Jei esate privatus asmuo, tuomet mūsų specialistai galės suteikti plačiausias kompiuterių paslaugų spektras. Mūsų patyrę technikai pasiruošę išspręsti visas problemas, kurios gali kilti dėl jūsų sisteminio bloko ar nešiojamojo kompiuterio.
Skambinti:
Mūsų teikiamų kompiuterių paslaugų kokybė Galite būti ramūs, nes pas mus dirba patyrę ir dėmesingi technikai, jau daug metų teikiantys kompiuterinę pagalbą bei kompiuterių remontą, žinoma, naudojant naujausią profesionalią įrangą.
Prisijunk:
Kompiuterių nustatymas ir remontas namuose – kompiuterių techniko iškvietimas
Programinės įrangos diegimas
Pagrindinės plokštės remontas
Pagalbos kompiuteriu paslaugos
Maitinimo šaltinio keitimas
Ar jūsų kompiuteris sugedęs? Jokiu problemu. Mūsų specialistai žino, kaip jums padėti. Kompiuterių remontui turime visas reikalingas atsargines dalis iš sertifikuotų gamintojų. Apsilankymai namuose vyksta labai greitai.
Pagalba kompiuteriui namuose 250 rub.
Skubus nešiojamojo kompiuterio remontas – Apsaugome nuo išsiliejusių skysčių ir keičiame dalis
Matricos pakeitimas
Klaviatūros valymas
Baterijos keitimas
Maitinimo bloko remontas
Jei jūsų nešiojamas kompiuteris sugenda, mūsų patyrę technikai greitai jį sutvarkys. Net jei ant jo netyčia išsipylėte skysčio ir sudegė baterija bei standusis diskas, mūsų technikai greitai grąžins jūsų nešiojamąjį kompiuterį į darbinę būklę.
Skubus nešiojamojo kompiuterio remontas 550 rub.
Kompiuterinių virusų šalinimas ir gydymas – banerių šalinimas
Antivirusinės apsaugos įdiegimas
Virusų gydymas
Trojos arklių pašalinimas
Ugniasienės nustatymas
Nė vienas kompiuteris nėra apsaugotas nuo kenkėjiškų programų atakų. Klastingi virusai gali smarkiai sutrikdyti Jūsų kompiuterio darbą ir sukelti duomenų praradimą, tačiau mūsų specialistai efektyviai pašalins virusus ir įdiegs antivirusinę apsaugą.
Viruso šalinimas 270 rub.
„Windows“ diegimas ir konfigūravimas kompiuteryje ar nešiojamajame kompiuteryje
„Windows XP“, „Vista“, „Seven“ diegimas
Windows sąranka
Tvarkyklių diegimas
Sistemos atkūrimas po gedimo
Jei neturite galimybės patys įdiegti Windows operacinės sistemos, tiesiog kreipkitės į mūsų specialistus, kurie įdiegs bet kurią licencijuotą Windows versiją ir atliks visus reikiamus nustatymus.
Windows instaliacija 260 rub.
Išsaugome Jūsų duomenis – informacijos atkūrimas
Iš kietojo disko
Po formatavimo
Iš „flash drive“ ir atminties kortelės
Po pašalinimo
Nepriklausomai nuo to, kas sukėlė duomenų praradimą ir kokioje laikmenoje įvyko šis nemalonus reiškinys, mūsų kvalifikuoti technikai atkurs visus jūsų duomenis, išlaikydami jūsų kompiuteryje esančių failų konfidencialumą.
Duomenų atkūrimas 410 rub.
IT paslaugos organizacijoms ir prenumeratos paslaugos organizacijoms
- Kompiuterių administravimas
- Periferinis remontas
- Informacijos saugumas
- Tinklo konfigūracija
Sunku įsivaizduoti sėkmingą verslą be gerai organizuotų IT paslaugų. Juk daug kas priklauso nuo gerai veikiančių kompiuterių ir sutvarkytos duomenų apsaugos sistemos. Susisiekite su mumis dėl IT paslaugų – mes Jūsų nenuvilsime.
Kai kompiuteris paleidžiamas, BIOS mikroschemoje saugoma programinės įrangos rinkinys patikrina aparatinę įrangą. Jei viskas gerai, valdymas perduodamas įkrovos įkrovikliui Operacinė sistema. Tada įkeliama OS ir pradedate naudotis kompiuteriu. Tuo pačiu metu, kur buvo saugoma operacinė sistema prieš įjungiant kompiuterį? Kaip jūsų rašinys, kurį rašėte visą naktį, liko nepakitęs išjungus kompiuterį? Vėlgi, kur jis saugomas?
Gerai, tikriausiai nuėjau per toli ir jūs visi puikiai žinote, kad kompiuterio duomenys saugomi standžiajame diske. Tačiau ne visi žino, kas tai yra ir kaip tai veikia, o kadangi esate čia, darome išvadą, kad norėtume tai išsiaiškinti. Na, išsiaiškinkime!
Pagal tradiciją pažvelkime į standžiojo disko apibrėžimą Vikipedijoje:
HDD (varžtas, kietasis diskas, kietasis magnetinis diskas, HDD, HDD, HMDD) – laisvosios prieigos saugojimo įrenginys, pagrįstas magnetinio įrašymo principu.
Jie naudojami daugumoje kompiuterių, taip pat kaip atskirai prijungti įrenginiai atsarginėms duomenų kopijoms saugoti, failų saugykla ir kt.
Truputį išsiaiškinkime. Man patinka terminas " kietasis diskas “. Šie penki žodžiai perteikia esmę. HDD yra įrenginys, kurio paskirtis – ilgą laiką saugoti jame įrašytus duomenis. HDD pagrindas yra kietieji (aliuminio) diskai su specialia danga, ant kurių specialiomis galvutėmis įrašoma informacija.
Aš nenagrinėsiu paties įrašymo proceso išsamiai - iš esmės tai yra paskutinių mokyklos klasių fizika, ir aš tikiu, kad nenorite į tai gilintis, o straipsnis visai ne apie tai.
Taip pat atkreipkime dėmesį į frazę: „ atsitiktinė prieiga „Tai, grubiai tariant, reiškia, kad mes (kompiuteris) bet kuriuo metu galime nuskaityti informaciją iš bet kurios geležinkelio atkarpos.
Svarbus faktas yra tai, kad HDD atmintis nėra nepastovi, tai yra nesvarbu, ar maitinimas yra prijungtas, ar ne, įrenginyje įrašyta informacija niekur nedings. Tai yra svarbus skirtumas tarp nuolatinės kompiuterio atminties ir laikinosios atminties ().
Žvelgdami į kompiuterio standųjį diską realiame gyvenime, nematysite nei diskų, nei galvučių, nes visa tai paslėpta sandariame korpuse (hermetiška zona). Išoriškai kietasis diskas atrodo taip:
Kodėl kompiuteriui reikia standžiojo disko?
Pažiūrėkime, kas yra HDD kompiuteryje, tai yra, kokį vaidmenį jis atlieka kompiuteryje. Aišku, kad saugo duomenis, bet kaip ir ką. Čia pabrėžiame šias HDD funkcijas:
- OS, vartotojo programinės įrangos ir jų nustatymų saugojimas;
- Vartotojo failų saugojimas: muzika, vaizdo įrašai, vaizdai, dokumentai ir kt.;
- Dalies standžiojo disko talpos naudojimas duomenims, kurie netelpa į RAM (sukeitimo failą), saugoti arba RAM turinio saugojimui naudojant miego režimą;
Kaip matote, kompiuterio kietasis diskas nėra tik nuotraukų, muzikos ir vaizdo įrašų sąvartynas. Jame saugoma visa operacinė sistema, be to, kietasis diskas padeda susidoroti su RAM apkrova, atlikdamas kai kurias jos funkcijas.
Iš ko susideda kietasis diskas?
