Remkomplekty.ru

IT Новости из мира ПК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как должен выглядеть жесткий диск

Как выбрать внешний жесткий диск (HDD) — 7 важных моментов

Доброго дня.

Для хранения и переноса больших объемов информации довольно удобно использовать внешние жесткие диски. Многие, конечно, возразят — ведь есть «облака». Но далеко не всю информацию можно там хранить (есть конфиденциальность и все дела. ), да и интернет у нас не везде и всегда быстр.

Согласитесь, удобно, когда на внешнем носителе у вас есть музыка, фотки, фильмы, игры и придя в гости, вы можете быстренько подсоединить к ПК свой диск и включить проигрывание приятной композиции.

В этой статье хочу привести несколько важных моментов (на мой взгляд), на которые следует обратить внимание при выборе и покупке внешнего диска. Я, конечно, не был никогда на заводе изготовителе подобных устройств, и тем не менее, кое какой опыт ( ) есть: на работе приходится иметь дело с тремя десятками подобных носителей, да и дома — еще десяток.

👉 Кстати!

Приобрести некоторые модели дисков можно со скидками в китайских интернет-магазинах

7 моментов при выборе внешнего HDD

⑴ Объем накопителя

Чем больше — тем лучше!

Это правило актуально и для внешних жестких дисков (места никогда много не бывает). На сегодняшний день, одни из самых популярных объемов — это 1÷4 ТБ (и самых дешевых в плане цена/кол-во ГБ). Поэтому, рекомендую присматриваться к дискам именно этого объема.

Seagate Backup Plus Portable 5TB USB 3.0, Blue внешний жесткий диск (STDR5000202)

Про диски 5-8 ТБ и более.

Такие тоже есть в сегодняшней продаже. Но есть пару «но», на которые я бы порекомендовал обратить внимание:

  • не «обкатанные» технологии — надежность таких дисков, часто, оставляет желать лучшего. Да и вообще, я бы не рекомендовал сразу хвататься за любые новые и большого объема диски (пока еще производители доведут технологию их изготовления до совершенства. );
  • таким дискам часто необходимо дополнительное питание. Если вы покупаете диск для ноутбука или др. переносного гаджета (который хотите подключать только к USB порту) — то подобные диски создадут вам лишние «проблемы».

⑵ Про интерфейс подключения

Самые популярные интерфейсы сейчас в продаже — это USB 2.0 и USB 3.0. Рекомендую сразу же «прицеливаться» и выбирать USB 3.0 (до 5 Гбит/с; разницу в скорости заметите даже на глаз).

На практике, обычно, скорость копирования/чтения с внешнего диска по USB 2.0 — достигает 30-40 Мб/с, по USB 3.0 — до 80-120 Мб/с. Т.е. разница есть, тем более, что диск USB 3.0 — универсальный, и его можно подключить даже к тем устройствам, которые поддерживают только USB 2.0.

Кстати, чтобы отличить порт USB 2.0 от USB 3.0 — обратите внимание на цвет. Сейчас большинство производителей помечает порты USB 3.0 синим цветом.

Как отличить порт USB 3.0 от порта USB 2.0 (USB 3.0. порт помечен синим цветом)

Еще один показательный пример: USB 2.0 и USB3.0

Кстати, если у вас на ноутбуке (компьютере) есть новый порт USB Type-C (скорость до 10 Гбит/c) — то сейчас в продаже начинают появляться диски с подобным интерфейсом, и есть смысл присмотреться к таким моделькам.

Также отмечу, что есть всевозможные переходники для подключения дисков с USB 3.0 (например) к новому порту USB Type-C.

Переходник USB Type-c на USB 3.1

Дополнение : есть также и другие стандарты SATA, eSATA, FireWire, Thunderbolt. Встречаются они гораздо реже, чем USB и останавливаться на них не вижу смысла, т.к. абсолютное большинство пользователей устроит USB интерфейс.

⑶ Про отдельный блок питания

Есть диски как с дополнительным источником питания, так и без оного (работающие от питания USB порта). Как правило, диски, работающие только от USB порта не превышают объемом 4-5 ТБ (это максимум, что я встречал в продаже).

