Что такое жесткий диск (HDD)? Его классификация и типы. Жёсткий диск, что это такое? Из чего состоит и как работает жёсткий диск. Плюсы и минусы HDD в сравнении с SSD

Правильно? Какого производителя предпочесть? Какого объёма должен быть жёсткий диск и почему в моей системе не видно всё дисковое пространство ? Знаете ли вы такие важные характеристики жёсткого диска как: форм-фактор, кэш, скорость вращения шпинделя, линейная скорость чтения, время доступа жёсткого диска? Как проверить жёсткий диск и ? Что такое SSD и почему он быстрее простого жёсткого диска HDD, а ведь существует ещё и ? ? Почему для хорошего быстродействия нового компьютера лучше купить два диска: HDD и SSD? На все эти вопросы мы ответим Вам в нашей статье

Привет друзья, выбрать жесткий диск совсем несложно, а оптический привод еще легче, но этого вопроса мы коснемся в конце статьи.

Типы дисков

В стационарных персональных компьютерах (ПК) и ноутбуках используются накопители на жестких магнитных дисках (HDD) и современные твердотельные накопители (SSD) на основе микросхем памяти.

HDD (англ. HDD - Hard Disk Drive) - электронно-механическое устройство предназначенное для хранения на нём информации. Имеет большой объем, но низкую скорость и используются как для установки операционной системы, так и хранения файлов пользователя.

Жёсткий диск изготовлен из покрытых ферромагнитным слоем алюминиевых или стеклянных пластин и является устройством работающим по принципу магнитной записи. При работе внутри жёсткого диска всё находится в движении. Магнитные головки, записывающие, считывающие, стирающие информацию парят над поверхностью магнитных пластин жёсткого диска на высоте 10-12 нм и никогда не касаются их поверхности, так как их легко повредить. HDD уже давно морально устарел и в скорм будущем будет полностью вытеснен SSD.

SSD - твердотельный накопитель (SSD, solid-state drive) - немеханическое запоминающее устройство созданное на основе микросхем памяти аналогичных оперативной памяти или флеш-памяти. SSD стоят гораздо дороже, чем HDD и имеют в несколько раз меньший объем, но высокую скорость и используются для установки операционной системы и некоторых программ для повышения скорости работы ПК. Как вы уже поняли, внутри SSD нет практически никакой механики. SSD быстрее HDD почти в 5 раз.

SSHD. Существуют так же гибридные диски SSHD, которые имеют как магнитный пластины для хранения данных, так и небольшой объем твердотельной памяти для повышения скорости работы. Но они еще не прижились, так как стоят достаточно дорого и при этом имеют мало быстрой памяти. Лучшим вариантом является установка отдельных HDD и SSD дисков.

Форм-фактор

Форм-фактором называется размер жесткого диска в дюймах. Основные размеры жестких дисков:

2,5"" – накопители HDD для ноутбука и SSD.

3,5"" – накопители HDD и гибридные диски для стационарных ПК.

Для ноутбуков используются только HDD и SSD размером 2,5"".

Для стационарных ПК используются HDD размером 3,5"", а твердотельные накопители SSD размером 2,5"" устанавливаются в корпус с применением специального крепления, которое иногда идет с ним в комплекте, но чаще всего вам придется приобрести его дополнительно. Читайте нашу статью о твердотельных накопителях SSD, все подробности там.

Учтите, что винтики для крепления диска в корпусе ПК в комплекте с диском бывают редко и если у вас их нет и корпус не имеет безвинтовых креплений, то попросите 4 штучки у продавца, обычно у них их полно.

Интерфейс

Интерфейсом называется совокупность технологии обмена данными (стандарта) и соответствующего ей разъема для подключения.

IDE – устаревший интерфейс параллельной передачи данных, использовал широкий 40 или 80 контактный разъем и соответствующий шлейф для подключения. Скорость передачи данных до 133 Мб/с. Диски с интерфейсом IDE уже практически не производятся и стоят значительно дороже.

Диск с интерфейсом IDE может рассматриваться только для подключения к материнской плате не имеющей более нового типа разъемов (SATA), но в большинстве случаев целесообразнее приобрести более современный жесткий диск (SATA) и для его подключения на старую плату, выйдет дешевле и его можно будет в последствии переставить на новый компьютер.

Единственный недостаток, что на диск, подключенный через такой контроллер, не всегда может получиться установить операционную систему (ОС), так как драйвера на контроллер устанавливаются уже после установки системы. Но такой диск можно использовать как хранилище файлов.

SATA – первая версия высокоскоростного последовательного интерфейса, использует тонкий контактный разъем и соответствующий шлейф для подключения. Скорость передачи данных до 1,5 Гб/с. Эта версия интерфейса использовалась на первых HDD 2,5 и 3,5"" и такие диски уже не выпускается, но совместима с более новыми версиями (SATA 2 и SATA 3) и может подключаться на материнскую плату с разъемом любой из этих версий.

SATA 2 – вторая версия высокоскоростного последовательного интерфейса, использует такой же разъем и шлейф как и SATA первой версии. Скорость передачи данных до 3 Гб/с. Эта версия интерфейса еще используется на HDD 2,5 и 3,5"" и старых моделях SSD 2,5"". Она совместима и с более старой (SATA) и более новой (SATA 3) версиями интерфейса и может подключаться на материнскую плату с разъемом любой из этих версий.

SATA 3 – третья версия высокоскоростного последовательного интерфейса. Скорость передачи данных до 6 Гб/с. Эта версия интерфейса используется на современных HDD 2,5 и 3,5"" и SSD 2,5"". Она совместима с более старыми (SATA и SATA2) версиями интерфейса и может подключаться на материнскую плату с разъемом любой из этих версий.

Обратите внимание, что для SATA 3 не подходят шлейфы от старых версий интерфейса (SATA и SATA 2) , так как они имеют недостаточно высокие частотные характеристики. Шлейфы типа SATA 3 более толстые и обычно имеют черный цвет. Они идут в комплекте с материнскими платами, имеющими разъемы SATA 3, но их можно приобрести и отдельно.

Следует заметить, что скорость интерфейса в любом случае значительно превосходит возможности любого современного жесткого диска и для диска с интерфейсом SATA 3 может вполне хватать разъема SATA первой версии на материнской плате. Однако, на практике бывает иначе, поэтому все же рекомендуется, что бы версия SATA интерфейса материнской платы была не ниже версии SATA интерфейса жесткого диска. Особенно это касается быстрых SSD дисков, имеющих SATA 3 интерфейс, которые желательно подключать к таким же SATA 3 разъемам на материнской плате, иначе диск может работать не на полную скорость (до 30% медленнее).

Первые SSD диски имели интерфейс SATA2 и их еще можно встретить в продаже, но они, как правило, не отличаются высокой скоростью.

Разъемы питания

Кроме различий типами интерфейса (IDE и SATA) старые и новые диски отличаются еще и разъемами для подключения питания.

Диски с IDE интерфейсом имели 4-х контактный разъем питания типа Molex.

Переходные модели дисков с SATA интерфейсом, с целью совместимости со старыми блоками питания, имели два разъема питания: старый 4-х контактный Molex и новый 15-ти контактный разъем питания стандарта SATA.

При этом они обычно имели предупредительную пометку о том, что нельзя одновременно подключать питание к обоим разъемам, но некоторые пользователи умудрялись это сделать.

Все современные диски с SATA интерфейсом имеют 15-ти контактный разъем питания стандарта SATA, но могут в случае отсутствия такого разъема у блока питания старого ПК подключаться через специальный переходник с 4-х контактного разъема Molex.

Кстати провод для передачи данных принято называть – интерфейсным шлейфом, а для подключения электропитания – кабелем питания.

Емкость

Современные HDD для ПК (3,5"") имеют емкость (объем) от 500 до 3000 Гигабайт (3 Терабайт).

Диски HDD для ноутбуков (2,5"") имеют емкость от 320 до 1000 Гб (1 Тб).

Быстрые твердотельные накопители (2,5"") имеют емкость 60-240 Гб.