Iš dalies paminėjome kietojo disko komponentus, dabar pažvelgsime į tai išsamiau. Taigi, pagrindiniai HDD komponentai:
- Rėmas — apsaugo kietojo disko mechanizmus nuo dulkių ir drėgmės. Paprastai jis yra sandarus, kad drėgmė ir dulkės nepatektų į vidų;
- Diskai (blynai) – iš tam tikro metalo lydinio pagamintos lėkštės, padengtos iš abiejų pusių, ant kurių įrašomi duomenys. Plokštelių skaičius gali būti skirtingas - nuo vieno (biudžeto variantuose) iki kelių;
- Variklis — ant kurio veleno tvirtinami blynai;
- Galvos blokas - tarpusavyje sujungtų svirčių (svirties) ir galvučių konstrukcija. Kietojo disko dalis, kuri nuskaito ir įrašo į jį informaciją. Vienam blynui naudojama pora galvų, nes veikia ir viršutinė, ir apatinė dalys;
- Padėties nustatymo įrenginys (pavara ) - mechanizmas, varantis galvos bloką. Susideda iš poros nuolatinių neodimio magnetų ir ritės, esančios galvutės bloko gale;
- Valdiklis — elektroninė mikroschema, valdanti HDD veikimą;
- Parkavimo zona - vieta kietojo disko viduje prie diskų arba jų vidinėje dalyje, kur prastovos metu nuleidžiamos (pastatomos) galvutės, kad nebūtų pažeistas darbinis blynų paviršius.
Tai paprastas kietojo disko įrenginys. Ji susikūrė prieš daug metų, o esminių pakeitimų joje ilgą laiką nebuvo. Ir judame toliau.
Kaip veikia kietasis diskas?
Kai HDD tiekiamas maitinimas, variklis, ant kurio veleno tvirtinami blynai, pradeda suktis aukštyn. Pasiekusios greitį, kuriuo diskų paviršiuje susidaro pastovus oro srautas, galvutės pradeda judėti.
Ši seka (pirmiausia diskai sukasi, o tada pradeda veikti galvutės) reikalinga tam, kad dėl susidariusio oro srauto galvutės plūduriuotų virš plokščių. Taip, jie niekada neliečia diskų paviršiaus, kitaip pastarieji būtų akimirksniu pažeisti. Tačiau atstumas nuo magnetinių plokštelių paviršiaus iki galvų yra toks mažas (~10 nm), kad plika akimi jo nematyti.
Paleidus, pirmiausia nuskaitoma aptarnavimo informacija apie standžiojo disko būseną ir kita reikalinga informacija apie jį, esanti vadinamajame nuliniame takelyje. Tik tada prasideda darbas su duomenimis.
Informacija kompiuterio kietajame diske įrašoma į takelius, kurie savo ruožtu yra suskirstyti į sektorius (kaip pica, supjaustyta gabalėliais). Norėdami įrašyti failus, keli sektoriai sujungiami į klasterį, kuris yra mažiausia vieta, kur galima įrašyti failą.
Be šio „horizontalaus“ disko skaidinio, taip pat yra įprastas „vertikalus“ skaidinys. Kadangi visos galvutės yra sujungtos, jos visada yra virš to paties takelio numerio, kiekviena virš savo disko. Taigi HDD veikimo metu galvutės traukia cilindrą:
Kai HDD veikia, jis iš esmės atlieka dvi komandas: skaityti ir rašyti. Kai reikia vykdyti rašymo komandą, apskaičiuojama disko sritis, kurioje ji bus atlikta, tada išdėstomos galvutės ir iš tikrųjų komanda vykdoma. Tada patikrinamas rezultatas. Be duomenų įrašymo tiesiai į diską, informacija taip pat patenka į jo talpyklą.
Jei valdiklis gauna skaitymo komandą, jis pirmiausia patikrina, ar reikiama informacija yra talpykloje. Jei jo nėra, dar kartą apskaičiuojamos galvučių padėties koordinatės, tada galvutės išdėstomos ir nuskaitomi duomenys.
Baigus darbą, dingus kietojo disko maitinimui, galvutės automatiškai pastatomos stovėjimo zonoje.
Iš esmės taip veikia kompiuterio standusis diskas. Tiesą sakant, viskas yra daug sudėtingiau, tačiau paprastam vartotojui greičiausiai tokios detalės nereikia, todėl užbaigkime šią dalį ir judėkime toliau.
Kietųjų diskų tipai ir jų gamintojai
Šiandien rinkoje iš tikrųjų yra trys pagrindiniai kietųjų diskų gamintojai: Western Digital (WD), Toshiba, Seagate. Jie visiškai patenkina visų tipų ir reikalavimų įrenginių paklausą. Likusios įmonės arba bankrutavo, jas perėmė viena iš trijų pagrindinių, arba buvo pertvarkytos.
Jei kalbėsime apie HDD tipus, juos galima suskirstyti taip:
- Nešiojamiesiems kompiuteriams pagrindinis parametras yra įrenginio dydis 2,5 colio. Tai leidžia juos kompaktiškai įdėti į nešiojamojo kompiuterio dėklą;
- PC - šiuo atveju taip pat galima naudoti 2,5" kietuosius diskus, tačiau paprastai naudojami 3,5";
- Išorinis kietieji diskai- įrenginiai, kurie yra atskirai prijungti prie kompiuterio / nešiojamojo kompiuterio, dažniausiai tarnaujantys kaip failų saugykla.
Taip pat yra specialus kietojo disko tipas - serveriams. Jie yra identiški įprastiems kompiuteriams, tačiau gali skirtis sąsajomis ir didesniu našumu.
Visi kiti HDD skirstymai į tipus atsiranda dėl jų savybių, todėl apsvarstykime juos.
Kietojo disko specifikacijos
Taigi, pagrindinės kompiuterio standžiojo disko savybės:
- Apimtis — didžiausio galimo duomenų kiekio, kurį galima saugoti diske, indikatorius. Pirmas dalykas, į kurį jie dažniausiai atkreipia dėmesį rinkdamiesi HDD. Šis skaičius gali siekti 10 TB, nors namų kompiuteriui jie dažnai renkasi 500 GB – 1 TB;
- Formos koeficientas - standžiojo disko dydis. Labiausiai paplitę yra 3,5 ir 2,5 colio. Kaip minėta pirmiau, 2,5 colio daugeliu atvejų yra įdiegta nešiojamuosiuose kompiuteriuose. Jie taip pat naudojami išoriniuose HDD. 3,5 colio yra įdiegtas asmeniniuose kompiuteriuose ir serveriuose. Formos veiksnys taip pat turi įtakos tūriui, nes didesniame diske telpa daugiau duomenų;
- Veleno greitis — kokiu greičiu sukasi blynai? Labiausiai paplitę yra 4200, 5400, 7200 ir 10 000 aps./min. Ši charakteristika tiesiogiai veikia įrenginio veikimą ir kainą. Kuo didesnis greitis, tuo didesnės abi vertės;
- Sąsaja — HDD prijungimo prie kompiuterio būdas (jungties tipas). Populiariausia vidinių standžiųjų diskų sąsaja šiandien yra SATA (senesni kompiuteriai naudojo IDE). Išoriniai standieji diskai dažniausiai jungiami per USB arba FireWire. Be išvardintų, yra ir tokių sąsajų kaip SCSI, SAS;
- Buferio tūris (cache atmintis) – standžiojo disko valdiklyje įdiegta greitoji atmintis (pvz., RAM), skirta laikinai saugoti dažniausiai pasiekiamus duomenis. Buferio dydis gali būti 16, 32 arba 64 MB;
- Atsitiktinės prieigos laikas — laikas, per kurį HDD garantuojamas įrašymas arba skaitymas iš bet kurios disko dalies. Diapazonas nuo 3 iki 15 ms;
Be pirmiau minėtų savybių, taip pat galite rasti tokius rodiklius kaip:
Yra daugybė standžiųjų diskų tipų, tačiau beveik visi jie susideda iš tų pačių pagrindinių komponentų. Šių agregatų konstrukcija, taip pat naudojamų medžiagų kokybė gali skirtis, tačiau pagrindinės jų eksploatacinės charakteristikos ir veikimo principai yra vienodi. Pagrindiniai įprasto standžiojo disko dizaino elementai (žr. paveikslėlį žemiau) yra išvardyti toliau:
- diskai;
- skaitymo/rašymo galvutės;
- galvos pavaros mechanizmas;
- disko variklis;
- Spausdintinė plokštė su valdymo grandinėmis;
- kabeliai ir jungtys;
- konfigūracijos elementai (džemperiai ir jungikliai).
