HDD жесткий диск

---

Что такое HDD? Одна из наиболее важных функций вычислений — одна из наименее понятных. Жесткий диск лежит в основе любого компьютера, и все же многие потребители не осознают сложности различных компонентов, из которых состоит жесткий диск. Давайте заглянем внутрь накопителя и объясним некоторые основы, для этого мы исследуем различные типы жестких дисков и способы их использования.

Что такое HDD — внешние и внутренние диски

Прежде всего, если вы хотите хранить данные, вам понадобится жесткий диск. Внутренние жесткие диски — это винчестеры, которые помещаются в корпус настольного компьютера, ноутбука, или серверного массива. То есть они в основном предназначены для встраивания в компьютер или сервер.

Если вы хотите заменить жесткий диск «внутри» настольного компьютера или ноутбука, то вам потребуется именно внутренний жесткий диск. Некоторые люди используют серверы для хранения информации с нескольких внутренних жестких дисков, как правило, для бизнес-приложений, работающих на большие расстояния. Мы немного поговорим о внутренних жестких дисках, используемых внутри корпусов или массивов NAS.

Внешние HDD работают немного иначе. Жесткие диски такого типа обычно предназначены для портативности. Большинство компактных ультрабуков в наши дни имеют ограниченное пространство на жестком диске. Портативный внешний жесткий диск может дать вам дополнительное место для хранения данных, в котором вы так остро нуждаетесь, особенно при доступе к фото, видео или аудио файлам.

Портативные внешние накопители HDD легко помещаются в кейсы, сумки и рюкзаки. Некоторые внешние накопители (называемые флеш-накопителями) могут поместиться даже в кармане или на связке ключей. Эти флеш-накопители имеют гораздо меньшую емкость (128 ГБ — это норма, хотя некоторые производители, как сообщается, преодолевают барьер в 1 ТБ), и они намного портативнее.

Что такое HDD — тип и механика

Так как же работает жесткий диск HDD? В чем разница между жестким диском, флешкой и твердотельным накопителем?

Традиционный жесткий диск

Традиционный жесткий диск HDD состоит из очень тонких пластин покрытых магнитным носителем, на котором данные хранятся в виде магнитных шаблонов. Каждая пластина на жестком диске может содержать миллиарды бит данных, а три или более пластин накладываются друг на друга.

Шпиндель, который проходит через центр каждой пластины, вращает пластины с невероятной скоростью (от 5400 до 15 000 оборотов в минуту), в то время как головки чтения/записи на каждой стороне пластины считывают данные. При работе головка не касается пластин, а как бы парит над ними создавая воздушный зазор.

Какие недостатки у традиционного жесткого диска? Диски со скоростью 15 000 об/мин обычно зарезервированы для серверов бизнес-приложений, где скорость и стабильность имеют первостепенное значение. Также следует проявлять большую осторожность при работе с любым агрегатом со шпиндельным приводом.

Падения и удары могут нарушить работу вращающегося привода, что приведет к его поломки. Тепловыделение всегда является проблемой, как и вес — традиционный жесткий диск может увеличить вес любого портативного компьютера.

Твердотельные накопители

Твердотельные накопители (SSD) представляют собой относительно новую и все более набирающую популярность технологию. Почему? Ну, SSD использует флэш-память, а это означает, что информация хранится в ячейках на поверхности диска, и доступ к ней осуществляется с помощью печатной платы (PCB).

Кроме того, в твердотельном накопителе нет движущихся частей, а это значит, меньше возможностей для сбоев. Отсутствие движущихся частей также означает, что тепловая сигнатура на SSD значительно снижена, что делает ваш Ultrabook ™ намного удобнее для использования на коленях, чем традиционный ноутбук.

Твердотельный накопитель также намного легче традиционного жесткого диска HDD, что заметно снижает вес вашего компьютера. Внутренние твердотельные накопители доступны во многих различных формах и размерах. Первый — это 2,5-дюймовый SSD-накопитель, обычно используемый в ноутбуках.

Затем идет супер тонкий 2,5-дюймовый SSD SATA, который тоньше, чем ранее упомянутый 2,5-дюймовый SSD. Поскольку ультрабуки еще тоньше ноутбуков, они обычно используют твердотельные накопители mSATA, которые меньше, чем оба ранее упомянутых форм-фактора. Если вы хотите иметь еще тоньше, то есть форм-фактор M.2, в сравнении с которым даже SSD mSATA выглядит гигантским.