Для современного домашнего ПК стандартом на сегодня является HDD объемом 1 Тб, что позволит разместить порядка 700 фильмов или 5000 песен в обычном качестве или 290000 фото в высоком качестве или 100 современных игр (обычно в различном сочетании).

Для простого офисного ПК будет достаточно минимального объема в 320 Гб.

Для ноутбука, если он не используется для хранения мультимедийных или архивных данных оптимальный объем диска 500 Гб, но можно и 320. Если он используется как основной домашний ПК, то лучше приглядеться к диску объемом 750-1000 Гб.

Для профессионального использования или серьезного хобби вам может понадобиться жесткий диск объемом 2-3 Тб, а может и несколько таких дисков. Учтите только, что если BIOS вашей материнской платы не поддерживает UEFI, то при установке ОС на диск 3 Гб система не увидит весь его объемом, неиспользованными останутся порядка 700 Гб.

Диски SSD не используются для хранения информации, так как имеют маленькие объемы и высокую стоимость. Их используют только для установки системы и некоторых программ для повышения быстродействия ПК. SSD диска объемом 60 Гб впритык хватит для установки Windows 7 или 8, но желательно все же приобретать SSD объемом порядка 120 Гб, так как во-первых Windows присуще «разрастаться», во-вторых возможны вы захотите установить на этот диск какую-то мощную программу или игрушку и в-третьих – такой объем не перспективен. SSD объемом 240 Гб это классно, но пока еще дорого и в принципе не нужно.

При выборе диска учтите, что он не является надежным хранилищем данных и их рекомендуется дублировать на внешнем диске, иначе вы рискуете потерять всё. Если вы планируете последовать этому совету, то учтите, что вам нужно будет приобрести близкий по объему внешний диск. Например, для создания копий файлов с 2-х домашних ПК (или ПК и ноутбука) с дисками 500 и 1000 Гб вам потребуется внешний диск емкостью 1500 Гб. Если вы купите для своего ПК диск объемом 3 Тб, то сколько вам еще нужно будет потратить на аналогичный внешний диск?! Лучше купите 2 диска по 1 Тб.

Частота вращения шпинделя

Основная масса современных HDD 2,5 и 3,5"" имеют скорость вращения шпинделя 5400 или 7200 Об/мин. В общем чем выше скорость оборотов шпинделя, тем выше скорость работы диска.

Большая часть HDD 2,5"" имеет скорость шпинделя 5400 Об/мин, в принципе это нормально, так как и шум и нагрев и потребление такого диска в ноутбуке будет меньше.

Большая часть HDD 3,5"" имеет скорость шпинделя 7200 Об/мин, но попадаются модели со скоростью 5400 Об/мин. Я бы не рекомендовал брать последние, так как такое решение представляется сомнительным для нормального качественного диска для ПК и работают они немного медленнее.

Существуют так же быстрые HDD 3,5"" со скоростью вращения шпинделя 10000-15000 Об/мин (например, серия WD Raptor), но они стоят довольно дорого (от 200$ за 1 Тб), а быстрее всего на 30%. Кроме того они еще и довольно шумные. Лучше за эти деньги купить SSD на 128 Гб и HDD на 1 Тб.

У SSD нет никакого шпинделя, так как он состоит из микросхем памяти, поэтому и речи о скорости его вращения быть не может.

Размер буфера

Размером буфера называется объем кэша, выполненный в виде микросхемы памяти на электронной плате контроллера жесткого диска и предназначенный для ускорения его работы. Чем кэш-памяти больше, тем скорость работы диска выше.

Старые жесткие диски имели объем буфера 8-16 Мб.

Современные HDD имеют 32-64 Мб кэш-памяти.

В принципе разница в скорости работы одинаковых жестких дисков с 32 и 64 Мб кэш-памяти незначительна (менее 5%). Но уже нет смысла приобретать жесткий диск с размером буфера менее 32 Мб.

Самые современные и дорогие жесткие диски имеют 128 Мб кэша, но они еще не особо распространены.

Линейная скорость чтения

Линейная скорость чтения означает скорость непрерывного считывания данных с поверхности пластин (HDD) или микросхем памяти (SSD) и является главной характеристикой, отражающей реальное быстродействие диска. Она измеряется в мегабайтах в секунду (Мб/с).

Старые HDD диски с интерфейсом IDE имели среднюю линейную скорость чтения от 40 до 70 Мб/с.

Современные HDD диски с интерфейсом SATA имеют среднюю линейную скорость чтения от 100 до 140 Мб/с.

SSD диски имеют среднюю линейную скорость чтения от 160 до 560 Мб/с.

Скорость линейного чтения HDD дисков зависит от плотности записи данных на магнитную поверхность пластин и качества механики диска. В основном все HDD диски одного поколения имеют близкую плотность записи, поэтому более высокая скорость говорит прежде всего о качестве механики. При этом HDD диск с более качественной механикой стоит не на много дороже. Здесь главное уметь правильно выбрать модель диска, что осложняется тем, что продавцы редко указывают их скоростные параметры. Эту информацию приходиться искать самостоятельно.

Скорость линейного чтения SSD дисков зависит от скорости микросхем памяти. Но, в отличии от HDD, SSD диски с более быстрой памятью стоят значительно дороже. Выбрать модель SSD диска значительно проще, так как продавцы всегда указывают их скоростные характеристики.

Для современных HDD дисков хорошим показателем является средняя скорость линейного чтения 120 Мб/с, для SSD дисков – 450 Мб/с.

Так же существует такой параметр как линейная скорость записи, который соответственно отражает скорость записи на диск и так же измеряется в Мб/с. Для HDD дисков скорость записи обычно меньше скорости чтения и не принимается во внимание при выборе диска. А вот для SSD дисков скорость записи может быть такой же как скорость чтения или меньше и на это нужно обращать внимание. Желательно, что бы SSD диск имел одинаковую скорость записи и чтения, например 450/450 Мб/с.

Время доступа

Время доступа означает скорость с которой диск находит требуемый файл после обращения к нему операционной системы или какой-либо программы. Это время измеряется в миллисекундах (мс). Этот параметр оказывает большое влияние на быстродействие диска при работе с маленькими файлами и не большое – при работе с большими.

HDD диски имеют время доступа от 12 до 18 мс. Хорошим показателем является время доступа 13-14 мс, что косвенно говорит о качестве (точности) механики диска.

SSD диски имеют время доступа порядка 0,1-0,2 мс, что в 100 раз быстрее, чем у HDD дисков! Поэтому на этот параметр можно не обращать внимание при выборе SSD диска и он обычно не указывается продавцами в прайсах.

Производители

Основными производителями HDD дисков являются:

Fujitsu – японская компания, ранее славящаяся высоким качеством своей продукции, в настоящее время представлена небольшим количеством моделей и не пользуется большой популярностью, но ведет весьма демократичную ценовую политику.

Hitachi – японская компания, как ранее, так и сейчас отличается стабильным качеством жестких дисков, так как внедряет только проверенные надежные технологии, поэтому модельный ряд этой фирмы обновляется несколько медленнее, чем у конкурентов. Приобретая жесткий диск Hitachi вы не прогадаете, получив хорошее качество за приемлемую цену.

Samsung – эта корейская компания пришла на рынок жестких дисков позже, чем остальные и их качество на тот момент оставляло желать лучшего. Диски Samsung изготавливались в дешевых корпусах, грелись и быстро выходили из строя. На сегодняшний день компания Samsung, по моему мнению, обогнала всех своих конкурентов и производит самые быстрые и качественные HDD диски. Цена на них может быть немного выше, чем у конкурентов, но оно того стоит.

Seagate – американская компания, пионер в области технологий, применяемых в жестких дисках. Некогда славилась передовыми решениями и качеством своих дисков. Сейчас качество жестких дисков этой компании, к сожалению, оставляет желать лучшего. Я не рекомендую их к приобретению.

