Как выбрать жёсткий диск

Для чего компьютеру нужен жесткий диск

Рассмотрим что такое HDD в компьютере, то есть какую роль он играет в ПК. Понятно, что он хранит данные но, как и какие. Здесь выделим такие функции НЖМД:

  • Хранение ОС, пользовательского ПО и их настроек;
  • Хранение файлов пользователя: музыка, видео, изображения, документы и т.д;
  • Использование части объема жесткого диска, для хранения данных не помещающихся в ОЗУ (файл подкачки) или хранение содержимого оперативной памяти во время использования режима сна;

Как видим, жесткий диск компьютера не просто свалка из фотографий, музыки и видео. На нем хранится вся операционная система, и помимо этого ЖД помогает справляться с загруженностью ОЗУ, беря на себя часть ее функций.

Основные моменты в работе HMDD

HDD — это устройство хранения информации по принципу магнитной записи. Информация записывается на пластины, имеющие покрытие ферримагнитным материалом, которые расположены на одной оси. Пластины называют магнитными дисками, а в самом винчестере могут использоваться несколько магнитных пластин.

Запись ровно так же, как и чтение осуществляется при помощи частей подвижной считывающей головки. Хорошим и наглядным примером работы HDD будет сравнение с работой граммофона и его пластинками, но в отличие от его иглы, которая соприкасается с грампластинкой, головка жёсткого диска делает свою работу на расстояние. Само расстояние очень мало, что сквозь воздушный зазор могут пройти частицы пыли или даже табачного дыма.

По мнению экспертов, в прокуренных и запылённых помещения жёсткие диски выходят из строя гораздо чаще.

Головка парит во время работы, а точнее её части для записи и считывания данных, но во время отключения она возвращаются к месту окончанию работы и её же начала, парковочной зоне.

Так же к немаловажной внутренней составляющей жёсткого диска относятся:

Двигатели, предназначенные для вращения магнитных пластин HDD и блок управляющей электроники — руководящий всеми процессами.

Для хранения информации HDD форматируют, то есть он разбит на равные дорожки, которые разбиваются на секторы свою очередь образующие кластеры.

Необходимо знать, что сам жёсткий диск не герметичен, а герметичен его гермоблок, вскрытие которого непременно приведёт к неработоспособности всего жёсткого диска.

Для чего нужен жёсткий диск?

Как уже упоминалось, основное назначение жёсткого диска — постоянное (в отличие от оперативной памяти) хранение виртуальных данных. Разница видна на простом примере: когда компьютер выключается, ОЗУ автоматически очищается, так как не обладает ресурсами для записи; в то же время файлы и незавершённые системные процессы сохраняются на HDD и остаются доступны после очередного включения.

Следовательно, пользователю не нужно каждый раз переписывать информацию на листочек, наносить на перфоленту, скидывать на оптический диск или дискету. Достаточно просто запустить компьютер или ноутбук — и почти мгновенно получить доступ к ранее созданным или просматриваемым данным.

Второе назначение НЖМД — перенос и распространение цифровой информации; в современных условиях возможны несколько вариантов процесса:

  • физический — пользователь записывает данные на жёсткий диск и переставляет его из одного компьютера в другой;
  • виртуальный — сведения распространяются при помощи технологий удалённого доступа, в том числе в «облаках»; в зависимости от выбранных владельцем настроек файлы могут быть доступны как только ему, так и неограниченному числу пользователей по всему миру.

Винчестеры, выполняющие вторую функцию, могут входить в состав так называемых серверов — программно-аппаратных комплексов, обеспечивающих массовый доступ к уникальным, изначально хранящимся только в одном месте данным.

Важнейшая опция жёсткого диска, являющаяся частным случаем первой, — создание среды для запуска и использования на компьютере операционной системы. Именно благодаря НЖМД пользователю нет необходимости каждый раз запускаться с дискеты, CD, DVD или флешки — теперь эта необходимость возникает только при повреждении критически важных данных на HDD или при необходимости переустановки ОС.

Жёсткий диск – принцип работы.