Отмечу, что диски с дополнительным адаптером работают быстрее и стабильнее. Но, все-таки, лишние провода создают неудобство, и не всегда есть возможность подключить диск к розетке — например, при использовании диска в работе за ноутбуком.

Есть еще одна проблема, на которую стоит обратить внимание : не всегда и не всем моделям дисков хватает питания от USB порта (например, в тех случаях, когда устройство работает от небольшого нетбука или к USB подключен не только диск — питания для HDD может не хватать!). В случаях нехватки питания — диск может просто стать «невидимым». Об этом я указывал в этой статье: https://ocomp.info/pc-ne-vidit-vneshniy-hdd.html

Дискам, которым хватало питания от USB порта: Seagate Expansion 1-2 TB (не путать с линейкой Portable Slim), WD Passport Ultra 1-2 TB, Toshiba Canvio 1-2 TB.

Диски, с которыми были проблемы (и время от времени они становились невидимыми в Windows): Samsung 1-2 TB, Seagate Portable Slim 1-2 TB, A-DATA 1-2 TB, Transcend StoreJet 1-2 TB.

В принципе, если столкнетесь с нехваткой питания, можно попробовать использовать USB разветвитель с блоком питания. Такое устройство позволит подключать к одному порту USB — сразу несколько дисков, и всем им хватит питания (даже при подключении к «слабенькому» нетбуку).

USB разветвитель с блоком питания

⑷ Про форм-фактор // размер

Форм-фактор — задает размер диска. Лет 10-15 назад — специальный класс как «Внешние жесткий диски» отсутствовал, и многие использовали обычные HDD, уставленные в специальный бокс (коробку) — т.е. собирали самостоятельно такой переносной диск. Оттуда и вышли два самых популярных форм-фактора внешних HDD — 2,5 и 3,5 дюйма.

3,5″

Большие, тяжелые и габаритные диски. Наиболее емкие на сегодняшний день (емкость одного HDD достигает 8 ТБ и более!). Больше всего подходят для стационарного ПК (либо к ноутбуку, который редко переносят). Как правило, обеспечивают более высокую скорость передачи данных (по сравнению с 2,5″).

Подобные диски редко выпускаются в ударопрочных корпусах, поэтому они крайне бояться тряски или вибраций. Еще одна особенность: они не могут работать без блока питания (совсем!). Лишние провода не добавляют им удобства.

Стационарный внешний жесткий диск 3,5″ (обратите внимание на габариты) — подключается к сети 220В через блок питания

2,5″

Наиболее популярный и востребованный тип дисков. Их габариты сопоставимы с обычным смартфоном (чуть больше). Большинству дисков хватает питания USB порта для полноценной работы. Удобны как в дороге, так и дома, для подключения как к ПК, так и к ноутбуку (да и вообще, к любой технике с USB портом).

Нередко, когда подобные диски помещены в спец. ударопрочный корпус, позволяющий им продлить «живучесть» (актуально для дисков, которые часто бывают в дороге и подвергаются вибрациям).

WD My Passport 1TB, Blue внешний жесткий диск

Из минусов : их емкость несколько ниже, чем в 3,5″ дисков (на сегодняшний день достигает 5 ТБ). Также некоторым моделям дисков не всегда хватает питания USB порта, и они «отваливаются» при работе (т.е. становятся невидимыми для ОС Windows).

⑸ Скорость работы диска

Ваша скорость работы с диском зависит от нескольких составляющих:

  1. от интерфейса : на сегодняшний день наиболее лучший вариант по соотношению цены/скорости — это стандарт USB 3.1 (набирает также популярность USB Type-C);
  2. от скорости вращения шпинделя : во внешних накопителях встречаются 5400 об/мин, 7200 об/мин и 4200 об/мин. Чем выше обороты — тем выше скорость считывания информации (и тем сильнее шумит диск, и сильнее греется). Обычно 2,5″ диски идут 4200 и 5400 об/мин., диски 3,5″ — 7200 об/мин.;
  3. от размера кэша (временной памяти, позволяющей получать быстрый доступ к самой часто-используемой информации) : сейчас наиболее популярные диски с кэшем 8-64 МБ. Естественно, что чем выше кэш — тем диск дороже.

