice alte dispozitive cu interfață IDE, precum și o ATAPI (ATA Package Interface), care este o altă modernizare a interfeței IDE) pot funcționa simultan pe un computer personal. Rețineți că pentru a crește numărul de dispozitive IDE conectate, puteți utiliza carduri de control IDE suplimentare instalate în slotul PCI.

Recent, pe plăci de bază moderne, un singur conector pentru interfața IDE este instalat, datorită tranziției la utilizarea unei interfețe seria SATA (Serial ATA) mai eficiente.

Până la o viteză de transfer de date de 33 MB / s, se folosește un cablu plat cu 40 de nuclee pentru interfața IDE. Dacă doriți să utilizați standardele Ultra ATA / 66, Ultra ATA / 100 și Ultra ATA / 133, trebuie să înlocuiți cablul cu 40 de fire cu unul cu 80 de fire (Fig. 6.5).

Pentru interfața IDE, se folosește un cablu cu conectori de 40 de pini (Fig. 6.6) și o lungime de cel mult 46 cm (18 inci). Aproape întotdeauna, 3 conectori sunt instalați pe acesta - unul pentru conectarea la placa de sistem și doi pentru dispozitivele IDE.

Nu se folosește răsucirea firelor!

Trebuie menționat faptul că conectoarele cu 40 de pini sunt instalate și pe cablul cu 80 de nuclee, iar 40 de conductoare suplimentare sunt împământate în interiorul conectorului.

Fig. 6.6. Cablu IDE

Interfață SATA

Interfața serială SATA a pus capăt tuturor acestor probleme care sunt inerente în interfața IDE. În primul rând, este coordonarea performanței și a adâncimii de biți a magistralei PCI și a hard disk-urilor. În plus, spațiul intern în cazul unui computer personal este eliberat fundamental de două cabluri IDE, care creează o mulțime de probleme - sunt dificil de conectat, deoarece trebuie să funcționeze prin atingere, iar dimensiunile lor mari interferează cu răcirea normală a procesorului și microcircuitelor instalate pe placa de sistem, și m. p.

În fig. 6.7 arată modul în care sunt conectate dispozitivele cu o interfață serială SATA. În loc de un cablu plat voluminos cu 80 de conductoare, se folosește un fir subțire coaxial de până la 1 m lungime, de-a lungul căruia datele sunt transmise sub formă de biți separați, cu o diferență de niveluri de tensiune de doar 0,5 V. Este interesant că, în sfârșit, conectorul de alimentare a fost modificat, în care se propune utilizarea 5 linii (o tensiune suplimentară de 3,3 V este destinată dispozitivelor viitoare, care pot apărea în curând).

Date de alimentare

Fig. 6.8. Compararea standardelor IDE și SATA

Fig. 6.9. Winchesters Hitachi Corporation cu interfața (Hermoblock este deschis): а - IDE; b - SATA

Vă rugăm să rețineți că SATA "standard" a început deja să actualizeze, citiți documentația pentru placa de bază și hard disk, dacă doriți să obțineți performanțe maxime.

Deoarece standardul SATA nu este încă prea răspândit (procesul de distribuție a început, dar inerția utilizatorilor va continua să forțeze hard disk-urile tradiționale să cumpere mult timp), atunci sunt produse hard disk-uri care au un conector suplimentar de alimentare tradițional pe carcasă. În alte cazuri, sunt utilizate adaptoare. numire

pinii conectorului de date SATA sunt arătați în fig. 6.10.

Fig. 6.10. Conector de informații SATA de pe placa de sistem

Producători Winchester

Dezvoltarea și producerea hard disk-urilor moderne în termeni de complexitate tehnică nu sunt inferioare ingineriei procesoarelor. Și aici și acolo, lupta se desfășoară deja pentru fracțiunile unui micron, iar dezvoltatorii trebuie să facă față unor probleme complexe, inclusiv fiabilitatea stocării datelor, viteza de scriere / citire, consumul de energie, problemele de compatibilitate ale materialelor eterogene. Dar dezvoltatorii de hard disk-uri, printre altele, trebuie să rezolve problema combinării unui motor electric puternic de mare viteză, care să rotească un disc de metal sau de sticlă cu datele înregistrate pe acesta, cu un sistem de poziționare de înaltă precizie pentru capetele magnetice, unde micronii joacă un rol semnificativ. Mai mult, o modificare a temperaturii mediului cu un singur grad modifică dimensiunile geometrice ale elementelor de acționare cu o cantitate comparabilă cu dimensiunile pistelor informaționale.

