Что содержит жесткий диск. Что такое HDD, жёсткий диск и винчестер

19:20 28.04.2001

Руководство для "чайников" по выбору винчестеровВведение

От того, какой жесткий диск вы установите в свой системный блок, зависит очень многое. Прежде всего, производительность Вашей системы. Стоит иметь ввиду, что установка современного жесткого диска в старую модель компьютера не целесообразна. Производительность будет ограничиваться скоростью старых протоколов, и диск будет работать только "в полсилы". Создание таких систем пустая трата денег. Профессиональные сборщики компьютеров называют такие детища "несбалансированными решениями". Оговорюсь, покупка компонентов с запасом для следующего апгрейда к этим случаям не имеет никакого отношения.

При покупке нового жесткого диска стоит определиться, для чего вы используете свой компьютер. Этот вопрос стоит задавать себе при любом апгрейде и не только винчестера. Отмечу, что для станции видео монтажа и для системы по работе с базами данных нужны абсолютно разные жесткие диски. На что стоит обращать внимание при принятии решения о покупке? Прежде всего, на размер файлов, с которыми вам приходится работать. При работе с небольшими файлами стоит брать диск с большим объемом встроенного кэша. Если вы настоящий профессионал, то тогда стоит "наложить" эти "размеры" на тип файловой системы.

Также важно выяснить точную маркировку материнской платы. Опираясь на эти данные, вы можете узнать, какой чипсет лежит в ее основе. Как правило, задача сводится к точному определению маркировки южного моста. Именно он отвечает за связь процессора с винчестером и его параметры позволят вам приобрести жесткий диск, максимально сбалансированный с Вашей системой.

В этой статье мы расскажем Вам об основных интерфейсах жестких дисков. Дадим информацию, которая научит Вас читать название винчестеров. А также приведем характеристики самых популярных жестких дисков.

Интерфейс

Сейчас можно купить жесткий диск практически любого интерфейса. Однако мы ограничимся рассказом только о двух их них - IDE и SCSI. Именно на них вам придется обратить внимание при покупке. Винчестеры с другими интерфейсами слишком дорогие и не находят широкого применения в домашних и офисных решениях.

Итак, IDE типы (отсортированы в порядке появления):

  • обычный IDE или ATA (Advanced Technology Attachment- устройство со встроенным контроллером)
  • EIDE (Enhanced IDE - расширенный IDE) или ATA-2
  • ATAPI
  • Ultra ATA (ATA-33, ATA-66, ATA-100)

Несколько слов об ATAPI (ATA Packet Interface). Этот интерфейс применяется для устройств типа СDROM, стримеров и т.п. Так что, скорее всего при покупке винчестера вы не услышите этой аббревиатуры. Впрочем, как EIDE и просто IDE. Сейчас на полках компьютерных магазинах находятся диски Ultra DMA-66 и Ultra DMA-100, чуть реже можно встретить Ultra DMA-33. Две последние цифры показывают скорость передачи данных в мегабайтах в секунду (например, 33 Мбайт/с). Существует несколько способов подключения IDE жесткого диска к компьютеру. Прежде всего - самый популярный - посредством 40 или 80 жильного кабеля (тип интерфейса AT-BUS). Особо отмечу то, что длина кабеля не должна быть больше 43 см. В противном случае стабильная работа устройства не гарантируется, и часть данных может быть потеряна. Для реализации Ultra DMA-66 и Ultra DMA-100 нужен именно 80 жильный кабель. В случае если вы будете использовать с такими дисками 40-жильный кабель, то скорость работы по шине составит только 33 Мбайт/с.

В чем различие между Ultra DMA-33,Ultra DMA-66 и Ultra DMA-100? Указанные в конце цифры говорят о максимальной скорости передачи данных по шине (Мб/с) от контроллера диска к материнской плате. Отмечу, что реально скорость передачи данных может быть существенно ниже. Это зависит от скорости работы диска, скорости работы электроники, работы памяти и процессора. При самостоятельном апгрейде не редки случаи, когда неопытный пользователь начинает "запихивать" кабель жесткого диска в гнездо для дисковода. Такая процедура приводит к сломанным контактам. Восстановить их потом крайне проблематично. Посмотрите, как выглядит 40-пинный коннектор IDE:

И никогда не путайте его с 34-пинным FDD коннектором, вот он:

Второй тип подключения называется PC Card ATA. Реализуется с помощью с помощью PC Card (PCMCIA), имеет 16-битный интерфейс. Этот тип используется в основном в переносных компьютерах (ноутбуках).

Жесткие диски имеют различный объем встроенного кэша и разное значение для оборотов шпинделя. Кэш заметно влияет на скорость работы с данными, особенно при работе с маленькими файлами без данных, когда обновление информации носит "локальный характер" и происходит достаточно часто (например, работа по вводу бухгалтерских данных). Размер кэша для современных дисков составляет от полумегабайта до двух мегабайт. Порой даже профессионалы затрудняются решить, какой объем кэша оптимален для данной системы. Можно руководствоваться принципом - "лучше больше, чем меньше".

Количество оборотов шпинделя напрямую связано с вращением носителей информации - дисков. Безусловно, этот параметр влияет на количество данных, считываемых в единицу времени. На рынке доступны диски со скоростями вращения до 10 000 (пока серийно не выпускаются) оборотов в минуту, однако, среди них более распространенные 5400 и 7200 оборотов в секунду. Диски "5400" более надежные и долговечные. При работе они меньше греются. "7200", как правило, более шумные и менее долговечные, но скоростные характеристики таких решений выше. Выбирать в этом случае предстоит Вам. Далее мы расскажет об некоторых моделях, и вы сможете сравнить все вышесказанное на примерах.

IDE винчестеры - самые дешевые на рынке. Низкая стоимость обусловлена высокой интегрированностью устройства. Контроллер и само устройство записи собирается в одном корпусе. Надежность таких жестких дисков достаточно высока. Для домашних пользователей выбор винчестера обычно сводится к решению, какую модель IDE устройства приобрести.

Напоследок несколько слов о том, как подключаются IDE устройства. На один IDE-кабель можно подключить не более двух устройств. Одно из устройств должно быть выставлено в режим Master (ведущий), а второе - Slave (ведомый). Установка режимов осуществляется с помощью выставления перемычек на самих устройствах. Все современные IDE-устройства, как правило, имеют таблицу установки перемычек. Если у вас два жестких диска, то система будет грузиться только с Master устройства. Обычно работа устройства в slave режиме не допускается при отсутствии master устройства. Однако современные накопители и BIOS позволяют такую работу.

SCSI менее популярный интерфейс, чем IDE (в основном по причине относительной дороговизны).

  • SCSI-1: шина данных 8-pазpядная, максимальная скорость передачи - до 5 Мбайт/с, разъем 25- или 50 контактный;
  • SCSI-2 или Fast SCSI (Быстрый SCSI): шина данных 8-pазpядная, максимальная скорость передачи - до 10 Мбайт/с, разъем 50 контактный; разъем выглядит так:
  • Wide SCSI (Широкий SCSI): 16-pазpядная шина данных, максимальная скорость передачи - до 20 Мбайт/с, разъем 68- или 80 контактный (Single Connector), объединяющий питание и сигнальные цепи
  • Ultra SCSI / Ultra Wide SCSI или SCSI-3: шина данных 8/16-pазpядная, максимальная скорость передачи - до 20/40 Мбайт/с, разъем 50-, 68- или 80 контактный (Single Connector), объединяющий питание и сигнальные цепи;
  • Ultra2 SCSI: шина данных 16-pазpядная, максимальная скорость передачи - до 80 Мбайт/с, разъем 68- или 80 контактный (Single Connector), объединяющий питание и сигнальные цепи; разъем выглядит так:

Этот интерфейс предназначен не только для использования жестких дисков. Контроллер, который вставляется в отдельный слот материнской платы, может поддерживать до 15 различных устройств (сканеры, CD-ROM, жесткие диски и прочее). Длина кабеля может быть до 15 метров. Это придает системе определенную гибкость, однако, для домашнего пользователя это не является важным критерием при выборе.

Производители SCSI винчестеров разработали устройства со скоростью вращения дисков 15 000 оборотов в минуту. Скоростные характеристики таких жестких дисков с легкостью бьют самые шустрые IDE приводы.

Контроллер SCSI купить не сложно, но он достаточно дорогой, впрочем, как и сами диски этого интерфейса. В любом случае покупать стоит только современные решения, а они в нашей стране относятся к рынку "hi-end". Поэтому я бы рекомендовал SCSI винчестеры только для тех пользователей, которые занимаются серьезным видео монтажом или нуждаются в системах, где необходимо использовать большое количество жестких дисков…

Основным преимуществом SCSI для домашнего использования, можно считать их малую нагрузку на процессор и более высокую скорость работы.

В этой статье я расскажу только о IDE жестких дисках. В подавляющем большинстве случаев именно их покупает пользователь благодаря их невысокой стоимости. Если же в дальнейшем возникнет интерес к SCSI жестким диском, то мы посветим этому отдельную статью.