Личное мнение : в большинстве случаев, внешние диски покупаются для складирования различных мультимедиа данных — музыки, фильмов, фото и т.д. И при таких задачах, разница в скорости работы диска с 7200 об/мин и 5400 об/мин — не существенна, и не играет большой роли.

Единственным моментом (в плане скорости) при выборе, я бы акцентировал внимание на наличие интерфейса USB 3.1 (а то в продаже еще достаточно много дисков с интерфейсом USB 2.0).

⑹ Защита от влаги и мех. повреждений. Пароли и защита от взлома

Некоторые модели дисков имеют дополнительную защиту от ударов, от пыли, влаги и пр. Естественно, подобные диски стоят дороже обычных, иногда, стоимость выше в несколько раз!

На мой взгляд, все эти навороты — если и помогают, то только уж от совсем незначительных происшествий. Если диск ждет сильный удар — то корпус хоть и смягчит его, но сильно делу не поможет.

Исходя из своей практики «печальных» случаев, скажу, что ударопрочный корпус у моделей, стоимость которых не превышает 350$, не предотвращала повреждение диска. Более дорогие диски, не использовал, и критиковать заочно не могу 👀.

На мой взгляд, если и покупать подобные диски — то за стоимость не выше чем на 10-20% от стоимости других дисков (и уж точно подобная защита не стоит как 2-3 обычных диска).

Добавлю, что нередко диски выходят из строя и без всяких ударов и сотрясений. Я бы больше рекомендовал обращать внимание на надежность линейки (модельного ряда HDD) и отзывов о ней.

Портативное устройство Transcend StoreJet 25M3 сочетает в себе преимущества награжденной ударопрочной серии внешних жестких дисков StoreJet М

Что касается всевозможных парольных защит накопителя, то диск можно защитить и с помощью бесплатных утилит (причем, неизвестно, что будет надежнее ).

👉 В помощь!

О том, как защитить флешку (диск) паролем, можете узнать в этой статье.

⑺ Про производителей, что понадежнее

Понятно, что всё, что написано ниже — это условные и не очень-то репрезентативные данные. Т.к. чтобы сделать реальную статистику самых надежных дисков — необходимо протестировать тысячи дисков (а не несколько десятков, как я). И тем не менее, выскажу свою точку зрения.

  1. WD My Passport — одни из самых надежных, не один диск из этой линейки не вышел из строя. Да и к работе нареканий особых нет: не шумят, не греются, всегда «видимы». Ценник на 10-15% на них выше, чем на другие аналогичные диски, но они того стоят. Добавлю, что также их габариты несколько больше, чем у тех же Seagate Portable Slim (но на мой взгляд это не существенно) .
  2. WD My Cloud — в принципе, все то же самое, что сказано выше, актуально и для этой линейки;
  3. Toshiba Canvio — несмотря на то, что диски не так давно появились на рынке, нареканий к ним особо нет. Пока ни с одним из 4-х дисков проблем не было;
  4. Seagate Expansion — средние по качеству (5 из 7 дисков работают, 2 были сданы по гарантии, не проработали и года. ). Проблем с «видимостью» нет, но отметил бы, что многие диски из этой линейки «шумят» при работе;
  5. Seagate Portable Slim — на мой взгляд, худшая линейка (везде, где встречается «Seagate Slim» — лучше остерегаться!). Возможно, что просто не повезло так мне, но 5 из 5 дисков пришли в негодность в течении 1,5 года после покупки;
  6. A-DATA — в целом работают (4 из 5 дисков проработали уже больше года), но дискам этого производителя не всегда хватает питания от USB при использовании на ноутбуках;
  7. Transcend StoreJet — интересный вариант т.к. их диски защищены спец. корпусом от легких сотрясений. По надежности никаких вопросов не возникало (правда, у меня их всего 2), есть проблема с «шумом» при работе и «видимостью» без доп. питания;
  8. Silicon Power (Armor) — отзыв негативный, т.к. 3 из 3 дисков не оправдали даже начальных ожиданий: скорость передачи данных невысока (даже при подключении к USB 3.0), часто «отваливаются» и становятся невидимыми. Не работа — а кошмар.
Читать еще:  Какую скорость жесткого диска выбрать

Жесткий диск

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 HDDHard Disk Drive 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 )

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 ноутбуках. 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.