Diskai, disko variklis, galvutės ir galvutės pavaros mechanizmas paprastai yra sandariame korpuse, vadinamame HDA (Head Disk Assembly). Paprastai šis blokas traktuojamas kaip vienas mazgas; jis beveik niekada neatidaromas. Kiti komponentai, neįtraukti į HDA įrenginį (PCB, rėmelis, konfigūracijos elementai ir tvirtinimo dalys) yra nuimami.
Kietajame diske yra keli diskai (lėkštės). Bėgant metams kompiuterių standieji diskai buvo įvairių formų. Paprastai fiziniai standžiųjų diskų matmenys išreiškiami naudojamų plokštelių dydžiu. Pagrindiniai kompiuterių kietuosiuose diskuose naudojamų lėkščių dydžiai pateikti lentelėje.
Taip pat yra diskų įrenginiai dideli dydžiai, pavyzdžiui, 8 colių, 14 colių ir net didesni, tačiau, kaip taisyklė, šie įrenginiai nenaudojami asmeniniuose kompiuteriuose. Šiuo metu 3,5 colio diskai dažniausiai montuojami staliniuose ir kai kuriuose nešiojamuose modeliuose, o mažo dydžio įrenginiai (2,5 colio formato ir mažesni) – nešiojamose sistemose.
Daugumoje diskų yra bent du diskai, nors kai kurie mažesni modeliai turi vieną. Diskų skaičių riboja fiziniai disko matmenys, būtent jo korpuso aukštis. Didžiausias 3,5 colių diskų diskų skaičius, su kuriuo susidūriau, yra 12.
Anksčiau beveik visi diskai buvo pagaminti iš aliuminio-magnio lydinio, kuris buvo gana patvarus ir lengvas. Tačiau laikui bėgant atsirado poreikis diskų, kurie derina mažus dydžius ir didelę talpą. Todėl stiklas, tiksliau, kompozicinė medžiaga stiklo ir keramikos pagrindu, buvo pradėta naudoti kaip pagrindinė medžiaga diskams. Viena iš tokių medžiagų vadinama MemCor ir ją gamina Dow Corning. Jis yra žymiai stipresnis nei kiekvienas atskiras jo komponentas. Stikliniai diskai yra tvirtesni ir standesni, todėl gali būti du ar daugiau kartų plonesni nei aliuminio. Be to, jie mažiau jautrūs temperatūros pokyčiams, t.y. kaitinant ir vėsinant jų matmenys pasikeičia labai nežymiai. Šiandien beveik visi kietieji diskai yra su stiklo arba stiklo keramikos lėkštėmis.
Darbinis disko sluoksnis
plonas medžiagos sluoksnis, galintis išlaikyti liekamąjį įmagnetinimą po išorinio magnetinio lauko poveikio. Šis sluoksnis vadinamas darbiniu arba magnetiniu sluoksniu ir jame saugoma įrašyta informacija. Labiausiai paplitę darbinio sluoksnio tipai yra šie:
- oksidas;
- plona plėvelė;
- dvigubas antiferomagnetinis (AFC).
Oksido sluoksnis
Oksido sluoksnis yra polimerinė danga, užpildyta geležies oksidu. Jis taikomas taip. Pirmiausia ant greitai besisukančio aliuminio disko paviršiaus užpurškiama geležies oksido miltelių suspensija polimero tirpale. Dėl išcentrinių jėgų veikimo jis tolygiai pasklinda disko paviršiumi nuo jo centro iki išorinio krašto. Po tirpalo polimerizacijos paviršius poliruojamas. Tada ant jo užtepamas dar vienas gryno polimero sluoksnis, kuris turi pakankamai tvirtumo ir mažo trinties koeficiento, ir diskas galiausiai nupoliruojamas. Paprastai oksido sluoksnio storis yra šiek tiek didesnis nei 0,1 mikrono. Jei sugebėsite pažvelgti į įrenginio vidų su tokiais diskais, pamatysite, kad jie yra rudos arba geltonos spalvos.
Kuo didesnė saugojimo talpa, tuo plonesnis ir lygesnis turi būti darbinis diskų sluoksnis. Tačiau naudojant tradicines technologijas pasirodė neįmanoma pasiekti didelės talpos pavaroms reikalingos dangos kokybės. Kadangi oksido sluoksnis yra gana minkštas, jis suyra „susidūrimo“ metu su galvutėmis (pavyzdžiui, atsitiktinių pavaros smūgių metu). Diskai su tokiu darbiniu sluoksniu naudojami nuo 1955 m.; jie taip ilgai tarnavo dėl technologijos paprastumo ir mažos kainos. Tačiau šiuolaikiniuose diskų modeliuose jie visiškai užleido vietą plonasluoksniams diskams.
Plonas plėvelės sluoksnis
tia yra daug didesnis nei oksido. Ši technologija sudarė naujos kartos diskų gamybos pagrindą, kuriame buvo galima žymiai sumažinti tarpą tarp galvučių ir disko paviršių, o tai leido padidinti įrašymo tankį.
Terminas plonos plėvelės darbinis sluoksnis labai sėkmingas, nes ši danga yra daug plonesnė nei oksidas. Šis sluoksnis taip pat vadinamas cinkuotu arba purškiamu, nes plona plėvelė gali būti padengta ant diskų paviršiaus įvairiais būdais.
Cinkuota plona plėvele darbinis sluoksnis gaunamas elektrolizės būdu. Tai vyksta beveik taip pat, kaip ir chromuojant automobilio buferį. Disko aliuminio arba stiklo substratas paeiliui panardinamas į įvairių tirpalų voneles, dėl to jis padengiamas keliais metalinės plėvelės sluoksniais. Darbinis sluoksnis yra tik apie 1 mikrocolio (apie 0,025 mikrono) storio kobalto lydinio sluoksnis.
Darbinio sluoksnio purškimo būdas pasiskolintas iš puslaidininkių technologijos. Jo esmė slypi tame, kad specialiose vakuuminėse kamerose medžiagos ir lydiniai pirmiausia pereina į dujinę būseną, o po to nusėda ant pagrindo. Aliuminio diskas pirmiausia padengiamas nikelio fosforito sluoksniu, o po to – magnetiniu kobalto lydiniu. Jo storis tik 1–2 mikrocoliai (0,025–0,05 mikronai). Taip pat labai plona (apie 0,025 mikrono) anglies apsauginė danga, kuri pasižymi išskirtiniu stiprumu, yra padengta ant disko magnetinio sluoksnio. Tai pats brangiausias procesas iš visų aukščiau aprašytų, nes tam reikalingos sąlygos, artimos visiškam vakuumui.
Kaip jau minėta, magnetinio sluoksnio storis, gautas purškiant, yra apie 0,025 mikrono. Išskirtinai lygus jo paviršius leidžia tarpo tarp galvučių ir disko paviršių būti daug mažesniam nei buvo galima anksčiau (0,076 mikrono). Kuo galva arčiau darbinio sluoksnio paviršiaus, tuo didesnis ženklų keitimo zonų tankis įrašymo takelyje, taigi ir disko tankis. Be to, magnetinio lauko stiprumui didėjant galvai artėjant prie magnetinio sluoksnio, didėja signalo amplitudė; Dėl to signalo ir triukšmo santykis tampa palankesnis.
Tiek naudojant galvaninį nusodinimą, tiek purškimą, darbinis sluoksnis yra labai plonas ir patvarus. Todėl labai padidėja galvų ir diskų „išgyvenimo“ tikimybė, kai jie dideliu greičiu liečiasi vienas su kitu. Iš tiesų, šiuolaikiniai įrenginiai su diskais su plonasluoksniais darbiniais sluoksniais praktiškai nesugenda dėl vibracijos ir smūgių. Oksidinės dangos šiuo atžvilgiu yra daug mažiau patikimos. Jei pažvelgtumėte į įrenginio korpuso vidų, pamatytumėte, kad diskų plokštelių dangos primena sidabrinį veidrodžių paviršių.
