Как пишется жесткий диск. Подробно и просто о жестком диске он же HDD(hard disk drive)

Здравствуйте! Наконец я нашёл время порадовать вас новым материалом! Извиняюсь, что так долго не писал. Дело в том, что я работал над одним проектом, о котором в будущем ещё расскажу (подпишитесь на обновления блога).

Почему приходится покупать новый жесткий диск? У каждого могут быть свои причины, но в основном это значит, что скорость работы и загрузка программ заметно уменьшились, или не хватает места для записи новой информации на компьютер. Какая бы причина ни побудила к покупке нового жесткого диска, каждому есть, над чем подумать, прежде чем сделать покупку. Так давайте же разберёмся как выбрать жесткий диск для компьютера и что нужно принять во внимание перед покупкой. А ниже разберём реальный пример покупки жесткого диска. Ведь скоропостижное и необдуманное решение может привести к тому, что новый HDD не удовлетворит ваши потребности.

Как выбирать жесткий диск для компьютера

Жёсткие диски бывают внутренними, которые устанавливаются в компьютер, и внешними. Внутренние бывают обычными (размера 3,5” для компьютеров) и для ноутбуков (форм-фактора 2,5”). В этой статье речь пойдёт именно о внутренних дисках.

Объем жесткого диска

Ушли в прошлое диски с 40 или 80Гб памяти. Сейчас на рынке объем жесткого диска измеряется сотнями гигабайтов и терабайтами. Какой объем диска необходимо выбрать? Многое зависит от того, какая работа делается на компьютере, и сколько места вам действительно необходимо. За больший объем приходится и платить больше. Лучше исходить из реальных потребностей с 20-50% запасом, а не из того, какой объем диска установил ваш друг или сосед, поскольку ему, возможно, на самом деле нужен большой объем.

Учитывая то, что жестких дисков с объёмом меньше 500Гб уже не встретишь в магазинах, то будем считать, что это минимально достаточный объём. Столько места достаточно для обычного домашнего использования, для работы и для проведения досуга. Если нужно скачивать большие объёмы информации из интернета, например торренты, и если вы устанавливаете увесистые игры, то берите диск ёмкостью от 1Тб. Диски ещё большего размера пригодятся тем, кто хранит большие архивы. Ну в общем они сами знают зачем им такой диск 🙂

Меня иногда спрашивают сколько в 1 гигабайте мегабайт, или сколько гигабайт в терабайте. Тут всё просто, но с приколом. На самом деле в одном килобайте 1024 байт, т.е. 1К=1024Б. В одном мегабайте 1024 килобайт, в одном гигабайте 1024 мегабайт, и в одном терабайте 1024 гигабайт. Но производители жестких дисков пошли на небольшую хитрость и приняли за множитель не 1024, а число 1000, якобы чтобы покупатели не путались 🙂

Ага, круто! Только теперь, установив накопитель ёмкостью, скажем, 500Гб, мы увидим доступных только 465Гб! Потому что компьютер по-прежнему считает гигабайты как положено!

Вот такой конфуз, поэтому не надо бежать отдавать жёсткий диск обратно в магазин, ведь вы теперь знаете сколько мегабайт в одном гигабайте.

Как выбрать жесткий диск по объёму думаю понятно, однако хочу предостеречь от покупки диска с объёмом больше 2Тб. Если ваша материнская плата под управлением обычного БИОСа, то больше 2Тб вы всё равно не увидите! Для таких моделей требуется наличие UEFI вместо БИОСа. Чтобы это проверить и внимательно ознакомьтесь с его интерфейсом и настройками в меню «Boot». Если будет встречаться слово «UEFI», то считайте что вам повезло 🙂 Либо просто почитайте инструкцию к материнской плате компьютера.

Но всё ли ограничивается объемом диска? Нет, есть еще один важный момент – скорость.

Скорость работы жесткого диска

Диск с большим объемом еще не гарантирует быструю загрузку программ. Он всего лишь позволяет вместить больше информации. За скорость загрузки программ и их выполнение отвечает скорость самого жесткого диска. Хотя, в принципе, косвенно ёмкость тоже влияет на скорость. Т.к. чем больше объём, тем выше плотность записи, и, соответственно нужно меньше времени чтобы прочитать блок данных. Проще говоря, диск большого объёма почти всегда будет быстрее, чем диск меньшего объёма при прочих равных.

Многие из вас знают, что вся информация на компьютере, представленная в виде файлов и папок, хранится на жестком диске. А вот, что такое жесткий диск и для чего он предназначен, правильно ответят не многие. Людям, далёким от программирования очень тяжело представить, каким образом можно хранить информацию на какой-то железяке. Это ведь не шкатулка и не лист бумаги, на котором можно эту самую информацию можно записать и спрятать в шкатулку. Да, жесткий диск это не шкатулка с письмом.

Жесткий диск (HDD, HMDD-от англ. hard (magnetic) disk drive) – это магнитный носитель информации. На компьютерном сленге его называют «винчестер». Он предназначен для хранения информации в виде фотографий, картинок, писем, книг различных форматов, музыки, фильмов, и т.п. Внешне это устройство совсем не похоже на диск. Скорее оно похоже на небольшую прямоугольную железную коробочку.