Несущая в себе информационная часть жёсткого диска – отполированный блин или несколько блинов – состоит из миллиардов микроскопических разделов. Каждый из них можно намагнитить (это будет читаться компьютером как «сигнал есть» или 1) и размагнитить («сигнала нет» – 0). Физические законы, известные нам ещё со школы, используются здесь, так как намагниченные и размагниченные области сохраняют свойства, даже если питание компьютера выключить. Жёсткий диск, таким образом, сохранит всё, что вы заставили его запомнить.

Блины жёсткого диска сделаны из прочнейших представителей стекла или алюминиевых сплавов, покрытых мельчайшим слоем металла, который обладает способностью намагничиваться и размагничиваться. На каждый из блинов приходится по две читающие головки с каждой из сторон (в том числе с внутренней). Обе части – рычаг с головкой и блин – приходят в движение во время работы: соленоид заставляет головку «бегать» по поверхности туда-сюда по всей плоскости блина, а сам блин вращается со скоростью, вам известной. Сами головки поверхности не касаются: между ними свободное воздушное или газовое пространство.

Что такое винчестер?

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

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

Узнать модель жесткого диска в BIOS

Если на компьютере отсутствует операционная система или она по каким-либо причинам перестала исправно работать, модель винчестера можно узнать при помощи BIOS. Данная микропрограмм встроена в материнскую плату ПК, потому она способна работать и без всякой ОС. Для получения модели жесткого диска этим способом следуйте инструкции:

  • Выключите компьютер.
  • Вновь включите ПК и сразу же нажимайте клавишу «F2» или «Delete». На экране компьютера должен будет отобразиться пользовательский интерфейс BIOS. Если этого не происходит, возможно, потребуется нажимать другую клавишу (можно уточнить на сайте производителя материнской платы).
  • Название модели жесткого диска может быть приведено в первой же вкладке интерфейса BIOS. Например:

Если на главной странице нужная информация отсутствует, то ее следует искать во вкладке «Boot», «Advanced» или другой. Просто пройдитесь по всем вкладкам интерфейса BIOS.

Узнать, какой жесткий диск стоит на компьютере, также можно путем осмотра его корпуса. На любом винчестере присутствует наклейка, на которой указано название модели, объем, серийный номер и прочая информация.

Жёсткий диск . Эволюция.

Как вы видите, ваш жёсткий диск – устройство не самое простое. Подобранные мельчайшие детали, микроскопические расстояния, огромные скорости вращения и жесточайшие требования к содержанию частиц в воздухе при производстве – всё это делает жёсткий диск настоящим космическим устройством, за работой которого нужно внимательно следить. Однако в качестве готового устройства современный жёсткий диск – очень надёжная вещь, которая способна порой выдерживать даже самые безбашенные нагрузки и пертурбации. Один из моих винчестеров, «случайно» выкинутых с приличной высоты (7 этажей), прекрасно заработал после незабываемого полёта. Но повторять не советую.

Хотите сами установить новый или дополнительный жёсткий диск?

Выбираем и следим за HDD.

На что стоит обратить внимание при покупке? Ответ на вопрос вы уже знаете. Он дан в начале статьи

Определитесь с интерфейсом подключения HDD и подберите по параметрам, указанным выше. В процессе работы не допускайте:

  • Эксплуатации в задымлённой комнате
  • Частого физического форматирования
  • Постукиваний и ударов, особенно во время работы
  • Неправильной работы системы (особенно при включении и отключении компьютера
  • Не играйте сильными магнитами рядом с винчестером

Более подробно как продлить жизнь жёсткому диску, описано в статье “Почему сломался жёсткий диск“.

Как работает жесткий диск

Рассмотрим детальнее особенности, как работает жесткий диск.

После включения контроллер загружает из флэш-памяти часть хранящейся там информации. Обработав ее, отдает приказ о запуске двигателя в гермозоне. Движок раскручивает до нужной скорости шпиндель и закрепленные на нем диски. Когда над блинами образуется достаточно сильный поток воздуха, контроллер дает команду о перемещении блока головок, которые зависают на высоте 10 нанометров над их поверхностью. «Полет» регулируется слайдерами и пружинными подвесками.