Маркировка жесткого диска

Когда в Ваши руки попадает винчестер то, начиная крутить его, вы замечаете на его корпусе довольно крупную надпись из цифр и букв. Это фирменная маркировка жесткого диска (буквенно-цифровой код). К сожалению, единой системы (стандарта) нанесения и этой надписи нет. Каждый производитель делает это по-своему. К еще большему моему сожалению, некоторые производители периодически отходят от своей маркировки и придумывают новый стандарт буквенно-цифрового кода.

Достаточно давно я нашел на просторах сети описания маркировок большинства производителей. С той поры я пользуюсь этой информацией с переменным успехом. Вот эти данные:

    <Обозначение фирмы><Форм-фактор><Форматированный объем><Тип интерфейса>
  • Обозначение фирмы: ST
  • Форм-фактор: 1 = 3.5" x 41 mm; 3 = 3.5" x 25 mm; 4 = 5.25" x 82 mm; 5 = 3.5" x 19 mm; 9 = 2.5"
  • Форматированный объем: объем винчестера в Мбайтах. Последняя цифра показывает номер разработки.
  • Тип интерфейса: A = ATA (IDE); DC = SCSI 16 bit Single Connector Differential; FC = Fibre Channel; LC = SCSI 16 bit Single Connector Low Voltage Differential ; LW = SCSI 16 bit Low Voltage Differential ; N = SCSI 8 bit ; ND = SCSI 8 bit Differential ; W = SCSI 16 bit ; WC = SCSI 16 bit Single Connector ; WD = SCSI 16 bit Differential

Western Digital

    <Обозначение фирмы><Тип интерфейса><Модель><Количество дисков><Форматированный объем><Светодиодный индикатор><Пеpедняя панель><Объем кэша>
  • Обозначение фирмы: WD
  • Тип интерфейса: A= IDE; S = SCSI; C =PCMCIA-IDE;
  • Модель: C = Caviar; P = Piranha; L = Lite; U = Ultralite;
  • Светодиодный индикатор: 0 = нет; 1 = кpасный; 2 = зеленый
  • Передняя панель: 0 = нет; 1 = чеpная; 2 = сеpая
  • Объем буфеpа: нет данных

IBM

    <Тип устройства><Модель><Тип интерфейса><Форм-фактор><Форматированный объем>
  • Тип устройства: D - винчестер
  • Тип интерфейса: A = ATA (IDE); S = SCSI; C = Serial Storage Architecture (SSA)
  • Форм-фактор: 2 = 2.5"; 3 = 3.5"
    <Обозначение фирмы><Модель><Форматированный объем><Тип интерфейса>
  • Тип интерфейса: A - ATA (IDE); S - SCSI; V - Value

Fujitsu

    <Модель><Тип интерфейса><Размер блока><Тип резьбы винтов>
  • Тип интеpфейса: T = ATA (EIDE); S = SCSI; SY = Fast SCSI-2 (Ultra); H = SCSI, диффеpенциальный; Q = Wide SCSI; R = Wide SCSI, диффеpенциальный; C = Wide SCSI, SCA-1; E = Wide SCSI, SCA-2;
  • Размеp блока: A = 512 байт; X = 256 байт; B = 1024 байта;
  • Тип pезьбы винтов: M = метpическая M3; U = #6-32 UNC.

Итак, перейдем к описанию конкретных моделей жестких дисков, которые Вы сможете приобрести в компьютерных магазинах.

IBM 75GXP

Модели винчестеров фирмы IBM пользуются заслуженной популярностью у нас в стране и во всем мире. Однако последняя серия DTLA винчестеров оказалась не очень надежной. Количество брака в ней заставило саму компанию IBM отказаться от дальнейшего выпуска этих моделей. И все же эти жесткие диски еще долго будут лежать в магазинах и пользоваться хорошим спросом благодаря самым высоким скоростным характеристикам.

Компания имеет два сборочных завода в Венгрии и на Тайване. Мне больше нравятся модели, собранные на Тайване, тем, что проблем совместимости этих устройств на порядок меньше. Жесткие диски, собранные в Венгрии, по надежности не уступают тайваньским устройствам. А вот совместимость этих винчестеров на порядок хуже.

Ниже привожу таблицу, в которой вы можете увидеть все модели жестких дисков IBM Deskstar семейства. (в этой семье появился популярный DTLA винчестер). Очень хорошо видно, как увеличивается размер встроенного кэша и "набирает обороты" шпиндель.

Название модели Емкость устройства Интерфейс Размер встроенного кэша Скорость вращения
DSAA 270 to 720 MBytes PIO3 96 KB 4500 оборотов в секунду
DPEA от 540 до 1080 Мб PIO3 96 KB 5400 оборотов в секунду
DJAA 1.2 и 1.7 Гб PIO4 96 KB 4500 оборотов в секунду
DAQA от 2.1 до 3.2 Гб PIO4 128 KB 5400 оборотов в секунду
DCAA 3.6 и 4.3 Гб PIO4 96 KB 5400 оборотов в секунду
DHEA от 4.3 до 8.4 Гб UltraATA/33 476 KB 5400 оборотов в секунду
DTTA 16GP от 3.2 до 16.8 Гб UltraATA/33 512 KB 5400 оборотов в секунду
DTTA 14GXP от 10 до 14.4 Гб UltraATA/33 512 KB 7200 оборотов в секунду
DJNA 25GP от 10 до 25 Гб UltraATA/33 512 KB или 2048 KB 5400 оборотов в секунду
DJNA 22GXP от 9 до 22 Гб UltraATA/66 2048 KB 7200 оборотов в секунду
DPTA 37GP от 15 до 37 Гб UltraATA/66 512 KB или 2048 KB 5400 оборотов в секунду
DPTA 34GXP от 13 до 34 Гб UltraATA/66 2048 KB 7200 оборотов в секунду
DTLA 40GV от 20 до 40 Гб UltraATA/100 512 KB 5400 оборотов в секунду
DTLA 75GXP от 15 до 75 Гб UltraATA/100 2048 KB 7200 оборотов в секунду

Посмотрим, что представляют из себя технические характеристики последнего жесткого диска этого семейства:

IBM Deskstar 75GXP
Объем устройства 15, 20, 30, 45, 60, 75 Гб
Скорость оборотов 7200 оборотов в секунду
Среднее время доступа 8.5 мс
Размер встроенного кэша 2048 Кб
Заводская гарантия 3 года

Как вы видите, эти жесткие диски имеют самые лучшее (большие) значения для кэша и "оборотистости". Я бы порекомендовал такой винчестер для тех пользователей, которые готовы отказаться от всего ради скорости. Тесты показывают, что равных этому винчестеру нет. Стоит иметь ввиду, что при своей работе, современные винчестеры IBM издают достаточно много шума. А благодаря высокой скорости вращения поверхность корпуса жесткого диска нагревается очень сильно. Поэтому стоит запастись хорошим корпусом или даже поставить дополнительную систему охлаждения. Она стоит порядка 15 долларов (не всякий системный блок годится для ее установки). Надежность этого жесткого диска оставляет желать лучшего. Однозначно выделить причину сбоев трудно, так как ломается все. Очень много брака среди 30 Гб моделей. Стоимость этих винчестеров заметно выше всех остальных конкурентов. Другими словами, он дороже своих аналогов на 30-60 долларов.

Fujitsu MPF-3204AH

Компания Fujitsu славится традиционно надежными и недорогими решениями. Последнее время ей созданы несколько "быстрых" дисков. Среди них модель Fujitsu MPF-3204AH ATA-100. Она имеет рабочий объем 20 Гб. Компания выпускает винчестеры AH другого объема, но приобрести их на розничном рынке практически не представляется возможным.

Приведу технические характеристики модели Fujitsu MPF-3204AH:

Fujitsu MPF-3204AH
Объем устройства 20.4 Гб
Скорость оборотов 7,200 оборотов в секунду
Среднее время доступа 8.5 мс
Размер встроенного кэша 2048 Кб
Warranty 3 years
Как вы видите в своих характеристиках диск не уступает предыдущей модели IBM. Но в скорости реальной работы он проигрывает. Однако, на мой взгляд, это с лихвой компенсируется надежностью и скоростью работы привода. Жесткий диск имеет очень прочную коробку. Кстати, именно она делает Fujitsu MPF-3204AH одним из самых тихих винчестеров. Посмотрите на срез корпуса этого винчестера:

При работе с жесткими дисками этой фирмы никогда не возникает проблем с установкой. Так как информация о положении джамперов всегда присутствует на крышке корпуса. Сделано это крупно и разборчиво. Смотрите на пример:

Несмотря на высокую скорость вращения шпинделя, при своей работе диск нагревается совсем не значительно. Сказывается действие великолепной системы подшипников.