Как устроен жесткий диск компьютера (HDD)

Приветствую всех читателей блога pc-information-guide.ru. 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 (оперативной памяти) — 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).

Устройство жесткого диска компьютера

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.

Читать еще:  С жесткого диска на жесткий диск

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 загружается ОС, 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 интерфейсы жесткого диска — 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!

Хранение информации на жестких дисках

Часть 1

1. Введение

Большинство пользователей, отвечая на вопрос, что находится в их системном блоке, помимо прочего упоминают винчестер. Винчестер — это устройство, на котором чаще всего хранятся Ваши данные. Бытует легенда, объясняющая, почему за жесткими дисками повелось такое причудливое название. Первый жесткий диск, выпущенный в Америке в начале 70-х годов, имел емкость по 30 МБ информации на каждой рабочей поверхности. В то же время, широко известная в той же Америке магазинная винтовка О. Ф. Винчестера имела калибр — 0,30; может грохотал при своей работе первый винчестер как автомат или порохом от него пахло — не знаю, но с той поры стали называть жесткие диски винчестерами.

В процессе работы компьютера случаются сбои. Вирусы, перебои энергоснабжения, программные ошибки — все это может послужить причиной повреждения информации, хранящейся на Вашем жестком диске. Повреждение информации далеко не всегда означает ее потерю, так что полезно знать о том, как она хранится на жестком диске, ибо тогда ее можно восстановить. Тогда, например, в случае повреждения вирусом загрузочной области, вовсе не обязательно форматировать весь диск (!), а, восстановив поврежденное место, продолжить нормальную работу с сохранением всех своих бесценных данных.

С одной стороны, в процессе написания этой статьи я ставил для себя задачей рассказать Вам:

  1. о принципах записи информации на жесткий диск;
  2. о размещении и загрузке операционной системы;
  3. о том как грамотно разделить Ваш новый винчестер на разделы с целью использовать несколько операционных систем.

С другой стороны, я хочу подготовить читателя ко второй статье, в которой я расскажу о программах, называемых boot manager-ами. Для того чтобы понимать, как работают эти программы, нужно обладать базовыми знаниями о таких вещах как MBR, Partitions и т. д.

Довольно общих слов — приступим.

2. Устройство жесткого диска

Жесткий диск (НDD — Hard Disk Drive) устроен следующим образом: на шпинделе, соединенным с электромотором, расположен блок из нескольких дисков (блинов), над поверхностью которых находятся головки для чтения/записи информации. Форма головкам придается в виде крыла и крепятся они на серпообразный поводок. При работе они «летят» над поверхностью дисков в воздушном потоке, который создается при вращении этих же дисков. Очевидно, что подъемная сила зависит от давления воздуха на головки. Оно же, в свою очередь, зависит от внешнего атмосферного давления. Поэтому некоторые производители указывают в спецификации на свои устройства предельный потолок эксплуатации (например, 3000 м). Ну чем не самолет? Диск разбит на дорожки (или треки), которые в свою очередь поделены на сектора. Две дорожки, равноудаленные от центра, но расположенные по разные стороны диска, называются цилиндрами.

3. Хранение информации

К сожалению, достаточно часто происходит путаница между такими понятиями как «сектор», «кластер» и «блок». Фактически, между «блоком» и «сектором» разницы нет. Правда, одно понятие логическое, а второе топологическое. «Кластер» — это несколько секторов, рассматриваемых операционной системой как одно целое. Почему не отказались от простой работы с секторами? Отвечу. Переход к кластерам произошел потому, что размер таблицы FAT был ограничен, а размер диска увеличивался. В случае FAT16 для диска объемом 512 МБ кластер будет составлять 8 КБ, до 1 ГБ — 16 КБ, до 2 ГБ — 32 КБ и так далее.