La început, când volumele de informații ale hard disk-urilor erau de câteva sute de megabyte, multe firme și-au încercat mâna la producerea hard diskurilor. Însă dezvoltarea electronică în stare solidă, când a devenit posibil să înghesuie cât mai multe date într-un singur cip pe cât a fost pe un hard disk, a făcut ca producătorii de hard disk-uri să fie nevoiți să înceapă o cursă serioasă pentru a crește densitatea de înregistrare. Acum, un hard disk modern poate conține sute de gigabyte de date, iar în ceea ce privește viteza, acesta poate concura cu succes cu memoria RAM a computerelor vechi. Și toate acestea sunt o consecință a îmbunătățirii tehnologiei de fabricație a hard disk-urilor, a introducerii de noi invenții. Adevărat, nu toate firmele au reușit să reziste la o astfel de cursă tehnologică, drept urmare, doar cei mai mari producători au rămas la suprafață, restul au fost absorbiți de concurenți mai de succes sau au încetat să mai existe. Următoarea listă de producători de hard disk-uri care dețin piața pentru astfel de produse nu numai în Rusia, ci în întreaga lume:

r Western Digital Corporation (http://www.wdc.com);

r Maxtor (http://www.maxtor.com);

r Samsung (http://samsungelectronics.com);

r Tehnologie Seagate (http://www.seagate.com);

r Toshiba (http://www.toshiba.com/);

r Hitachi (http://www.hitachi.com).

De asemenea, trebuie menționat despre două corporații care au lansat anterior o mulțime de modele de hard disk-uri, dar acum sunt angajate doar în produse extrem de specializate (în acest caz, în domeniul hard disk-urilor):

r Produse computerizate Fujitsu (http://www.fcpa.com);

r IBM (http://www.storage.ibm.com).

Acum este foarte dificil să sfătuim ce hard disk trebuie să cumpere, deoarece fiecare dintre companiile listate „s-a distins” la un moment dat, după ce și-a vândut clienții cu produse neverificate și „prime”. În primul rând, se pare, ar trebui remarcată compania Fujitsu, care pentru 2001-2002. a lansat un număr imens de hard disk-uri defecte. Seagate, cea mai populară companie de la începutul erei computerelor din Rusia, abia în 2003 a recâștigat recunoașterea utilizatorilor, iar acum produsele sale se bucură din nou de mare succes. Gigantul IBM a fost menționat că hard disk-urile cu discuri de sticlă nu erau la fel de fiabile ca cele publicitate, deoarece erau improprii pentru utilizarea în masă. După cum s-a dovedit, conectorii acului controlerului unor astfel de unități de disc au fost dezlipite și, prin urmare, contactul electric a fost pierdut. Western Digital s-a „remarcat” prin faptul că de mult timp a vândut hard disk-uri recondiționate, iar în Rusia au fost prezentate ca fiind noi. Astfel, fiecare companie are propriul păcat, ca urmare a dorinței de a face profit cu orice preț. Dar, din păcate, dispozitivele electromecanice nu suferă, respectiv, utilizatorii, învățați de o experiență amară, sunt nevoiți acum să se asigure împotriva situațiilor de urgență, prin instalarea unui al doilea hard disk sau pentru o copie de rezervă constantă a datelor pe diverse dispozitive externe.

Comparație Winchester

Tabelele din acest capitol prezintă caracteristicile comparative ale hard disk-urilor actuale. Acestea rezumă caracteristici precum capacitatea de acționare, dimensiunea cache-ului, latența medie și căutarea pieselor.

Trebuie amintit faptul că datele tehnice au fost obținute prin testarea propriilor produse de către producătorii înșiși. Și dacă da, atunci trebuie înțeles că fiecare companie are propriile sale metode de testare și calificare, astfel încât rezultatele testelor produselor pot diferi serios de cele obținute de la organizații de testare terțe.

În special, de exemplu, pe hard disk-urile Maxtor, capacitatea este arătată nu în gigabytes, ci în „unități convenționale”, ceea ce înseamnă 1.000.000 de octeți (amintiți-vă că 1 octet este 1.024 de octeți, 1 MB este 1.024 de octeți etc.). ). Dimensiunea cache a IBM și a unor hard disk-uri Hitachi este indicată, de exemplu, ca fiind 2 sau 8 MB, dar câteva sute de kilobiți alocați pentru firmware-ul hard disk-ului ar trebui să fie scăzute din aceste megabytes (nu trebuie să uităm că hard disk-ul este și un mic computer specializat cu propriul său procesor și RAM).

Testele de vibrație lasă și mai multe întrebări. Trebuie amintit că rezistența la impact, în special în modul de funcționare, depinde de poziția în care a avut loc impactul și, de asemenea, în ce direcție a avut loc impactul. Într-adevăr, rezistența la vibrații depinde de ce operație a fost efectuată, dacă capetele s-au mișcat, dacă au fost sau nu în centru etc. În general, în funcționarea propriu-zisă, trebuie să se bazeze mai mult pe „norocul” unui anumit hard disk pentru a întâlni și reflecta o „lovitură de soartă” specifică.

S-ar părea că un asemenea parametru precum viteza de rotație poate fi ambiguu. Toți suntem obișnuiți cu faptul că poate fi fie 5400, fie 7200 rpm, în timp ce hard disk-ul ST340015A fabricat de Seagate se rotește cu o frecvență de 5800 rpm.

Viteza de transfer extern este mai probabil nici măcar un indicator al vitezei unui hard disk, ci doar a interfeței sale. Toată lumea înțelege că același hard disk, schimbând interfața tradițională paralelă ATA în SATA, nu va primi o creștere a vitezei cu 50%. Maximul este doar la vârfuri sau cu o fragmentare puternică a datelor sau comenzilor, interfața SATA poate oferi doar o creștere de până la 10% a performanței, dar nu și în viteză.