Я не сталкивался и не слышал о проблемах совместимости Fujitsu MPF-3204AH. Стоимость модели относительно не высокая, и мне кажется, эта модель жесткого диска может стать лидером соотношения цена/надежность и цена/производительность.

Компания Seagate уже достаточно давно перестала являться лидером ранка IDE жестких дисков, но в сегменте SCSI прочно удерживает лидирующие позиции. Компания выпускает очень надежные жесткие диски. Некоторые пользователи, которые пользуются приводами для переноса больших объемов информации, специально покупают продукцию Seagate (хотя я не рекомендую это делать).

Скорость работы этих приводов оставляет желать лучшего. Хотя среднее время доступа, заявленное производителем, очень маленькое, реальное время поиска и позиционирования головки достаточно большое. Но если файл расположен очень плотно (нет дефрагментации), то скорость его чтения (линейная скорость чтения) не уступает моделям IBM.

Вот краткие технические характеристики этого жесткого диска:

Seagate Barracuda ATA, ST320430A
Объем устройства 20.4 Гб
Скорость оборотов 7,200 оборотов в секунду
Среднее время доступа 7.6 мс
Размер встроенного кэша 512 Кб
Warranty 3 years

Благодаря железному корпусу диск мало "шумит". Хотя при работе с дефрагментироваными данными слышны странные "повизгивания". На обратной стороне диска расположена инструкция по эксплуатации жесткого диска и рассказано о установке винчестера в компьютер.

Во время своей работы привод практически не греется. Стоимость жестких дисков от Seagate традиционно умеренная. Одним словом, если вы привыкли неторопливо работать на своем компьютере и надежность для вас самый важный фактор при покупке, то покупайте жесткий диск фирмы Seagate

Western Digital 450 АА

Компания Western Digital достаточно упорно и успешно соревнуется с Fujitsu и IBM. Решения WD всегда славились хорошими скоростными характеристиками. Были времена, когда компании удавалось (правда на короткий промежуток времени) выходить в лидеры сегмента IDE. В данный момент решения Western Digital ничуть не уступают всем своим конкурентам.

Приведу технические характеристики рассматриваемой модели:

Western Digital 450AA
Объем устройства 45 Гб
Скорость оборотов 5.400 оборотов в секунду
Среднее время доступа 9.5 мс
Размер встроенного кэша 2048 Кб
Заводская гарантия 3 years

Модель имеет хорошую емкость, но скорость работы с данными оставляет желать лучшего. Безусловно, в среднем эта модель, несмотря на меньшее количество оборотов дисков, чем у предыдущих моделей, обгонит свои аналоги от Seagate и Samsung, но на большее ее не хватит. Модель достаточно громкая. При работе с дефрагментированными данными звуки позиционирования головки хорошо слышны даже среди работы мощного "голден орба". Температура жесткого диска при его частом использовании поднимается до уровня не требующего дополнительно охлаждения.

Не могу не отметить плохую привычку компании "забывать" наносить информацию о положении джамперов на винчестере. Часто приходится посещать сайт компании, чтобы получить эти данные. На рисунке помечены необходимые положения.

Среди плюсов могу отметить достаточно приличную надежность, хотя "партия на партию" не приходится. Стоимость модели аналогична конкурентам от Fujitsu. Рекомендую покупать эту модель пользователям, чьи интересы лежат в сфере бизнеса. Офисные приложения достаточно шустро работают на этом жестком диске, а его надежность гарантирует их сохранность.

Заключение

В качестве итога я хочу предложить вам таблицу, в которой наглядно показано, какой диск нужно приобретать для решения тех или иных задач.

Название жесткого диска IBM DTLA 307045 Fujitsu MPF-3204AH Seagate Barracuda ATA ST320430A Western Digital 450 АА
Основные характеристики (размер, обороты, кэш, среднее время доступа) > 45 Гб 7200 об/c 2048Кб 8.5 мс > 20.4 Гб 7200 об/c 2048Кб 8.5 мс > 20.4 Гб 7200 об/c 512Кб 7.6 мс > 45 Гб 5400 об/c 2048Кб 9.5 мс
Гарантийные обязательства 3 года 3 года 3 года 3 года
Основные характеристики Плюсы: самая высокая скорость Минусы: низкая надежность, высокая температура, высокая цена Плюсы: Хорошие скоростные характеристики хорошая надежность, абсолютная бесшумность Минусы: плохая распространенность Плюсы: Очень высокая надежность, низкая стоимость Минусы: низкие скоростные характеристики Плюсы: Хорошие скоростные характеристики Минусы: завышенная цена

К сожалению, в данный момент я не могу представить результаты тестирования еще двух жестких дисков. Вы наверно уже догадались, это Saмsung и Maxtor. В следующей нашей статье мы расскажем об этих винчестерах и кроме этого, поведаем об основных способах тестирования жестких дисков.

Н акопитель на жестком диске является, чуть ли не одним из самых важных элементов современного компьютера. Так как он предназначен в первую очередь для долгосрочного хранения ваших данных, это могут быть игры, фильмы и другие объемные файлы, хранящиеся у вас на вашем ПК. И было бы очень жалко если он мог бы неожиданно сломаться, в результате чего вы можете потерять все свои данные, которые бывает очень сложно восстановить. И чтобы правильно эксплуатировать и заменять этот элемент, необходимо понимать как он работает и что из себя представляет – жесткий диск.

Из этой статьи вы узнаете о работе жесткого диска, его компонентах и технических характеристиках.

Обычно главными элементами жесткого диска являются несколько круглых пластин из алюминия. В отличие от гибких дисков(забытых дискеток) их сложно согнуть, поэтому и появилось название жесткий диск. В некоторых устройствах они устанавливаются несъемные, и называются фиксированными (fixeddisk). Но в обычных стационарных компьютерах и даже некоторых моделей ноутбуков и планшетов их можно без проблем заменить.

Рисунок: Жесткий диск без верхней крышки

Заметка!

Почему жесткие диски иногда называют – винчестер и какое отношение они имеют к огнестрельному оружию. Когда то в 1960-х годах компания IBMвыпустила скоростной на тот момент жесткий диск с номером разработки 30-30. Что совпало с обозначением известного нарезного оружия Winchester, и поэтому этот термин вскоре закрепился в компьютерном жаргонном сленге. А на самом же деле жесткие диски не имеют ничего общего с настоящими винчестерами.

Как работает накопитель на жестких дисках

Запись и считывание информации, находящейся на концентрических окружностях жесткого диска, разбитых на секторы, производится посредствам универсальных головок записи/чтения.

Все стороны диска предусматривают свою собственную дорожку для записи и чтения, однако головки располагаются на общем для всех дисков приводе. По этой причине головки перемещаются синхронно.

Видео YouTube: Работа открытого жесткого диска

Нормальная работа накопителя не допускает касаний между головками и магнитной поверхностью диска. Однако в случае отсутствия электроэнергии и остановки устройства головки все же опускаются на магнитную поверхность.

Во время работы жесткого диска между поверхностью вращающейся пластины и головкой образуется незначительный воздушный промежуток. Если в этот промежуток проникает пылинка или устройство подвергается встряске, велика вероятность того, что головка столкнется с вращающейся поверхностью. Сильный удар может стать причиной выхода из строя головки. Результатом этого выхода может быть повреждение нескольких байтов или же полная неработоспособность устройства. По этой причине во многих устройствах магнитная поверхность легируется, после чего на нее наносится специальная смазка, позволяющая справляться с периодической встряской головок.

Некоторые современные диски используют механизм загрузки/разгрузки, который не позволяет головкам касаться магнитной поверхности даже в случае отключения электропитания.

Форматирование высокого и низкого уровня

Использование форматирования высокого уровня позволяет операционной системе создавать структуры, упрощающую работу с хранящимися на жестком диске файлами и данными. Все имеющиеся разделы (логические диски) снабжаются загрузочным сектором тома, двумя копиями таблицы размещения файлов и корневым каталогом. Посредствам вышеуказанных структур, операционной системе удается производить распределение дискового пространства, отслеживание расположения файлов, а также обход поврежденных участков на диске.

Другими словами, форматирования высокого уровня сводится к созданию оглавлений диска и файловой системы (FAT, NTFS и т.п.). К «настоящему» форматированию можно отнести лишь форматирование низкого уровня, во время которого происходит деление диска по дорожкам и секторам. Посредствам DOS-команды FORMAT гибкий диск подвергается сразу обоим типам форматирования, тогда как жесткий - лишь форматированию высокого уровня.

Для того, что бы произвести низкоуровневое форматирование на жестком диске, необходимо использование специальной программы, чаще всего предоставляемой компанией-производителем диска. Форматирование гибких дисков посредствам FORMAT подразумевает выполнение обеих операций, тогда как в случае с жесткими дисками вышеуказанные операции следует выполнять по раздельности. Более того, жесткий диск подвергается и третьей операции - созданию разделов, которые являются необходимым условием для использования на одном ПК более одной операционной системы.