Для того чтобы однозначно адресовать блок данных, необходимо указать все три числа (номер цилиндра, номер сектора на дорожке, номер головки). Такой способ адресации диска был широко распространен и получил впоследствии обозначение аббревиатурой CHS (cylinder, head, sector). Именно этот способ был первоначально реализован в BIOS, поэтому впоследствии возникли ограничения, связанные с ним. Дело в том, что BIOS определил разрядную сетку адресов на 63 сектора, 1024 цилиндра и 255 головок. Однако развитие жестких дисков в то время ограничилось использованием лишь 16 головок в связи со сложностью изготовления. Отсюда появилось первое ограничение на максимально допустимую для адресации емкость жесткого диска: 1024×16×63×512 = 504 МБ.

Со временем, производители стали делать HDD большего размера. Соответственно число цилиндров на них превысило 1024, максимально допустимое число цилиндров (с точки зрения старых BIOS). Однако, адресуемая часть диска продолжала равняться 504 Мбайтам, при условии, что обращение к диску велось средствами BIOS. Это ограничение со временем было снято введением так называемого механизма трансляции адресов, о котором чуть ниже.

Проблемы, возникшие с ограниченностью BIOS по части физической геометрии дисков, привели в конце концов к появлению нового способа адресации блоков на диске. Этот способ довольно прост. Блоки на диске описываются одним параметром — линейным адресом блока. Адресация диска линейно получила аббревиатуру LBA (logical block addressing). Линейный адрес блока однозначно связан с его CHS адресом:

lba = (cyl*HEADS + head)*SECTORS + (sector-1);

Введение поддержки линейной адресации в контроллеры жестких дисков дало возможность BIOS’aм заняться трансляцией адресов. Суть этого метода состоит в том, что если в приведенной выше формуле увеличить параметр HEADS, то потребуется меньше цилиндров, чтобы адресовать то же самое количество блоков диска. Но зато потребуется больше головок. Однако головок-то как раз использовалось всего 16 из 255. Поэтому BIOS’ы стали переводить избыточные цилиндры в головки, уменьшая число одних и увеличивая число других. Это позволило им использовать разрядную сетку головок целиком. Это отодвинуло границу адресуемого BIOS’ом дискового пространства до 8 ГБ.

Нельзя не сказать несколько слов и о Large Mode. Этот режим работы предназначен для работы жестких дисков объемом до 1 ГБ. В Large Mode количество логических головок увеличивается до 32, а количество логических цилиндров уменьшается вдвое. При этом обращения к логическим головкам 0..F транслируются в четные физические цилиндры, а обращения к головкам 10..1F — в нечетные. Винчестер, размеченный в режиме LBA, несовместим с режимом Large, и наоборот.

Дальнейшее увеличение адресуемых объемов диска с использованием прежних сервисов BIOS стало принципиально невозможным. Действительно, все параметры задействованы по максимальной «планке» (63 сектора, 1024 цилиндра и 255 головок). Тогда был разработан новый расширенный интерфейс BIOS, учитывающий возможность очень больших адресов блоков. Однако этот интерфейс уже не совместим с прежним, вследствие чего старые операционные системы, такие как DOS, которые пользуются старыми интерфейсами BIOS, не смогли и не смогут переступить границы в 8GB. Практически все современные системы уже не пользуются BIOS’ом, а используют собственные драйвера для работы с дисками. Поэтому данное ограничение на них не распространяется. Но следует понимать, что прежде чем система сможет использовать собственный драйвер, она должна как минимум его загрузить. Поэтому на этапе начальной загрузки любая система вынуждена пользоваться BIOS’ом. Это и вызывает ограничения на размещение многих систем за пределами 8GB, они не могут оттуда загружаться, но могут читать и писать информацию (например, DOS который работает с диском через BIOS).