Toshiba – японская компания, о которой можно сказать все тоже, что и о Fujitsu – она так же славилась раньше высоким качеством, а сейчас представлена небольшим количеством моделей на нашем рынке. В связи с этим возможны проблемы в сервисном обслуживании таких производителей.

Western Digital (WD) – американская компания, специализирующаяся именно на производстве жестких дисков. Ее диски всегда считались более надежными. Например, в них использовались более качественные, чем у конкурентов подшипники, но из-за этого они всегда были более шумными. Как и у Hitachi диски компании WD всегда имели более менее стабильное качество изготовления. Но, в последнее время, диски этой компании не выделяются выдающимися характеристиками, как например Samsung. Я бы позиционировал их между стабильными по качеству Hitachi и скатившимися в ширпотреб Seagate.

В общем, я бы советовал выбирать между Samsung и Hitachi, как наиболее качественными, быстрыми и стабильными.

Производители SSD

C выбором производителя SSD дисков дело обстоит несколько иначе. Поскольку они состоят из микросхем памяти, то и производят их компании, производящие оперативную память.

В качестве зарекомендовавших себя производителей, я бы порекомендовал следующих: Corsair , Crucial , Intel , Kingston , OCZ , Samsung , SanDisk , Toshiba , Transcend .

Лучше не приобретать SSD известных китайских брендов, таких как: A-Data, Apacer, Silicon Power.

Цена

Что касается HDD дисков, то цена на них больше зависит от их объема. Зависимость же от бренда, модели и даже качества не столь значительна (5-10%), так как покупатели редко обращают внимание на такие моменты. Соответственно и экономить на жестком диске не особо целесообразно. Просто выбирайте нужный объем, хорошего производителя и сверяйте технические характеристики, такие как скорость линейного чтения и время доступа. Я не буду приводить цены на HDD диски, так как ценообразование в этом сегменте не является адекватным и больше зависит от маркетинговых уловок. Цены на них могут колебаться в от года в год в 2-3 раза, как в сторону удешевления, так и в сторону подорожания. Подобную ситуацию я описывал в статье об оперативной памяти. Например, после наводнения в Тайване в 2011 году цены на жесткие диски взлетели в среднем в 2,5 раза, а там очередная волна финансового кризиса и т.д., из-за чего цены на них до сих пор не вернулись на адекватный техническому прогрессу уровень.

Чисто теоретически параметры HDD диска можно узнать по номеру модели на сайте производителя, но на практике у меня это редко получалось, так как найти и разобраться в этих параметрах на сайте производителя довольно сложно. Но есть гораздо более простой способ.

Существует довольно популярная программа для тестирования скорости (и некоторых других параметров) работы жесткого диска – HDTune. На сайте производителя имеется платная (с ограниченным пробным периодом) и бесплатная версия этой программы.

http://www.hdtune.com/

Но для выбора диска она нам не понадобиться. Нас интересуют только результаты тестов в этой программе, сделанных другими пользователями.

HDTune позволяет определить два основных параметра – линейную скорость чтения и время случайного доступа.

Кроме того по самому характеру графика можно определить качество механики диска.

Вот пример диска с обычной механикой

А вот с очень качественной и точной

Заметили разницу? Если диск имеет хорошую механику, то кроме его скоростных параметров, таких как скорость линейного чтения и время доступа график линейной скорости будет иметь красивую, циклически повторяющуюся форму, а точки замера времени случайного доступа будут располагаться достаточно тучно.

Для того, что бы найти результаты тестов интересующего вас диска введите номер его модели в поиске картинок в Google. Сейчас почти все продавцы указывают в прайсе номер модели, раньше с этим возникали проблемы и нужно было идти в магазин или на склад, что бы посмотреть на диск в живую, или доставать продавцов по телефону, что им почему-то очень не нравилось)

Найдите хотя бы 2-3 похожих картинки, что бы убедиться в объективности проведенных тестов. Обратите внимание на то, что бы на картинке была указана именно нужная модель.

Оптический привод

Определяем интерфейс: IDE – для старых ПК без SATA-разъемов или SATA – для всех новых ПК. Если вы не найдете IDE привода для своего старого ПК, то вам нужно будет приобрести SATA привод и PCI-SATA контроллер.

Определяете какой привод вам нужен: DVD-RW (еще называют DVD Super Multi) или Blu-Ray (более дорогой привод для дисков одноименного формата). Если вы не имеете Blu-Ray дисков и не знаете зачем вам это нужно, то такой привод вам не нужен).

Выбираем популярных производителей: ASUS, LG, Samsung и выбираем самую дешевую из имеющихся моделей, они практически ничем отличаться не будут. Если вы любите перестраховываться, то можете выбрать самую дорогую модель, разница в цене будет мизерной (не более 5$).

Можно так же приобрести привод таких производителей как: BENQ, HP, Lite-On, Pioneer, которые могут обладать специальными режимами записи и фирменным программным обеспечением, если вы знаете зачем это нужно. Обычным пользователям это не понадобиться, а вот проблем при гарантийном обслуживании может добавить.

На что стоит обратить внимание, так это на цвет. Он бывает: черный, серебристый и белый (уже встречается редко). Это важно если вы хотите, что бы привод гармонично вписывался в дизайн корпуса вашего ПК. Если корпус вашего ПК черный или серебристый, то больше подойдет черный цвет. Кроме того, черная панель привода выполнена из черного пластика, в то время как серебристая всегда является окрашенной и в процессе эксплуатации краска может стираться.

DVD-привод стоит – 20-30$. Оптимальная цена 25$.

Самый дешевый Blu-Ray привод стоит 65$. Оптимальная цена 75-85$.

Вот и всё друзья. Очень надеемся что мы помогли вам выбрать жесткий диск для вашего компьютера!

Жесткие диски — в числе ключевых компонентов ПК или ноутбука. во многом зависит от характеристик данных девайсов. Какие разновидности жестких дисков представлены на современном рынке? Как выбрать оптимальный с точки зрения решения типичных пользовательских задач девайс?

Что такое жесткий диск?

Жесткий диск — это основное устройство хранения файлов на ПК или ноутбуке. Конструкционно представляет собой вращающуюся магнитную пластину со считывающим и записывающим элементом — головкой. На сленге любителей компьютерной техники называется «винчестером», «винтом», «хардом». Специфика функционирования жестких дисков в том, что считывающая и одновременно записывающая головка не контактирует с магнитной пластиной. Благодаря этому, а также ряду иных конструкционных особенностей, устройство функционирует долго и может рассматриваться как одно из самых надежных средств для хранения информации.

Жесткий диск — ресурс, на котором, как правило, располагаются системные файлы, то есть те, что присутствуют в структуре ОС, различных приложений, игр. Инсталляция ПО практически всегда предполагает задействование ресурсов «винчестера».

Большинство современных моделей компьютеров поддерживает подключение нескольких жестких дисков. В ноутбуках чаще всего размещается только один жесткий диск — в силу небольших габаритов соответствующих устройств. При этом если речь идет о типа (их специфику мы рассмотрим чуть позже), то максимальное их количество чаще всего ограничивается доступностью соответствующих слотов на ПК, а также характеристиками производительности компьютера.

Итак, жесткий диск — важнейший аппаратный компонент компьютера. Наша задача — определить критерии оптимального выбора соответствующего девайса для ПК. Для ее решения полезно будет исследовать для начала классификацию «винчестеров».

Классификация жестких дисков

Рассмотрим, таким образом, в каких разновидностях представлены современные жесткие диски на рынке компьютерной техники.

В числе самых популярных типов девайсов — жесткий диск компьютера, который соответствует форм-фактору 3,5 дюйма. Такие диски имеют скорость вращения 5400 либо 7200 оборотов в минуту. Коммуникация «винчестеров» с ПК осуществляется с помощью различных интерфейсов. Самые распространенные — IDE и SATA.