Организация нескольких разделов предоставляет возможность устанавливать на каждый из них свою операционную инфраструктуру с отдельным томом и логическими дисками. Каждый том или логический диск имеет своё буквенное обозначение(например диск C,D или E).

Из чего состоит жесткий диск

Практически каждый современный винчестер включает один и тот же набор компонентов:

диски (их количество чаще всего доходит до 5 штук);

головки чтения/записи (их количество чаще всего доходит до 10 штук);

механизм привода головок (данный механизм устанавливает головки в необходимое положение);

двигатель привода дисков (устройство, приводящее во вращение диски);

воздушный фильтр (фильтры, расположенные внутри корпуса накопителя);

печатную плату со схемами управления (посредствам этого компонента производится управление накопителем и контроллером);

кабели и разъемы (электронные компоненты HDD).

В качестве корпуса для дисков, головок, механизма привода головок и двигателя привода дисков чаще всего используется герметичный короб — HDA. Обычно данный короб является единым узлом, который практически никогда не вскрывается. Иные компоненты, не входящие в HDA, к числу которых можно отнести элементы конфигурации, печатную плату и лицевую панель, — съемные.

Автоматическая парковка головок и система контроля

На случай отключения питания предусмотрена контактная парковочная система, задача которой сводится к тому, чтобы опустить штангу с головками на сами диски. Независимо от того, что накопитель выдерживает десятки тысяч подъемов и спусков считывающих головок, происходить это все должно на специально отведенных для этих действий участках.

Во время постоянных подъемов и спусков происходит неизбежная абразия магнитного слоя. Если после износа накопитель подвергнется встряске, то вероятней всего произойдет повреждение диска или головок. Для предотвращения вышеуказанных неприятностей, современные накопители снабжаются специальным механизмом загрузки/разгрузки, представляющим собой пластину, которая помещается на внешнюю поверхность жестких дисков. Эта мера позволяет предотвратить касание головки и магнитной поверхности даже в случае отключения питания. При отключении напряжения накопитель самостоятельно «паркует» головки на поверхности наклонной пластины.

Немного о воздушных фильтрах и воздухе

Практически все жесткие диски снабжены двумя воздушными фильтрами: барометрическим и фильтром рециркуляции. Отличает вышеуказанные фильтры от сменяемых моделей, используемых в накопителях старшего поколения, то, что они помещены внутрь корпуса и их замена не предусматривается до конца эксплуатационного срока.

Старые диски использовали технологию постоянной перегонки воздуха внутрь корпуса и обратно, используя при этом фильтр, который нуждался в периодической смене.

Разработчикам современных накопителей от этой схемы пришлось отказаться, а потому фильтр рециркуляции, который расположен в герметичном корпусе HDA, применяется лишь для фильтрации находящегося внутри короба воздуха от мельчайших частиц, оказавшихся внутри корпуса. Независимо от всех предпринятых мер предосторожности, мелкие частицы все же образуются после многократных «посадок» и «взлетов» головок. С учетом того, что корпус накопителя отличается своей герметичностью и в нем происходит перекачка воздуха, он продолжает функционировать даже в условиях сильно загрязненной окружающей среды.

Интерфейсные разъемы и соединения

Многие современные накопители на жестких дисках снабжены несколькими интерфейсными разъемами, предназначенными для подключения к источнику питания и к системе в целом. Как правило, накопитель содержит минимум три разновидности разъемов:

интерфейсные разъемы;

разъем для подачи питания;

разъем для заземления.

Отдельного внимания заслуживают интерфейсные разъемы, поскольку они предназначены для получения/передачи накопителем команд и данных. Многие стандарты не исключают возможность подключения нескольких накопителей к одной шине.

Как уже упоминалось выше, накопители на HDD могут быть снабжены несколькими интерфейсными разъемами:

MFM и ESDI - вымершие разъемы, использовавшиеся на первых винчестерах;

IDE/ATA - разъем для подключения накопителей, который долгое время был самым распространённым по причине своей невысокой стоимости. Технически этот интерфейс схож с 16-разрядной шиной ISA. Последующее развитие стандартов IDE поспособствовало росту скорости обмена данными, а также появлению возможности напрямую обратиться к памяти посредствам DMA технологии;

Serial ATA - разъем, заменивший собой IDE, который физически является однонаправленной линией, используемой для последовательной передачи данных. Будучи в режиме совместимости схож с IDE интерфейсом, однако, наличие «родного» режима позволяет воспользоваться дополнительным набором возможностей.

SCSI - универсальный интерфейс, который активно применялся на серверах для подключения HDD и иного рода устройств. Несмотря на хорошие технические показатели, не стал таким распространенным как IDE по причине своей дороговизны.

SAS - последовательный аналог SCSI.

USB - интерфейс, который необходим для подключения внешних винчестеров. Обмен информацией в данном случае происходит посредствам протокола USB Mass Storage.

FireWire - разъем аналогичный USB, необходим для подключения внешнего HDD.

Fibre Channel -интерфейс, используемый системами высокого класса за счет высокой скорости передачи данных.

Показатели качества жестких дисков

Емкость — объем информации, вмещаемый накопителем. Этот показатель в современных винчестерах может достигать до 4 терабайт(4000 гигабайт);

Быстродействие . Данный параметр оказывает непосредственное влияние на время отклика и среднюю скорость передачи информации;

Надежность – показатель, определяемый средним временем наработки на отказ.

Ограничения физической емкости

Максимальный объем емкости, используемой жестким диском, зависит от целого ряда факторов, к числу которых можно отнести интерфейс, драйвера, операционную и файловую систему.

У первого накопителя АТА, выпущенного в 1986 году, имелось ограничение емкости, максимальное значение которого составляло 137 Гб.

Разные версии BIOS также способствовали уменьшению максимальной емкости жестких дисков, а потому системы, скомпонованные до 1998 г., имели емкость – до 8,4 Гб, а системы, выпущенные до 1994 г., - 528 Мб.

Даже после решения проблем с BIOS ограничение емкости накопителей с интерфейсом подключения АТА осталось, максимальное его значение составляло в 137 Гб. Это ограничение было преодолено посредствам стандарта ATA-6, выпущенного в 2001 г. Данный стандарт использовал расширенную схему адресации, что, в свою очередь, поспособствовало увеличению емкости накопителей до 144 Гб. Подобное решение позволило явить свету накопители с интерфейсами PATA и SATA, у которых объем вмещаемой информации — выше указанного ограничения в 137 Гб.

Ограничения ОС на максимальный объем

Практически все современные операционные системы не накладывают каких-либо ограничений на такой показатель как емкость жестких дисков, чего нельзя сказать о более ранних версиях операционных систем.

Так, например, DOS не распознавал жесткие диски, емкость которых превышала 8,4 Гб, поскольку доступ к накопителям в данном случае выполнялся посредствам LBA-адресации, при этом в DOS 6.x и более ранних версиях поддерживалась лишь CHS-адресация.

Ограничение емкости жесткого диска также имеется в случае установки ОС Windows 95. Максимальное значение этого ограничения — 32 Гб. Помимо этого, обновленными версиями Windows 95 поддерживается лишь файловая система FAT16, которая, в свою очередь, налагает ограничение в размере 2 Гб на размеры разделов. Из этого следует, что в случае использования жесткого диска на 30 Гб, его нужно поделить на 15 разделов.

Ограничения операционной системы Windows 98 допускают использование жестких дисков большего объема.

Характеристики и параметры

Каждый жёсткий диск обладает перечнем технических характеристик, согласно которым и устанавливается его иерархия использования.

Первым делом, на что следует обратить внимание, так это на тип используемого интерфейса. С недавних пор каждый компьютер в качестве усовершенствованного и более скоростного интерфейса начал использовать SATA .

Второй не менее важный момент — объём свободного места на жёстком диске. Минимальное его значение на сегодняшний день составляет лишь 80 Гб, при этом максимальное – 4 Тб.

Еще одной важной характеристикой в случае приобретения ноутбука является форм-фактор жесткого диска.

Наиболее востребованными в этом случае считаются модели, размер которых — 2,5 дюйма, при этом в настольных ПК размер составляет 3,5 дюйма.

Не стоит пренебрегать и скоростью вращения шпинделя, минимальные значения – 4200, максимальные – 15000 оборотов в минуту. Все вышеуказанные характеристики оказывают непосредственное влияние на скорость работы винчестера, которая выражается в Мб/С.

Скорость работы жесткого диска

Немаловажным значением обладают скоростные показатели жёсткого диска, которые определяются:

Скоростью вращения шпинделя , измерение которой проводится в оборотах в минуту. В ее задачу не входит непосредственное выявление реальной скорости обмена, она лишь позволяет отличить более скоростное устройство от менее скоростного устройства.

Временем доступа . Данный параметр вычисляет затрачиваемое винчестером время от получения команды до передачи информации по интерфейсу. Чаще всего фигурирую среднее и максимальное значения.

Временем позиционирования головок . Это значение указывает затрачиваемое головками время для перемещения и установки с одного трека на другой трек.