Numărul de discuri sau capete de citire / scriere chiar și în modele din aceeași serie nu vorbește fără echivoc despre volumul unității. De exemplu, hard disk-urile WD600JD și WD400JD fabricate de Western Digital au același număr de capete și sunt reprezentanți ai aceleiași serii, dar capacitatea diferă cu 50%. Această diferență este obținută prin schimbarea intenționată a densității de înregistrare de pe disc. Acest lucru poate afecta atât viteza de citire, cât și durabilitatea hard disk-ului.

Însă cei mai dificili parametri comparați ar trebui să fie considerați timpul mediu de așteptare, timpul mediu de acces și timpul de acces complet, deoarece aici este un rol cheie tehnica de testare. Deci, timpul mediu de acces poate fi calculat ca media aritmetică a unui anumit număr (foarte mare) de eșantioane aleatorii sau poate fi considerat, de asemenea, ca medie statistică. Trebuie menționat că în special ultimii trei parametri ar trebui să fie comparați cu cea mai mare precauție.

Nu există atât de multe componente ale unui computer personal care ar cauza utilizatorului un interes atât mai mare ca o componentă, care este de obicei indicată printr-o scurtă prescurtare HDD în lista caracteristicilor computerului. Și acest lucru nu este surprinzător, deoarece una dintre cele mai importante funcții ale unui computer este stocarea informațiilor și este HDD-ul (Hard Disk Drive), numit adesea și hard disk, hard disk sau hard disk, care este responsabil pentru stocarea pe termen lung a tuturor informațiilor utilizatorului, uneori fiind rezultatul muncii sale dureroase și fructuoase.

În ciuda faptului că hard disk-ul este instalat de obicei în interiorul unității de sistem (deși există un astfel de dispozitiv ca un hard disk extern), de regulă, este obișnuit să-l atribuim sistemului de memorie externă al computerului. Scopul HDD este stocarea pe termen lung a unor cantități mari de date utilizate de un computer, fișiere ale sistemului de operare și programe.

Winchester este unul dintre cele mai complexe dispozitive de calculator și singurul dintre cele mai importante componente ale unui computer care utilizează simultan atât elemente mecanice cât și electronice.

Winchester se conectează la placa de sistem folosind un cablu de date special, precum și un cablu de alimentare. Există mai multe standarde de interfață pentru conectarea HDD-urilor, iar printre ele se numără interfețe precum IDE (paralel ATA), Serial ATA (SATA) și SCSI. În plus, un astfel de tip de hard disk ca un hard disk extern poate fi conectat la un computer personal cu ajutorul magistralei USB.

Povestea

Un hard disk, ca tehnologia folosită în el, are o istorie lungă. În primul rând, este de remarcat faptul că metoda de înregistrare a informațiilor pe un mediu magnetic a fost dezvoltată la sfârșitul secolului înainte de ultima. În ceea ce privește dispozitivele de computer care înregistrează informații pe discurile magnetice, acestea au fost create la mijlocul anilor '50. de către IBM pentru supercomputerele sale. Adevărat, hard disk-ul de atunci era cam ca unul modern - capacitatea sa era de doar câțiva megabite și era de dimensiunea unui dulap mare.

În anii următori, IBM a rămas, de asemenea, un pilot în dezvoltarea de hard disk-uri. În special, la începutul anilor ’70. Un model de unitate relativ compact a fost dezvoltat sub numele de cod Winchester (în onoarea tipului popular de armă). Designul acestui model s-a dovedit atât de reușit, încât a rămas în termeni generali până astăzi, iar numele său de cod a devenit un nume casnic pentru toate dispozitivele de acest tip.

Cu toate acestea, în ciuda faptului că în computerele mari discurile magnetice dure au fost utilizate pe scară largă de zeci de ani, acestea nu au apărut imediat în computerele personale. Acest lucru s-a datorat în mare măsură greutății și costului ridicat al hard disk-urilor de atunci, însă, la sfârșitul anilor 1980, majoritatea computerelor din familia PC-urilor IBM aveau deja instalat un hard disk. Avantajele hard disk-urilor față de dischete erau evidente - aceasta este o capacitate mare, viteză și fiabilitate a stocării datelor.

dispozitiv

Vedere generală a unui hard disk demontat cu mai multe plăci

Acum merită să aruncăm o privire mai atentă la dispozitivul hard disk-ului și să studiem ce elemente de bază îl compun. În primul rând, ar trebui să clarificăm de ce acest tip de unitate se numește hard disk sau hard disk și care este diferența sa față de o unitate de dischetă (floppy drive). Acest termen subliniază caracteristica principală a HDD - faptul că informațiile din acest dispozitiv sunt plasate pe plăci rigide suficient de groase (platouri), pe care se aplică stratul magnetic. Această caracteristică distinge Winchester de dischetă, deoarece facilitează foarte mult poziționarea precisă a capetelor magnetice și, de asemenea, garantează un grad mai mare de securitate a informațiilor.

Din numele dispozitivului în sine - hard disk-ul, rezultă faptul că nu există una, ci mai multe astfel de plăci în unitate. Într-adevăr, mai multe plăci magnetice pot fi prezente în HDD. Cu toate acestea, această situație este valabilă mai ales pentru unitățile vechi: în unitățile moderne, de multe ori se folosește doar o placă și uneori doar o parte a acesteia.