Dvigubas antiferomagnetinis sluoksnis
Naujausia standžiojo disko medijos technologijos pažanga yra dvigubų antiferomagnetinių sluoksnių (AFC) naudojimas, kuris žymiai padidina darbinio sluoksnio tankį ir viršija anksčiau nustatytus apribojimus. Padidinus medžiagos tankį, galima sumažinti disko magnetinio sluoksnio storį. Kietojo disko įrašymo tankis (išreiškiamas takeliais colyje arba bitais colyje) pasiekė tašką, kai duomenims saugoti naudojami magnetinio sluoksnio lustai tampa tokie maži, kad tampa nestabilūs ir dėl to prastas saugojimo įrenginio patikimumas . Tankio ribos, vadinamos superparamagnetine riba, turėtų būti 30–50 Gbit/in2. Tobulėjant technologijoms ši riba buvo įveikta ir pasiekė 100 Gbit/in2. Tikimasi, kad ateityje bus galima pasiekti 200 Gbit/in2 paviršiaus įrašymo tankį, nors bus naudojamos kai kurios naujos technologijos.
AFC nešiklius sudaro du magnetiniai sluoksniai, atskirti išskirtinai plona rutenio metalo plėvele, kurios storis yra tik 3 atomai (6 angstromai). Šis daugiasluoksnis dizainas sudaro antiferomagnetinį junginį, susidedantį iš viršutinio ir apatinio magnetinio sluoksnio, kuris leidžia atskirti šiuos sluoksnius visame matomame standžiojo disko aukštyje. Ši konstrukcija leidžia naudoti fiziškai storesnius magnetinius sluoksnius, turinčius stabilesnius didesnius kristalus, todėl nešikliai gali veikti kaip vienas sluoksnis, kurio bendras storis yra daug mažesnis.
2001 m. IBM naudojo AFC technologiją, kad sukurtų visą seriją 2,5 colio Travelstar 30GN diskų nešiojamiesiems kompiuteriams; Tokio tipo standieji diskai buvo pirmieji rinkoje pasirodę diskai su AFC darbiniu sluoksniu. Be to, IBM pradėjo kurti 3,5 colio AFC diskus, naudojamus staliniuose kompiuteriuose. Pirmasis tokio tipo diskas buvo „Deskstar 120 GXP“. Šiandien AFC laikmenas gamina „Hitachi Global Storage Technologies“, kuri perėmė IBM standžiojo disko padalinį, taip pat daugelis kitų pagrindinių tokio tipo laikmenų gamintojų. AFC technologija leidžia įveikti 100 Gbit/in2 tankio barjerą ir kartu su statmenu magnetiniu įrašymu (PMR) padidinti jį iki 200 Gbit/in2. Išoriškai AFC dengta laikmena atrodo kaip veidrodis.
Kietuosiuose diskuose kiekviena kiekvieno disko pusė turi savo skaitymo / rašymo galvutę. Visos galvutės sumontuotos ant bendro kilnojamojo rėmo ir juda vienu metu.
Rėmo su galvutėmis dizainas yra gana paprastas. Kiekviena galvutė sumontuota ant svirties galo, pritvirtintos prie spyruoklės, kuri švelniai prispaudžia ją prie disko. Nedaug žmonių žino, kad diskas yra tarsi įspaustas tarp galvų poros (viršuje ir apačioje). Ir jei tai nesukels jokių pasekmių, galėtume atlikti nedidelį eksperimentą: atidarykite pavarą ir pirštu pakelkite viršutinę galvutę. Vos paleidus, jis grįš į pradinę padėtį (tas pats nutiktų ir su apatine galvute).
Paveikslėlyje parodyta standartinė judančio ritės pavaros mechanizmo konstrukcija.
Kai diskas yra išjungtas, galvutės liečia diskus veikiant spyruoklėms. Kai diskai sukasi, padidėja aerodinaminis slėgis po galvutėmis ir jie nulipa nuo darbinių paviršių („skraido aukštyn“). Kai diskas sukasi visu greičiu, tarpas tarp jo ir galvučių gali būti 0,5-5 mikrocoliai ar net daugiau.
Septintojo dešimtmečio pradžioje tarpas tarp disko ir galvučių buvo 200–300 mikrocolių; šiuolaikiniuose diskuose jis siekia 10 nm, arba 0,4 mikrocolio. Kad ateityje būtų galima pasiekti didesnį įrašymo tankį, fizinis atstumas tarp galvos ir lėkštės toliau mažės; galbūt tokios galvutės net tiesiogiai liesis su disko paviršiumi. Natūralu, kad tam reikės naujų laikmenų ir galvos dizaino.
Dėmesio!
Bendra tendencija tokia: kuo anksčiau diskas buvo išleistas ir kuo mažesnė jo talpa, tuo didesnis tarpas tarp galvučių ir diskų paviršių. Kaip tik dėl šio tarpo mažo dydžio HDA bloką galima atidaryti tik visiškai švariose patalpose: bet kokia dulkių dėmė, patekusi į tarpą, gali sukelti duomenų nuskaitymo klaidas ir net galvučių susidūrimą su pilnais diskais. greitis. Pastaruoju atveju gali būti pažeista galva arba diskas, o tai nemalonu.
Štai kodėl HDA įrenginiai surenkami tik švariose patalpose, kurios atitinka 100 (arba aukštesnės) klasės reikalavimus. Tai reiškia, kad vienoje kubinėje oro pėdoje gali būti ne daugiau kaip 100 dulkių dalelių iki 0,5 mikrono dydžio. Palyginimui: vietoje stovintis žmogus kas minutę iškvepia apie 500 tokių dalelių! Todėl patalpose įrengtos specialios oro filtravimo ir valymo sistemos. HDA įrenginius galima atidaryti tik tokiomis sąlygomis.
Tokių sterilių sąlygų išlaikymas kainuoja nemažus pinigus. Kai kurios įmonės gamina „švarias dirbtuves“ stalviršio versijomis. Jos kainuoja vos kelis tūkstančius dolerių ir atrodo kaip didelės dėžės permatomomis sienelėmis, kuriose įmontuotos pirštinės operatoriui. Prieš pradėdamas darbą, operatorius turi įdėti įrenginį į dėžę ir viskas reikalingų įrankių, tada uždarykite stalčių ir įjunkite filtravimo sistemą. Per
Kurį laiką bus galima pradėti išmontuoti ir atlikti kitus veiksmus su disku. Yra ir kitų būdų, kaip sukurti sterilias sąlygas. Įsivaizduokite, pavyzdžiui, redagavimo stalą, atskirtą nuo aplinkinės erdvės oro užuolaida ir tiesiai ant darbo vieta Išvalytas oras nuolat tiekiamas esant slėgiui.
Tai primena parduotuvių duryse žiemai įtaisytas karšto oro „užuolaidas“, kurios netrukdo pirkėjams, bet ir neleidžia šilumai iš patalpos išeiti į lauką. Kadangi tokia įranga yra gana brangi, kietųjų diskų remonto dažniausiai imasi tik jų gamintojai.
Skaitykite / rašykite galvos dizainą!
Tobulėjant diskų įrenginių technologijai, tobulėjo ir skaitymo / rašymo galvučių dizainas. Pirmosios galvutės buvo šerdys su apvijomis (elektromagnetai). Pagal šiuolaikinius standartus jų dydis buvo milžiniškas, o įrašymo tankis – itin mažas. Bėgant metams galvos dizainas vystėsi ilgas kelias plėtra nuo pirmųjų galvučių su ferito šerdimis iki šiandieninių milžiniškų magnetorezistinių modelių. Daugiau informacijos apie skirtingus galvos dizainus rasite 8 skyriuje.
Pavaros blokas - svarbiausia vairavimo dalis. Lentelėje parodyta standžiojo disko charakteristikų priklausomybė nuo konkretaus disko tipo.
Žingsninio variklio pavaros dažniausiai buvo naudojamos 100 MB ar mažesnės talpos standžiuosiuose diskuose, kurie buvo sukurti devintajame dešimtmetyje ir dešimtojo dešimtmečio pradžioje. Visi didesnės talpos diskai paprastai naudoja judančius ritinius. Diskelių įrenginiai naudoja žingsninio variklio pavarą, kad judėtų galvutės. Jo parametrų (įskaitant tikslumą) tokio tipo diskams visiškai pakanka, nes diskelių įrašymo takelių tankis yra daug mažesnis (135 takeliai colyje) nei kietuosiuose diskuose (daugiau nei 5000 takelių colyje). Daugumoje šiandien gaminamų diskų yra judančios ritės pavaros.