Пропускной способностью или производительностью диска во время последовательной передачи больших объёмов данных.

Внутренней скоростью передачи данных или скоростью передаваемой информации от контроллера к головкам.

Внешней скоростью передачи данных или скоростью передаваемой информации по внешнему интерфейсу.

Немного о S.M.A.R.T.

S.M.A.R.T. – утилита, предназначенная для самостоятельной проверки состояния современных винчестеров, поддерживающих интерфейс PATA и SATA, а также работающих в персональных компьютерах с операционной системой Windows (от NT до Vista).

S.M.A.R.T. производит подсчет и анализ состояния подключенных жестких дисков через равные отрезки времени, независимо от того запущена операционная система или нет. После того, как анализ был проведен, значок результата диагностики отображается в правом углу панели задач. Основываясь на результатах, полученных во время S.M.A.R.T. диагностики, значок может указывать:

На отличное состояние каждого подключенного к компьютеру винчестера, поддерживающего S.M.A.R.T. технологию;

На то, что один или несколько показателей состояния не соответствуют пороговому значению, при этом у параметров Pre-Failure / Advisory нулевое значение. Вышеуказанное состояние жесткого диска не считается предаварийным, однако если этот винчестер содержит важную информацию, рекомендуется как можно чаще сохранять ее на другом носителе или произвести замену HDD.

На то, что один или несколько показателей состояния не соответствуют пороговому значению, при этом у параметров Pre-Failure / Advisory активное значение. По мнению разработчиков жестких дисков, это состояние предаварийное, и хранить информацию на таком винчестере не стоит.

Фактор надежности

Такой показатель, как надежность хранения данных является одним из наиболее важных характеристик жесткого диска. Фактор отказа у винчестера — раз в сто лет, из чего можно сделать вывод, что HDD считается наиболее надежным источником хранения данных. При этом на надежность каждого диска непосредственное влияние оказывает условие эксплуатации и само устройство. Порой производители поставляют на рынок еще совсем «сырой» продукт, а потому пренебрегать резервным копированием и полностью полагаться на винчестер нельзя.

Стоимость и цена

С каждым днем стоимость HDD становится всё меньше. Так, например, сегодня цена жесткого диска ATA на 500 Гб составляет в среднем 120 долларов, к сравнению, в 1983 г. винчестер емкостью 10 Мб стоил 1800 долларов.

Из вышесказанного утверждения можно сделать вывод, что стоимость HDD будет продолжать падать, а потому в дальнейшем все желающие смогут приобрести довольно емкие диски по приемлемым ценам.

Расшифровка маркировки внутренних винчестеров WD :

(1)WD (2)000 (3)0 (4)A (5)B (6)C (7)D

1 . Western Digital.

2 . Одна или три цифры, служат для определения объёма диска. Объём измеряется в величинах, указанных в п.4.

3 . 0 — служит для выделения некоторых особенностей. Например, диск WD5001ABYS отличается от WD5000ABYS только тем, что у первого – перпендикулярный метод записи против параллельного у второго.

4 . Буква, описывающая величину, в которой измеряется объём, указанный в п.2, и форм-фактор диска:

  • A – гигабайт/3.5”,
  • B — гигабайт/3.5" или гигабайт/2.5",
  • С — 3.5",
  • E – терабайт/3.5”,
  • F – 10 гигабайт/3.5”,
  • G/H — гигабайт/3.5",

5 . Буква, описывающая сегмент рынка, для которого предназначен диск, и семейство, к которому он принадлежит:

  • А – Desktop/Caviar;
  • B – Enterprise/RE2 (3-пластинные)/RE2-GP;
  • D – Enterprise/Raptor;
  • E, P — Mobile/Scorpio Blue
  • G – Enthusiast/Raptor X;
  • J — Mobile/Scorpio Black
  • L — Enterprise/VelociRaptor;
  • V — Audio-Video (Audio and Video Equipment);
  • Y – Enterprise/RE2 (4-пластинные)/RE2-GP/RE3/RE4.

6 . Буква, описывающая обороты и размер кэша:

  • B – 7200 rpm и 2 МБ кэша;
  • C – Caviar Green и 16 МБ кэша;
  • D — Caviar Green и 32 МБ кэша;
  • F – 10000 rpm и 16 МБ кэша;
  • G – 10000 rpm и 8 МБ кэша;
  • H — 10000 rpm и 32 МБ кэша;
  • J – 7200 rpm и 8 МБ кэша;
  • K – 7200 rpm и 16 МБ кэша;
  • L — 7200 rpm и 32 МБ кэша;
  • P – RE2-GP и 16 МБ кэша;
  • Y – RE2/RE3 и 16 МБ кэша или RE4 и 64 МБ кэша;
  • R — Caviar Green, 64 МБ кэша и Advanced Format ;
  • S/E — 7200 rpm и 64 МБ кэша.V — 5400 rpm и 8 МБ

7 . Буква, описывающая интерфейс жёсткого диска:

  • B – PАТА-100;
  • E — PATA-133;
  • D – SATA-150;
  • S – SATA-300;
  • X — SATA-600.

Старая маркировка

Выше приведен относительно новый способ маркировки. Ранее применялся шаблон, в котором п.п. 4-5 отсутствовали; на размер диска отводилось две или три цифры (объём измерялся в гигабайтах); следующая за ними цифра была зарезервирована для всех семейств; в п.6 применялась также буква L (7200 rpm/2 МБ), а буква P имела другое значение – 7200 rpm/8 МБ; в п.7 применялась также буква R (SATA-150).

Например: WD800JB: 80 ГБ, 8 МБ буфер, 7200 rpm, IDE, а WD800JD: 80 ГБ, 8 МБ буфер, 7200 rpm, SATA; WD5000AAKS: 500 ГБ, 3.5", семейство Caviar, 16 МБ, 7200 rpm, SATA2; WD5000BEVT: 500 ГБ, 2.5", 8 МБ, 5400 rpm, SATA2.

Примечание:

  1. Диски WD10EADS-00P8B0 и WD15EADS-00P8B0 могут иметь сильные видимые подтормаживания в произвольные моменты времени в процессах записи/чтения, которые трудно диагностицировать/отловить при обращении по гарантии.
  2. Диски WDxxEARS имеют Advanced Format, который накладывает особенности на их эксплуатацию.

FAQ

1. Я слышал, что у винчестеров WD есть рампа. Для чего она нужна?

Действительно, на некоторых накопителях WD есть рампа. На ней находится блок головок, когда блины раскручиваются, останавливаются или когда накопитель выключен. Это способствует повышению ударопрочности накопителя в нерабочем состоянии, также в долгосрочной перспективе увеличивается надёжность работы вследствие уменьшения контакта и износа пластин и головок.

2. Включёнными в какой режим поставляются диски с интерфейсом SATA-300?

Жёсткие диски с индексом “S” (SATA-300) продаются включёнными в режим SATA-300 и отключенной функцией Spread Spectrum Clocking (SSC).

3. Для чего используются джамперы?

Замыкание контактов 1-2 ведёт к включению функции Spread Spectrum Clocking.
Замыкание контактов 3-4 включит режим Power Management (режим включения РМ2: для того, чтобы включить подачу питания в режиме ожидания, поместите перемычку на контакты 3-4. Данный режим обеспечит управляемое раскручивание с помощью команды на раскручивание в соответствии со стандартом АТА и предназначен в основном для работы серверов/рабочих станций, работающих в многодисковых конфигурациях.
Важно! Для режима РМ2 необходима совместимая система BIOS, поддерживающая эту функцию. Если РМ2 включён и не поддерживается системой BIOS, жёсткий диск не раскручивается и поэтому не определяется системой.
Примечание: функция РМ2 действует не на всех дисках WD с интерфейсом SATA).
Замыкание контактов 5-6 включит режим передачи SATA150.
Замыкание контактов 7-8 приведёт к сдвигу на один сектор разделов в дисках с Advanced Format.

4. У некоторых накопителей WD есть два разъёма для подключения питания: SATA и Molex. К какому из них подключать?

Подключать питание можно к любому, но не к обоим одновременно.

5. У всех винчестеров, что я видел, снизу есть плата с электроникой. Купил WD, так у него эта плата пустая! Это нормально?

У винчестеров WD плата с электроникой перевёрнута. Такой прием, по мнению WD, позволяет решить сразу две задачи – защитить микросхемы от внешних воздействий и обеспечить их охлаждение. Поскольку микросхемы находятся под слоем текстолита, их невозможно случайно повредить острым предметом при распаковке и установке винчестера в корпус. Защищены они и от статического электричества. Между печатной платой и корпусом имеется слой термопроводящего материала, благодаря которому микросхемы могут отдавать тепло металлу.

6. Для чего на платах электроники WD установлены датчики ускорения?