Работа головок начинается со считывания информации о состоянии диска с «нулевой дорожки». Если диск серьезно поврежден, винчестер не запустится. После проверки начинается обработка данных.

В режиме записи каждая головка генерирует электромагнитное поле, изменяющее вектор намагниченности на ферромагнитном покрытии диска. Считывая информацию, головка улавливает изменение в магнитном поле и передает соответствующие сигналы в предусилитель. Оттуда они попадают на контактную пластину, далее — в процессор, где и расшифровываются.

После завершения работы диски перестают вращаться, а головки выводятся в парковочную зону. Обычно так называется внешний край блинов. В некоторых моделях роль парковки выполняют специальные пластины вне дисков.

Что такое жесткий диск для компьютера

Винчестер, винт – так может называться постоянное запоминающее устройство компьютера, его основная память. Конструктивно он представляет собой параллелепипед длиной 10-15 см, шириной 7-10 см, толщиной 0,7-3 см. Различают встроенные в корпус ноутбука или настольного компьютера диски, и внешние, которые подключаются к компьютеру по USB-кабелю. При создании первых микроконтроллеров с применением микропроцессора применялись постоянные запоминающие устройства на микросхемах, стирание информации в которых производилось ультрафиолетовым облучением.

Создание ПК потребовало разработки устройства быстрой записи, считывания информации. Первые HDD (Hard Disk Drive) созданы по аналогии с виниловыми пластинками – в корпусе находится несколько дисков с магнитным покрытием на вращающемся шпинделе, считывающая и записывающая головка, работающая по принципу магнитной головки магнитофона, механизм ее позиционирования, интерфейс связи с материнской платой. Совсем недавно появились твердотельные накопители больших объемов информации SSD, которые идут на смену HDD, но они пока не сильно распространены ввиду дороговизны.

HDD

Технология производства HDD накопителей на жестком магнитном диске для компьютера совершенствуется несколько десятков лет. Сейчас массово используются HDD размером от 1 Тб и выше, стоимость которых от 3000 рублей. Дальнейший рост емкости памяти магнитных накопителей ограничен их размерами и технологическими возможностями. Серьезным их недостатком являются подвижные механические элементы, по вине которых выходит из строя все устройство при встрясках. HDD являются более дешевыми, чем объясняется их популярность для обычных домашних компьютеров.

SSD

Магнитные HDD не имели альтернативы до 2009 года, когда было предложено новое устройство хранения больших объемов информации – Solid State Drive (SSD). Основанный на применении микросхем, которые могут располагаться, как на материнской плате, так и в отдельном корпусе, этот тип накопителя появился в серийных детских компьютерах тайваньской компании Quanta Computer с 2007 года в качестве флэш-памяти. Затем уже ASUS начал комплектовать SSD-устройствами линейку нетбуков серии EEE PC 700. Плюсами этой технологии являются:

  • беззвучная работа;
  • высокая производительность накопителя;
  • маленькие размеры;
  • низкое энергопотребление.

SSHD

На стыке двух технологий – старой HDD и инновационной SSD-памяти появился их гибрид – SSHD (Solid State Hybrid Drive). Он представляет из себя жесткий HDD, которому добавлена быстрая флэш-память MLC для организации быстрого и мощного кэша для хранения операционной системы и часто используемых пользователем программ. Объем кэша сейчас устанавливается размером до 8 Гб. При обращении к устройству памяти вначале информация ищется в кэше, и только при ее отсутствии – производится обращение к HDD-памяти. Результатом такой гибридизации является рост скорости работы на 30-40 %.

Нюансы выбора

HDD

Кроме выбора по объему и цене, у жестких дисков нужно обратить внимание на ряд параметров.

Первое — это скорость вращения шпинделя: скоростные на 7200 оборотов лучше всего подойдут под систему, игры; диски с 5400 об/мин удобнее для хранения файлов.

Также HDD отличаются по позиционированию: для ПК, NAS, серверные и для систем видеонаблюдения. В принципе любые диски с интерфейсом SATA можно поставить в ПК, но специализированные будут стоить немного дороже.

У компании WD предусмотрена даже цветовая дифференциация дисков.

