Что такое винчестер? Устройство жесткого диска - Комплектующие ПК - Каталог статей

Жесткий диск (HDD — Hard Disk Drive) компьютера — основное место для хранения информации (операционной системы, прикладных программ, данных). Необходимая информация в нужное время считывается с жесткого диска и обрабатывается процессором, результат обработки может быть записан на жесткий диск.

Первый жесткий диск был разработан еще до появления персонального компьютера — в далеком 1957 году фирмой IBM. Имел он объем в 5 Мб и стоил сумасшедших денег.

Для персонального компьютера IBM PC XT был разработан диск емкостью 10 Мб. Жесткий диск имел 30 дорожек по 30 секторов в каждой дорожке. По аналогии с маркировкой многозарядного карабина фирмы Winchester — «30/30″, жесткие диски стали именовать «винчестерами«, или сокращенно «винтами».

Основным компонентом жесткого диска являются одна или несколько пластин (их ещё называют платтеры), выполненных из алюминия или стекла и покрытых магнитным слоем. Именно на этих пластинах и хранится вся информация, расположенная на жестком диске. Диски закреплены на общей оси и вращаются с большой скоростью.

Кроме того, в корпусе жесткого диска имеется блок магнитных головок, которые осуществляют чтение и запись с поверхностей дисков. Строение диска можно видеть на прилагаемом рисунке. Все головки соединены вместе и не могут двигаться раздельно, поэтому запись и чтение производятся сразу со всех поверхностей всех дисков одновременно.

Диски и головки находятся на металлическом шасси, обеспечивающем жесткость все конструкции, и закрыты крышкой, предохраняющей поверхности дисков и головки от попадания пыли. Крайне важна надежная защита блока дисков и головок. Дело в том, что во время работы диска при вращении пластин создается мощный поток воздуха и магнитные головки при чтении-записи «парят» на поверхностями дисков не касаясь их, а зазор между дисками и головками составляет несколько микрометров!

Разумеется, любая пылинка, попавшая в зазор между диском и головкой, процарапает диск, сделав его участок непригодным для дальнейшего использования, кроме того, в худшем случае, возможна и поломка головки. Именно поэтому диски изготавливаются в сверхчистых помещениях и блок головок-дисков (называемый на жаргоне «банка») тщательно закрывается при изготовлении и не подлежит вскрытию пользователем.

На стыке крышки и основания корпуса жесткого диска даже есть наклейка по периметру с предостерегающей надписью, а если уж пользователь вскрыл корпус жесткого диска, ни о каком гарантийном обслуживании изделия речи быть не может.

«Банка» не содержит никакой электроники, она подключается к специальной плате, на которой находится необходимая диску управляющая электроника, и такая совокупность блока дисков-головок и называется «жесткий диск».

Давайте теперь выясним, какими параметрами можно описать производительность жесткого диска. Как и любой другой накопитель данных, жесткий диск характеризуют два основных параметра:

* Время доступа — время, в течение которого можно получить доступ к необходимому участку диска. Это время, необходимое на поворот дисков таким образом, чтобы нужный участок диска оказался под магнитными головками, плюс время необходимое на подвод головок. Разумеется, чем меньше время доступа, тем производительнее жесткий диск. Для современных жестких дисков c 7200 rpm типичное время доступа находится в пределах от 8,2 до 9,3 мс (исключение составляют некоторые модели дисков Samsung со временем доступа аж 11 мс).

* Скорость последовательного чтения-записи. После того, как доступ получен, производительность определяется тем, как быстро можно производить чтение или запись информации на диск.

Существует два физических фактора, влияющих на производительность жесткого диска:

* Скорость вращения дисков. Чем быстрее вращаются диски, тем быстрее можно получать доступ к диску, тем быстрее диски проходят под магнитными головками, следовательно, тем быстрее можно считывать-записывать данные.

* Плотность записи на диске. Этот параметр определяется как произведение линейной плотности записи вдоль дорожки, выражаемой в битах на дюйм (Bits Per Inch — BPI), и количества дорожек на дюйм (Tracks Per Inch — TPI). В результате поверхностная плотность записи выражается в Мбит/кв.дюйм или в Гбит/кв.дюйм. Логично предположить, что, чем плотнее записаны данные, тем больше данных в единицу времени проходит под магнитными головками, следовательно, тем быстрее можно считывать-записывать данные.

Эти два физических параметра диска в основном и определяют производительность устройства. Заметим, что увеличение скорости вращения дисков в банке влияет и на уменьшение времени доступа к диску (так как тратится меньше времени на подвод нужной части диска к головке), и на увеличение скорости чтения-записи, потому что данные быстрее проходят под головками.

А увеличение плотности записи практически не уменьшает время доступа, а лишь ускоряет операции чтения-записи — ведь данные быстрее проходят под головками.

На сегодняшний день используются жесткие диски со скоростями 5400 и 7200 оборотов в минуту (RPM, Rotations Per Minute). Раньше диски с оборотами 5400 были уделом домашнего РС, в то время как более производительные 7200 диски применялись в дорогих серверах.

Сегодня диски с 7200 RPM являются стандартом для домашнего жесткого диска, в то время как 5400 используются лишь в дешевых системах. А на рынке производительных систем уже повсеместно применяются диски с 10 000 оборотов в минуту, и 15 000 оборотов в минуту. Такие диски сегодня совершенно не применяются в домашнем РС, их место — сервера среднего и высшего уровня.

Когда Вы приобретаете жесткий диск, в его документации, прайс-листе продавца, да и на нем самом обычно отображена скорость вращения дисков и Вы всегда можете выбрать диск с нужной вам скоростью вращения.

Сегодня лучше всего приобретать диски с 7200 RPM когда в качестве основного диска в системе. Но если диск будет использоваться только как медиатека и его основная задача – время от времени воспроизводить сохраненные на нем фильмы и музыку – тогда стоит обратить внимание на диски со скоростью вращения 5200 об/мин. У них есть несколько преимуществ.

Кроме более низкой стоимости, они также меньше греются, потребляют меньше электроэнергии и издают значительно меньше шума. Последний фактор может стать решающим когда Вы ходите добиться от своего компьютера максимальной тишины при работе.

Это, кстати, вполне возможно! Такие диски имеют в своей линейке практически все ведущие производители, и обычно они выделяют их зеленым цветом, как наиболее экологические и экономичные.