На платах присутствуют один или два датчика ускорения, служащие для определения вибрации накопителя во время работы и позволяющие контроллеру скомпенсировать перемещение/ускорение актуатора, вызванные этими вибрациями. Они позволяют быстро и точно попадать на нужную дорожку даже в условиях повышенной вибрации (технология RAFF – п.17г).

7. Какую гарантию даёт WD на свои десктопные винчестеры?

3 года на серии Caviar Green/Blue и 5 лет на серии Caviar Black, RE и Raptor.

8. В чём отличия серий Caviar Green, Caviar Blue, Caviar Black?

Green — небыстрые, тихие, холодные, мало потребляющие диски. Скорость вращения шпинделя — в диапазоне 5000—5600 об/мин (т.е. скорость — фиксирована, но у разных моделей может быть разной). Отлично подходят для хранения данных. Паркуются в простое (имеют рампу). Функция парковки может мешать пользователю, тогда требуется её отключение с помощью утилиты wdidle.
Blue — обычные диски общего назначения. Скорость вращения шпинделя — 7200 об/мин.
Black — позиционируются как высокопроизводительные диски. Отличия от Blue: имеют двухъядерный процессор (маркетинг говорит — «два процессора»); могут иметь больше кэша, чем Blue-"одноклассник"; воздушные спойлерные пластины, рассекающие потоки воздуха; двойное крепление шпинделя (снизу на платформе с мотором и сверху на крышке); двойной актуатор на некоторых моделях; 5 лет гарантии.

9. В чём отличия дисков серии Raptor от дисков серий Caviar Blue/Black?

Основное отличие — скорость вращения у Raptor 10 000 об/мин против 7200 у Caviar. Как следствие этого, время доступа у Raptor существенно меньше. Гарантия на диски Raptor – 5 лет.

Raptor X — это обычный Raptor, имеющий на верхней крышке большую прозрачную линзу, сквозь которую можно наблюдать за его работой.

Диски VelociRaptor имеют, к тому же, пластины 2.5" и формат 2.5", что ещё больше снижает время доступа.
Некоторые модели VelociRaptor (WD3000GLFS и WD3000HLFS) могут устанавливаться как в отсеки 2.5", так и в отсеки 3.5". Для этого применяется поставляемый с диском металлический радиатор формата 3.5", который вместе с закреплённым в нём накопителем привинчивают стандартными винтами в отсеке 3.5".

10. В чём отличия серий Caviar RE от Caviar Green/Blue/Black?

RE означает «RAID Edition». Диски серий RE имеют увеличенное MTBF, иную микропрограмму, поддерживают технологию TLER (см п.17в). Производителем позиционируются для профессиональных применений, например, в системах хранения данных или серверах/рабочих станциях при работе в RAID-массивах. Гарантия на них – 5 лет.
Имеют два процессора; систему компенсации вибраций; систему подстройки полёта головок; систему TLER; рампу.
Серия RE-GP — это диски серии Green с функциями серии RE.

11. Чем отличаются диски WD5000AAKS и WD5000KS?

Главное их отличие (и это касается всех моделей, маркировки которых отличает только наличие «АА» у одной и отсутствие – у другой) заключается в том, что диск с «АА» имеет существенно большую плотность записи, чем диск без оной. Такие диски имеют меньшее количество пластин, а значит, они быстрее, потребляют чуть меньше энергии и имеют чуть меньшую температуру (например, WD5000KS содержит четыре блина, а WD5000AAKS – три). Естественно, что диски с «АА» — новее.

12. Стоит ли покупать винчестер RE в домашнюю систему?

Замечу, что, по моему мнению, вышеуказанные особенности этой серии в домашних условиях практически не дают никаких преимуществ. Теперь рассмотрим стратегию поведения разных дисков в разных системах.
Обычные десктопные диски разрабатываются для самостоятельной работы, и при подключении к RAID-контроллеру о его присутствии они даже не подозревают. Если в процессе работы накопителя возникают ошибки, то его микропрограмма старается исправить их самостоятельно с помощью встроенной системы коррекции ошибок. Если процесс исправления затянется более чем на 8 секунд (хоть стандарта на время ожидания контроллера не существует, эти 8 секунд характерны для большинства RAID-контроллеров), то RAID-контроллер сочтёт диск неисправным и выключит его из массива, что может привести к неприятным последствиям.
Для винчестера WD, использующего технологию TLER (п.18в), ситуация иная. В случае возникновения ошибки накопитель 7 секунд пытается исправить её своими силами, а затем передаёт информацию об ошибке RAID-контроллеру, который и решает, исправлять её сейчас или оставить на потом.
Однако при возникновении обратной ситуации (винчестер с TLER работает вне RAID) накопитель «думает», что подключён к RAID-контроллеру, и при невозможности исправить ошибку своими средствами признаёт своё бессилие и предлагает заняться решением проблемы контроллеру. А его нет…
Поэтому сама Western Digital не рекомендует ставить в систему, где RAID не планируется, винчестер WD с TLER.

13. Какая максимальная температура винчестеров WD?

Для современных винчестеров WD предельно допустимой является температура 60 градусов на поверхности банки. Однако это не означает, что накопитель сможет долго работать при таком нагреве.

14. Все программы показывают, что у моего винчестера WD температура 70 градусов. Что делать?

По данным техподдержки Western Digital, у винчестеров выпуска с 25 октября 2005 по середину апреля 2006 были проблемы с калибровкой термодатчика, и поэтому он показывает температуру выше реальной на 20 и более градусов. Проблема лечится сменой прошивки.

15. Есть ли у WD диски с перпендикулярной записью?

Такой метод записи применяется в модели WD7500AAKS и всех более новых моделях всех серий.

16. Правда ли, что у винчестеров семейства Caviar Green скорость вращения шпинделя меняется от 5400 до 7200 об/мин в зависимости от нагрузки?

Нет, это всего лишь маркетинговая уловка производителя. На самом деле ситуация сложилась такая: для семейства Caviar Green WD заявлена возможность разной скорости шпинделя на разных моделях, но на каждом конкретном диске эта скорость ПОСТОЯННА, что подтверждается цитатой из описания технологии IntelliPower: «For each GreenPower drive model, WD may use a different, invariable RPM» (http://www.westerndigital.com/en/library/sata/28).
Т.к. WD не раскрывает, какова же истинная скорость у выпущенных моделей, скрываясь за ничего не значащим лейблом IntelliPower, приходится ориентироваться на результаты тестов. Так вот, по данным различных тестирований подтверждается предположение, что все винчестеры Caviar Green сейчас имеют 5400 (гораздо чаще) и 5000 (реже) об/мин (например, http://www.storagereview.com/1000.sr?page=0%2C2 , http://www.silentpcreview.com/article786-page2.html). Таким образом, нынешние «зелёные» диски WD имеют скорость 5400 или 5000 об/мин, которая в ходе работы НЕ ИЗМЕНЯЕТСЯ.

17. Где расположены датчик температуры на дисках WD?

Внутри банки в области, отмеченной красным кружком. Именно температура этого датчика отображается в S.M.A.R.T.

18. Какие фирменные технологии есть у WD?

а) SecureConnect – более надёжное соединение разъёмов SATA (требует наличие специального кабеля от WD);
б) FlexPower – наличие как SATA, так и molex-разъёмов питания;
в) TLER (RAID-specific Time-Limited Error Recovery) – позволяет сократить время, требуемое для восстановления ошибок чтения, снижает процент отказа RAID (см. п.13);
г) RAFF (Rotary Accelerator Fead Forward) – оптимизирует эксплуатационные характеристики дисков при работе в условиях вибрации, например, в серверах, монтируемых в стойки и сетевых хранилищах данных.
д) SoftSeek — снижает шум актуатора при позиционировании, оптимизируя форму управляющего сигнала, подаваемого на привод головок при перемещении их на большие расстояния;
е) IntelliPark — парковка головок в режиме бездействия (применяется в Caviar Green);
ж) IntelliSeek — подвод блока головок к нужному сектору как раз к моменту его прихода под головку, вместо бешеного полёта к треку и дальнейшего ожидания нужного сектора.

19. Как пользоваться программой wdidle для изменения параметров парковки винчестеров при простое?

wdidle нужно скопировать на загрузочный DOS CD/DVD/флэшку, перевести SATA-контроллер в IDE-режим, на всякий случай отключить другие диски, загрузиться с загрузочного носителя. Далее запустить программу с соответствующими параметрами:
/S — устанавливает таймер на время, после которого диск паркует головки в случае отсутствия обращений к нему, в сотнях миллисекунд (параметр может быть равен от 1 до 255). По умолчанию он равен 80, т.е. 80*100 мс=8000 мс=8 с;
/D — запрещает парковку;
/R — отображает текущее значение таймера;
/? — выводит help утилиты.

20. Что такое технология Advanced Format?

Это технология, используемая при производстве некоторых серий новых террабайтных HDD. Суть её заключается в том, что поверхность дисков делиться на сектора нестандартного размера — 4 КБ против 512 байт обычных. Это хорошо сказывается для работы файлами большого размера и наоборот отрицательно при работе с малыми файлами. Таким образом, такие HDD лучше использовать только для создания файлохранилищ, но не для активной работы с диском, иначе это грозит снижением производительности.