Žingsninis variklis - tai elektros variklis, kurio rotorius gali suktis tik žingsneliais, t.y. griežtai apibrėžtu kampu. Jei sukate jo veleną rankiniu būdu, galite išgirsti švelnius spragtelėjimus (arba traškesius, kai sukasi greitai), kurie atsiranda kiekvieną kartą, kai rotorius pereina į kitą fiksuotą padėtį.
Žingsninius variklius galima montuoti tik fiksuotose padėtyse. Šių variklių matmenys yra nedideli (kelių centimetrų), o forma gali būti stačiakampė, cilindrinė ir kt. Žingsninis variklis yra sumontuotas HDA bloko išorėje, tačiau jo velenas praeina viduje per angą su sandarinimo tarpine. Paprastai variklis yra viename iš pavaros korpuso kampų ir gali būti lengvai atpažįstamas.
Viena didžiausių žingsninio variklio mechanizmo problemų yra temperatūros nestabilumas. Kai šildomas ir vėsinamas, diskai plečiasi ir susitraukia, todėl takeliai pasislenka, palyginti su ankstesne padėtimi. Kadangi galvos pavaros mechanizmas neleidžia jų pajudinti mažesniu nei vienu žingsniu atstumu (perėjimas į vieną takelį), temperatūros paklaidų kompensuoti neįmanoma. Galvutės juda pagal impulsų, tiekiamų žingsniniam varikliui, skaičių.
Žingsninio variklio pavara parodyta paveikslėlyje.
Šiandien daugelis mano, kad magnetiniai standieji diskai yra per lėti, nepatikimi ir techniškai pasenę. Kita vertus, SSD diskai yra savo populiarumo viršūnėje: kiekvienas mobilusis įrenginys turi „flash“ laikmeną, o tokius įrenginius naudoja net staliniai kompiuteriai. Tačiau jų perspektyvos labai ribotos. Remiantis CHIP prognozėmis, SSD diskai dar šiek tiek pabrangs, duomenų tankis ir dėl to disko talpa greičiausiai padvigubės, o tada ateis galas. 1 TB SSD diskai visada bus per brangūs. Jų fone panašios talpos kietieji magnetiniai diskai atrodo labai patraukliai, todėl kalbėti apie tradicinių diskų eros pabaigą dar anksti. Tačiau šiandien jie stovi kryžkelėje. Dabartinės technologijos – statmeno įrašymo metodo – potencialas leidžia dar du metų ciklus, per kuriuos bus išleisti nauji padidintos talpos modeliai, o tada bus pasiekta riba.
Jei trys pagrindiniai gamintojai – „Seagate“, „Western Digital“ ir „Toshiba“ – gali pereiti prie vienos iš šiame straipsnyje pateiktų naujų technologijų, tai 3,5 colio kietieji diskai, kurių talpa 60 TB ar didesnė (tai yra 20 kartų didesnė nei dabartiniai modeliai). ) nustos būti nepasiekiama prabanga. Tuo pačiu padidės ir skaitymo greitis, pasiekęs SSD lygį, nes tai tiesiogiai priklauso nuo rašomų duomenų tankio: kuo trumpesnį atstumą reikia nuvažiuoti skaitymo galvutė, tuo greičiau diskas veikia. Todėl, jei mūsų „informacijos alkis“ ir toliau augs, visi „laurai“ atiteks kietiesiems magnetiniams diskams.
Statmeno įrašymo būdas
Jau kurį laiką kietieji diskai naudoja statmeną įrašymo būdą (vertikaliai išsidėsčiusiuose domenuose), kuris užtikrina didesnį duomenų tankį. Šiuo metu tai yra norma. Vėlesnės technologijos išlaikys šį metodą.
6 TB: riba beveik pasiekta
Per dvejus metus statmenai rašomi diskai pasieks duomenų tankio ribą lėkštėje.
Šiuolaikiniuose standžiuosiuose diskuose, kurių talpa iki 4 TB, magnetinių plokštelių įrašymo tankis neviršija 740 Gbit kvadratiniame colyje. Gamintojai žada, kad diskai, naudojantys statmeno įrašymo metodą, galės užtikrinti 1 Tbit vienam kvadratiniam coliui. Po dvejų metų bus išleista naujausios kartos tokie įrenginiai: 3,5 colio formos modelių talpa sieks 6 TB, o 2,5 colių modeliai galės suteikti kiek daugiau nei 2 TB vietos diske. Tačiau tokie kuklūs įrašų tankio augimo tempai nebegali neatsilikti nuo mūsų nuolat didėjančio informacijos alkio, kaip rodo šie grafikai.
Medžiagų pasirinkimo problema
Kietieji diskai su statmenu įrašymo metodu negali patenkinti augančių poreikių duomenų saugojimo srityje, nes įrašymo tankis yra šiek tiek didesnis nei 1 Tbit kvadratiniame colyje, jie yra priversti susidoroti su superparamagnetizmo poveikiu. Šis terminas reiškia, kad tam tikro dydžio magnetinių medžiagų dalelės negali ilgą laiką išlaikyti įmagnetinimo būsenos, kuri gali staiga pasikeisti veikiant šilumai. aplinką. Dalelių dydis, kuriam esant šis poveikis, priklauso nuo naudojamos medžiagos (žr. lentelę toliau). Šiuolaikinių HDD plokštelės su statmenu įrašymu yra pagamintos iš kobalto, chromo ir platinos lydinio (CoCrPt), kurio dalelių skersmuo – 8 nm, o ilgis – 16 nm. Norint įrašyti vieną bitą, galva turi įmagnetinti apie 20 tokių dalelių. 6 nm ar mažesnio skersmens šio lydinio dalelės negali patikimai išlaikyti savo magnetinio lauko būsenos.
Kietųjų diskų pramonėje dažnai kalbama apie „trilemą“. Gamintojai gali naudoti tris pagrindinius būdus, kad padidintų įrašymo tankį: keisti dalelių dydį, dalelių skaičių ir lydinio, iš kurio jie sudaryti, tipą. Bet kai CoCrPt lydinio dalelių dydis yra nuo 6 nm, vieno iš metodų naudojimas lems tai, kad kiti du bus nenaudingi: jei dalelių dydis sumažės, jie praras savo įmagnetinimą. Jei sumažinsite jų skaičių vienam bitui, jų signalas „ištirps“ gretimų bitų aplinkos triukšme. Skaitymo galvutė negalės nustatyti, ar ji turi „0“ ar „1“. Lydinys su aukštesnėmis magnetinėmis charakteristikomis leidžia naudoti mažesnes daleles ir taip pat leidžia sumažinti jų skaičių, tačiau tokiu atveju įrašymo galvutė negali pakeisti jų įmagnetinimo. Šią trilemą galima išspręsti tik tuo atveju, jei gamintojai atsisakys statmeno įrašymo metodo. Tam jau paruoštos kelios technologijos.
Iki 60 TB: naujos įrašymo technologijos
Būsimų HDD įrašymo tankis gali būti padidintas dešimt kartų – naudojant mikrobangų krosneles, lazerius, SSD valdiklius ir naujus lydinius.