4. Разделы, или Partitions

Во время загрузки компьютера, BIOS загружает первый сектор головного раздела (загрузочный сектор) по адресу 0000h:7C00h и передает ему управление. В начале этого сектора расположен загрузчик (загрузочный код), который прочитывает таблицу разделов и определяет загружаемый раздел (активный). А дальше все повторяется. То есть он загружает загрузочный сектор этого раздела на этот же адрес и снова передает ему управление.

Разделы являются контейнерами всего своего содержимого. Этим содержимым является, как правило, файловая система. Под файловой системой с точки зрения диска понимается система разметки блоков для хранения файлов. После того, как на разделе создана файловая система и в ней размещены файлы операционной системы, раздел может стать загружаемым. Загружаемый раздел имеет в своем первом блоке небольшую программу, которая производит загрузку операционной системы. Однако для загрузки определенной системы нужно явно запустить ее загрузочную программу из первого блока. О том, как это происходит, будет рассказано чуть ниже.

Читать еще:  Почему жесткий диск винчестер

Разделы с файловыми системами не должны пересекаться. Это связано с тем, что две разные файловые системы имеют каждая свое представление о размещении файлов, но когда это размещение приходится на одно и то же физическое место на диске, между файловыми системами возникает конфликт. Этот конфликт возникает не сразу, а лишь по мере того, как файлы начинают размещаться в том месте диска, где разделы пересекаются. Поэтому следует внимательно относиться к разделению диска на разделы.

Само по себе пересечение разделов не опасно. Опасно именно размещение нескольких файловых систем на пересекающихся разделах. Разметка диска на разделы еще не означает создания файловых систем. Однако, уже сама попытка создания пустой файловой системы (то есть форматирование), на одном из пересекающихся разделов может привести к возникновению ошибок в файловой системе другого раздела. Все сказанное относится в одинаковой степени ко всем операционным системам, а не только самым популярным.

Диск разбивается на разделы программным путем. То есть, Вы можете создать произвольную конфигурацию разделов. Информация о разбиении диска хранится в самом первом блоке жесткого диска, называемым главной загрузочной записью (Master Boot Record (MBR)).

5. MBR

MBR является основным средством загрузки с жесткого диска, поддерживаемым BIOS. Для наглядности представим содержимое загрузочной области в виде схемы:

Все то что находится по смещению 01BEh-01FDh называется таблицей разделов. Вы видите, что в ней четыре раздела. Только один из четырех разделов имеет право быть помеченным как активный, что будет означать, что программа загрузки должна загрузить в память первый сектор именно этого раздела и передать туда управление. Последние два байта MBR должны содержать число 0xAA55. По наличию этой сигнатуры BIOS проверяет, что первый блок был загружен успешно. Сигнатура эта выбрана не случайно. Ее успешная проверка позволяет установить, что все линии данных могут передавать и нули, и единицы.

Программа загрузки просматривает таблицу разделов, выбирает из них активный, загружает первый блок этого раздела и передает туда управление.

Давайте посмотрим как устроен дескриптор раздела:

Как выбрать жесткий диск

Когда-то мы гордились жестким диском на компьютере в целых 40 Гб! А сейчас этого может не хватить даже для одного фильма, если говорить об очень высоком качестве.

С развитием технологий, даже современных винчестеров на сотни и тысячи гигабайт уже становится мало. К тому же жесткие диски имеют свой ресурс работы, который рано или поздно заканчивается, поэтому приобретение нового HDD или SSD — лишь вопрос времени. Если вы переживаете за сохранность своей коллекции фильмов, фото, музыки или любой другой информации, то с покупкой лучше не затягивать.

Какой жесткий диск выбрать? Чем отличается HDD от SSD и так ли велика разница? Какой жесткий диск подойдет для работы, а какой для игр? Эти и другие вопросы волнуют любого покупателя — мы постараемся на них ответить.

Разбираемся в основах

Если вы чувствуете, что программы на компьютере начали загружаться неприлично долго, если вы ловите постоянные синие экраны во время работы, появились непонятные подтормаживания — это первые звоночки, намекающие, что пора менять жесткий диск.