К тому же, для работы таких дисков с Windows XP их форматирование возможно только специальной утилитой WD Align, иначе опять же будет заметно катастрофическое снижение производительности.

21. Как узнать количество пластин и головок в различных винчестерах WD? В спецификациях ничего нет.

WD часто упрекают в непредоставлении информации о количестве головок и пластин в конкретных дисках конечному пользователю. Поэтому приходится добывать эту информацию из обзоров. Вот что удалось узнать:

а) диски объёмом до 160 ГБ:

  • WD400Bx – 1 пластина/1головка;
  • WD800xx – ½;
  • WD1200xx – 2/3;
  • WD1200AAxx – ½;
  • WD1600xx – 2/4;
  • WD1600AAxS (B) – ½;

б) диски объёмом 250-400 ГБ:

  • WD2500xx – 3/6;
  • WD2500AAxS (B) – 2/4, с «В3A», «В4A», «VSA» или «VTA» в модельном номере (MDL) — ½;
  • WD2500AAKX — ?/?;
  • WD2502ABYS — ½;
  • WD2503ABYX — 1/1;
  • WD3000xx — 3/6;
  • WD3200xx — 3/6;
  • WD3200AAxS (B) – 2/4, с «В3A» или «В4A» — ½;
  • WD3200AAKX — ?/?;
  • WD3200AALX — ?/?;
  • WD3202ABYS — ½;
  • WD4000xx — 4/8;
  • WD4000AAxS (B) – 3/5;

в) диски объёмом 500 ГБ:

  • WD5000KS — 4/8;
  • WD5000AAxS (B) – 3/6, с «A7B», «А8В» или «L9A» — 2/4, с «M9A» или «V1A» — ½;
  • WD5000AAKX — ?/?;
  • WD5000AALX — ?/?;
  • WD5001AALS — 2/4;
  • WD5002AALX — ?/?;
  • WD5000AACS – 2/4 и 2/3;
  • WD5000AADS — ½;
  • WD5000ABPS — 2/4;
  • WD5000YS — 4/8;
  • WD5000ABYS — 3/6;
  • WD5002ABYS — 2/4;
  • WD5003ABYX — ½;

г) диски объёмом 600-800 ГБ:

  • WD6000HLHX — 3/?;
  • WD6400AAKS — 2/4, с «H2B» — 2/3;
  • WD6401AALS — 2/4;
  • WD6400AALX — ?/?;
  • WD6402AAEX — 2/3;
  • WD6400AACS — 2/4;
  • WD6400AADS — 2/3;
  • WD6400AARS — 2/3;
  • WD7500AAKS – 4/8;
  • WD7501AALS — 3/5;
  • WD7500AALX — ?/?;
  • WD7502AAEX — ?/?;
  • WD7500AACS – 3/6, с «DB6» — 3/5;
  • WD7500AADS – 2/3;
  • WD7500AYPS — 3/6;
  • WD7502ABYS — 3/5;
  • WD8000AARS — 2/3;

д) диски объёмом 1-1.5 ТБ:

  • WD1001FALS — 3/6, с «E3A» или «U9B» — 2/4;
  • WD1002FAEX — 2/4;
  • WD10EALS — 2/4;
  • WD10EALX — ?/?;
  • WD10EACS – 4/8, с «D6B» — 3/6;
  • WD10EADS – 3/6, с «M2B» — 2/4, с «P8B» — 2/4, 5000 rpm;
  • WD10EARS — 2/4, с «Z5B» — 5000 rpm;
  • WD1000FYPS — 4/8;
  • WD1002FBYS — 3/6;
  • WD1003FBYX — 2/4;
  • WD15EADS — 3/6 и 4/7;
  • WD15EARS — 3/6;
  • WD1501FASS -3/6;
  • WD1502FAEX — ?/?;
  • WD1502FYPS — 3/6;
  • WD1503FYYS — 3/6;

е) диски объёмом 2 ТБ и выше:

  • WD20EADS — 4/8;
  • WD20EARS — 4/8, с «MVWB» — 3/6;
  • WD2002FYPS — 4/8;
  • WD2001FASS — 4/8;
  • WD2002FAEX — ?/?;
  • WD2003FYYS — 4/8;
  • WD25EZRS — ?/?;
  • WD30EZRS — 4/8.

Как устроен жесткий диск? Какие бывают жесткие диски? Какую роль они выполняют в компьютере? Как взаимодействуют с другими компонентами? Какие параметры учитывать при выборе и покупке жесткого диска, вы узнаете из этой статьи.

НЖМД - сокращенное название от "Накопитель на Жестких Магнитных Дисках ". Так же вы встретите английское HDD - и сленговое Винчестер или сокращенно Винт .

В компьютере жесткий диск отвечает за хранение данных. Операционная система Windows, программы, фильмы, фотографии, документы, вся информация, которую вы загружаете в компьютер, сохраняется на жестком диске. А информация в компьютере это самое ценное! Если вышел из строя процессор или видеокарта, их можно купить и заменить. А вот потерянные семейные фотографии из отпуска прошлым летом или данные бухгалтерии небольшого предприятия за год не так-то просто восстановить. Поэтому надежности хранения данных уделяется особое внимание.

Почему же прямоугольная металлическая коробка называется диском? Для ответа на этот вопрос нам нужно заглянуть внутрь и узнать как жесткий диск устроен. На картинке ниже вы можете посмотреть из каких деталей жесткий диск состоит и какие функции выполняет каждая деталь Нажмите для увеличения. (Взято с сайта itc.ua)

Предлагаю так же посмотреть отрывок из передачи канала Discovery о том как устроен и работает жесткий диск.

Еще три факта которые вам надо знать о жестких дисках.

  1. Жесткий диск самая медленная деталь компьютера. Когда компьютер "завис", обратите внимание на индикатор работы жесткого диска. Если он часто мигает или горит непрерывно, значит жесткий диск выполняет команды одной из программ а все остальные простаивают, ожидая своей очереди. Если операционной системе не хватает быстродействующей оперативной памяти для запуска программы, она использует место на жестком диске, что очень сильно тормозит весь компьютер. Поэтому один из способов увеличить скорость работы компьютера - увеличить размер оперативной памяти.
  2. Жесткий диск так же является самой хрупкой деталью компьютера. Как вы узнали из видео, двигатель раскручивает диск до нескольких тысяч оборотов в минуту. При этом магнитные головки "парят" над диском в воздушном потоке, созданном вращающимся диском. Расстояние между диском и головками в современных устройствах составляет около 10 нм. Если в этот момент подвергнуть диск удару или тряске, головка может коснуться диска и повредить поверхность с хранящимися на ней данными. В результате появляются так называемые "badblocks " - нечитаемые области, из-за которых компьютер не может считать какой-нибудь файл или загрузить систему. В выключенном состоянии головки "паркуются" за пределами рабочей области и перегрузки от удара не так страшны жесткому диску. Делайте, пожалуйста, резервные копии важных данных!
  3. Объем жесткого диска зачастую немного меньше того, который указывает продавец или производитель. Причина в том, что изготовители указывают объем диска, исходя из того, что в одном гигабайте 1 000 000 000 байт, в то время как их там 1 073 741 824.

Покупаем жесткий диск

Если вы решили увеличить объем для хранения информации в компьютере подключив дополнительный жесткий диск или заменив старый более вместительным, что вам потребуется знать при покупке?

Во-первых, загляните под крышку системного блока вашего компьютера. Вам необходимо выяснить какой интерфейс подключения жесткого диска поддерживает материнская плата. На сегодняшний день наиболее распространены стандарты SATA и отживающий свой век IDE . Их легко отличить по внешнему виду. На картинке слева показан фрагмент материнской платы, которая оснащена разъёмами обоих видов, но на вашей, скорее всего окажется один из них.

Существует три версии интерфейса SATA . Они отличаются скоростью передачи данных. SATA , SATA II и SATA III со скоростью 1.5, 3 и 6 гигабайт в секунду соответственно. Все версии интерфейсов SATA выглядят одинаково и совместимы между собой. Вы можете подключить их в любой комбинации, в результате скорость передачи данных будет ограничена более медленной версией. При этом скорость работы жесткого диска еще меньше. Поэтому потенциал быстрых интерфейсов сможет раскрыться лишь с появлением новых быстродествующих накопителей.

Если вы решили приобретать дополнительный жесткий диск SATA, проверьте есть ли у вас интерфейсный кабель как на картинке. В комплекте с диском он не продается. (Обычно они комплектуются к материнской плате.) Так же среди разъемов блока питания должен быть хотя один свободный для подключения жесткого диска или вам может понадобится переходник со старого стандарта на новый.