Perspektyviausia plėtra, galinti užtikrinti didesnį nei 1 Tbit viename kvadratiniame colyje įrašymo tankį, yra magnetinio įrašymo technologija su daliniu takelių persidengimu (Shingled Magnetic Recording, SMR). Jo principas yra tas, kad SMR disko magnetiniai takeliai iš dalies persidengia vienas su kitu, kaip čerpės ant stogo. Ši technologija įveikia statmeno įrašymo metodui būdingus sunkumus: tolesnis takelių pločio sumažinimas neišvengiamai sukels duomenų įrašymo neįmanoma. Šiuolaikiniai diskai turi atskirus takelius, kurių plotis nuo 50 iki 30 nm. Mažiausias galimas statmeno įrašymo vėžės plotis yra 25 nm. Naudojant SMR technologiją, dėl dalinio persidengimo skaitymo galvutės takelio plotis gali būti iki 10 nm, o tai atitinka 2,5 Tbito kvadratiniame colyje įrašymo tankį. Triukas yra padidinti įrašymo takelių plotį iki 70 nm, tuo pačiu užtikrinant, kad takelio kraštas būtų 100% įmagnetinamas. Trasos kraštas nepasikeis, jei kitas bus įrašytas su 10 nm poslinkiu. Be to, įrašymo galvutė turi apsauginį skydą, kad galingas magnetinis laukas nepakenktų po ja esantiems duomenims. Kalbant apie galvą, ji jau suprojektuota
pateikė Hitachi. Tačiau yra ir kita problema: dažniausiai tiesioginis atskiras bitų perrašymas atliekamas magnetiniame diske, o naudojant SMR technologiją tai įmanoma tik viršutiniame plokštelės takelyje. Pakeitus bitus, esančius apatiniame takelyje, reikės perrašyti visą lėkštę, o tai sumažina našumą.
Daug žadantis įpėdinis: HAMR
Tuo tarpu tarptautinė diskų įrenginių, medžiagų ir įrangos organizacija IDEMA pirmenybę teikia magnetiniam įrašymui su šilumos pagalba (HAMR, Heat Assisted Magnetic Recording) ir mano, kad tai yra labiausiai tikėtina kandidatė į statmenos įrašymo technologijos įpėdinį. Markas Guinenas iš IDEMA direktorių tarybos prognozuoja, kad pirmieji HAMR diskai bus parduodami 2015 m.
Skirtingai nuo SMR, HAMR technologija išsprendžia trilemą sumažindama magnetines daleles, todėl reikia pereiti prie nauja medžiaga. HAMR diskams būtina naudoti medžiagą su didesne anizotropine energija – perspektyviausias yra geležies ir platinos lydinys (FePt). Anizotropija nustato, kiek energijos reikia norint pašalinti medžiagos įmagnetinimą. FePt jis yra toks didelis, kad tik 2,5 nm dydžio dalelės susiduria su superparamagnetine riba (žr. lentelę kitame skyriuje). Ši aplinkybė leistų pagaminti 30 TB talpos kietuosius diskus, kurių įrašymo tankis 5 TB kvadratiniame colyje.
Problema ta, kad pati įrašymo galvutė negali pakeisti FePt lydinio dalelių magnetinės orientacijos. Todėl HAMR diskuose yra įmontuotas lazeris, kuris akimirksniu įkaitina daleles kelių nanometrų plote iki maždaug 400 °C temperatūros. Dėl to įrašymo galvutei reikia mažiau energijos, kad pakeistų dalelių magnetinį lauką. Remiantis įrašymo tankio reikšmėmis, termiškai palaikomi magnetiniai įrašymo įrenginiai gali turėti didelį skaitymo greitį (apie 400–500 MB/s), kuris šiandien pasiekiamas tik SSD diskams su SATA 3 sąsaja.
Be lazerio, galimybę rašyti ant FePt lydinio plokščių gali suteikti ir sukimo momento generatorius (Spin Torque Oscillator), skleidžiantis mikrobangas. Mikrobangos pakeičia dalelių magnetinio lauko charakteristikas taip, kad silpna įrašymo galvutė jas lengvai permagnetina. Apskritai generatorius tris kartus padidina įrašymo galvutės efektyvumą. Mikrobangų magnetinio įrašymo (MAMR) technologija, skirtingai nei HAMR, vis dar kuriama.
Naujas metalo lydinys diskams su termiškai masažuotu magnetiniu įrašu
FePt lydinys HAMR diske turi didesnę anizotropinę energiją ir padidintą įmagnetinimo gebėjimą. Palyginti su statmenu įrašymo metodu, čia galima naudoti mažesnius dalelių dydžius.
Kas ateina po HAMR?
Bit-Patterned Media (BPM) technologija ilgam laikui buvo laikomas perspektyviausiu. Jame pateikiamas kitoks trilemos sprendimas: šiuo atveju magnetinės dalelės viena nuo kitos yra atskirtos izoliuojančiu silicio oksido sluoksniu. Skirtingai nuo tradicinių magnetinių diskų, įmagnetinamos sritys nusodinamos naudojant litografiją, panašiai kaip gaminant lustą. Dėl to BPM laikmeną gaminti gana brangu. BPM leidžia sumažinti dalelių skaičių bite, tuo pačiu išvengiant kaimyninių dalelių triukšmo įtakos signalui. Vienintelė problema šiandien yra sukurti skaitymo / rašymo galvutę, kuri galėtų užtikrinti didelio tikslumo BPM bitų valdymą. Todėl BPM šiuo metu laikomas labiausiai tikėtinu HAMR įpėdiniu. Jei derinsite abi technologijas, galėsite pasiekti 10 terabitų viename kvadratiniame colyje įrašymo tankį ir pagaminti 60 terabaitų talpos diskus.
Nauja tyrimų sritis yra dviejų dimensijų magnetinio įrašymo (TDMR) technologija, kuri išsprendžia trilemą pašalindama signalo ir triukšmo santykio problemą. Esant nedideliam dalelių skaičiui bite, skaitymo galvutė gauna neaiškų signalą, nes ji turi mažą galią ir prarandama kaimyninių dalelių triukšme. Ypatinga TDMR technologijos savybė – galimybė atkurti prarastą signalą. Tam reikia kelių skaitymo galvučių atspaudų arba kelių skaitymo galvučių, kurios sudaro 2D paviršiaus vaizdą. Remdamasis šiais vaizdais, dekoderis atkuria atitinkamus bitus.
Kietieji diskai arba kietieji diskai, kaip jie dar vadinami, yra vienas iš svarbiausių kompiuterinės sistemos komponentų. Visi apie tai žino. Tačiau ne kiekvienas šiuolaikinis vartotojas turi net pagrindinį supratimą apie kietojo disko veikimą. Veikimo principas apskritai yra gana paprastas pagrindiniam supratimui, tačiau yra keletas niuansų, kurie bus aptariami toliau.
Turite klausimų apie standžiųjų diskų paskirtį ir klasifikaciją?
Tikslo klausimas, žinoma, retorinis. Bet kuris vartotojas, net ir pats pradinio lygio, iš karto atsakys, kad kietasis diskas (dar žinomas kaip kietasis diskas, dar žinomas kaip kietasis diskas arba HDD) iš karto atsakys, kad naudojamas informacijai saugoti.
Apskritai tai tiesa. Nepamirškite, kad kietajame diske, be operacinės sistemos ir vartotojo failų, yra OS sukurti įkrovos sektoriai, kurių dėka ji paleidžiama, taip pat tam tikros etiketės, pagal kurias galite greitai rasti reikiamą informaciją. diskas.
Šiuolaikiniai modeliai yra gana įvairūs: įprasti HDD, išoriniai kietieji diskai, didelės spartos kietojo kūno diskai (SSD), nors paprastai jie nėra priskiriami kietiesiems diskams. Toliau siūloma apsvarstyti kietojo disko sandarą ir veikimo principą jei ne iki galo, tai bent jau taip, kad užtektų suprasti pagrindinius terminus ir procesus.
Atkreipkite dėmesį, kad taip pat yra speciali šiuolaikinių HDD klasifikacija pagal kai kuriuos pagrindinius kriterijus, tarp kurių yra šie:
- informacijos saugojimo būdas;
- medijos tipas;
- būdas organizuoti prieigą prie informacijos.
Kodėl kietasis diskas vadinamas kietuoju disku?
Šiandien daugeliui vartotojų kyla klausimas, kodėl jie vadina kietuosius diskus, susijusius su šaulių ginklais. Atrodytų, kas gali būti bendro tarp šių dviejų įrenginių?