Обратите внимание, что HDD формата 2,5” хоть традиционно и устанавливаются в ноутбуки, но их можно поставить и в ПК, если цена будет меньше, то почему бы и нет.

При наличии в сборке SSD накопителя, вместо внутреннего HDD можно приобрести внешний вариант с подключением через USB 3.0. В скорости вы при этом не теряете, подключать можете по необходимости и легко пользоваться файлами на любом ПК или ноутбуке.

SSD

Большое влияние на выбор, а также и на его цену, оказывает используемый контроллер.

Одинаковые по характеристикам накопители в зависимости от контроллера будут отличаться по своим возможностям – требуется ли для работы микросхема буферной памяти или нет; имеется поддержка PCI-E или только SATA; количество ядер, каналов, технологии коррекции ошибок, отработка команды TRIM и т.д.

Все это будет влиять на скоростные характеристики. Как правило, производитель указывает максимальные скорости, достигнутые в идеальных условиях. Как они изменяются при заполнении накопителя более 50%, на сколько просядет скорость записи после заполнения буфера или после удаления большого объема файлов – в этом различия накопителей разных моделей.

В бюджетных накопителях можно встретить контроллеры JMicron, предназначенные для шины SATA. JMF670H – одноядерный процессор, работает только с памятью MLC, для него требуется отдельная микросхема буферной памяти.

Обзор и тест SSD Transcend SSD340K TS256GSSD340K

Еще один бюджетный производитель — компания Silicon Motion, выпускающая весь набор для сборки SSD. Контроллеры с поддержкой SATA — SM225х и с поддержкой PCI-E — SM226х, а также SM227х для корпоративной среды. Очень распространённые контроллеры среди всех брендов, занимающихся выпуском SSD.

Обзор и тест NVMe SSD накопителя ADATA XPG GAMMIX S11 Pro 512GB

У компании Marvell модельный ряд контроллеров более разнообразен. 88SS10хх и 88SS11хх поддерживают как SATA, так и PCI-E интерфейсы. Самые современные модели 88SS132х поддерживают PCIe Gen4. Данный производитель отметился высоким качеством и надежностью, накопители на данных контроллерах можно брать без сомнений, они подразумевают высокий уровень производительности.

Phison – данные контроллеры хорошо известны пользователям и широко распространены. Хоть и относится к бюджетным, но достаточно надежный и проверенный производитель.

Модели с поддержкой только SATA — серия PS3111x-S1x, PCIe 3.0 – PS50xx-Ex, и PCIe 4.0 — PS501x-E1x. Контроллеры успешно развиваются, совершенствуются, активно наступают на пятки более именитым производителям.

Обзор M.2 NVMe-накопителя Corsair Force Series Gen.4 PCIe MP600 500GB

Ранее очень известные контроллеры SandForce, уже не выпускаются. Компанию купила Seagate  выпускает собственные контроллеры для своего производства.

Компания Toshiba, купившая бренд OCZ, выпускает собственные контроллеры на основе модификаций от Marvell, Phison или SandForce. Самостоятельно выпускает накопители под брендом Toshiba или OCZ- добротные и надежные решения.

Обзор и тестирование SSD-накопителя Toshiba TR200 емкостью 240 ГБ

Также модификацией сторонних контроллеров занимается компания Intel.

Ну и самый предпочтительный на сегодня вариант SSD накопителей, может считаться эталонным, к которому стремятся прочие производители – Samsung. Собственные контроллеры – Polaris и Phoenix, самостоятельное производство, быстродействующие и надежные

Если бюджет позволяет, то на них стоит обратить внимание в первую очередь.

Многие производители оснащают свои накопители формата М.2 радиаторами для отвода тепла, также радиаторы для данного слота могут присутствовать на материнских платах.

Обзор NVMe-накопителяWestern Digital Black SN750 объемом 500 Gb

В обзорах обращаем внимание на минимальные скорости при линейной записи. В бюджетных накопителях она может просаживаться после заполнения буфера до пропускной способности памяти 100-200 Мб/сек, что соответствует скоростям HDD

На скрине ниже мы видим как 1600 превращается в 200 Мб/сек.