Есть жесткие диски, адаптированные для серверов. Размер их, как правило, тот же, что и в ПК, однако скорость оборотов таких устройств гораздо выше — порядка 15000 вращений в минуту. «Винчестеры» для серверов соединяются с основными аппаратными компонентами чаще всего через интерфейс SCSI, но возможна поддержка последовательных стандартов SATA или SAS. Серверный жесткий диск — это исключительно надежное устройство, что неудивительно: компьютеры, на которые подобные накопители ставятся, призваны обслуживать ключевые участки цифровой инфраструктуры компаний, государственных организаций, интернет-провайдеров.

Указанные типы «винчестеров» подлежат установке внутри системного блока ПК или сервера. Но есть и внешние жесткие диски. Они подключаются к одному из наружных портов компьютера — чаще всего USB или FireWire. Их функциональность в целом аналогична той, что характеризует устройства внутреннего типа. Объем жесткого диска, относящегося к категории внешних, как правило, достаточно большой — порядка 500-1000 Гб. Дело в том, что подобного типа устройства часто используются для перемещения от одного компьютера к другому больших объемов данных.

Существуют жесткие диски, адаптированные для ноутбуков. Размер их меньше, чем у «винчестеров», рассчитанных на установку в «десктопные» компьютеры — 2,5 дюйма. Скорость жесткого диска для ноутбука — чаще всего 4200 либо 5400 оборотов в минуту. Функционируют такие винчестеры обычно при задействовании интерфейса SATA. Характеризуются высокой устойчивостью к изменению положения, что вполне логично с учетом специфики пользования ноутбуками.

В числе самых технологически продвинутых разновидностей жестких дисков — твердотельные накопители. Их, в принципе, можно считать отдельным классом устройств, так как в их структуре нет движущихся пластин. Данные в подобного типа жестких дисках записываются на флеш-память. Устройства такого типа имеют как преимущества, так и недостатки.

Многие ведущие мировые производители ПК адаптируют свои фабричные линии к выпуску девайсов, оснащенных именно твердотельными накопителями. Данного типа жесткие диски стоят дороже, чем те, в структуре которых присутствуют вращающиеся элементы. Однако в сравнении с ними они характеризуются пониженным энергопотреблением, практически полным отсутствием шума при работе, во многих случаях — меньшим весом. Относительно скорости можно отметить, что типичный показатель для твердотельных жестких дисков — 300-400 Мб/сек, что очень прилично на фоне ведущих коммуникационных стандартов, поддерживаемых современными компьютерами.

Интерфейсы

Успешная установка жесткого диска в ПК во многом зависит от наличия в нем необходимых интерфейсов. Рассмотрим специфику самых распространенных стандартов коммуникации на современном рынке компьютерной техники. Это будет полезно для соотнесения задач пользователя и типа «винчестера», который оптимально подойдет для их решения.

В числе самых распространенных интерфейсов для подключения внешних жестких дисков — USB. При этом данный коммуникационный стандарт может быть представлен в разных версиях — 1, 2 и 3. Скорость жесткого диска непосредственным образом зависит от его совместимости с соответствующей технологией. Касательно 1-й версии интерфейса можно сказать, что при его использовании возможна передача данных на 12 Мбит/сек, 2-я гарантирует обмен файлами со скоростью до 480 Мбит/сек, 3 поколение USB-интерфейсов обеспечивает показатель в 5 Гбит/сек. Если предполагается использование девайса не только для хранения файлов, но также, например, для инсталляции игр или программ, то лучше всего, если он будет поддерживать самые современные интерфейсы USB — во 2-й версии, а еще лучше в 3-й.

Внешний жесткий диск компьютера может быть также подключен с помощью интерфейса FireWire. Он характеризуется высокой скоростью передачи данных — порядка 400 Мбит/сек. Исключительно эффективен при работе с видеофайлами.

Рассмотрим стандарты, используемые при установке в ПК накопителей внутреннего типа. Считающийся относительно устаревшим, однако до сих пор популярный интерфейс — IDE.

Он может передавать данные со скоростью порядка 133 Мб/сек. Распространен в настольных ПК — во многом из-за достаточно большой величины разъема, неоптимального для конструкционной структуры ноутбука.

Интерфейс SATA — результат совершенствования стандарта IDE. Позволяет передавать данные со скоростью до 300 Мб/сек. Характеризуется повышенной защищенностью от помех. Активно используется в ноутбуках — благодаря относительно небольшой величине разъема, а также хорошей скорости передачи данных.

Интерфейс SCSI, как мы отметили выше, ставится, главным образом, на серверах. Также характеризуется высокой скоростью передачи данных — порядка 320 Мб/сек. Есть модернизированная модификация рассматриваемого интерфейса — SAS. Жесткие диски, функционирующие при его задействовании, могут обеспечивать обмен данными на скорости порядка 12 Гбит/сек.

Критерии выбора жесткого диска

Характеристики рассмотренных нами выше интерфейсов можно считать значимыми критериями при выборе жесткого диска. Также мы озвучили ряд иных важных параметров — таких как скорость вращения элементов девайса, форм-фактор. Но самая, вероятно, значимая в аспекте выбора оптимальной модели девайса характеристика — память жесткого диска. Во многом этот параметр субъективен — многие пользователи предпочтут более скоростной «винчестер», чем тот, в котором можно будет размещать большое количество файлов. Однако - все-таки первое, на что обращают внимание многие пользователи.

Важнейший аспект выбора «винчестера» - некоторые из его номинальных характеристик (например, совместимость с теми или иным интерфейсами) должны быть совместимы с коммуникационными возможностями ПК. Бывает так, что жесткий диск компьютера невероятно технологичен, однако поддержка соответствующих стандартов на материнской плате ПК недостаточная. Рассмотрим ключевые нюансы совместимости «винчестеров» и некоторых аппаратных компонентов современных компьютеров.

Важна совместимость размеров

Выше мы отметили, что жесткие диски различаются размерами. Может показаться, что этот параметр — второстепенный. Но зачастую он оказывается едва ли не определяющим. Дело в том, что установка жесткого диска в ПК или в соответствующую область ноутбука будет крайне затруднена, если размер накопителя будет слишком маленьким, и потому неоптимальным с точки зрения использования доступного в структуре девайса пространства. Она будет практически невозможна, если габариты окажутся слишком большими - «винчестер» попросту не влезет в компьютер.

Конечно, данная закономерность характерна главным образом для ноутбуков, так как проблем с размещением жесткого диска в «десктопных» ПК обычно не возникает (во многом в силу доступности различных дополнительных приспособлений). Поэтому, планируя приобретать новые жесткие диски для ноутбука, нужно знать, каков точный размер текущих. Выше мы отметили, что в соответствующих типах компьютеров распространены «винчестеры» с форм-фактором 2,5 дюйма. Но нужно иметь в виду, что в некоторых моделях ноутбука устанавливаются жесткие диски в размере 1,8 дюйма.

Совместимость коммуникационных стандартов

Совместимыми должны быть также и коммуникационные интерфейсы «винчестера» и материнской платы ПК. Главный нюанс здесь — различия в версиях стандартов обмена данными. Так, есть три разновидности Важно, чтобы соответствующий стандарт коммуникаций, поддерживаемый накопителем, был также совместим с материнской платой. Может получиться так, что пользователь купит дорогой, обеспечивающий обмен данными по современному стандарту SATA 3, жесткий диск (цена таких моделей может составлять порядка 10 тыс. руб.), но компьютер не сможет его полноценно поддерживать. Владелец ПК, таким образом, может существенно переплатить.

То же самое касается соотнесения поддерживаемых «винчестером» и ПК стандартов USB. Если жесткий диск рассчитан на подключение через интерфейс USB 3.0, а материнская плата его не поддерживает, то технологические возможности соответствующего стандарта также не будут в полной мере реализованы. Касательно интерфейса FireWire можно сказать, что, покупая поддерживающий его жесткий диск (цена девайса также может быть приличной — порядка 8-10 тыс. руб.), необходимо убедиться, что ПК в принципе совместим с ним. Данный коммуникационный стандарт типичен для ноутбуков, но отсутствует на многих «десктопных» ПК. Конечно, жесткие диски, поддерживающие FireWire, как правило, одновременно совместимы также и с интерфейсами USB, и крайне маловероятно, что устройство окажется нефункциональным в силу отсутствия порта FireWire на ПК. Но если пользователь, например, рассчитывал задействовать самое явное конкурентное преимущество FireWire — эффективную работу с видеоданными, то он может не получить желаемых результатов работы винчестера.