Внутреннее устройство жесткого диска похоже на старый проигрыватель виниловых пластинок.

Внутри этой металлической коробочки есть круглые алюминиевые или стеклянные пластины-диски, находящиеся на одной оси, по которым перемещается считывающая головка. В отличие от проигрывателя, головка жесткого диска в рабочем режиме не касается поверхности пластин.

Для удобства работы жесткий диск делят на несколько разделов. Это разделение условное. Осуществляется такое при помощи операционной системы или специальными программами. Новые разделы называют логическими дисками. Им присваиваются буквы С, D, E или F. Обычно устанавливается на диск C, а файлы и папки хранят на других дисках, чтобы при крахе системы ваши файлы и папки не пострадали.

Посмотрите видеоролик о том, что такое жесткий диск:

Основные характеристики жестких дисков

• Форм-фактор – это ширина жесткого диска в дюймах. Стандартный размер для настольного компьютера 3.5 дюйма, а для ноутбуков 2.5 дюйма;
• Интерфейс – в современных компьютерах используется подключения к материнской плате SATA различных версий. SATA, SATA II, SATA III. В старых компьютерах используется интерфейс IDE.
• Ёмкость – это максимальное количество информации, которое может хранить жесткий диск, измеряется в гигабайтах;
• Скорость вращения шпинделя – это количество оборотов шпинделя в минуту. Чем больше скорость вращения диска, тем лучше. Для операционных систем необходимо ставить диски от 7 200 об/мин и выше, а для хранения файлов можно устанавливать диски с меньшей скоростью.
• Время наработки на отказ – это среднее время безотказной работы, расчитанное производителем. Чем оно больше, тем лучше;
• Время произвольного доступа — это среднее значение времени, требуемое головке для позиционирования на произвольном участке пластины. Величина не постоянная.
• Ударостойкость – это способность жесткого диска переносить смену давления и удары.
• Уровень шума, который издает диск во время работы, измеряется в децибеллах. Чем он меньше, тем лучше.

Сейчас уже есть диски SSD (solid-state drive в простом переводе — твёрдотельный накопитель), которые не имеют ни шпинделя, ни пластин. Это запоминающее устройство на основе микросхем памяти.

SSD-диски совершенно тихие и имеют очень хорошую скорость чтения и записи. Но они пока очень дорогие и не очень надежные, поэтому их устанавливают только под операционные системы, а для хранения файлов используют жесткие диски IDE и SATA.

Жесткие диски, или, как их еще называют, винчестеры, являются одной из самых главных составляющих компьютерной системы. Об это знают все. Но вот далеко не каждый современный пользователь даже в принципе догадывается о том, как функционирует жесткий диск. Принцип работы, в общем-то, для базового понимания достаточно несложен, однако тут есть свои нюансы, о которых далее и пойдет речь.

Вопросы предназначения и классификации жестких дисков?

Вопрос предназначения, конечно, риторический. Любой пользователь, пусть даже самого начального уровня, сразу же ответит, что винчестер (он же жесткий диск, он же Hard Drive или HDD) сразу же ответит, что он служит для хранения информации.

В общем и целом верно. Не стоит забывать, что на жестком диске, кроме операционной системы и пользовательских файлов, имеются созданные ОС загрузочные секторы, благодаря которым она и стартует, а также некие метки, по которым на диске можно быстро найти нужную информацию.

Современные модели достаточно разнообразны: обычные HDD, внешние жесткие диски, высокоскоростные твердотельные накопители SSD, хотя их именно к жестким дискам относить и не принято. Далее предлагается рассмотреть устройство и принцип работы жесткого диска, если не в полном объеме, то, по крайней мере, в таком, чтобы хватило для понимания основных терминов и процессов.

Обратите внимание, что существует и специальная классификация современных HDD по некоторым основным критериям, среди которых можно выделить следующие:

• способ хранения информации;
• тип носителя;
• способ организации доступа к информации.

Почему жесткий диск называют винчестером?

Сегодня многие пользователи задумываются над тем, почему называют винчестерами, относящимися к стрелковому оружию. Казалось бы, что может быть общего между этими двумя устройствами?

Сам термин появился еще в далеком 1973 году, когда на рынке появился первый в мире HDD, конструкция которого состояла из двух отдельных отсеков в одном герметичном контейнере. Емкость каждого отсека составляла 30 Мб, из-за чего инженеры дали диску кодовое название «30-30», что было в полной мере созвучно с маркой популярного в то время ружья «30-30 Winchester». Правда, в начале 90-х в Америке и Европе это название практически вышло из употребления, однако до сих пор остается популярным на постсоветском пространстве.

Устройство и принцип работы жесткого диска

Но мы отвлеклись. Принцип работы жесткого диска кратко можно описать как процессы считывания или записи информации. Но как это происходит? Для того чтобы понять принцип работы магнитного жесткого диска, в первую очередь необходимо изучить, как он устроен.

