Место, где хранятся данные в компьютере - всё о жестком диске

 Автор:  Александр Князев

 Время чтения: 2 минуты

Содержание

	Виды жестких дисков по принципу функционирования
	Основные характеристики
	Твердотельные диски
	Выход из строя и ремонт

Жесткий диск – специальное устройство, предназначенное для постоянного хранения данных ОС и пользовательских файлов в компьютере.

Альтернативные названия: винчестер, HDD.

Его устанавливают в персональные компьютеры, ноутбуки и прочие модификации ПК. В портативных устройствах (планшеты и некоторые компактные лэптопы) содержится флэш-память – компактное ПЗУ, не подходящее под определение жесткого диска.

Виды жестких дисков по принципу функционирования

Прототипом первого жесткого диска является устройство, выпущенное компанией IBM в 1973 году. Оно содержало твердотельные диски (изготовленные из алюминия), которые покрывал слой ферромагнетика. Поверхность таких дисков содержит огромное число горизонтальных дискретных областей, каждая из которых может принимать значение 1 бита данных (логический 0 или 1 в зависимости от того, какое направление намагниченности было получено). Для чтения и записи данных с поверхности используется специальная головка, расположенная на небольшом расстоянии (очень близко к диску, но не касается его за счет образуемой во время вращения воздушной подушки).

На сегодняшний день были придуманы различные варианты осуществления записи и чтения данных с магнитных дисков (перпендикулярная, черепичная, Т-излучение и прочие). Они позволили добиться высокой плотности хранения данных (до 7,75 Тбит/см²). Однако, основной принцип работы, основанный на магнитных свойствах материалов, остается неименным. Последние модели HDD могут сохранять до 10-14 Тб информации.

Основные характеристики

Любой жесткий диск характеризуется различными параметрами, среди которых важнейшими являются:

• Интерфейс подключения. Обуславливает особенности физического коннектора (присоединительного компонента) и способов обмена данными между самим диском и остальными компонентами ПК. Среди популярных интерфейсов выделяют ATA, SATA, SCSI, Fibre Channel и SAS.

• Емкость – параметр, характеризующий объем данных, которые могут храниться на жестком диске. С момента появления устройств ПЗУ до сегодняшнего дня их емкость возросла от нескольких мегабайт до десятков терабайт. Несмотря на то, что в 1 Гб содержится 1024 Мб, в 1 Мб – 1024 Кб и т. д., производители винчестеров указывают емкость как величину, кратную 1000. Поэтому, диск емкостью 8Тб на самом деле может вместить не более 7,28Тб информации.

• Габаритные размеры (форм-фактор). Сегодня наиболее распространенными вариантами являются 3,5» и 2,5». Первый вариант обычно устанавливают в системные блоки обычных ПК и серверы. Второй предназначен для компактных устройств – ноутбуков. Существуют и более компактные HDD: 1,8», 1» и прочие.

• Время произвольного доступа – параметр, который характеризует временную задержку между поступлением запроса на чтение данных и его фактическим выполнением. В современных устройствах такая задержка составляет 2,5-16 мс. Чем меньше задержка – тем лучше. Максимальный параметр характерен для портативных устройств, минимальный – для винчестеров, предназначенных для серверных машин.

• Скорость вращения диска – параметр, от которого напрямую зависит скорость передачи данных. Однако последняя обусловлена и другими факторами. Например, пропускной способностью шины и т. д.

• Энергопотребление – важная характеристика для устройств, которые могут работать автономно (для лэптопов).

Твердотельные диски

В середине 2000-х годов появились SSD-накопители, которые стали отличной альтернативой постепенно устаревающим HDD. Они характеризуются теми же параметрами, что и HDD, кроме скорости вращения шпинделя, поскольку не имеют движущихся частей.

Преимущества твердотельных накопителей:

• Высокая скорость доступа к данным (задержка около 1 мс и даже меньше);

• Сниженное потребление энергии (но это касается дорогостоящих устройств);

• Отсутствие шума при работе, поскольку в SSD отсутствуют вращающиеся компоненты;

• Более низкое тепловыделение.

При этом HDD по-прежнему остаются востребованными, поскольку твердотельные накопители имеют и некоторые серьезные недостатки:

• Высокая стоимость (в разы выше, чем HDD);

• Высокая чувствительность к электростатическому разряду, который может вывести из строя SSD-диск;

• Сниженный ресурс.

В силу указанных выше причин HDD остаются предпочтительным вариантом для хранения личных пользовательских данных. Также винчестер зачастую используют как резервный диск. 

SSD обычно используют для хранения файлов ОС и часто используемых приложений. Они позволяют увеличить скорость работы ПК без модернизации прочих компонентов (ЦП, ОЗУ).

Выход из строя и ремонт

Поломки жесткого диска возникают по следующим причинам:

• Удаление служебных данных;

• Выход из строя контроллера;

• Повреждение блока магнитных головок;

• Физическое повреждение секторов (дорожек с данными);

• Падение устройства;

• Внезапное отключение питания (например, в случае перепада напряжения в сети).

 Твердотельные накопители выходят из строя в следующих случаях:

• Программные ошибки;

• Перегорание микросхем из-за перепадов напряжения;

• Физические повреждения;

• Переполнение данными;

• Ускоренный износ по причине отключенного режима «TRIM».

В большинстве случаев работникам специализированных сервисов удается решить любую неисправность программного типа, отремонтировать или заменить контроллер. При наличии физических повреждений, из-за которых считывание данных не представляется возможным, требуется замена накопителя.

Благодаря наличию современного оборудования и специализированных устройств, профессиональные сервисы способны восстанавливать данные с поврежденных накопителей. Эта услуга является не дешевой, однако в некоторых случаях информация стоит дороже денег.