Оптимальный объем

Как мы отметили выше, объем в качестве основной характеристики такого устройства, как жесткий диск, — это очень субъективный параметр. Многим пользователям вполне хватает, условно говоря, нескольких гигабайт дискового пространства — например, если они работают преимущественно с документами. Кому-то и жесткий диск на терабайт покажется недостаточно вместительным в силу частого размещения на нем больших объемов мультимедийного контента — видео, фотографий, музыки.

Рекомендовать оптимальный объем накопителя достаточно сложно. Но концепция «чем больше — тем лучше» - не всегда лучший вариант, опять же с экономической точки зрения. Можно потратиться на дорогой, вместительный жесткий диск — 1TB. Целый терабайт будет, таким образом, в распоряжении — но на практике он может использоваться едва ли наполовину. При этом при покупке менее вместительного, но стоящего дешевле накопителя освободившиеся финансовые средства можно направить на улучшение производительности ПК или ноутбука (например, купить дополнительный модуль ОЗУ или более мощный кулер на процессор).

По мнению ряда IT-специалистов, жесткий диск на 500 Гб — оптимальное решение для большинства пользовательских задач. Так, на «винчестере» соответствующего объема можно разместить порядка 100-150 тыс. фотографий в хорошем качестве, инсталлировать около 100-150 современных игр. Если владелец ПК — не коллекционер фотошедевров и не геймер, то маловероятно, что он задействует хотя бы половину соответствующего ресурса. Но если он, в свою очередь, увлекается фотографированием и играми, то тех возможностей, которые ему даст жесткий диск на 500 Гб, действительно может оказаться недостаточно. Вместе с тем данный объем «винчестера» рассматривается как один из оптимальных с точки зрения типичных задач, которые решают современные пользователи.

Скорость оборотов

Другой важный параметр, который характеризует жесткий диск — это скорость оборота пластин. Относительно него можно сказать, что он важен с точки зрения фактической скорости передачи данных, а также динамики обработки операционной системой различных файлов. Если «винчестер» используется как основной, то есть на нем стоит ОС, на него инсталлируются программы и игры, то лучше, если рассматриваемая характеристика будет выражаться в как можно больших величинах. Если пользователь покупает второй жесткий диск, предназначенный главным образом для хранения файлов, то в этом смысле скорость вращения пластин — не самый важный показатель.

Чем выше значение рассматриваемого показателя, тем дороже накопитель. В этом смысле переплата за более высокие обороты при том, что их наличия не требуется, может, опять же, оказаться нежелательной. «Винчестер» с большой скоростью вращения дисков издает существенно больше шума, чем тот, у которого обороты скромнее, а также характеризуется большим энергопотреблением. Оптимальный показатель для современных жестких дисков, при котором возможно эффективное решение большинства пользовательских задач — 7200 оборотов в минуту.

Кэш-память

В числе значимых показателей производительности накопителя — кэш-память. Задействуя данный ресурс, жесткий диск может существенно ускорять процедуры выполнения многих операций с файлами. В кэш-памяти фиксируются наиболее частые алгоритмы запросов к тем или иным ресурсам компьютера. Если некие данные присутствуют в кэш, то «винчестеру» нет необходимости искать их в пространстве оперативной памяти либо среди файлов. Чем больше размер кэш-памяти, тем лучше. Но рекомендуемая многими экспертами оптимальная величина соответствующего показателя — 64 Мб.

Имеет ли значение бренд?

Имеет ли смысл выбирать жесткий диск при прочих равных, ориентируясь на бренд? Мнения IT-экспертов и пользователей на этот счет очень разные. Это касается как рекомендации ориентироваться на бренд, так и точек зрения на качество накопителей, выпускаемых конкретным производителем. Одни пользователи будут характеризовать исключительно позитивно свой, выпущенный компанией Samsung, жесткий диск, отзывы других владельцев девайса от корейского бренда могут быть менее восторженными. Некоторые IT-эксперты хвалят бренды Hitachi, Toshiba, другие не считают их чем-то лучше конкурентов. Вместе с тем указанные компании — лидеры рынка. Данный факт в любом случае стоит рассматривать как значимый. Статус лидера высококонкурентного рынка компьютерных комплектующих не дается легко. Этому, вероятно, способствует высокое качество производимых товаров.

Итак, если нам нужен жесткий диск для ПК или ноутбука, то мы можем ориентироваться на следующую совокупность критериев:

Размер (актуально главным образом для ноутбуков - нежелательно, чтобы соответствующий показатель был меньше, чем слоты, предусмотренные для размещения жестких дисков, недопустимо — чтобы он был больше);

Поддерживаемые стандарты (важно, чтобы технологичные интерфейсы на «винчестере» были в полной мере совместимы с ресурсами ПК);

Объем (субъективно, но 500 Гб — оптимальный показатель для большинства пользовательских задач);

Скорость вращения пластин (оптимально — 7200 оборотов в минуту);

Кэш-память (оптимально — 64 Мб).

Желательно также, чтобы «винчестер» был выпущен фирмой-производителем, которая находится на лидирующих позициях на мировом рынке в соответствующем сегменте устройств.

Жесткий диск, винчестер или просто винт, хард-диск, hdd (Hard Disk Drive)- это устройство для хранения данных имеет несколько названий, является основным накопителем для хранения информации во всех современных компьютерах, ноутбуках и серверах. Именно на этом устройстве записаны все ваши фотографии, видеозаписи, музыка, фильмы, на него же записана операционная система самого компьютера. Сейчас получают все большее распространение диски SSD и гибридные диски SSHD, о них и их плюсах и минусах мы расскажем в отдельной статье.

Какие же бывают диски?

В магазине сегодня можно встретить разные по своим параметрам жесткие диски, чем они отличаются? Попробуем с вами разобраться в основных отличиях и выделить несколько характеристик накопителей.

Форм-фактор (размер)

Параметр показывает ширину винчестера в дюймах. Основная ширина 3,5 дюйма и 2,5 дюйма, используются в современных компьютерах и ноутбуках, а так же во внешних переносных и стационарных дисках и сетевых хранилищах.

Для стационарного домашнего компьютера стандартный размер 3,5 дюйма, в современных корпусах встречаются отсеки для дисков 2,5 дюйма, они во основном предназначены для установки SSD диска, ставить в компьютер вместо диска 3,5 дюйма, диски 2,5 дюйма особо смысла нет, только в очень компактные корпуса, например micro-ATX.

В ноутбуках наоборот экономия пространства очень актуальна и для них используется форм-фактов 2,5 дюйма. Существуют диски меньшего размера - 1,8 дюйма, 1,3 дюйма, 0.8 дюйма, но в современных устройствах вы их уже не встретите.

Емкость (Почему объем диска меньше заявленного?)

Параметр, от которого напрямую зависит, сколько информации мы сможем записать и хранить на нашем компьютере или ноутбуке. Производители указывают емкость из расчета 1 килобайт = 1000 байт, а компьютеры считают по другому 1 Кбайт = 1024 байт, отсюда возникает путаница у пользователей, столкнувшихся с этим в первый раз и чем больше объем, тем больше разница получается в конечном объеме. Сейчас объем дисков измеряется терабайтами, что более чем достаточно для хранения коллекции не только фото, но и музыки с фильмами.

Интерфейс

Диски с разъемом SATA вы сегодня встретите во всех современных устройствах. Различаться могут только в скорости передачи данных.

SATA разъем жесткого диска

ATA он же PATA (IDE)

Диски с этим интерфейсом более не производятся и не устанавливаются в современных устройствах, однако вы их сможете встретить в старых компьютерах. Изначально интерфейс назывался ATA, но после появления более современного и скоростного SATA в 2003 году, его переименовали в PATA.