Сам жесткий диск представляет собой набор пластин, количество которых может колебаться от четырех до девяти, соединенных между собой валом (осью), называемым шпинделем. Пластины располагаются одна над другой. Чаще всего материалом для их изготовления служат алюминий, латунь, керамика, стекло и т. д. Сами же пластины имеют специальное магнитное покрытие в виде материала, называемого платтером, на основе гамма-феррит-оксида, окиси хрома, феррита бария и т. д. Каждая такая пластина по толщине составляет около 2 мм.

За запись и чтение информации отвечают радиальные головки (по одной на каждую пластину), а в пластинах используются обе поверхности. За которого может составлять от 3600 до 7200 об./мин, и перемещение головок отвечают два электрических двигателя.

При этом основной принцип работы жесткого диска компьютера состоит в том, что информация записывается не куда попало, а в строго определенные локации, называемые секторами, которые расположены на концентрических дорожках или треках. Чтобы не было путаницы, применяются единые правила. Имеется ввиду, что принципы работы накопителей на жестких дисках, с точки зрения их логической структуры, универсальны. Так, например, размер одного сектора, принятый за единый стандарт во всем мире, составляет 512 байт. В свою очередь секторы делятся на кластеры, представляющие собой последовательности рядом находящихся секторов. И особенности принципа работы жесткого диска в этом отношении состоят в том, что обмен информацией как раз и производится целыми кластерами (целым числом цепочек секторов).

Но как же происходит считывание информации? Принципы работы накопителя на жестких магнитных дисках выглядят следующим образом: с помощью специального кронштейна считывающая головка в радиальном (спиралевидном) направлении перемещается на нужную дорожку и при повороте позиционируется над заданным сектором, причем все головки могут перемещаться одновременно, считывая одинаковую информацию не только с разных дорожек, но и с разных дисков (пластин). Все дорожки с одинаковыми порядковыми номерами принято называть цилиндрами.

При этом можно выделить еще один принцип работы жесткого диска: чем ближе считывающая головка к магнитной поверхности (но не касается ее), тем выше плотность записи.

Как осуществляется запись и чтение информации?

Жесткие диски, или винчестеры, потому и были названы магнитными, что в них используются законы физики магнетизма, сформулированные еще Фарадеем и Максвеллом.

Как уже говорилось, на пластины из немагниточувствительного материала наносится магнитное покрытие, толщина которого составляет всего лишь несколько микрометров. В процессе работы возникает магнитное поле, имеющее так называемую доменную структуру.

Магнитный домен представляет собой строго ограниченную границами намагниченную область ферросплава. Далее принцип работы жесткого диска кратко можно описать так: при возникновении воздействия внешнего магнитного поля, собственное поле диска начинает ориентироваться строго вдоль магнитных линий, а при прекращении воздействия на дисках появляются зоны остаточной намагниченности, в которой и сохраняется информация, которая ранее содержалась в основном поле.

За создание внешнего поля при записи отвечает считывающая головка, а при чтении зона остаточной намагниченности, оказавшись напротив головки, создает электродвижущую силу или ЭДС. Далее все просто: изменение ЭДС соответствует единице в двоичном коде, а его отсутствие или прекращение - нулю. Время изменения ЭДС принято называть битовым элементом.

Кроме того, магнитную поверхность чисто из соображений информатики можно ассоциировать, как некую точечную последовательность битов информации. Но, поскольку местоположение таких точек абсолютно точно вычислить невозможно, на диске нужно установить какие-то заранее предусмотренные метки, которые помогли определить нужную локацию. Создание таких меток называется форматированием (грубо говоря, разбивка диска на дорожки и секторы, объединенные в кластеры).

Логическая структура и принцип работы жесткого диска с точки зрения форматирования

Что касается логической организации HDD, здесь на первое место выходит именно форматирование, в котором различают два основных типа: низкоуровневое (физическое) и высокоуровневое (логическое). Без этих этапов ни о каком приведении жесткого диска в рабочее состояние говорить не приходится. О том, как инициализировать новый винчестер, будет сказано отдельно.

Низкоуровневое форматирование предполагает физическое воздействие на поверхность HDD, при котором создаются секторы, расположенные вдоль дорожек. Любопытно, что принцип работы жесткого диска таков, что каждый созданный сектор имеет свой уникальный адрес, включающий в себя номер самого сектора, номер дорожки, на которой он располагается, и номер стороны пластины. Таким образом, при организации прямого доступа та же оперативная память обращается непосредственно по заданному адресу, а не ищет нужную информацию по всей поверхности, за счет чего и достигается быстродействие (хотя это и не самое главное). Обратите внимание, что при выполнении низкоуровневого форматирования стирается абсолютно вся информация, и восстановлению она в большинстве случаев не подлежит.

Другое дело - логическое форматирование (в Windows-системах это быстрое форматирование или Quick format). Кроме того, эти процессы применимы и к созданию логических разделов, представляющих собой некую область основного жесткого диска, работающую по тем же принципам.

Логическое форматирование, прежде всего, затрагивает системную область, которая состоит из загрузочного сектора и таблиц разделов (загрузочная запись Boot record), таблицы размещения файлов (FAT, NTFS и т. д.) и корневого каталога (Root Directory).