Твердотельные накопители PCIe

Увеличьте скорость и производительность своей рабочей станции с помощью твердотельного накопителя PCIe (PCIe SSD). Используя SSD PCIe, вы обойдете ограничения SATA и подключитесь через слот PCIe. Поскольку PCIe предлагает архитектуру «точка-точка», она обеспечивает более высокую скорость передачи данных. Это делает твердотельные накопители PCIe полезными для высокопроизводительных задач, таких как редактирование видео 4K. Твердотельные накопители PCIe можно найти на рабочих станциях Apple Mac Pro и HP Z.

Гибридные диски

Новейшие устройства хранения данных — это гибридные жесткие диски, они сочетают в себе емкость шпиндельных дисков и скорость твердотельных накопителей. Как это? Они включают в свой состав небольшой SSD, встроенный в физический жесткий диск. Этот меньший SSD обычно используется для кэширования.

Маленький SSD позволяет вам получить доступ к вашим наиболее часто используемым программам или к тем, которые вы назначаете как программы, которые вам нужны для быстрого доступа. В кеше хранится информация, поэтому вам не придется тратить время на ее поиски, раскручивая шпиндель. Это сокращает время загрузки и время запуска программы.

Что такое HDD — флэш-накопители USB

Другой носитель данных — это USB-накопитель. Эти небольшие незаметные диски работают по тем же принципам, что и твердотельные накопители.

Они также используют технологию ячеек для стирания и записи данных с помощью так называемого транзистора с «плавающим затвором». Этот транзистор имеет два «затвора» или двухпозиционных переключателя, которые преобразуют электрические сигналы в двоичные 00 и 01. Флеш-накопители большого размера (64 ГБ и больше) стали чрезвычайно популярными.

Негативной стороной является то, что флеш-накопители, хотя и очень полезны, но не предоставляют большой емкости для хранения данных как у жестких дисков или даже твердотельных накопителей. Кроме этого, из-за их небольшого размера их очень легко потерять. Тем более, если вы используете что-то меньшее, чем USB 3.0, скорость передачи может быть удручающей.

Решения для хранения данных

Обратите внимание, что не все внутренние жесткие диски должны физически находиться внутри вашего хост-компьютера. Они могут продаваться отдельно и установлены в корпусе, в котором обычно размещается несколько жестких дисков. В отличие от сервера, который имеет дополнительные функции аппаратного и программного обеспечения для обслуживания ваших данных, корпус — это просто оболочка, которая содержит жесткие диски и может быть присоединена к вашему главному компьютеру.

Вы можете купить внутренние жесткие диски отдельно от корпуса или в наборах, которые включают себя корпус и жесткие диски. Некоторые корпуса имеют уже встроенные жесткие диски; для гибкости использования вам нужен корпус с возможностью горячей замены жестких дисков, что означает, что вы можете вставлять или извлекать накопители в любое время, в то время как компьютерная система, использующая их, продолжает работать.

Есть также сетевое хранилище(NAS) массивы. Вы храните жесткие диски на мини-сервере, и эта информация возвращается вам через домашнюю или офисную сеть. Преимущество сервера NAS заключается в возможности хранения необходимого вам объема данных. Заменяя жесткие диски или добавляя к серверу NAS (некоторые из них могут содержать до 12 жестких дисков), ваши возможности хранения безграничны.

Даже с небольшим домашним NAS-сервером вы можете легко хранить миллионы фотографий, огромное количество аудио и видео, а также любую другую часть вашей цифровой жизни, которая тусуется по дому. Серверы NAS отлично подходят для людей, которые делятся своими цифровыми файлами с другими, поскольку вы можете получить доступ к серверу NAS через подключение к Интернету.

В системах NAS может быть место как для традиционных жестких дисков, так и для твердотельных накопителей. Приобретая NAS-сервер, задайте себе два важных вопроса:

RAID

Еще одна вещь, которую следует учитывать при покупке жестких дисков или массивов NAS, — это безопасность. Вы хотите, чтобы ваша информация была в безопасности, вы хотите, чтобы диски были надежными, и вы не хотите, чтобы однажды возвратившись домой и обнаруживаете, что критически важный диск вышел из строя, и вы потеряли всю информацию на нем.

Давайте поговорим о резервном массиве независимых дисков или, для краткости, RAID. Проще говоря, конфигурации RAID позволяют защищать данные несколькими способами на нескольких жестких дисках.