Baza plăcilor HDD este realizată din aliaj de aluminiu sau sticlă specială. I se aplică un strat special de material ferromagnetic - dioxid de crom. Un hard disk modern are o densitate extrem de mare de înregistrare a informațiilor - până la 1 Tbps pe inch pătrat. Capacitatea totală a hard disk-ului pentru astăzi este o cantitate semnificativă - până la 8 TB pentru unitățile de server de nivel superior de 3,5 inch.

După pornirea HDD, plăcile se desfac și se rotesc cu o viteză mare și constantă pe toată durata de funcționare a dispozitivului. Această viteză pentru diferite hard disk-uri poate avea valori diferite (de exemplu, 5400 sau 7200 rpm), iar viteza de citire a datelor de pe un disc depinde de acest parametru în multe privințe.

Pentru a citi informațiile de pe disc și în același timp pentru a-i scrie informații, se folosesc capete magnetice, care sunt capabile să se rotească cu ajutorul unei unități solenoide speciale, astfel încât să poată accesa rapid orice punct al discului care poate fi localizat atât pe marginea exterioară cât și pe internă. Timpul necesar pentru ca capetele să se poziționeze în orice parte a discului se numește timp de acces aleatoriu și este, de asemenea, unul dintre cei mai importanți parametri ai unității. De regulă, pentru HDD-urile moderne, timpul de acces aleatoriu este de la 2,5 la 16 ms.

Cap magnetic

Pentru a evita deteriorarea plăcii și a capetelor în timpul posibilelor coliziuni, suprafața discului este prelucrată cu atenție pentru a îndepărta cele mai mici nereguli și șlefuit. În timpul funcționării discului, capetele se potrivesc perfect pe suprafața plăcii, cu toate acestea, acestea încă nu o ating, ci sunt separate de acesta printr-un mic spațiu de aer. La oprirea discului, pentru a evita căderea nedorită a capetelor de pe suprafața discului, este prevăzută o procedură pentru parcarea capetelor, adică îndepărtarea lor în afara suprafeței plăcii magnetice.

Placa de hard disk este o oglindă bună

Funcționarea unei unități de disc este controlată de un controler sau de o unitate electronică, care este încorporată în cazul discului propriu-zis. Pe lângă microcircuitele care controlează funcționarea mecanicii și electronicii discului, electronica are și o memorie cache, care este necesară pentru a accelera operațiunile de citire-scriere.

Placa de control a hard disk-ului

Incinta HDD poate fi realizată în mai mulți factori de formă. Unitățile interne de 3,5 inci sunt utilizate în mod obișnuit pe computerele desktop și unitățile de 2,5 inchi pe laptopuri.

Structura de date logice pe un hard disk

Dispozitivul de pe hard disk definește în multe feluri un concept atât de important precum structura de plasare a informațiilor pe HDD sau geometria discului. Geometria discului include elemente de coordonate precum capete, cilindri și sectoare. În acest caz, capul nu înseamnă capul magnetic în sine, ci partea plăcii magnetice din care face parte acest cap. Cilindrul este un set de piese de pe plăcile situate la aceeași distanță de marginea discului, iar sectorul, care este cea mai tânără coordonată a hard disk-ului, face parte din cercul pe care se află cilindrul. Sectorul de hard disk are dimensiunea de obicei 512 bytes.

Procedura de aplicare a limitelor cilindrilor și sectoarelor pe suprafața unui disc se numește formatare la nivel scăzut. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că unitățile moderne au geometrie logică, adică. geometria de care dispune utilizatorul, de exemplu în opțiunile BIOS, nu corespunde fizicului, adică. geometrie reală. Informațiile despre geometria fizică a discului sunt de obicei ascunse de utilizator și sunt disponibile numai pentru controlorul unității.

Capete, cilindri și sectoare

specie

Conform metodei de plasare în raport cu carcasa computerului, hard disk-urile sunt împărțite în tipuri precum un hard disk intern și un hard disk extern (cunoscut și sub numele de hard disk amovibil). Poate că ultimul tip de hard disk-uri ar trebui descris mai detaliat.

Un hard disk extern este o invenție relativ recentă, care a devenit disponibilă după apariția tehnologiilor care au crescut fiabilitatea stocării informațiilor pe un hard disk, care a fost anterior considerat un dispozitiv destul de fragil. Un hard disk extern nu este localizat permanent în cazul unui computer personal, ci este conectat la acesta din exterior, de obicei folosind un port USB. Un hard disk detașabil nu necesită, de obicei, o sursă suplimentară de energie, deși există excepții. De regulă, un hard disk extern are unul dintre acei factori de formă care sunt tipici pentru unitățile interne - aceștia sunt factori de formă de 3,5 și 2,5 inci.

Recent, un hard disk extern este un dispozitiv indispensabil pentru acei utilizatori care doresc să aibă un mediu de stocare portabil voluminos și relativ compact. Un hard disk extern poate fi utilizat pentru a crește cantitatea de informații disponibile pe un computer. În plus, un hard disk extern este un instrument convenabil pentru crearea copiilor de rezervă a informațiilor conținute pe hard disk-ul principal.