Запись информации в секторы производится через кластер несколькими частями, причем в одном кластере не может содержаться два одинаковых объекта (файла). Собственно, создание логического раздела, как бы отделяет его от основного системного раздела, вследствие чего информация, на нем хранимая, при появлении ошибок и сбоев изменению или удалению не подвержена.

Основные характеристики HDD

Думается, в общих чертах принцип работы жесткого диска немного понятен. Теперь перейдем к основным характеристикам, которые и дают полное представление обо всех возможностях (или недостатках) современных винчестеров.

Принцип работы жесткого диска и основные характеристики могут быть совершенно разными. Чтобы понять, о чем идет речь, выделим самые основные параметры, которыми характеризуются все известные на сегодня накопители информации:

• емкость (объем);
• быстродействие (скорость доступа к данным, чтение и запись информации);
• интерфейс (способ подключения, тип контроллера).

Емкость представляет собой общее количество информации, которая может быть записана и сохранена на винчестере. Индустрия по производству HDD развивается так быстро, что сегодня в обиход вошли уже жесткие диски с объемами порядка 2 Тб и выше. И, как считается, это еще не предел.

Интерфейс - самая значимая характеристика. Она определяет, каким именно способом устройство подключается к материнской плате, какой именно контроллер используется, как осуществляется чтение и запись и т. д. Основными и самыми распространенными интерфейсами считаются IDE, SATA и SCSI.

Диски с IDE-интерфейсом отличаются невысокой стоимостью, однако среди главных недостатков можно выделить ограниченное количество одновременно подключаемых устройств (максимум четыре) и невысокую скорость передачи данных (причем даже при условии поддержки прямого доступа к памяти Ultra DMA или протоколов Ultra ATA (Mode 2 и Mode 4). Хотя, как считается, их применение позволяет повысить скорость чтения/записи до уровня 16 Мб/с, но в реальности скорость намного ниже. Кроме того, для использования режима UDMA требуется установка специального драйвера, который, по идее, должен поставляться в комплекте с материнской платой.

Говоря о том, что собой представляет принцип работы жесткого диска и характеристики, нельзя обойти стороной и который является наследником версии IDE ATA. Преимущество данной технологии состоит в том, что скорость чтения/записи можно повысить до 100 Мб/с за счет применения высокоскоростной шины Fireware IEEE-1394.

Наконец, интерфейс SCSI по сравнению с двумя предыдущими является наиболее гибким и самым скоростным (скорость записи/чтения достигает 160 Мб/с и выше). Но и стоят такие винчестеры практически в два раза дороже. Зато количество одновременно подключаемых устройств хранения информации составляет от семи до пятнадцати, подключение можно осуществлять без обесточивания компьютера, а длина кабеля может составлять порядка 15-30 метров. Собственно, этот тип HDD большей частью применяется не в пользовательских ПК, а на серверах.

Быстродействие, характеризующее скорость передачи и пропускную способность ввода/вывода, обычно выражается временем передачи и объемом передаваемых расположенных последовательно данных и выражается в Мб/с.

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.

Главные требования к HDD

Основных требований, которые в большинстве случаев предъявляются жестким дискам, не так уж и много. Главное - длительный срок службы и надежность.

Основным стандартом для большинства HDD считается срок службы порядка 5-7 лет со временем наработки не менее пятисот тысяч часов, но для винчестеров высокого класса этот показатель составляет не менее миллиона часов.

Что касается надежности, за это отвечает функция самотестирования S.M.A.R.T., которая следит за состоянием отдельных элементов жесткого диска, осуществляя постоянный мониторинг. На основе собранных данных может формироваться даже некий прогноз появления возможных неисправностей в дальнейшем.

Само собой разумеется, что и пользователь не должен оставаться в стороне. Так, например, при работе с HDD крайне важно соблюдать оптимальный температурный режим (0 - 50 ± 10 градусов Цельсия), избегать встрясок, ударов и падений винчестера, попадания в него пыли или других мелких частиц и т. д. Кстати сказать, многим будет интересно узнать, что те же частицы табачного дыма примерно в два раза больше расстояния между считывающей головкой и магнитной поверхностью винчестера, а человеческого волоса - в 5-10 раз.

Вопросы инициализации в системе при замене винчестера

Теперь несколько слов о том, какие действия нужно предпринять, если по каким-то причинам пользователь менял жесткий диск или устанавливал дполнительный.

Полностью описывать это процесс не будем, а остановимся только на основных этапах. Сначала винчестер необходимо подключить и посмотреть в настройках BIOS, определилось ли новое оборудование, в разделе администрирования дисков произвести инициализацию и создать загрузочную запись, создать простой том, присвоить ему идентификатор (литеру) и выполнить форматирование с выбором файловой системы. Только после этого новый «винт» будет полностью готов к работе.

Заключение

Вот, собственно, и все, что вкратце касается основ функционирования и характеристик современных винчестеров. Принцип работы внешнего жесткого диска здесь не рассматривался принципиально, поскольку он практически ничем не отличается от того, что используется для стационарных HDD. Единственная разница состоит только в методе подключения дополнительного накопителя к компьютеру или ноутбуку. Наиболее распространенным является соединение через USB-интерфейс, который напрямую соединен с материнской платой. При этом, если хотите обеспечить максимальное быстродействие, лучше использовать стандарт USB 3.0 (порт внутри окрашен в синий цвет), естественно, при условии того, что и сам внешний HDD его поддерживает.