Уровень RAID 0: чередование

Чередование может повысить пропускную способность диска, потому что оно не дублирует никакие данные, а просто проталкивает их по конвейеру. Все диски работают на одном уровне, но ваши данные никогда не копируются.

Уровень RAID 1: зеркалирование

Зеркальное отображение делает то же самое, что и чередование, быстро проталкивая данные, но дублирует данные на другом диске, поэтому в случае сбоя диска вы всегда можете восстановить данные с незатронутого диска.

Уровень RAID 3

RAID уровня 3 распределяет информацию по нескольким дискам, но использует один диск для хранения основной информации. Это позволяет вам выполнить восстановление после сбоя данных, но только в случае отказа одного диска (он восстанавливается с использованием «фрагментов» данных с других дисков. Однако, если выходит из строя более одного диска, вы можете потерять все данные. Требуется аппаратное ускорение на главной машине.

Уровень RAID 5: Распределенная четность

Хотя этот уровень похож на уровень 3, однако его лучше всего использовать для данных, распределенных небольшими порциями. Большие потоки информации могут снизить производительность и безопасность.

Уровень RAID 0 + 1 (также известный как RAID 10)

Комбинация уровней RAID, также является наиболее затратной. Один диск зеркально отображается на нескольких альтернативных дисках, и информация остается в безопасности даже в случае сбоя диска, если отказавший диск не является зеркальным. Например, у вас есть пульт, который управляет несколькими устройствами. Если продукт не работает, вы можете использовать другие, но если выйдет из строя пульт, то ничего не работает.

Скорость передачи данных

Итак, у вас есть все эти данные и отличный большой жесткий диск для их хранения. Теперь, как передать эти данные из точки А в точку Б?

Большинство внутренних дисков, будь то жесткие со шпинделем или твердотельные, используют интерфейс SATA для подключения к контроллеру в вашем оборудовании. Эти интерфейсы определяют скорость и возраст вашего жесткого диска. Диски SATA I имеют пропускную способность 150 Мбит/с, скорость шины 1500 МГц и скорость передачи сигнала 1,5 Гбит/с.

Это означает, что более медленный интерфейс SATA I на вашем компьютере может передавать только на этих скоростях. Более новый и вдвое быстрее SATA II, с пропускной способностью 300 Мбит/с, скоростью шины 3000 МГц и скоростью сигнала 3,0 Гбит/с. Но есть еще быстрее, это SATA III, который в четыре раза быстрее, имеет пропускную способность 600 МБ/с, скорость шины 6000 МГц и скоростью сигнала 6,0 Гбит/с.

Это не обязательно означает, что скорость передачи SATA III (иногда называемая SATA 6 Гбит/с) составляет 6 Гбит/с; в конце концов, ваша персональная конфигурация, а также тип и объем данных, которые вы пытаетесь переместить, могут ограничивать эти скорости, тем не менее, он способен передавать данные гораздо быстрее, чем его предшественники.

Внешние диски передают информацию немного иначе, используя при этом внешний протокол, такой как USB или Thunderbolt. USB 3.0 может похвастаться скоростью передачи 5 Гбит/с, а Thunderbolt удваивает эту скорость — 10 Гбит/с. Теоретически 10 Гбит/с означает, что вы можете передать полноразмерный фильм HD менее чем за 30 секунд.

Мы говорим «теоретически», потому что достижение максимальной производительности любого протокола передачи всегда является несколько не точными. Что угодно может изменить пропускную способность данных, от размеров файлов, конфигурации программного обеспечения или даже скорости обработки или оперативной памяти вашего компьютера.

Если у вас есть компьютер с Thunderbolt в качестве опции, вы должны использовать его. Независимо от скорости, это было бы намного лучше, чем использование USB 2.0, максимальная скорость которого составляет 480 Мбит/с. В приведенной выше таблице показано сравнение различных скоростей различных протоколов передачи.

Итак, теперь вы знаете все о жестких дисках или почти все, но знаете ли вы, на что обращать внимание при их покупке? Вы покупаете его в подарок или для домашнего использования? Вам нужно много места для хранения или просто дополнительное хранилище для уже переполненного ноутбука или настольного компьютера? Вам нужен доступ через вашу сеть или просто устройство plug-and-play? Когда вы сможете ответить на эти вопросы, вы будете на пути к хорошей покупке оборудования.