Dacă în urmă cu câțiva ani, un hard disk extern a costat mult mai mult decât unul intern, acum diferența de costuri dintre aceste tipuri de unități este de doar câteva procente, ceea ce face ca un hard disk detașabil să fie o alegere bună pentru un dispozitiv de stocare.

Viitorul hard disk-urilor și tehnologiilor avansate de înregistrare

Există puține dispozitive de calculator pe care analiștii de computer le prezic atât de des despre o moarte rapidă și care au refuzat din nou și din nou toate predicțiile pesimiste despre viitorul lor, cum ar fi hard disk-urile. Deși hard disk-ul, ca dispozitiv de stocare a informațiilor, prezintă o serie de dezavantaje evidente datorită prezenței unităților mecanice, cum ar fi viteza și fiabilitatea scăzute, precum și un nivel ridicat de zgomot, cu toate acestea, astăzi hard disk-urile sunt liderii incontestabili dintre unitățile din acest parametru. ca cost pentru unitatea de informații. În plus, capacitatea maximă a hard disk-ului astăzi depășește, de asemenea, un parametru similar pentru alte tipuri de unități.

Acest lucru se datorează, în multe privințe, faptului că numeroase preziceri cu privire la moartea hard disk-urilor când ating limita naturală a capacității datorită dimensiunilor fizice ale domeniilor magnetice nu au devenit încă realitate. În ultimii ani, s-au dezvoltat multe tehnologii inovatoare care au crescut semnificativ densitatea de înregistrare a informațiilor pe plăcile magnetice, de exemplu, tehnologia de înregistrare transversală, care permite poziționarea domeniilor magnetice perpendicular pe suprafața plăcii. În abordare, tehnologii și mai promițătoare, cum ar fi tehnologia de înregistrare structurată și înregistrare asistată termic, care permit creșterea de peste 50 de ori a densității informațiilor de pe o placă magnetică în comparație cu nivelul de astăzi. Prin urmare, în ciuda apariției din ultimii ani a unor tipuri atât de promițătoare de dispozitive de stocare a informațiilor, cum ar fi, de exemplu, unități cu stare solidă, în următorul deceniu hegemonia hard disk-urilor din segmentul unităților mari și extra-mari pare să nu fie în pericol.

concluzie

Winchester este unul dintre cele mai complexe dispozitive de calculator personale care combină multe dintre cele mai bune realizări ale științei și tehnologiei moderne în domeniile fizicii, mecanicii și electronicii.

În prezent, hard disk-urile sunt folosite peste tot în lumea computerelor și nu numai pentru a stoca informațiile disponibile pentru utilizatorii individuali ai computerelor personale, ci și pentru a stoca informațiile disponibile pentru miliarde de utilizatori de internet global, inclusiv textul pe care îl citiți în prezent. Este dificil să ne imaginăm o civilizație computerizată modernă atât fără un hard disk modest al unui computer de acasă, cât și fără unități de rețea de mare viteză utilizate pe serverele profesionale puternice.

Winchesters moderni

Cel mai important dispozitiv pentru stocarea datelor într-un computer personal este o unitate de disc (Hard Disk Drive, HDD). În discursul colocvial și literatura tehnică, termenul Winchester a luat rădăcină, care s-a dovedit a fi mai popular. Primele modele de hard disk-uri, lansate în 1973, au prezentat caracteristici tehnice care astăzi nu sunt potrivite nici pentru cel mai simplu computer, nici din punct de vedere al datelor, dimensiunii sau vitezei schimbului de date. Adevărat, designul lor a fost foarte simplu, iar tehnologiile de înregistrare magnetică utilizate nu diferă prea mult de cele utilizate în magnetofoanele convenționale. Hard discurile moderne, după trei decenii de dezvoltare a tehnologiei pentru înregistrarea magnetică pe hard disk-uri, sunt un design electromecanic foarte complicat, echipat cu procesor propriu, conceput pentru controlul inteligent al procesului de înregistrare, citire și stocare a informațiilor. De fapt, un hard disk într-un computer personal modern este un computer specializat conceput pentru stocarea datelor. Însuși electronica Winchester determină ce date ar putea avea procesorul la un moment dat sau altul. Folosind programe speciale, starea elementelor mecanice ale hard disk-ului este monitorizată constant, iar dacă este necesar, datele care sunt în pericol de a fi distruse accidental sunt rescrise în alte locuri de pe discurile magnetice, iar în cazul unei condiții prealabile pentru o defecțiune catastrofală a mecanicii hard disk-ului, programul de protecție a datelor va avertiza automat utilizatorul despre necesitatea înlocuirii hard disk-ului. Dacă vorbim despre caracteristicile de consum ale hard disk-urilor moderne, cantitatea de date stocate pe discurile magnetice este măsurată acum în zeci de gigabyte, ajungând la 80 GB pe placă într-un număr de hard disk-uri seriale. Dimensiunile celei mai populare serii de hard disk-uri sunt egale cu unitatea obișnuită de dischete de 3 inci, iar cele mai mici pot fi utilizate, de exemplu, în loc de carduri flash în camerele digitale. Fiabilitatea stocării datelor pe discurile magnetice Winchester este fantastică - aproximativ un eșec la 100 de ani, adică Winchester este cel mai de încredere dispozitiv pentru stocarea informațiilor, depășind discurile compacte optice (CD-R) în acest sens. Cu toate acestea, după cum s-a arătat practica, în condiții reale de operare, hard disk-ul s-a dovedit a fi un depozit de date foarte nesigur. Acest lucru se datorează faptului că un hard disk modern este un dispozitiv foarte complex, iar concurența obligă producătorii să se grăbească. Drept urmare, produsele încă „brute” intră pe piață, în care sunt identificate punctele slabe în timpul funcționării. Acest lucru este valabil în special pentru segmentul de piață al hard disk-urilor destinate utilizării casnice (de obicei, achiziția se efectuează la cea mai mică capacitate de preț).