В остальном же, думается, многим хоть немного стало понятно, как функционирует жесткий диск любого типа. Быть может, выше было приведено слишком много тем более даже из школьного курса физики, тем не менее без этого в полной мере понять все основные принципы и методы, заложенные в технологиях производства и применения HDD, понять не получится.

Является неотъемлемым устройством для любого персонального компьютера. Вопрос выбора жесткого диска, как правило, встает при сборке настольного персонального компьютера, так как мобильные устройства (ноутбуки и нетбуки), как правило, изначально оснащаются жесткими дисками того или иного объема и необходимость их замены возникает в редких случаях. Тем не менее, в последнее время мы можем отметить рост спроса на мобильные винчестеры. Как правило, они используются для создания внешних накопителей. Приобретение кейса с мостом SATA=>USB 2.0 или SATA=>USB 3.0 позволяет организовать внешний мобильный накопитель индивидуального дизайна и объема. В ходе выполнения данных задач возникает единственный и главный вопрос, - какими критериями руководствоваться при выборе жесткого диска или винчестера?
Надежность винчестера

В первую очередь, следует понимать, что любой жесткий диск - это перезаписываемое устройство, предназначенное для многократной записи и удаления информации. Как правило, информация на жестких дисках хранится благодаря ферромагнитным пластинам и головкам, которые двигаясь по ним осуществляют считывание/запись данных. Поэтому главным критерием для всех жестких дисков является - надежность. Практически у всех существующих на сегодняшний день жестких дисков нет какой-либо модели, которые имели бы проблемы с надежностью. Данный критерий необходимо учитывать при приобретении жесткого диска на вторичном рынке. Нередко, в регионах нашей страны системные блоки пользователей собирают на базе бывших в употреблении жестких дисков. Связано это с тем, что в отличие от другого оборудования, жесткие диски персональных компьютеров переходят из одного системного блока в другой и, как правило, на вторичном рынке продаются винчестеры, имеющие те или иные проблемы на ферромагнитных пластинах или в контроллере.

Проблемы с контроллером жесткого диска легко можно выявить, считав его таблицу S.M.A.R.T. в которой в идеале указывается степень изношенности и количество ошибок возникающих в устройстве в ходе считывания или записи данных с него. Когда количество ошибок в S.M.A.R.T. достигает критического уровня, БИОС персонального компьютера уведомляет пользователя о том, что пора заменять жесткий диск. В любом случае, данную информацию можно найти в любой из информационной программ - HD Tune, Everest Ultimate и т.д.

С ошибками на ферромагнитных пластинах ситуация гораздо более тяжелая. Связано это с тем, что с данной проблемой многие пользователи борются уже на протяжении многих лет. Еще со времен операционной системы DOS мы помним о "Bad sectors", - это сектора жесткого диска, в которых хранение данных невозможно из-за его физического повреждения. На сегодняшний день поверхность жесткого диска проверяется в крайнем случае. Во многом это связано с повышением надежности существующих устройств. Тем не менее, появление одного или двух "плохих секторов" является сигналом для пользователя о том, что пора от данного накопителя избавляться. Связано это с тем, что хранение данных на данных винчестерах является достаточно рискованным занятием и начавшийся процесс разрушения пластин, как правило, необратим и постепенно прогрессирует.

Маркировка винчестера Hitachi с указанием даты выпуска. Картинка кликабельна --

Возникает вопрос: как проконтролировать, что у вас в руках новый винчестер? На самом деле, это достаточно просто. Новые винчестеры всегда поставляются в антистатическом пакете. Уважающий себя и покупателя поставщик либо не открывает антистатический пакет, либо открывает его на глазах у покупателя. Если же вы приобретали готовый системный блок, то просто обратите внимание на дату выпуска винчестера, который ОБЯЗАТЕЛЬНО указывается на его передней стенке. Если эта дата превышает 12 месяцев, то вероятность того, что в ваш системный блок был установлен бывший в употреблении винчестер, повышается во много раз. Никогда не следует забывать о гарантии на устройства. Многие производители дают на свои винчестеры гарантию 36 месяцев, некоторые ограничиваются 12 месяцами. Если же продавец говорит вам о том, что на винчестер он дает менее 12 месяцев гарантии - мы рекомендуем задуматься о надобности его приобретения у него.

Говоря о надежности существующих винчестеров , нельзя не коснуться о фирме производителе. Наиболее популярными производителями жестких дисков поставляемых в нашу страну являются: Seagate, Western Digital (WD), Hitachi, Samsung, Fujitsu. С полной ответственностью и основываясь на своем опыте накопленном в течение шести лет работы с продукцией данных производителем можно сказать - надежность всех устройств, на сегодняшний день, находится на соответствующем уровне. Да, несколько лет назад были проблемы у винчестеров Fujitsu, у которых из-за не смытого флюса на контроллере - они сгорали, а контроллеры винчестеров Samsung, также умудрялись показать себя не с лучшей стороны. Но данные "детские болезни" давно исправлены и надежность жестких дисков ни от одного из производителей не вызывает каких-либо сомнений.