Pats terminas atsirado dar 1973 metais, kai rinkoje pasirodė pirmasis pasaulyje HDD, kurio dizainą sudarė du atskiri skyriai viename sandariame inde. Kiekvieno skyriaus talpa buvo 30 MB, todėl inžinieriai diską pavadino kodiniu pavadinimu „30-30“, kuris visiškai atitiko tuo metu populiaraus „30-30 Winchester“ ginklo prekės ženklą. Tiesa, 90-ųjų pradžioje Amerikoje ir Europoje šis pavadinimas beveik nebenaudojamas, tačiau jis vis dar išlieka populiarus posovietinėje erdvėje.
Kietojo disko struktūra ir veikimo principas
Bet mes nukrypstame. Kietojo disko veikimo principą galima trumpai apibūdinti kaip informacijos skaitymo ar rašymo procesus. Bet kaip tai atsitinka? Norėdami suprasti magnetinio standžiojo disko veikimo principą, pirmiausia turite ištirti, kaip jis veikia.
Pats kietasis diskas yra plokščių rinkinys, kurių skaičius gali svyruoti nuo keturių iki devynių, sujungtų viena su kita velenu (ašiu), vadinamu velenu. Plokštės yra viena virš kitos. Dažniausiai jų gamybai naudojamos medžiagos yra aliuminis, žalvaris, keramika, stiklas ir tt Pačios plokštės turi specialią magnetinę dangą medžiagos, vadinamos plokštele, pavidalu, gama ferito oksido, chromo oksido, bario ferito ir kt. Kiekviena tokia plokštelė yra apie 2 mm storio.
Radialinės galvutės (po vieną kiekvienai plokštelei) yra atsakingos už informacijos rašymą ir skaitymą, o plokštėse naudojami abu paviršiai. Dėl kurių jis gali svyruoti nuo 3600 iki 7200 aps./min., o už galvučių judėjimą atsakingi du elektros varikliai.
Šiuo atveju pagrindinis kompiuterio kietojo disko veikimo principas yra tas, kad informacija įrašoma ne bet kur, o griežtai apibrėžtose vietose, vadinamose sektoriais, kurie išsidėstę koncentriniais takais arba takeliais. Siekiant išvengti painiavos, taikomos vienodos taisyklės. Tai reiškia, kad standžiųjų diskų veikimo principai jų loginės struktūros požiūriu yra universalūs. Pavyzdžiui, vieno sektoriaus dydis, priimtas kaip vienodas standartas visame pasaulyje, yra 512 baitų. Savo ruožtu sektoriai skirstomi į grupes, kurios yra gretimų sektorių sekos. O kietojo disko veikimo principo ypatumai šiuo atžvilgiu yra tai, kad informacija keičiasi ištisos klasteriai (visas sektorių grandinių skaičius).
Bet kaip skaitoma informacija? Kietojo magnetinio disko veikimo principai yra tokie: naudojant specialų laikiklį skaitymo galvutė perkeliama radialine (spiraline) kryptimi į norimą takelį ir, pasukus, yra išdėstyta virš tam tikro sektoriaus, o visos galvutės gali judėti vienu metu, skaitydamas tą pačią informaciją ne tik iš skirtingų takelių, bet ir iš skirtingų diskų (plokštelių). Visi vikšrai su tais pačiais serijos numeriais paprastai vadinami cilindrais.
Šiuo atveju galima išskirti dar vieną standžiojo disko veikimo principą: kuo arčiau magnetinio paviršiaus yra skaitymo galvutė (bet jo neliečia), tuo didesnis įrašymo tankis.
Kaip rašoma ir skaitoma informacija?
Kietieji diskai arba standieji diskai buvo vadinami magnetiniais, nes juose naudojami Faradėjaus ir Maksvelo suformuluoti magnetizmo fizikos dėsniai.
Kaip jau minėta, plokštės iš nemagnetinės jautrios medžiagos yra padengtos magnetine danga, kurios storis siekia vos kelis mikrometrus. Veikimo metu atsiranda magnetinis laukas, kuris turi vadinamąją domeno struktūrą.
Magnetinis domenas yra įmagnetinta ferolydinio sritis, griežtai apribota ribomis. Toliau kietojo disko veikimo principą galima trumpai apibūdinti taip: veikiant išoriniam magnetiniam laukui, paties disko laukas pradeda orientuotis griežtai pagal magnetines linijas, o įtakai sustojus atsiranda liekamojo įmagnetinimo zonos. diskuose, kuriuose saugoma informacija, kuri anksčiau buvo pagrindiniame lauke .
Skaitymo galvutė yra atsakinga už išorinio lauko sukūrimą rašant, o skaitant liekamojo įmagnetinimo zona, esanti priešais galvą, sukuria elektrovaros jėgą arba EML. Be to, viskas paprasta: EMF pokytis atitinka dvejetainio kodo vienetą, o jo nebuvimas arba nutraukimas – nulis. EML pasikeitimo laikas paprastai vadinamas bitų elementu.
Be to, magnetinis paviršius, vien tik informatikos sumetimais, gali būti susietas kaip tam tikra informacijos bitų seka. Tačiau kadangi tokių taškų vieta negali būti visiškai tiksliai apskaičiuota, diske turite įdiegti keletą iš anksto nustatytų žymeklių, kurie padėtų nustatyti norimą vietą. Tokių ženklų kūrimas vadinamas formatavimu (grubiai tariant, disko padalijimas į takelius ir sektorius, sujungtus į grupes).
Loginė standžiojo disko struktūra ir veikimo principas formatavimo požiūriu
Kalbant apie logišką HDD organizavimą, pirmiausia čia yra formatavimas, kuriame išskiriami du pagrindiniai tipai: žemo lygio (fizinis) ir aukšto lygio (loginis). Be šių veiksmų, nėra kalbos apie standžiojo disko suteikimą į darbinę būseną. Kaip inicijuoti naują standųjį diską, bus aptarta atskirai.
Žemo lygio formatavimas apima fizinį poveikį HDD paviršiui, kuris sukuria sektorius, esančius palei takelius. Įdomu tai, kad kietojo disko veikimo principas yra toks, kad kiekvienas sukurtas sektorius turi savo unikalų adresą, kuris apima paties sektoriaus numerį, takelio, kuriame jis yra, numerį ir pusės numerį. lėkštės. Taigi, organizuojant tiesioginę prieigą, ta pati operatyvioji atmintis kreipiasi tiesiai į nurodytą adresą, o ne ieško reikiamos informacijos visame paviršiuje, dėl kurios pasiekiamas našumas (nors tai nėra svarbiausia). Atkreipkite dėmesį, kad atliekant žemo lygio formatavimą, absoliučiai visa informacija ištrinama ir daugeliu atvejų jos negalima atkurti.
Kitas dalykas yra loginis formatavimas (Windows sistemose tai greitas formatavimas arba greitas formatavimas). Be to, šie procesai taip pat taikomi kuriant loginius skaidinius, kurie yra tam tikra pagrindinio standžiojo disko sritis, veikianti tais pačiais principais.
Loginis formatavimas pirmiausia paveikia sistemos sritį, kurią sudaro įkrovos sektorius ir skaidinių lentelės (įkrovos įrašas), failų paskirstymo lentelė (FAT, NTFS ir kt.) ir šakninis katalogas (Root Directory).
Informacija į sektorius per klasterį įrašoma keliomis dalimis, o viename klasteryje negali būti dviejų identiškų objektų (failų). Tiesą sakant, loginio skaidinio sukūrimas tarsi atskiria jį nuo pagrindinio sistemos skaidinio, todėl jame saugoma informacija negali būti keičiama ar ištrinta klaidų ir gedimų atveju.
Pagrindinės HDD savybės
Atrodo, kad apskritai kietojo disko veikimo principas yra šiek tiek aiškus. Dabar pereikime prie pagrindinių charakteristikų, kurios suteikia išsamų vaizdą apie visas šiuolaikinių standžiųjų diskų galimybes (ar trūkumus).
Kietojo disko veikimo principas ir pagrindinės jo charakteristikos gali būti visiškai skirtingos. Norėdami suprasti, apie ką mes kalbame, pabrėžkime pagrindinius parametrus, apibūdinančius visus šiandien žinomus informacijos saugojimo įrenginius:
- talpa (tūris);
- našumas (duomenų prieigos greitis, informacijos skaitymas ir rašymas);
- sąsaja (prijungimo būdas, valdiklio tipas).