Обзор и тестирование накопителя Goodram PX500 NVMe PCIe Gen 3 ×4 на 512 ГБ

Неисправности жесткого диска

Случайное или ошибочное форматирование дисков, повреждения файловой системы, повреждение разделов в диске относят к логическим ошибкам. Такие неисправности жесткого диска «лечатся» программными методами и нет необходимости вмешиваться в устройство винчестера.

Аппаратные сбои требуют ремонта внутренних элементов и не всегда есть гарантия успеха.

Повреждение поверхности диска. Могут быть результатом износа либо ударов головки о поверхность, попадания на диск частиц пыли после разгерметизации корпуса. Чтение информации обычным способом с таких участков невозможно. Существует вероятность разрушения головки из-за трения и последующего перегрева. Ремонт невозможен, можно попытаться считать информацию при помощи специальных программ и перенести на резервный носитель.

Неисправность контроллера. Обычно является следствием короткого замыкания из-за попадания на поверхность платы влаги или пыли. Ремонтируется перепайкой части контактов, заменой поврежденных микросхем или самой платы.

Неисправности двигателя. Основных причин две: повреждение обмоток вращающего шпиндель двигателя и заклинивание самого шпинделя. В первом случае есть возможность заменить двигатель без разбалансировки дисков. Во втором — пытаются расклинить вал, что получается не всегда. В случае неудачи диски перемещают в донорский корпус, после чего могут возникнуть проблемы с балансировкой.

Неисправности головок. Иногда при внезапном выключении напряжения головки не успевают уйти в парковочную зону и опускаются на диск. Его поверхность и слайдеры «слипаются» и при повторном включении диск не запустится. Для отделения головок существуют специальные съемники. После операции на поверхности диска остаются нечитаемые «пятна», а сами головки могут быть повреждены.

Причиной разрушения головок могут быть удары о поверхность диска, попадание между головкой и диском частиц пыли, сильное сотрясение. В случае поломки одной или нескольких головок проводится попытка считывания информации при помощи оставшихся. Таким способом возможно восстановить от 20 до 70% объема памяти. Метод подходит для считывания лишь небольших файлов.

Причиной выхода из строя всего блока головок чаще всего становится сгорание предусилителя. Для восстановления памяти проводится пересадка ББМБМГ. Процедура ювелирная и дорогая.

Некоторые дополнительные параметры

Говоря о том, что представляет собой принцип работы жесткого диска и какие параметры влияют на его функционирование, нельзя обойти стороной и некоторые дополнительные характеристики, от которых может зависеть быстродействие или даже срок эксплуатации устройства.

Здесь на первом месте оказывается скорость вращения, которая напрямую влияет на время поиска и инициализации (распознавания) нужного сектора. Это так называемое скрытое время поиска – интервал, в течение которого необходимый сектор поворачивается к считывающей головке. Сегодня принято несколько стандартов для скорости вращения шпинделя, выраженной в оборотах в минуту со временем задержки в миллисекундах:

  • 3600 – 8,33;
  • 4500 – 6,67;
  • 5400 – 5,56;
  • 7200 – 4,17.

Нетрудно заметить, что чем выше скорость, тем меньшее время затрачивается на поиск секторов, а в физическом плане – на оборот диска до установки для головки нужной точки позиционирования пластины.

Еще один параметр – внутренняя скорость передачи. На внешних дорожках она минимальна, но увеличивается при постепенном переходе на внутренние дорожки. Таким образом, тот же процесс дефрагментации, представляющий собой перемещение часто используемых данных в самые быстрые области диска, — не что иное, как перенос их на внутреннюю дорожку с большей скоростью чтения. Внешняя скорость имеет фиксированные значения и напрямую зависит от используемого интерфейса.

Наконец, один из важных моментов связан с наличием у жесткого диска собственной кэш-памяти или буфера. По сути, принцип работы жесткого диска в плане использования буфера в чем-то похож на оперативную или виртуальную память. Чем больше объем кэш-памяти (128-256 Кб), тем быстрее будет работать жесткий диск.