Объем винчестера

Вторым важным параметром приобретаемого жесткого диска является его объем или емкость. Говоря об объеме жесткого диска, я всегда избегаю конкретных цифр. Связано это с тем, что рынок винчестеров меняется со стремительной скоростью. Появляются накопители все большего и большего объема, что позволяет производителям увеличивать объем своего программного обеспечения. Если вы максималист, то следует приобретать винчестеры максимального объема, но для большинства пользователей мы рекомендуем смотреть на показатель стоимости 1 Гб объема винчестера. Для этого стоимость винчестера необходимо разделить на его объем.

Приведем пример . На момент написания статьи стоимость винчестеров различных объемов находилась на следующих уровнях:
- Жесткий диск 320. 0 Gb Hitachi HDS721032CLA362 SATA-II 1285 рублей
- Жесткий диск 500. 0 Gb Hitachi HDS721050CLA362 SATA-II 1320 рублей
- Жесткий диск 1Tb Hitachi HDS721010CLA332 SATA-II 2000 рублей

Из представленных данных даже без дополнительных расчетов видно, что наиболее выгодным приобретением будет винчестер объемом 1 Тб.
Говоря об объеме винчестера нельзя не упомянуть о таком важном параметре, как плотность записи. Показатель плотности записи характеризует тот объем информации, который может быть размещен на одной ферромагнитной пластине винчестера. Следует понимать, что производители жестких дисков взяты в достаточно жесткие технологические рамки. Размер настольных жестких дисков не может превышать 3,5 дюймов, а размер мобильных жестких дисков ограничен 2,5 дюймами. Поэтому размеры ферромагнитных пластин не могут быть увеличены, может быть увеличена лишь плотность записи на них. Поэтому имеет смысл поинтересоваться на базе скольких пластин собран тот или иной винчестер. Как правило, данная информация зашифрована в серийном номере устройства.

Пластины винчестера с головками чтения/записи. Картинка кликабельна --

Для примера, разберем маркировку одного из представленных выше винчестеров: 500. 0 Gb Hitachi HDS721050CLA362 SATA-II. Маркировкой данного винчестера является последовательность символов: HDS721050CLA362. Итак, по порядку :
- первая буква "H" означает маркировку фирмы производителя - Hitachi,
- вторая буква "D" символизирует серию устройств. В данном случае это настольный винчестер Deskstar. При этом у Hitachi существуют мобильные и серверные решения серий Travelstar, Ultrastar, Endurostar,
- третья буква "S" говорит пользователю о том, что винчестер является стандартным серийным образцом,
- четвертая и пятая цифра "72" символизируют частоту вращения шпинделя винчестера. В данном случае это 7200 об/мин, при этом на рынке существуют модели с частотой вращения 5400 об/мин, 5900 об/мин и 10000 об/мин,
- шестая и седьмая цифра "10" говорят о максимальной объеме винчестера данной серии помноженной на сто, то есть в данном случае 1000 Гб - это максимальный объем серии,
- две другие цифры "50" характеризуют объем данного винчестра умноженного на десять, то есть 500 Гб,
- буква "C" отмечает серию устройства,
- буква "L" отмечает высоту устройства, в данном случае L - это 26,1 мм,
- символы "A3" говорят о том, что применен интерфейс Serial ATA со скоростью передачи данных 3 Гб/с,
- цифра "6" указывает на объем кэш-памяти контроллера. В данном случае "6" - это 16 Мб, если будет цифра "3", то это уже 32 Мб,
- последняя цифра указывает на количество пластин в устройстве или является зарезервированным производителем числом для дальнейших нужд.

В данном случае мы имеем цифру "2", что говорит о том, что данный винчестер основан на базе двух ферромагнитных пластин. Следовательно, плотность записи данных на одну пластину составляет 250 Гб.

Если вы посмотрите на маркировку 1 Тб экземпляра от того же производителя 1Tb Hitachi HDS721010CLA332 SATA-II , то вы увидите, что данный винчестер также основан на базе двух ферромагнитных пластин с плотностью записи 500 Гб на пластину. Ранее данные винчестеры основывались на четырех пластинах по 250 Гб, но производители увеличили плотность записи, что позволило снизить стоимость винчестеров, выпустить более объемные экземпляры и, самое главное, - увеличить их производительность.

С ростом плотности записи на одну пластину возрастает скорость чтения данных с винчестера, так как количество головок у одной пластины остается неизменным, и они могут считать тот же физический объем, что и раньше. Поэтому если вы переплатите за винчестер выпущенный два года назад основанный на четырех пластинах по 250 Гб вы не получите более высокую производительность, - вы просто получите винчестер на устаревших технологиях.