Теперь о самом жестком диске: Главным параметром является, конечно, емкость. Как я упоминал выше, учтите, что она окажется немного меньше заявленной. Для операционной системы и программ требуется 100 - 200 Гигабайт, что по современным меркам совсем немного. Сколько вам может понадобиться дополнительного пространства вы можете определить опытным путем. Большие объемы могут потребоваться,например, для записи видео высокого качества. Современные фильмы в формате HD достигают нескольких десятков Гигабайт.

Кроме этого среди основных параметров указывают:

  1. Форм-фактор - размер диска. Диски размером 1.8 и 2.5 дюйма используются в . Для стационарного компьютера следует приобретать диск 3.5 дюйма. Разъемы SATA у них одинаковые и диск для ноутбука может работать в стационарном компьютере. Но диски маленьких размеров сделаны с упором на компактность и низкое энергопотребление, а по быстродействию уступают более крупным моделям. И стоят при этом дороже.
  2. RPM - скорость вращения диска. Измеряется в количестве оборотов в минуту (RPM - сокращение от revolutions per minute ). Чем больше скорость вращения, тем быстрее диск записывает и считывает информацию. Но при этом потребляет больше энергии. На сегодняшний день наиболее распространены диски с 5400 RPM и 7200 RPM . Более низкие обороты чаще встречаются в дисках для ноутбуков, дисках большой емкости (более двух терабайт) и так называемых "зеленых" дисках, названных так из-за пониженного энергопотребления. Так же существуют жесткие диски со скоростью вращения 10000 RPM и 15000 RPM . Они рассчитаны для работы в высоконагруженных серверах и имеют повышенный ресурс надежности, но и стоят намного дороже обычных.
  3. Производитель . На данный момент на рынке накопителей несколько крупных производителей. Среди них идет довольно жесткая конкуренция, поэтому качеством они ничем не уступают друг другу. Поэтому можете выбирать любое из известных имен: Hitachi, HP, Seagate, Silicon Power, Toshiba Transcend, Western Digital.

Приветствую всех читателей блога . Многих интересует вопрос - как устроен жесткий диск компьютера. Поэтому я решил посвятить этому сегодняшнюю статью.

Жесткий диск компьютера (HDD или винчестер) нужен для хранения информации после выключения компьютера, в отличие от ОЗУ () - которая хранит информацию до момента прекращения подачи питания (до выключения компьютера).

Жесткий диск, по-праву, можно назвать настоящим произведением искусства, только инженерным. Да-да, именно так. Настолько сложно там внутри все устроено. На данный момент во всем мире жесткий диск - это самое популярное устройство для хранения информации, он стоит в одном ряду с такими устройствами, как: флеш-память (флешки), SSD. Многие наслышаны о сложности устройства жесткого диска и недоумевают, как в нем помещается так много информации, а поэтому хотели бы узнать, как устроен или из чего состоит жесткий диск компьютера. Сегодня будет такая возможность).

Жесткий диск состоит из пяти основных частей. И первая из них - интегральная схема , которая синхронизирует работу диска с компьютером и управляет всеми процессами.

Вторая часть - электромотор (шпиндель), заставляет вращаться диск со скоростью примерно 7200 об/мин, а интегральная схема поддерживает скорость вращения постоянной.

А теперь третья, наверное самая важная часть - коромысло , которое может как записывать, так и считывать информацию. Конец коромысла обычно разделен, для того чтобы можно было работать сразу с несколькими дисками. Однако головка коромысла никогда не соприкасается с дисками. Существует зазор между поверхностью диска и головкой, размер этого зазора примерно в пять тысяч раз меньше толщины человеческого волоса!

Но давайте все же посмотрим, что случится, если зазор исчезнет и головка коромысла соприкоснется с поверхностью вращающегося диска. Мы все еще со школы помним, что F=m*a (второй закон Ньютона, по-моему), из которого следует, что предмет с небольшой массой и огромным ускорением - становится невероятно тяжелым. Учитывая огромную скорость вращения самого диска, вес головки коромысла становится весьма и весьма ощутимым. Естественно, что повреждение диска в таком случае неизбежно. Кстати, вот что случилось с диском, у которого этот зазор по каким то причинам исчез:

Так же важна роль силы трения, т.е. ее практически полного отсутствия, когда коромысло начинает считывать информацию, при этом смещаясь до 60 раз за секунду. Но постойте, где же здесь находится двигатель, что приводит в движение коромысло, да еще с такой скоростью? На самом деле его не видно, потому что это электромагнитная система, работающая на взаимодействии 2 сил природы: электричества и магнетизма. Такое взаимодействия позволяет разгонять коромысло до скоростей света, в прямом смысле.

Четвертая часть - сам жесткий диск, это то, куда записывается и откуда считывается информация, кстати их может быть несколько.

Ну и пятая, завершающая часть конструкции жесткого диска - это конечно же корпус, в который устанавливаются все остальные компоненты. Материалы применяются следующие: почти весь корпус выполнен из пластмассы, но верхняя крышка всегда металлическая. Корпус в собранном виде нередко называют "гермозоной". Бытует мнение, что внутри гермозоны нету воздуха, а точнее, что там - вакуум. Мнение это опирается на тот факт, что при таких высоких скоростях вращения диска, даже пылинка, попавшая внутрь, может натворить много нехорошего. И это почти верно, разве что вакуума там никакого нету - а есть очищенный, осушенный воздух или нейтральный газ - азот например. Хотя, возможно в более ранних версиях жестких дисков, вместо того, чтобы очищать воздух - его просто откачивали.

Это мы говорили про компоненты, т.е. из чего состоит жесткий диск . Теперь давайте поговорим про хранение данных.

Как и в каком виде хранятся данные на жестком диске компьютера

Данные хранятся в узких дорожках на поверхности диска. При производстве, на диск наносится более 200 тысяч таких дорожек. Каждая из дорожек разделена на секторы.

Карты дорожек и секторов позволяют определить, куда записать или где считать информацию. Опять же вся информация о секторах и дорожках находится в памяти интегральной микросхемы, которая, в отличие от других компонентов жесткого диска, размещена не внутри корпуса, а снаружи и обычно снизу.

Сама поверхность диска - гладкая и блестящая, но это только на первый взгляд. При более близком рассмотрении структура поверхности оказывается сложнее. Дело в том, что диск изготавливается из металлического сплава, покрытого ферромагнитным слоем. Этот слой как раз и делает всю работу. Ферромагнитный слой запоминает всю информацию, как? Очень просто. Головка коромысла намагничивает микроскопическую область на пленке (ферромагнитном слое), устанавливая магнитный момент такой ячейки в одно из состояний: о или 1. Каждый такой ноль и единица называются битами. Таким образом, любая информация, записанная на жестком диске, по-факту представляет собой определенную последовательность и определенное количество нулей и единиц. Например, фотография хорошего качества занимает около 29 миллионов таких ячеек, и разбросана по 12 различным секторам. Да, звучит впечатляюще, однако в действительности - такое огромное количество битов занимает очень маленький участок на поверхности диска. Каждый квадратный сантиметр поверхности жесткого диска включает в себя несколько десятков миллиардов битов.

Принцип работы жесткого диска

Мы только что с вами рассмотрели устройство жесткого диска, каждый его компонент по отдельности. Теперь предлагаю связать все в некую систему, благодаря чему будет понятен сам принцип работы жесткого диска.

Итак, принцип, по которому работает жесткий диск следующий: когда жесткий диск включается в работу - это значит либо на него осуществляется запись, либо с него идет чтение информации, или с него , электромотор (шпиндель) начинает набирать обороты, а поскольку жесткие диски закреплены на самом шпинделе, соответственно они вместе с ним тоже начинают вращаться. И пока обороты диска(ов) не достигли того уровня, чтобы между головкой коромысла и диском образовалась воздушная подушка, коромысло во избежание повреждений находится в специальной "парковочной зоне". Вот как это выглядит.

Как только обороты достигают нужного уровня, сервопривод (электромагнитный двигатель) приводит в движение коромысло, которое уже позиционируется в то место, куда нужно записать или откуда считать информацию. Этому как раз способствует интегральная микросхема, которая управляет всеми движениями коромысла.

Распространено мнение, этакий миф, что в моменты времени, когда диск "простаивает", т.е. с ним временно не осуществляется никаких операций чтения/записи, жесткие диски внутри перестают вращаться. Это действительно миф, ибо на самом деле, жесткие диски внутри корпуса вращаются постоянно, даже тогда, когда винчестер находится в энергосберегающем режиме и на него ничего не записывается.

Ну вот мы и рассмотрели с вами устройство жесткого диска компьютера во всех подробностях. Конечно же, в рамках одной статьи, нельзя рассказать обо всем, что касается жестких дисков. Например в этой статье не было сказано про - это большая тема, я решил написать про это отдельную статью.

Нашел интересное видео, про то, как работает жесткий диск в разных режимах

Всем спасибо за внимание, если вы еще не подписаны на обновления этого сайта - очень рекомендую это сделать, дабы не пропустить интересные и полезные материалы. До встречи на страницах блога!