Диспетчер устройств

Приложение «Диспетчер устройств» отображает список всех встроенных в материнскую плату и внешне подключаемых к компьютеру устройств, включая жесткие диски. При помощи этой системной программы можно быстро узнать модель установленного винчестера, что впоследствии позволит получить о нем более подробную информацию:

  • Чтобы запустить «Диспетчер устройств», кликните правой кнопкой мыши по значку «Мой компьютер» или «Этот компьютер» и выберите пункт «Свойства». В левом верхнем углу открывшегося окна найдите и кликните по элементу «Диспетчер устройств».
  • На экране отобразится список с различными категориями устройств. Нас интересует раздел «Дисковые устройства». Раскройте его.
  • После последнего действия на экране будут отображены названия моделей подключенных к компьютеру жестких дисков.

Чтобы получить все остальные сведения о жестком диске, просто введите название его модели в поисковую строку любого поисковика. В первых же строчках результата поиска будут приведены ссылки, по которым можно будет получить подробную информацию по той или иной модели винчестера.

Доклад №2

Жесткий диск компьютера (другое, более устаревшее и забытое название «винчестер») – это устройство, предназначенное для хранения информации. Основой  его функционирования является магнитная запись.

Информация  записывается на пластины из стекла и алюминия, покрытые слоем специального материала. Пластин на одной оси имеется несколько. Считывающие головки начинают двигаться благодаря потоку воздуха, который образуется при сильном вращении.

Можно сказать, что принцип работы этого устройства схож с работой  известных нам из не такого уж далекого прошлого, магнитофонов.

Однако между этими устройствами существуют и различия.

Головки на основе эффекта гигантского магнитного сопротивления начали появляться еще в 90-х, впоследствии они сменились на устройства туннельного магниторезисторного эффекта.

Следует сказать, что со стремительным развитием технологий, менялись виды, типы, марки жестких дисков, их объем становился все больше и больше. Потому, глядя на современную модель устройства, довольно сложно представить то время, когда люди радовались его скромному предшественнику.

Способы записи информации на жесткий диск бывают различными. Среди них метод перпендикулярной записи, продольной записи, тепловой магнитной записи и так далее.

Процесс продольной записи состоит в том, что данные переносятся на устройство с помощью маленькой головки, которая способна намагнитить миллиарды доменов. Вектор доменов в данном случае расположен продольно относительно поверхности диска.

Перпендикулярная запись подразумевает вертикальные домены, причем, используется двоичная система, в зависимости от направления намагниченности. Следует отметить, что магнитные поля в этом случае более сильны, что рождает преимущества по сравнению с первым методом.

В 2010-м году был реализован метод тепловой магнитной записи, основой которых является точечный нагрев диска, который позволяет предавать намагничиванию даже самые мелкие поверхности.

Казалось бы, такой  вид записи, как черепичная магнитная запись, имеет одни лишь преимущества. Однако, это не так. Данная технология значительно усложняет перезапись данных, что является существенным минусом.

Относительно характеристик, жесткие диски классифицируются по: форм-фактору, емкости, физическому размеру, времени произвольного доступа, скорости вращения шпинделя, надежности, количеству операций ввода – вывода в секунду, объему буфера, уровню шума и многим другим показателям.

Жесткий диск состоит из гермозоны, устройства позиционирования, блока электроники и.т.д.

В целом, в наше время данное устройство уже не является средством удивления кого-либо, оно довольно прочно вошло в обиход каждого пользователя компьютерной техники.

7 класс по информатике

Скорость SSD и HDD

https://youtube.com/watch?v=7mkUz4w3y-M

Да, именно за этот показатель переплачивает пользователь, когда отдает предпочтение SSD-хранилищу. Его скорость многократно превосходят показатели, которыми может похвастать HDD. Система способна загружаться всего за несколько секунд, на запуск тяжеловесных приложений и игр уходит значительно меньше времени, а копирование больших объемов данных из многочасового процесса превращается в 5–10 минутный.

Единственное «но» — данные с SSD накопителя удаляются настолько же быстро, насколько копируются. Поэтому при работе с SSD вы можете просто не успеть нажать кнопку отмена, если однажды внезапно удалите важные файлы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector