Хард диск - све што требате знати

Употреба тврдог диска као главне јединице за складиштење је већ нумерисана. Појавом врло брзих ССД дискова ХДД се повлаче у позадину, мада нису мање важни, јер су идеални за масовно складиштење. Јединице које тренутно досежу 16 ТБ, а за нешто више од 60 евра можемо имати 2 ТБ на нашем рачунару, нешто што је многима од нас још увек недоступно ако је ССД по својој цени.

У овом чланку ћемо саставити све што требате знати о чврстим дисковима, њиховом раду, карактеристикама и нарочито предностима и недостацима које нуде у поређењу са ССД-овима, што је увек неопходно.

Функције и унутрашње компоненте тврдог диска

Назив тврдог диска долази од енглеског тврдог диска, или ХДД акроним по којем сви знамо ову јединицу за складиштење и који је уједно и најјаснији начин за разликовање од ССД-а (Солиц Диск Дриве).

Задатак чврстог диска није ништа друго до набавка наше опреме, места где се чувају све датотеке, програми и где је инсталиран оперативни систем. Из тог разлога се назива и главна меморија која, за разлику од РАМ меморије, чува датотеке чак и без електричне енергије.

Док су ССД дискови у потпуности направљени од електроничких компоненти и чувају информације о чипу састављеном од НАНД капија, чврсти дискови имају механичке делове. У њима се низ дискова ротира великом брзином тако да се помоћу магнетних глава информације на њима читају и бришу. Погледајмо главне елементе који су део чврстог диска.

Посуђе

То ће бити место где се информације чувају. Инсталирају се хоризонтално и свака палуба се састоји од два лица или магнетизиране површине за снимање. Обично су направљени од метала или стакла. Да би сачували информације у њима, имају ћелије у којима се могу магнетизовати позитивно или негативно (1 или 0). Завршетак је тачно попут огледала, у њима се чува огромна количина података и површина мора бити савршена.

Главе за читање

Други најважнији елемент су главе за читање које имамо по једну за свако лице или површину за снимање. Ове главе не доводе у додир са плочама, тако да нема трошења на њима. Када се суђе ротира, ствара се танак филм ваздуха који спречава бројање између њега и игралишта (приближно 3 нм). То је једна од главних предности у односу на ССД-ове, чије ћелије се деградирају брисањем и записима.

Мотори

Видели смо присуство многих механичких елемената унутар чврстог диска, али оно што највише показује је присуство мотора. Осим обожаватеља, она је једина таква ставка на рачунару и главни извор спорих хард дискова. Мотор ротира плоче с одређеном брзином, може бити 5, 400 РПМ, 7, 200 или 10, 000 РПМ најбрже. Док се та брзина не постигне, нећете моћи да комуницирате с дисковима и то је сјајан извор спорости.

Томе додајемо мотор или боље електромагнет који чини да се главе за читање померају како би биле лоциране на месту где су подаци. Ово такође захтева време, јер је то још један извор спорости.

Кеш

Барем тренутне јединице имају меморијски чип уграђен у електронски круг. Ово делује као мост за размену информација са физичких плоча у РАМ меморију. То је попут динамичког међуспремника за олакшавање приступа физичким информацијама и обично је 64 МБ.

Инкапсулирано

Инкапсулација је веома важна за ХДД, јер за разлику од ССД-а, унутрашњост мора бити потпуно под притиском да не би ушла нити једна мрља прашине. Узмимо у обзир да се плоче врте огромном брзином, а игла главе мери само неколико микрометара. Било који чврсти елемент, ма колико мален, може нанијети неповратну штету на јединици.

Везе

За крај имамо читав низ веза на полеђини пакета, који се састоји од САТА прикључка за напајање и другог за податке. Раније су ИДЕ чврсти дискови такође имали панел за избор режима рада, славе или мастер ако су дискови делили сабирницу, али сада се сваки диск повезује на посебан порт на матичној плочи.

Фактори форме и интерфејса на тврдом диску

У том смислу су информације тренутно прилично кратке, јер налазимо само два фактора облика. Први је стандард за десктоп рачунаре, са 3, 5-инчним дисковима и димензијама 101, 6 к 25, 4 к 146 мм. Други је фактор облика који се користи у 2, 5-инчним нотебоок уређајима димензија 69, 8 к 9, 5 к 100 мм.

Што се тиче технологија повезивања, за ХДД тренутно немамо превише, а то су два:

САТА

Ово је комуникациони стандард на ХДД-овима тренутних рачунара као замена за ИДЕ. У овом се случају умјесто паралелног за пријенос података користи серијска сабирница која користи АХЦИ протокол. Знатно је бржи од традиционалног ИДЕ-а и ефикаснији је са максималним трансферима од 600 МБ / с. Поред тога, омогућава вруће повезивање уређаја и поседује много мање и управљиве аутобусе. У сваком случају, тренутни механички чврсти диск може достићи максимално 400 МБ / с при очитању, док САТА ССД- ови у потпуности користе ову магистралу.

САС

Ово је еволуција СЦСИ интерфејса и то је сабирница која ради серијски попут САТА, мада се команде типа СЦСИ и даље користе за интеракцију са чврстим дисковима. Једно од његових својстава је то што је могуће повезати неколико уређаја на истој магистрали и такође може обезбедити константну брзину преноса за сваки од њих. Можемо повезати више од 16 уређаја и има исти интерфејс за повезивање као САТА дискове, што га чини идеалним за монтирање РАИД конфигурација на сервере.