Говоря о емкости винчестера, необходимо остановится на том факте, что производители несколько обманывают покупателей . При этом обман длиться на протяжении многих лет и его величина напрямую зависит от объема накопителя. Производителями принято, что 1 Кб данных это не реальные 1024 байта, а 1000 байт. Соответственно, 1 Гб вмещает не 1024 Мб, а 1000 Мб; 1 Тб = 1000 Мб, а не 1024 Мб. Данное несоответствие вы можете найти и на своем компьютере, заглянув в раздел "Свойства" своего винчестера. Потери оказываются существенными. Например, винчестер объемом 250 Гб реально имеет объем 220 Гб или более пяти фильмов в DVD качестве и сотен тысяч музыкальных записей. К сожалению, это факт свершившийся и принятый всеми производителями, а нам пользователям приходится все принимать "как есть".

Интерфейс винчестера

Следующим важным параметром любого является его интерфейс. На сегодняшний день внутренние винчестеры представлены тремя интерфейсами: IDE, SATA II и SATA III. Внешние винчестеры дополнительно могут оснащаться USB, eSATA интерфейсами.

Вначале остановимся на интерфейсах внутренних винчестеров. Интерфейс IDE стоит у истоков компьютеростроения. Существовали различные версии данного интерфейса, которые между собой отличались лишь пропускной способностью. К примеру, IDE 33 означает интерфейс ATA с максимальной передачей данных 33 Мб/с. Максимальной скоростью данного интерфейса является 133 Мб/с, который и поддерживают все устройства данного формата, представленного на рынке. Все разновидности интерфейса IDE совместимы между собой, поэтому приобретать более современный винчестер можно без оглядки на имеющийся у вас в материнской плате контроллер. В принципе, для стандартного винчестера скорости интерфейса IDE 133 Мб/с вполне хватает, так как редкий экземпляр устройства может продемонстрировать более высокую производительность.

Наиболее популярным на сегодняшний день интерфейсом жестких дисков является интерфейс SATA . Существует три разновидности данного интерфейс - SATA I, SATA II, SATA III. Все данные интерфейсы отличаются лишь максимальной скоростью передачи данных и полностью обратно совместимы. Интерфейс SATA I обеспечивает скорость передачи данных 1,5 Гб/с, SATA II - 3 Гб/с, SATA III - 6 Гб/с. Практически все представленные на рынке винчестеры имеют интерфейс SATA II, что связано с популярностью данного интерфейса у пользователей. Интерфейс SATA III появился относительно недавно и поддерживается не всеми материнскими платами. Его появление во многом связано не с возросшими потребностями жестких дисков, а появление твердотельных накопителей, которые обладают в разы превышающей производительностью винчестеров. Тем не менее, следует понимать, что в скором будущем все винчестеры будут иметь интерфейс SATA III. Данный интерфейс обратно совместим с интерфейсом SATA II, поэтому никаких ограничений пользователь, имеющий более старый контроллер, не почувствует.

Представлены популярные интерфейсы винчестеров. Выше расположен интерфейс IDE с широким шлейфом серого цвета, ниже представлен интерфейс SATA с узким шлейфом красного цвета --

Внешние винчестеры должны обладать возможностью горячего подключения, которые ему обеспечивают интерфейсы USB и eSATA . Наиболее популярным интерфейсом является интерфейс передачи данных USB 2.0. Данный интерфейс имеется у всех современных компьютеров, но он обладает достаточно низкой производительностью. Производительности интерфейса USB 2.0 зачастую не хватает для полноценной реализации скоростного потенциала современных внешних жестких дисков, поэтому был разработан интерфейс USB 3.0. Интерфейс USB 3.0 активно внедряется в современные материнские платы, ноутбуки и нетбуки. На рынках появилось множество внешних устройств хранения данных с поддержкой данного интерфейса, который обеспечивает передачу данных на уровне 5 Гб/с. При этом интерфейс USB 3.0 обратно совместим с интерфейсом USB 2.0, но пользователь, воспользовавшийся данной совместимостью заметно потеряет в производительности своего внешнего накопителя.

Интерфейс eSATA достаточно давно существует на рынке компьютерных комплектующих. Многие ноутбуки, системные блоки, материнские платы оснащены данным интерфейсом. Но, как правило, данный интерфейс существует лишь в устройствах более дорого ценового сегмента и его относительно низкая распространенность в офисной среде не привела к росту популярности, которая ждет новый интерфейс USB 3.0.

P.S. В рамках данной статьи мы не останавливаемся на серверных внутренних интерфейсах SAS и SCSI.

Объем кэш-памяти контроллера винчестера

КЭШ-память винчестера - это второй параметр, после интерфейса передачи данных, который оценивается у контроллера жесткого диска. В данном случае, справедливо утверждение: "Чем больше объем кэш-памяти, - тем лучше". Как говорится, "кашу маслом не испортишь". Тем не менее, не следует думать, что разница в уровне производительности между двумя винчестерами с кэш-памятью 16 и 32 Мб будет различаться в два и более раза. Как правило, данной разницы либо вообще нет, либо она находится в пределах 5-10%.

Распаянные чипы КЭШ-памяти от компании Hynix на контроллере винчестера. Картинка кликабельна --

Прирост производительности от лишних мегабайт кэш-памяти винчестера зависит от настроек контроллера, объема винчестера, типа данных, которые вы на него записываете. Если вы осуществляете считывание больших файлов, то более высокий объем кэш-памяти, безусловно, ускорит вашу работу, если же это обычные музыкальные файлы по несколько мегабайт - прирост будет минимальным.