Proiectarea hard disk-ului.

În interiorul carcasei metalice de pe axa motorului electric există mai multe discuri din aluminiu sau sticlă, pe suprafața cărora este pulverizat un strat feromagnetic. Carcasa hard disk-ului poate fi etanșă sau are o deschidere protejată de filtru pentru aerul exterior. Majoritatea componentelor electronice sunt amplasate pe o placă de circuit imprimat care este montată sub șasiu. De obicei, unitatea electronică nu este acoperită de un capac de protecție, deoarece se crede că hard disk-ul va fi amplasat în carcasa computerului. Pentru clasificarea hard disk-urilor în unele cazuri, se folosește termenul „factor form”, ținând cont de dimensiunile generale. Este adevărat, în acest termen, dezvoltatorii pot însemna măsurători complet diferite, de exemplu, capacitatea de a instala într-un compartiment de computer de 3,5 inci, deoarece un factor de formă de 5 inci era anterior popular; grosimea hard disk-ului, dar mai des acest termen se referă la diametrul plăcilor rotative. Dacă calculați volumul hard disk-ului instalat în computer și îl comparați cu datele pasaportului de pe hard disk, veți observa că undeva dispare destul de mult spațiu pe disc. Chestia este că în pașapoartele de pe hard disk există două opțiuni pentru volumul hard disk-ului - prima se referă la spațiul de disc neformatat (adică o structură specifică pentru stocarea datelor nu este creată pe disc), iar a doua se referă la formatat. De exemplu, puteți scrie doar 76,69 GB date de utilizator (sistem de fișiere FAT) pe un hard disk IBM de 80 GB și orice altceva rămâne pentru nevoile oficiale. În plus, în scopuri publicitare, unitățile de măsurare a spațiului pe disc utilizează un raport ușor diferit de valori. Producătorii și vânzătorii de hard disk-uri indică volumul produselor lor în zecimale, atunci când 1000 megabyte este considerat egal cu 1 gigabyte, deși sistemul binar este corect, în care 1 kilobyte este de 1024 octeți, 1 gigabyte este respectiv 1024 megabyte etc. plăci de bază și BIOS atunci când utilizați hard disk-uri moderne, există trei bariere - 8,4, 32 și 137,4 GB, limitând posibilitatea utilizării hard disk-urilor mai mari. Problema este tratată prin intermiterea BIOS-ului, instalarea unui nou sistem de operare sau folosirea unui controler IDE suplimentar. În plus, atunci când utilizați hard disk-uri și sisteme de operare vechi, există restricții privind cantitatea de spațiu pe disc egal cu 528 MB, 2.1, 3.2 și 4.2 GB.

Montura Winchester

Pentru a monta hard disk-ul în carcasa computerului, utilizați fie 4 găuri laterale filetate, fie găuri similare, dar amplasate în partea inferioară a carcasei. La fixarea hard disk-ului, este necesar să se utilizeze șuruburi scurtate, astfel încât, atunci când sunt strânse, să nu atingă contactele de pe placa de circuit imprimat a controlerului sau să provoace deplasarea acestuia, deoarece unul sau două orificii laterale sunt aproape întotdeauna amplasate în planul placii de circuit imprimat. Trebuie amintit faptul că hard disk-ul trebuie instalat în carcasa computerului pe orizontală sau vertical pe orice plan. Este de dorit să acționați un hard disk modern fără o atașare rigidă la carcasa computerului, iar între carcasa de aluminiu a hard disk-ului și peretele de oțel al compartimentului carcasei computerului nu trebuie să existe garnituri moi izolante. De asemenea, nu este recomandat ca hard disk-ul de 3 inci să fie montat în golful de 5 inci cu șuruburi subțiri și lungi. În primul rând, astfel de cerințe apar din cauza faptului că, în timpul unei mișcări ascuțite a unui hard disk de lucru, plăcile cărora se rotește cu o viteză de 5, 7 și 10 mii rot / min, rulmenții motoare experimentează o influență semnificativă a forțelor efectului giroscopic, ceea ce poate duce la distrugerea mecanicii interne nodurile și deteriorarea capetelor magnetice și a suprafeței discurilor. În al doilea rând, vibrația unui hard disk nesecurizat afectează foarte mult acuratețea mecanismului servo care poziționează capetele, iar acest lucru duce la o scădere a vitezei de citire / scriere a datelor și, în cazuri extreme, la pierderea de date. În plus, numai datorită fixării sigure a hard disk-ului se poate asigura un regim termic acceptabil, deoarece carcasa computerului acționează ca un radiator pentru hard disk. De asemenea, trebuie menționat faptul că hard disk-ul modern s-a dovedit a fi foarte sensibil la vibrațiile externe. Așadar, dacă pe procesor este instalat un cooler de calitate inferioară (necentrat), atunci vibrația sa este transmisă pe hard disk prin carcasă. Datorită vibrațiilor crescute, lagărele motorului axului și ale blocului capului magnetic cedează rapid, iar mecanismul servo al pistelor de acționare este mai grav.