Современные носители информации можно условно разделить на те, с которыми удобно работать, и на те, на которых можно ее хранить. Различаются они скоростью работы, «вместительностью» и др.

Типы жестких дисков

По объему SSD пока не могут сравниться с HDD. Встречаются модели с объемом 4 Тб, но стоят они неприлично дорого и используются для специальных задач и серверных машин.

В обычном компьютере используют SSD объемом около 320 Гб. Это обусловлено более высокой ценой SSD по сравнению с HDD. Но при этом такой объем позволяет установить на жесткий диск операционную систему, а также наиболее важные программы и игры.

HDD диски — самый распространенный класс жестких дисков. Они существуют давно и со временем прибавляют лишь в способности хранить больше информации. Внутри корпуса такого устройства находятся специальные магнитные диски, на которые и записываются данные.

Запись и чтение информации с дисков осуществляется с помощью специальной считывающей головки. Принцип работы схож со старыми проигрывателями виниловых пластинок, разница лишь в том, что считывающая головка в «винчестере» не касается напрямую магнитного диска из-за возникновения прослойки воздуха при очень быстром вращении пластины.

С одной стороны, HDD способны хранить огромные объемы информации: емкость некоторых моделей достигает 14 Тб (14000 Гб) и это не предел. Еще один плюс — сравнительно небольшая цена, причем чем вместительнее жесткий диск, тем меньше стоимость 1 Гб в его объеме.

С другой стороны их слабость — наличие подвижных деталей в конструкции. Они не отличаются высокими скоростями записи и чтения, поэтому их выгодно использовать просто для хранения информации.

SSD диски — это твердотельные накопители, в которых нет движущихся частей, а запоминающие элементы представлены в виде микросхем.

Принцип работы схож с флешкой, но такие устройства гораздо сложнее и быстрее. Особенно разница в скорости заметна в сравнении с HDD. Если на магнитные диски можно записывать и считывать информацию со скоростью до 220 Мб/с (чаще около 150 Мб/с), то для SSD-накопителей этот показатель может быть в десятки раз выше.

Высокая скорость записи и чтения обеспечивает более быстрый доступ к большим объемам информации во время работы и загрузки приложений. Та же операционная система Windows, установленная на SSD, загружается в 10–15 раз быстрее, чем с HDD.

Многие современные приложения и игры очень сильно нагружают жесткий диск, совершают подгрузки в процессе работы — это может стать причиной очень сильных «тормозов». Для более плавной работы и быстрых загрузок имеет смысл устанавливать ресурсоемкие приложения на SSD.

SSD бесшумны, в то время как HDD могут знатно трещать, особенно после нескольких лет упорной работы под нагрузкой.

Есть легенда, что срок службы SSD значительно меньше, чем HDD. Это связано с тем, что у твердотельных накопителей есть ограниченное количество циклов перезаписи информации. На деле же вам придется сильно постараться, чтобы угробить свой SSD, перезаписывая на него в день сотни гигабайт, но даже в этом случае современный накопитель проживет несколько лет без потери производительности. Если вы покупаете не подвальный ширпотреб, а SSD от надежного производителя, то можете этого не опасаться.

SSHD, или Гибридные диски — мутанты, у которых в корпус обычного HDD-диска встроен твердотельный накопитель с небольшим объемом. Как правило, этого объема достаточно для установки операционной системы. Обозначаются как SSHD. Часто продаются в готовых сборках ПК.

Это интересно: при установке ОС на жестком диске создается специальный файл подкачки. Он выполняет функцию дополнительной виртуальной оперативной памяти, когда установленной в материнскую плату уже не хватает для корректной работы приложений. Проблема в том, что работа с подобным видом памяти требует намного больших скоростей, чем те, которые может обеспечить обычный HDD, из-за чего при недостатке оперативной памяти в компьютере вслед за ней может начать тормозить и жесткий диск. Файл подкачки на SSD позволит работать с памятью куда эффективнее и немного ускорит ваш компьютер, но это решение не является панацеей — при необходимости все же лучше докупить оперативы для своего ПК.