Следует отметить, что пользователь сам может помощь контроллеру увеличить эффективность использования кэш-памяти. Для этого необходимо регулярно выполнять дефрагментацию размещенных данных на жестком диске. Во время выполнения дефрагментации осуществляется сбор кусков одного файла в единую последовательность, что позволяет более эффективно использовать единым блоком считанные данные с винчестера.

Скорость вращения шпинделя жесткого диска

Ферромагнитные пластины жесткого диска нанизаны на шпиндель моторчика, который осуществляет их вращение между головками. Чем быстрее вращается шпиндель тем чаще необходимая поверхность пластины подпадает под головку и быстрее пользователь получает запрошенные данные. На сегодняшний день существуют винчестеры со скоростью вращения шпинделя:

- 5400 об/мин . Как правило, это мобильные винчестеры и настольные винчестеры больших объемов. Если для мобильных винчестеров данная скорость вращения шпинделя является вполне приемлемой, то для настольного винчестера она низкая. Достаточно часто, производители говорят об энергосберегающих технологиях и по гораздо более выгодной цене хотят продать экземпляры с данной скоростью вращения шпинделя;

Топовый винчестер WD Raptor с частотой вращения шпинделя 15 000 об/мин. Картинка кликабельна --

- 7200 об/мин . Данная скорость вращения шпинделя винчестера является "золотым стандартом" для настольного сегмента. В мобильном сегменте редко встречаются винчестеры с данной скоростью вращения шпинделя, но практически каждый производитель предлагает своим покупателям один-два экземпляра мобильных винчестеров со скоростью вращения шпинделя 7200 об/мин. Данные мобильные винчестеры имеют одно явное преимущество - высокую производительность, но имеют следующие недостатки: высокий уровень шума, высокий уровень вибраций, высокое энергопотребление, - что не совсем сочетается с функциями мобильных ноутбуков и нетбуков;

- 10000 об/мин и 15000 об/мин . Данной частотой вращения шпинделя обладали продвинутые варианты устройств для серверов с интерфейсом SAS или SCSI, а также винчестеры Raptor от Western Digital. Данные винчестеры обладали высокой производительностью, при высоком уровне тепловыделения и шума. На сегодняшний день они уходят в прошлое, так как на их замену пришли твердотельные накопители, которые имеют низкое тепловыделение, низкое энергопотребление, абсолютно бесшумны и во много раз более производительнее, нежели данные "продвинутые" в прошлом устройства.

Заключение

Очень хочется надеяться, что данная статья будет полезной для многих людей, интересующихся компьютерами. Вопрос выбора жесткого диска всегда наиболее остро стоит, как при сборе офисного, так и при сборе игрового компьютера. Мы принципиально не стали останавливаться на таких серверных интерфейсах передачи данных, как SCSI и SAS. Спрос на данные контроллеры и винчестеры ограничен, врятли когда-либо они спустятся в "пользовательский сегмент", поэтому добавлять о них информацию, в данной статье мы считаем излишней.

Пришлось мне недавно искать замену жесткому диску WD Caviar Blue WD3200AAKS, 320Гб, HDD, SATA II, 3.5″ который успешно отработал 9 лет в RAID массиве на сервере, но увы не оказался вечным и вышел из строя. И чтобы не попасть впросак решил я разобраться в системе обозначений компании Western Digital и написал эту небольшую справочную заметку.

Система обозначений моделей жестких дисков Western Digital

Буквенно-цифровой код жестких дисков Western Digital состоит из 7-ми логических блоков. К примеру парт-номер нашего диска WD3200AAKS выглядит так:
(1 )WD(2 )320(3 )0(4 )A(5 )A(6 )K(7 )S
где:
1. блок — WD = Western Digital.

2. блок — это одна или три цифры, которые служат для определения объёма диска. Объём измеряется в величинах, указанных в блоке 4.

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

4. блок — буква, определяющая в чем измеряется объём, указанный в блоке 2, а так же 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. блок — буква, говорящая 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;
G – Enthusiast/Raptor X;
L — Enterprise/VelociRaptor;
V — Audio-Video (Audio and Video Equipment);
Y – Enterprise/RE2 (4-пластинные)/RE2-GP/RE3/RE4.

6. блок — 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.

7. блок — буква, описывающая интерфейс жёсткого диска:
B – PАТА-100;
E — PATA-133;
D – SATA-150;
S – SATA-300;
X — SATA-600.

Опираясь на эти данные я подобрал ближайший аналог доступный к покупке WD3200AAKX. В обозначении он отличается одной последней буквой, которая говорит, что интерфейс нового диска SATA-III.

Назначение перемычек на плате контроллера жесткого диска Western Digital

При желании его можно принудительно перевести в режим работы SATA-II. Функция понижения скорости работы контроллера на одну ступень присутствует в большинстве моделей жестких дисков от Western Digital. Для этого необходимо установить перемычку между контактами 5 и 6.