Parametri de timp

Performanța hard disk-ului - scrierea și citirea informațiilor - depinde de mulți factori determinați atât de proiectarea hard disk-ului și de circuitul controlerului său, cât și de funcționarea interfeței de transfer de date. De exemplu, viteza de acces la informații depinde de geometria spațiului pe disc - distribuția sectoarelor de-a lungul pieselor și laturilor discurilor, deoarece un hard disk este un dispozitiv mecanic în care părțile mobile au o inerție semnificativă. Și din moment ce datele utilizatorului sunt împărțite de obicei în multe clustere mici care pot fi plasate pe un disc în mod arbitrar, citirea unui fișier ale cărui părți sunt localizate pe piese diferite durează mai mult decât atunci când toate părțile fișierului sunt pe aceeași piesă sau pe același număr de piesă dar pe diferite laturi ale unității. Acest lucru se datorează faptului că deplasarea capului de la o pistă la alta durează mult timp, de ordinul unităților și zeci de milisecunde, iar acesta este un timp foarte lung pentru un computer modern. De exemplu, pentru hard disk-uri foarte bune, timpul de tranziție la următoarea pistă este de aproximativ 1 ms, iar în medie (pentru o tranziție aleatorie la o altă piesă) - 8,5 ms. Atunci când cunoașteți hard disk-urile, este util să cunoașteți și să înțelegeți următorii termeni:

timp de acces (timp de acces) - timpul de la începutul operațiunii de citire până la momentul în care începe citirea datelor;
căutați timpul - timpul necesar pentru a seta capetele în poziția dorită (pe pista unde vor fi citite / scrise datele);
timp mediu de căutare - timpul mediu necesar pentru a seta capetele pe o cale setată la întâmplare;
timpul de căutare la trecerea la o pistă vecină (timp de căutare track-to-track) - timpul de trecere a capetelor de la prima pistă la a doua etc.

Performanța hard disk-ului este puternic influențată de modul în care sectoarele sunt așezate pe piese și pe laturile adiacente ale unităților. Dacă toate sectoarele merg una după alta și în paralel pe fiecare parte a discului, atunci viteza de acces la informații nu va fi prea mare, deoarece electronica care citește datele de pe disc are o viteză limitată. În acest caz, spre deosebire de un magnetofon convențional, datele de pe discul ferromagnetic sunt înregistrate în formă codificată, ceea ce permite creșterea fiabilității stocării și reducerea spațiului de disc pentru stocarea unităților de informații. În consecință, după citirea primului sector, controlorul trebuie să verifice acuratețea informațiilor citite și abia apoi să înceapă să citească următorul sector, dar în acest timp nu va exista cel de-al doilea sector sub cap, ci altul. În acest caz, trebuie să așteptați până când discul face o tură întreagă pentru a citi al doilea sector. Același lucru este valabil și pentru sectoarele de pe planurile adiacente. Pentru a accelera procesul de citire / scriere, bufferul de date este utilizat atunci când controlorul Winchester citește nu un sector care este în prezent necesar, ci o pistă întreagă. Datele citite sunt stocate într-un tampon de 2 MB, iar în unele tipuri de hard disk-uri de până la 8 MB. Astfel, cu o nouă solicitare de citire a următorului sector, controlorul de hard disk va verifica mai întâi disponibilitatea datelor necesare în buffer fără a citi de fapt date de pe suprafața discurilor magnetice. Majoritatea controlerelor inteligente pot preîncărca datele în buffer folosind un mecanism de predicție. În cele mai multe cazuri, hard disk-ul nu necesită răcire forțată (pentru viteze de disc de 5 și 7 mii de rotații), dar pentru a îmbunătăți fiabilitatea unităților moderne de mare viteză, este recomandabil să folosiți un ventilator suplimentar, care ar trebui să sufle placa de control și unitatea de presiune. Pentru aceasta, o serie de companii produc fani cu un ecran cu o formă specială, care poate fi montată pe cazul hard disk-ului. Înțelesul acestei recomandări este că funcționarea normală a hard disk-ului este garantată la o temperatură a carcasei sale nu mai mare de 50 ° (și nu mai mică de 0 °!). Și nu numai discurile rotative și motorul sunt încălzite în hard disk, ci și cipurile de control, care, atunci când hard disk-ul este accesat continuu, sunt încălzite la temperaturi peste 80 °. Un motiv obișnuit al defecțiunii hard disk-ului este faptul că cipul de control al motorului se supraîncălzește și se prăbușește, uneori în astfel de cazuri chiar și carcasa de plastic a cipului. Când discurile rotative se supraîncălzesc, piesele microscopice ale stratului magnetic zboară de pe ele, ceea ce duce la apariția unui număr mare de sectoare „proaste”. Trebuie menționat că problema răcirii hard disk-urilor s-a dezvoltat istoric. Cazurile moderne, care au rămas aproape neschimbate de-a lungul anilor, s-au dovedit improprii pentru eliminarea căldurii generate de un hard disk de mare viteză. Prin urmare, dacă deveniți proprietarul unui hard disk de înaltă performanță, instalarea răcirii suplimentare pe acesta devine obligatorie.