PATA (ATA) он же IDE

Название IDE придумала компания WD (Western Digital) в 1986 году в маркетинговых соображениях, когда разработала первую версию этого стандарта подключения.

SCSI и SAS

Диски с интерфейсом SAS используются в серверном оборудовании. Пришли на смену интерфейсу SCSI. Обычному пользователю следует знать, только то, что они предназначены для совсем других задач и не используются в домашних ПК.

SCSI

Скорость вращения шпинделя

Количество оборотов шпинделя (ось на которой крутиться пластина или несколько пластин внутри диска). Имеется несколько стандартов, в домашних компьютерах и ноутбуках используются диски со скоростью вращения 5400, 7200 и 10000 оборотов в минуту, на серверном оборудовании бывают скорости вращения и 15000 оборотов в минуту. Параметр влияет на время доступа к информации.

Есть еще несколько параметров, таких как уровень шума, время наработки на отказ и т.д. в современных накопителях эти параметры соответствуют стандартным критериям и не отличаются в разы, на них мы будем обращать внимание, когда будем производить сравнение и выбор жестких дисков.

Внешние диски (переносные или стационарные)

Это уже знакомые нам диски, заключенные во внешний пластиковый или металлический бокс, в котором установлена плата управления или даже целый мини-пк на плате. На выходе у таких дисков имеются различные выходы, основные разъемы это mini-USB, micro-USB, micro-USB 3.0, fireware и другие, переносные модели питаются от разъема USB. Стационарные имеют отдельный кабель питания. Современные модели внешних дисков умеют работать по беспроводной сети wi-fi. Сейчас в продаже можно найти сетевые хранилища с несколькими дисками в одном корпусе, которые можно соединить в RAID массивы. Отдельно про все эти устройства мы расскажем в будущих статьях.

Жесткий диск

Схема устройства накопителя на жёстких магнитных дисках.

Накопи́тель на жёстких магни́тных ди́сках , НЖМД , жёсткий диск , винче́стер (англ. Hard (Magnetic) Disk Drive, HDD, HMDD ; в просторечии винт , хард , харддиск ) - энергонезависимое перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство . Является основным накопителем данных практически во всех современных компьютерах .

В отличие от «гибкого» диска (дискеты), информация в НЖМД записывается на жёсткие (алюминиевые или стеклянные) пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала, чаще всего двуокиси хрома . В НЖМД используется от одной до нескольких пластин на одной оси. Считывающие головки в рабочем режиме не касаются поверхности пластин благодаря прослойке набегающего потока воздуха, образуемого у поверхности при быстром вращении. Расстояние между головкой и диском составляет несколько нанометров (в современных дисках 5-10 нм), а отсутствие механического контакта обеспечивает долгий срок службы устройства. При отсутствии вращения дисков, головки находятся у шпинделя или за пределами диска в безопасной зоне, где исключён их нештатный контакт с поверхностью дисков.

Название «Винчестер»

По одной из версий название «винчестер» накопитель получил благодаря фирме 1973 году выпустила жёсткий диск модели 3340, впервые объединивший в одном неразъёмном корпусе пластины диска и считывающие головки. При его разработке инженеры использовали краткое внутреннее название «30-30», что означало два модуля (в максимальной компоновке) по 30 Мб каждый. Кеннет Хотон, руководитель проекта, по созвучию с обозначением популярного охотничьего ружья «Winchester 30-30» предложил назвать этот диск «винчестером» .

Физический размер (форм-фактор) (англ. dimension ) - почти все современные ( -2008 года) накопители для персональных компьютеров и серверов имеют размер либо 3,5, либо 2,5 дюйма . Последние чаще применяются в ноутбуках . Так же получили распространение форматы - 1,8 дюйма, 1,3 дюйма, 1 дюйм и 0,85 дюйма. Прекращено производство накопителей в формфакторах 8 и 5,25 дюймов.

Время произвольного доступа (англ. random access time ) - время, за которое винчестер гарантированно выполнит операцию чтения или записи на любом участке магнитного диска. Диапазон этого параметра невелик от 2,5 до 16 мс , как правило, минимальным временем обладают серверные диски (например, у Hitachi Ultrastar 15K147 - 3,7 мс ), самым большим из актуальных - диски для портативных устройств (Seagate Momentus 5400.3 - 12,5 ).

Скорость вращения шпинделя (англ. spindle speed ) - количество оборотов шпинделя в минуту. От этого параметра в значительной степени зависят время доступа и скорость передачи данных. В настоящее время выпускаются винчестеры со следующими стандартными скоростями вращения: 4200, 5400 и 7200 (ноутбуки), 7200 и 10 000 (персональные компьютеры), 10 000 и 15 000 об/мин (серверы и высокопроизводительные рабочие станции).

Блок головок - пакет рычагов из пружинистой стали (по паре на каждый диск). Одним концом они закреплены на оси рядом с краем диска. На других концах (над дисками) закреплены головки.

Диски (пластины), как правило, изготовлены из металлического сплава. Хотя были попытки делать их из пластика и даже стекла, но такие пластины оказались хрупкими и недолговечными. Обе плоскости пластин, подобно магнитофонной ленте, покрыты тончайшей пылью ферромагнетика - окислов железа , марганца и других металлов. Точный состав и технология нанесения держатся в секрете. Большинство бюджетных устройств содержит 1 или 2 пластины, но существуют модели с большим числом пластин.

Диски жёстко закреплены на шпинделе. Во время работы шпиндель вращается со скоростью несколько тысяч оборотов в минуту (4200, 5400, 7200, 10 000, 15 000). При такой скорости вблизи поверхности пластины создаётся мощный воздушный поток, который приподнимает головки и заставляет их парить над поверхностью пластины. Форма головок рассчитывается так, чтобы при работе обеспечить оптимальное расстояние от пластины. Пока диски не разогнались до скорости, необходимой для «взлёта» головок, парковочное устройство удерживает головки в зоне парковки. Это предотвращает повреждение головок и рабочей поверхности пластин.

Устройство позиционирования головок состоит из неподвижной пары сильных, как правило неодимовых, постоянных магнитов и катушки на подвижном блоке головок.

Вопреки расхожему мнению, внутри гермозоны нет вакуума . Одни производители делают её герметичной (отсюда и название) и заполняют очищенным и осушенным воздухом или нейтральными газами, в частности, азотом ; а для выравнивания давления устанавливают тонкую металлическую или пластиковую мембрану. (В таком случае внутри корпуса жёсткого диска предусматривается маленький карман для пакетика силикагеля , который абсорбирует водяные пары, оставшиеся внутри корпуса после его герметизации). Другие производители выравнивают давление через небольшое отверстие с фильтром, способным задерживать очень мелкие (несколько микрометров) частицы. Однако в этом случае выравнивается и влажность, а также могут проникнуть вредные газы. Выравнивание давления необходимо, чтобы предотвратить деформацию корпуса гермозоны при перепадах атмосферного давления и температуры, а так же при прогреве устройства во время работы.

Пылинки, оказавшиеся при сборке в гермозоне и попавшие на поверхность диска, при вращении сносятся на ещё один фильтр - пылеуловитель.

Низкоуровневое форматирование

На заключительном этапе сборки устройства поверхности пластин форматируются - на них формируются дорожки и секторы.

Ранние «винчестеры» (подобно дискетам) содержали одинаковое количество секторов на всех дорожках. На пластинах современных «винчестеров» дорожки сгруппированы в несколько зон. Все дорожки одной зоны имеют одинаковое количество секторов. Однако, на каждой дорожке внешней зоны секторов больше, и чем зона ближе к центру, тем меньше секторов приходится на каждую дорожку зоны. Это позволяет добиться более равномерной плотности записи и, как следствие, увеличения ёмкости пластины без изменения технологии производства.

Границы зон и количество секторов на дорожку для каждой зоны хранятся в ПЗУ блока электроники.