Итак, если вы не хотите заморачиваться с характеристиками жестких дисков, можно быстро выбрать себе девайс по следующей формуле:

  • Для офисного компьютера, на котором не предполагается высоких нагрузок, достаточно HDD небольшого объема, но лучше взять с запасом + 20–30% от нынешних потребностей.
  • Для домашнего компьютера, который будет использоваться для хранения и просмотра фильмов, серфинга в интернете и для игр к HDD лучше докупить SSD с небольшим объемом, на который можно установить операционную систему. Как вариант — приобрести SSHD диск, который удовлетворит потребности любого казуального пользователя.
  • Если вы хардкорный геймер, то для хорошего системного блока лучше обзавестись быстрым и емким HDD, на котором можно хранить обычную информацию и игры (а современные игры весят десятки гигабайт). Особо прожорливые игры лучше установить на SSD, чтобы в процессе не возникало никаких подтормаживаний, влияющих на качество вашего отыгрыша.

Интерфейсы передачи данных и разъемы

Накопители подключаются к материнской плате и к блоку питания с помощью специальных шлейфов. Основной интерфейс, который чаще всего используется для этих целей — SATA.

Старые HDD подключались к материнке с помощью IDE-разъемов, но сейчас такие устройства найти очень сложно. Иногда возникает необходимость подключить IDE-диск к SATA-разъему, но в этом случае вам придется покупать переходник, который не отличается своей дешевизной.

SATA-интерфейсы делятся на 3 вида: SATA 1, SATA 2 и SATA 2.

Отличаются они между собой пропускной способностью: 1.5, 3 и 6 Гбит/с соответственно. Первые две версии считаются устаревающими, и если SATA 2 еще где-то можно встретить, то SATA 1 постепенно уходит в небытие.

Перед тем как покупать жесткий диск, выясните, какой интерфейс в вашей материнской плате. Нет необходимости переплачивать за устройство с современным SATA 3, если он просто не будет поддерживаться вашим ПК. Конечно, физически вы можете подключить более современный разъем к старому SATA 2, потому что они совместимы, но в этом случае ваш жесткий диск будет работать со скоростью в 2 раза меньше заявленной.

Если же вы решили обзавестись хорошим SSD, лучше подключать его через SATA 3-интерфейс, чтобы обеспечить максимальную производительность.

Существует также интерфейс NVMe. С его помощью подключаются к материнской плате твердотельные накопители SSD в слот PCI Express. Пока что подобные накопители не получили широкого распространения.

Питание

Жесткие диски, как HDD, так и SSD нуждаются в дополнительном питании. При покупке нового винчестера или накопителя убедитесь, что у вас есть свободные кабели от блока питания с соответствующими разъемами. Иногда такие кабели с переходниками идут в комплекте вместе с жестким диском, в другом случае их придется докупать отдельно.

В среднем, один жесткий диск потребляет около 7 Вт электроэнергии, SSD более экономичны и «съедают» около 2 Вт, что практически не сказывается на подборе блока питания.

Скорость вращения шпинделя

Этот параметр касается HDD и SSHD (поскольку в SSD нет подвижных частей, т. к. они построены на микросхемах). Магнитные пластины в жестких дисках вращаются на больших скоростях — от этого зависит их производительность.

На протяжении долгого времени выпускались диски со скоростью вращения шпинделя 5400 об/мин, сейчас они уже устаревают. Этой скорости достаточно для выполнения бытовых задач, но в стационарных домашних компьютерах чаще встречаются HDD со скоростью 7200 об/мин. Это золотая середина,позволяющая с комфортом и работать, и играть в не слишком ресурсоемкие игры.

Чем выше скорость вращения шпинделя, тем больше шума издает жесткий диск. Это не очень критично, но в ночное время суток, когда в доме все спят, разницу уловить легко.

В ноутбуках чаще всего используются HDD со скоростью вращения 5400 об/мин. Это делает устройство тише, оно потребляет меньше электроэнергии и меньше нагревается.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×