Interfață IDE

Câteva tipuri de interfețe sunt utilizate pentru conectarea hard disk-urilor la computere, dar computerele personale folosesc aproape întotdeauna interfața IDE paralelă pe 16 biți (Integrated Drive Electronics), este de asemenea AT-BUS, ATA1 și modernizarea sa Ultra ATA cu diferite frecvențe de ceas. Interfața serială ATA a început să fie introdusă recent, iar numărul de modele de hard disk-uri și plăci de bază care utilizează această interfață este mic. Interfața SCSI este utilizată în principal numai pe servere, deoarece costul hard disk-urilor cu interfață SCSI este de aproape două ori mai mare decât cel al hard disk-urilor cu interfață IDE. Cel mai mare efect al utilizării interfeței SCSI poate fi obținut doar în sistemele de operare multitasking, atunci când trebuie să rulați mai multe aplicații „grele” în același timp sau cu solicitări masive de date pe dispozitivele de stocare. Specificația IDE definește faptul că un controler de interfață IDE este instalat pe placa de sistem cu două canale identice, fiecare putând conecta până la 2 dispozitive inter pares. Adică până la 4 hard disk-uri (sau orice dispozitive cu interfață IDE, precum și o interfață ATAPI, care este o altă actualizare a interfeței IDE) pot funcționa simultan pe un computer personal. Rețineți că pentru a crește numărul de dispozitive IDE conectate, puteți utiliza carduri de control IDE suplimentare instalate în slotul PCI. Până la o rată de transfer de date de 33 MB / s, un cablu plat cu 40 de nuclee este utilizat pentru cablul IDE (buclă). Dacă doriți să utilizați standardele Ultra ATA / 66 și Ultra ATA / 100, trebuie să înlocuiți cablul de 40 de fire cu unul de 80 de fire. IDE utilizează un cablu cu conectori de 40 de pini și o lungime maximă de 46 cm (18 inci). Aproape întotdeauna, 3 conectori sunt instalați pe acesta - unul pentru conectarea la placa de sistem și doi pentru dispozitivele IDE. Nu se folosește răsucirea firelor! Trebuie menționat faptul că conectoarele cu 40 de pini sunt instalate și pe cablul cu 80 de nuclee, iar 40 de conductoare suplimentare sunt împământate în interiorul conectorului.

Serial ATA

Interfața IDE a rămas aproape neschimbată de-a lungul a aproape douăzeci de ani de istorie, rămânând o versiune scurtată a magistralei de sistem AT PC IBM și, uneori, a fost modernizată pentru a crește rata de schimb între hard disk și placa de sistem. Numai recent a fost înlocuit cu un nou tip de interfață - serial Serial ATA (niveluri de semnal logic de numai 0,5 V). Tranziția la o interfață serială este cauzată, în primul rând, de probleme cu sincronizarea semnalelor de interfață paralele, deoarece cel mai simplu protocol de schimb prin interfață nu oferă o transmisie fiabilă a datelor la frecvențe înalte de ceas. În special, versiunea ATA / 133 nu poate fi acceptată de toți producătorii de hard disk-uri. Interfața serial Serial ATA, care tocmai a început să fie pusă în aplicare, este probabil să pună capăt tuturor problemelor care sunt inerente în interfața IDE. În primul rând, este coordonarea performanței și a adâncimii de biți a magistralei PCI și a hard disk-urilor. În plus, spațiul intern în cazul unui computer personal nu va scădea drastic de două cabluri IDE, care creează o mulțime de probleme - sunt dificil de conectat, deoarece trebuie să funcționeze prin atingere, iar dimensiunile lor mari interferează cu răcirea normală a procesorului și microcircuitelor instalate pe sistem. o placă, etc. În loc de un cablu plat voluminos cu 80 de conductoare, se folosește un fir subțire coaxial de până la 1 m lungime, de-a lungul căruia datele sunt transmise în biți separați, cu o diferență de niveluri de tensiune de numai 0,5 V. Este interesant că n, supus la conectorul de alimentare de modificare, care se propune folosirea 5 linii (extra 3.3 V pentru viitoarele dispozitive care pot deveni disponibile în curând). Un avantaj important al interfeței Serial ATA este că dimensiunile conectorilor sunt reduse. Împreună cu orice altceva, acest lucru vă permite să începeți un proces cu adevărat real de reducere a dimensiunii unităților de sistem ale computerelor personale. După cum promit dezvoltatorii interfeței Serial ATA, adaptoarele vor fi disponibile utilizatorilor care vor permite partajarea dispozitivelor cu interfețele IDE și Serial ATA. Adică, puteți conecta un hard disk cu o interfață Serial ATA la orice placă de sistem veche și puteți conecta un hard disk tradițional la o placă de sistem cu o interfață Serial ATA