Кроме того, в действительности на каждой дорожке есть дополнительные резервные секторы. Если в каком либо секторе возникает неисправимая ошибка, то этот сектор может быть подменён резервным (англ. remaping ). Конечно, данные, хранившиеся в нём, скорее всего, будут потеряны, но ёмкость диска не уменьшится. Существует две таблицы переназначения: одна заполняется на заводе, другая в процессе эксплуатации.

Таблицы переназначения секторов также хранятся в ПЗУ блока электроники.

Во время операций обращения к «винчестеру» блок электроники самостоятельно определяет, к какому физическому сектору следует обращаться и где он находится (с учётом зон и переназначений). Поэтому со стороны внешнего интерфейса «винчестер» выглядит однородным.

В связи с вышеизложенным существует очень живучая легенда о том, что корректировка таблиц переназначения и зон может увеличить ёмкость жёсткого диска. Для этого существует масса утилит, но на практике оказывается, что если прироста и удаётся добиться, то незначительного. Современные диски настолько дёшевы, что подобная корректировка не стоит потраченных на это ни сил, ни времени.

Блок электроники

В ранних жёстких дисках управляющая логика была вынесена на MFM или RLL контроллер компьютера, а плата электроники содержала только модули аналоговой обработки и управление шпиндельным двигателем, позиционером и коммутатором головок. Увеличение скоростей передачи данных вынудило разработчиков уменьшить до предела длину аналогового тракта, и в современных жёстких дисках блок электроники обычно содержит: управляющий блок, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), буферную память, интерфейсный блок и блок цифровой обработки сигнала .

Интерфейсный блок обеспечивает сопряжение электроники жёсткого диска с остальной системой.

Блок управления представляет собой систему управления , принимающую электрические сигналы позиционирования головок, и вырабатывающую управляющие воздействия приводом типа «звуковая катушка», коммутации информационных потоков с различных головок, управления работой всех остальных узлов (к примеру, управление скоростью вращения шпинделя).

Блок ПЗУ хранит управляющие программы для блоков управления и цифровой обработки сигнала, а также служебную информацию винчестера.

Буферная память сглаживает разницу скоростей интерфейсной части и накопителя (используется быстродействующая статическая память). Увеличение размера буферной памяти в некоторых случаях позволяет увеличить скорость работы накопителя.

Блок цифровой обработки сигнала осуществляет очистку считанного аналогового сигнала и его декодирование (извлечение цифровой информации). Для цифровой обработки применяются различные методы, например метод PRML (Partial Response Maximum Likelihood - максимальное правдоподобие при неполном отклике). Осуществляется сравнении принятого сигнала с образцами. При этом выбирается образец наиболее похожий по форме и временным характеристикам с декодируемым сигналом.

Технологии записи данных

Принцип работы жёстких дисков похож на работу магнитофонов. Рабочая поверхность диска движется относительно считывающей головки (например, в виде катушки индуктивности с зазором в магнитопроводе). При подаче переменного электрического тока (при записи) на катушку головки, возникающее переменное магнитное поле из зазора головки воздействует на ферромагнетик поверхности диска и изменяет направление вектора намагниченности доменов в зависимости от величины сигнала. При считывании перемещение доменов у зазора головки приводит к изменению магнитного потока в магнитопроводе головки, что приводит к возникновению переменного электрического сигнала в катушке из-за эффекта электромагнитной индукции.

В последнее время для считывания применяют магниторезистивный эффект и используют в дисках магниторезистивные головки. В них, изменение магнитного поля приводит к изменению сопротивления, в зависимости от изменения напряженности магнитного поля. Подобные головки позволяют увеличить вероятность достоверности считывания информации (особенно при больших плотностях записи информации).

Метод параллельной записи

На данный момент это всё ещё самая распространенная технология записи информации на НЖМД. Биты информации записываются с помощью маленькой головки, которая проходя над поверхностью вращающегося диска намагничивает миллиарды горизонтальных дискретных областей - доменов . Каждая из этих областей является логическим нулём или единицей, в зависимости от намагниченности.

Максимально достижимая при использовании данного метода плотность записи составляет около 23 Гбит/см². В настоящее время происходит постепенное вытеснение данного метода методом перпендикулярной записи.

Метод перпендикулярной записи

Метод перпендикулярной записи - это технология, при которой биты информации сохраняются в вертикальных доменах. Это позволяет использовать более сильные магнитные поля и снизить площадь материала, необходимую для записи 1 бита. Плотность записи у современных образцов - 15-23 Гбит/см², в дальнейшем планируется довести плотность до 60-75 Гбит/см².

Жёсткие диски с перпендикулярной записью доступны на рынке с 2005 года.

Метод тепловой магнитной записи

Метод тепловой магнитной записи (англ. Heat-assisted magnetic recording, HAMR ) на данный момент самый перспективный из существующих, сейчас он активно разрабатывается. При использовании этого метода используется точечный подогрев диска, который позволяет головке намагничивать очень мелкие области его поверхности. После того, как диск охлаждается, намагниченность «закрепляется». На рынке ЖД данного типа пока не представлены (на 2009 год), есть лишь экспериментальные образцы, но их плотность уже превышает 150 Гбит/см². Разработка HAMR-технологий ведется уже довольно давно, однако эксперты до сих пор расходятся в оценках максимальной плотности записи. Так, компания Hitachi называет предел в 2,3−3,1 Тбит/см², а представители Seagate Technology предполагают, что они смогут довести плотность записи HAMR-носители до 7,75 Тбит/см². Широкого распространения данной технологии следует ожидать после 2010 года.

Сравнение интерфейсов

	Пропускная способность, Мбит/с	Максимальная длина кабеля, м	Требуется ли кабель питания	Количество накопителей на канал	Число проводников в кабеле	Другие особенности
Ultra	2	40/80	Controller+2Slave, горячая замена невозможна

FireWire /400	400		Да/Нет (зависит от типа интерфейса и накопителя)	63	4/6
FireWire /800	800	4,5 (при последовательном соединении до 72 м)	Нет	63	4/6	устройства равноправны, горячая замена возможна
USB 2.0	480	5 (при последовательном соединении, через хабы , до 72 м)	Да/Нет (зависит от типа накопителя)	127	4
Ultra-320
SAS	3000	8	Да	Свыше 16384		горячая замена; возможно подключение
eSATA	2400	2	Да	1 (с умножителем портов до 15)	4	Host/Slave, горячая замена возможна

Жесткий диск, или винчестер, является основной и очень важной частью компьютера. На нем хранится не только операционная система, которая управляет компьютером, но и вся информация клиента или нескольких клиентов. Зачастую бывает, что ценность информации во много раз превосходит не только стоимость самого жесткого диска, но и компьютера в целом. Поэтому безопасность информации во многом зависит от качества и надежности такого накопителя. Современный жесткий диск выглядит так, как показано на рисунке.

Что такое винчестер?

Итак, что же все-таки представляет собой накопитель, от работоспособности которого зависит благополучие и хорошее настроение его хозяина? На самом деле жесткий диск - это высокотехнологическое оборудование, которое занимается хранением цифровой информации даже в то время, когда компьютер выключен.

Если говорить точнее, то винчестер состоит из нескольких магнитных дисков, на которые с помощью магнитной головки наносится и считывается информация. Эти головки вместе с магнитными дисками находятся в вакууме, что позволяет накопителю работать без влияния внешней среды на процесс записи и считывания информации.

Какие типы винчестеров бывают?

Итак, мы выяснили, что жесткий диск - это накопитель информации для компьютера. Теперь давайте разберемся, какие типы HDD бывают. В первую очередь следует отметить, что винчестеры можно разделить на две категории:

Внешние накопители, которые могут подключаться к любому компьютеру через USB-интерфейс. Чем-то они напоминают флешку, только больших размеров. Специального программного обеспечения таким винчестерам не нужно.
Внутренние HDD накопители устанавливаются внутри компьютеров и имеют специфические разъемы как для питания, так и для передачи информации.