Talpa – tai bendras informacijos kiekis, kurį galima įrašyti ir saugoti standžiajame diske. HDD gamybos pramonė vystosi taip greitai, kad šiandien pradedami naudoti kietieji diskai, kurių talpa yra apie 2 TB ir didesnė. Ir, kaip manoma, tai nėra riba.
Sąsaja yra svarbiausia savybė. Tai tiksliai nustato, kaip įrenginys prijungiamas prie pagrindinės plokštės, koks valdiklis naudojamas, kaip atliekamas skaitymas ir rašymas ir tt Pagrindinės ir dažniausiai naudojamos sąsajos yra IDE, SATA ir SCSI.
Diskai su IDE sąsaja yra nebrangūs, tačiau pagrindiniai trūkumai yra ribotas vienu metu prijungtų įrenginių skaičius (ne daugiau kaip keturi) ir mažas duomenų perdavimo greitis (net jei jie palaiko Ultra DMA tiesioginę prieigą prie atminties arba Ultra ATA protokolus (Mode 2 ir Mode 4). Nors manoma, kad jų naudojimas padidina skaitymo/rašymo greitį iki 16 MB/s, tačiau iš tikrųjų greitis yra daug mažesnis. Be to, norint naudoti UDMA režimą, reikia įdiegti specialią tvarkyklę, kuri, teoriškai, turėtų būti komplektuojamas su pagrindine plokšte.
Kalbėdami apie standžiojo disko veikimo principą ir jo charakteristikas, negalime ignoruoti, kuris yra IDE ATA versijos įpėdinis. Šios technologijos pranašumas yra tas, kad naudojant didelės spartos Fireware IEEE-1394 magistralę, skaitymo/rašymo greitis gali būti padidintas iki 100 MB/s.
Galiausiai, SCSI sąsaja, palyginti su dviem ankstesnėmis, yra lanksčiausia ir greičiausia (rašymo/skaitymo greitis siekia 160 MB/s ir daugiau). Tačiau tokie kietieji diskai kainuoja beveik dvigubai brangiau. Bet vienu metu prijungtų informacijos saugojimo įrenginių skaičius svyruoja nuo septynių iki penkiolikos, prisijungti galima ir neišjungiant kompiuterio, o laido ilgis gali siekti apie 15-30 metrų. Tiesą sakant, šio tipo HDD dažniausiai naudojamas ne vartotojų asmeniniuose kompiuteriuose, o serveriuose.
Našumas, apibūdinantis perdavimo greitį ir I/O pralaidumą, dažniausiai išreiškiamas perdavimo trukme ir nuosekliai perduodamų duomenų kiekiu bei išreiškiamas MB/s.
Kai kurios papildomos parinktys
Kalbėdami apie tai, koks yra kietojo disko veikimo principas ir kokie parametrai turi įtakos jo veikimui, negalime ignoruoti kai kurių papildomų savybių, kurios gali turėti įtakos įrenginio veikimui ar net eksploatavimo trukmei.
Čia pirmoje vietoje yra sukimosi greitis, kuris tiesiogiai įtakoja norimo sektoriaus paieškos ir inicijavimo (atpažinimo) laiką. Tai vadinamasis latentinis paieškos laikas – intervalas, per kurį reikiamas sektorius sukasi link skaitymo galvutės. Šiandien yra priimti keli veleno greičio standartai, išreikšti apsisukimais per minutę su delsos trukme milisekundėmis:
- 3600 - 8,33;
- 4500 - 6,67;
- 5400 - 5,56;
- 7200 - 4,17.
Nesunku pastebėti, kad kuo didesnis greitis, tuo mažiau laiko praleidžiama ieškant sektorių, o fizine prasme – vienam disko apsisukimui prieš nustatant galvutę į norimą lėkštės padėties tašką.
Kitas parametras yra vidinis perdavimo greitis. Išoriniuose bėgiuose jis yra minimalus, bet didėja palaipsniui pereinant prie vidinių takelių. Taigi, tas pats defragmentavimo procesas, perkeliantis dažnai naudojamus duomenis į greičiausias disko vietas, yra ne kas kita, kaip perkėlimas į vidinį takelį su didesniu skaitymo greičiu. Išorinis greitis turi fiksuotas reikšmes ir tiesiogiai priklauso nuo naudojamos sąsajos.
Galiausiai, vienas iš svarbių dalykų yra susijęs su standžiojo disko talpyklos arba buferio buvimu. Tiesą sakant, standžiojo disko veikimo principas buferio naudojimo požiūriu yra šiek tiek panašus į RAM arba virtualiąją atmintį. Kuo didesnė talpyklos atmintis (128–256 KB), tuo greičiau veiks kietasis diskas.
Pagrindiniai reikalavimai HDD
Daugeliu atvejų standžiajam diskui keliamų pagrindinių reikalavimų nėra tiek daug. Svarbiausia yra ilgas tarnavimo laikas ir patikimumas.
Pagrindinis daugelio HDD standartas yra maždaug 5–7 metų eksploatavimo laikas, o veikimo laikas yra mažiausiai penki šimtai tūkstančių valandų, tačiau aukščiausios klasės standžiųjų diskų atveju šis skaičius yra mažiausiai milijonas valandų.
Kalbant apie patikimumą, už tai atsakinga S.M.A.R.T. savitikros funkcija, kuri nuolat stebi atskirų kietojo disko elementų būklę. Remiantis surinktais duomenimis, galima susidaryti net tam tikrą prognozę apie galimų gedimų atsiradimą ateityje.
Savaime suprantama, kad vartotojas neturėtų likti nuošalyje. Taigi, pavyzdžiui, dirbant su HDD, itin svarbu palaikyti optimalų temperatūros režimą (0 - 50 ± 10 laipsnių Celsijaus), vengti kietojo disko drebėjimo, smūgių ir kritimų, į jį nepatekti dulkių ar kitų smulkių dalelių. , ir tt Beje, daugelis bus Įdomu žinoti, kad tos pačios tabako dūmų dalelės yra maždaug du kartus didesni už atstumą tarp skaitymo galvutės ir magnetinio standžiojo disko paviršiaus, o žmogaus plaukų - 5-10 kartų.
Sistemos inicijavimo problemos keičiant standųjį diską
Dabar keli žodžiai apie tai, kokių veiksmų reikia imtis, jei dėl kokių nors priežasčių vartotojas pakeitė standųjį diską arba įdiegė papildomą.
Visiškai neaprašysime šio proceso, o sutelksime dėmesį tik į pagrindinius etapus. Pirmiausia reikia prijungti standųjį diską ir pažiūrėti BIOS nustatymuose, ar nebuvo aptikta nauja aparatinė įranga, inicijuoti ją disko administravimo skiltyje ir sukurti įkrovos įrašą, sukurti paprastą tomą, priskirti jam identifikatorių (raidė) ir formatuokite jį pasirinkdami failų sistemą. Tik po to naujasis „varžtas“ bus visiškai paruoštas darbui.
Išvada
Tiesą sakant, tai yra viskas, kas trumpai liečia pagrindinį šiuolaikinių standžiųjų diskų veikimą ir charakteristikas. Išorinio standžiojo disko veikimo principas čia nebuvo iš esmės svarstomas, nes jis praktiškai nesiskiria nuo to, kas naudojamas stacionariems HDD. Vienintelis skirtumas yra papildomo disko prijungimo prie kompiuterio ar nešiojamojo kompiuterio būdas. Dažniausiai jungiamasi per USB sąsają, kuri tiesiogiai jungiama prie pagrindinės plokštės. Tuo pačiu, jei norite užtikrinti maksimalų našumą, geriau naudoti USB 3.0 standartą (viduje esantis prievadas yra spalvotas Mėlyna spalva), žinoma, jei išorinis HDD jį palaiko.
Priešingu atveju, manau, kad daugelis žmonių bent šiek tiek suprato, kaip veikia bet kokio tipo kietasis diskas. Galbūt aukščiau buvo pateikta per daug temų, ypač net iš mokyklos fizikos kurso, tačiau be to nebus įmanoma iki galo suprasti visų pagrindinių principų ir metodų, būdingų HDD gamybos ir naudojimo technologijoms.