Внутренние HDD также делятся на несколько категорий. Существует несколько признаков, по которым можно классифицировать жесткий диск. Это физический размер винчестера. Существует три типоразмера:

5,5 дюймов. Обычно винчестеры такого типоразмера используют в стационарных компьютерах, где свободного места достаточно много.
3,5 дюйма применяют в основном в ноутбуках, где место ограничено, а объем памяти необходим большой.
2,5 дюйма используются в ультрабуках, где место очень ограничено.

Еще одним признаком, по которому классифицируют накопители, является протокол обмена данными между винчестером и компьютером. Какие протоколы может использовать жесткий диск? Они бывают следующими:

IDE - старая версия протокола, которая использовалась в основном на компьютерах и ноутбуках до 2000 года.
SCSI - современник IDE, более скоростная версия управления накопителем, которая использовалась в основном в серверных машинах. Требовала специальных драйверов для пользования такими винчестерами.
SATA - современная версия протокола, имеющая несколько вариантов и обладающая высокой скоростью записи и считывания информации. Используется практически во всех современных компьютерных системах.

Проблемы винчестеров

Одно из самых пугающих сообщений, которое можно увидеть на экране, говорит о том, что компьютер не видит жесткий диск. Почему это так пугает пользователей компьютеров? При такой неисправности устройство не загружает операционную систему, соответственно, практически никаких действий, предусмотренных этой системой, произвести невозможно.

Что может вызвать такую неисправность? Самой простой проблемой, приводящей к такому результату, является нарушение целостности шлейфов питания или интерфейса системы. Зачастую попадание пыли или грязи внутрь такого разъема приводит к появлению этой неисправности. И большинство опытных пользователей не особенно пугаются при появлении такого сообщения, а просто перестыковывают разъемы питания и интерфейса. Эта надпись может выглядеть примерно так, как показано на фото выше.

Не виден жесткий диск для BIOS

При возникновении такой неисправности, первое, что необходимо определить, - является ли данная проблема физической или программной. Как это выяснить? После появления сообщения о том, что компьютер не видит жесткий диск, необходимо перегрузить машину и войти в BIOS. Что такое BIOS? Это программа, которая записана в ПЗУ материнской платы компьютера. Она загружается еще до операционной системы и определяет периферийные устройства, с которыми будет работать материнская плата. Для загрузки BIOS необходимо нажать соответствующую клавишу на клавиатуре, обычно это кнопка DEL или F2. После входа в BIOS можно увидеть следующую картинку.

На этом фото видно, что BIOS не обнаружил на компьютере жестких дисков. В этом случае могла возникнуть проблема, описанная выше, и компьютер, будучи отсоединенным от шлейфа питания или интерфейса, невидим для BIOS. С другой стороны, любая неисправность в плате управления винчестером приведет к такой проблеме. При этом если и удастся решить эту проблему, то только в соответствующем сервисном центре. Самостоятельно в домашних условиях ее устранить практически невозможно.

Windows 7 не видит винчестер

Но бывают случаи, когда жесткий диск видим для BIOS, а операционная система не загружается либо идет постоянная перезагрузка Windows. В каких случаях это происходит? Тогда, когда при работе с операционной системой произошло удаление одного из системных файлов или при перезаписи произошла ошибка, и файл читается неправильно. Также может произойти физическое повреждение винчестера, царапина или скол поверхности диска. Если в этом месте находился один из системных файлов, то операционная система не сможет его прочитать и выдаст, как говорят системные администраторы, синий экран смерти, который предлагает перезагрузить систему. Если ошибка повторится, то лучше обратиться к системному администратору. Иногда такие программные ошибки достаточно легко исправить без переустановки операционной системы. Но случается так, что они являются фатальными, и исправить их можно только с помощью полной переустановки системы. Для решения такого рода проблем обычно используют системные утилиты, которые занимаются восстановлением программных ошибок. Что это за программы?

Программные ошибки жестких дисков

Для восстановления программных ошибок существует достаточно много программ, которые можно разбить на две категории. К первой относятся утилиты, которые находятся внутри системы, и ими можно воспользоваться после полной загрузки операционной системы. Таковыми являются наборы программ по обслуживанию винчестеров.

К примеру, как обслужить жесткий диск Windows 7? Произвести обслуживание вашего накопителя можно прямо из программы. Для этого достаточно зайти в "Мой компьютер" и в нем выбрать диск, который хотим обслужить. Нажимаем на вкладку "Свойства" и видим следующую картинку, представленную на фото выше.

Программы по обслуживанию жестких дисков

Как видно на картинке, пользователю предлагается три утилиты:

Проверка на наличие ошибок.
Архивация диска.

Ошибки исправляет только первая программа, а остальные просто обслужат этот диск. Но существуют программы, которые работают без операционной системы. Преимущество таких утилит в том, что они могут обслужить диск даже тогда, когда операционная система не загружается. К примеру, одна из таких программ имеет название FDISK и разработана компанией Microsoft как утилита обслуживания дисков до установки операционной системы. Ее применяют опытные пользователи компьютерной техники Norton Disk Doctor, и таких программ на самом деле достаточно много, поэтому выбор во многом зависит от предпочтений конкретного человека. Перед установкой "Виндовс" с жесткого диска его желательно обслужить подобной программой и исправить возможные ошибки.

Восстановление винчестеров

Зачастую многие пользователи сталкиваются с проблемой восстановления данных на проблемном жестком диске. Как уже писалось выше, нередко информация, хранящаяся на нем, ценится гораздо больше, чем сам винчестер. Поэтому работа по восстановлению потерянных данных является не только ценной, но и высокооплачиваемой. Многое зависит от того, как исчезла информация. Важно помнить то, как "Виндовс" с жесткого диска удаляет информацию.

Операционная система не стирает информацию, которую хочет убрать пользователь. Она просто удаляет оглавление винчестера, которое позволяет найти данную информацию. Такое оглавление называется FAT-таблицей. И если после этого на тело жесткого диска Windows 10 другая информация не записывалась, то ее достаточно легко восстановить. Существует множество программ, способных выполнить эту работу. По отзывам многих пользователей, одной из лучших является Acronis Recovery Expert.

Резервное копирование жесткого диска

Как бы там ни было, быть постоянно под угрозой того, что ценная информация находится в опасности, не желает ни один пользователь. Поэтому прилагаются усилия для того, чтобы свести риски к минимуму. Что можно сделать? Резервное копирование полезной информации винчестера в целом или сектора жесткого диска помогает решить эту проблему.

Какие способы резервного копирования существуют?

В ручном режиме. Пользователь самостоятельно выбирает, какую информацию и когда программа будет сохранять. Некоторые компании в собственных офисах предпочитают производить резервное копирование данных в конце рабочей смены. Но при этом существует опасность утери информации, которая накопилась в течение дня.
Резервное копирование в автоматическом режиме. При этом в программу вкладывается то, как часто и что должно копироваться и сохраняться.
Создание зеркального RAID-массива, который параллельно на другом жестком диске сохраняет всю информацию с основного винчестера. При выходе из строя последнего можно легко воспользоваться зеркалом.

Выбор жесткого диска

Уделяя большое внимание сохранности информации, не стоит забывать и о выборе компании-изготовителя жесткого диска, а также технических параметрах, характеризующих качество этого винчестера. Если говорить о бренде производителя накопителя, то стоит выбрать более известную компанию, хотя такой жесткий диск будет стоить немного дороже. Некоторые пользователи предпочитают фирму Seagate.

Если говорить о технических параметрах, то при всех равных условиях стоит обратить внимание на скорость чтения и записи информации. Иногда эти данные помогут сделать выбор в пользу того или иного винчестера.

Подведем итог

Итак, жесткий диск - это накопитель очень ценной и важной информации в компьютере. Поэтому необходимо приложить массу усилий для того, чтобы выбрать качественный винчестер. Также следует позаботиться о регулярном обслуживании вашего устройства. Кроме этого, важно обратить внимание на безопасность информации, если таковая есть на вашем компьютере. Если вы приложите все эти усилия, то ваш жесткий диск будет долго служить вам, а информация на нем будет в полной сохранности. Работа вашего устройства находится полностью в ваших руках, поэтому примите все меры для нормального его функционирования.