Његова брзина је мања од САТА, али важна карактеристика је да САС контролер може комуницирати са САТА диском, али САТА контролер не може комуницирати са САС диском.

Физички, логички и функционални делови тврдог диска

Већ смо видели основне делове изнутра, али ово је тек почетак разумевања како то заправо делује. А ако желите знати све о овим чврстим дисковима, онда је овај одсјек најважнији, јер одређује како хард диск функционира, што се може учинити на два начина:

ЦХС (цилиндар - глава - сектор): Овај систем се користи у првим чврстим дисковима, иако је замењен следећим. Помоћу ове три вредности могуће је главу за читање поставити на место где се налазе подаци. Овај систем је био лак за разумевање, али је захтевао прилично дугачке смернице за позиционирање.

ЛБА (логично адресирање у блоковима): то је онај који се тренутно користи, у овом случају хард диск делимо на секторе и сваком доделимо јединствени број, као да је то меморијска адреса на којој би требало да се налази вретено. У овом случају, инструкцијски низ ће бити краћи и ефикаснији, и омогућити ће да се диск индексира од стране система.

Физичка структура посуђа

Погледајмо како је подељена физичка структура тврдог диска, која ће одредити како функционише.

• Трацк: Трагови су концентрични прстенови који формирају површину за снимање диска. Цилиндар: Цилиндар је формиран од свих трагова који су вертикално поравнани на свакој од плоча и лица. То није нешто физичко, већ имагинарни цилиндар. Сектор: Свака стаза је подељена у комаде лукова који се називају сектори. У сваком сектору ће се чувати подаци, а ако један од њих остане непотпун, следећи подаци иду у следећи сектор. Величине технолошког сектора ЗБР (снимање битних зона) варираће од унутрашњих до спољних нумера како би се оптимизирао простор. Обично су 4КБ, иако се може мењати из оперативног система. Кластер: То је група сектора. Свака датотека ће заузимати одређени број кластера, а ниједна друга датотека се не може похранити у одређени кластер.

Логичка структура тврдог диска

Смијешна ствар је што се и за ССД дискове одржавала логичка структура тврдог диска, иако раде другачије.

Сектор за подизање система (МБР или ГПТ)

Мастер Боот Рецорд или МБР је први сектор тврдог диска, нумера 0, цилиндар 0, сектор 1. Овде се чува табела партиција целог тврдог диска која означава њихов почетак и крај. Боот Лоадер се такође чува, где се сакупља активна партиција на којој су инсталирани систем или оперативни системи. Тренутно га је готово у свим случајевима заменио стил ГПТ партиције који ћемо сада детаљније видети.

Преграде

Свака партиција дели чврсти диск на одређени број цилиндара и они могу бити величине коју им желимо доделити. Ове информације биће похрањене у табели партиција. Тренутно постоји концепт логичких партиција, заједно са динамичким чврстим диском, са којима можемо чак да придружимо два различита тврда диска, а с обзиром на систем, он ће радити као један.

Разлика између МБР и ГПТ

Тренутно постоје две врсте табела партиција за ХДД или ССД, оне типа МБР или оне типа ГПТ (Глобал Уникуе Идентифиер). Стил ГПТ партиција је примењен за системе ЕФИ или Ектенсибле Фирмваре Интерфаце, који је заменио стари БИОС систем рачунара. Дакле, док БИОС користи МБР за управљање чврстим диском, ГПТ је усмерен ка томе да буде власнички систем за УЕФИ. Најбоље од свега је што овај систем додељује јединствен ГУИД свакој партицији, то је као МАЦ адреса, а алокатор је толико дугачак да би све партиције на свету могле да буду јединствено именоване, практично елиминишући физичка ограничења са тврдог диска у смислу партиционирања.

Ово је прва и највидљивија разлика са МБР-ом. Иако овај систем омогућава само стварање 4 примарне партиције на тврдом диску са највише 2 ТБ, у ГПТ-у нема теоретских ограничења за њихово креирање. Управо ће то ограничење оперативни систем донети, а Виндовс тренутно подржава 128 примарних партиција.

Друга разлика је у стартном систему. Помоћу ГПТ-а, УЕФИ БИОС може сам креирати сопствени систем за покретање, динамички откривајући садржај диска сваки пут када се покренемо. То нам омогућава савршено покретање рачунара, чак и ако променимо чврсти диск за други са другом логичком дистрибуцијом. Уместо тога, МБР или стари БИОС-ови требају извршну датотеку да би идентификовали активну партицију и могли да покрену дизање.

Срећом, скоро сви тренутни ХДД и ССД чврсти дискови долазе унапред конфигурисани са системом партиција ГПТ, и у сваком случају из самог система или у командном режиму са Дискпартом можемо изменити овај систем пре инсталирања Виндовс-а.

Филе системи на тврдом диску

Да бисмо завршили са радом тврдог диска, морамо научити који су главни фајл системи који се користе. Они су основни део корисника и могућности складиштења.

• ФАТ32 ЕкФАТ НТФС ХФС + ЕКСТ РеФС

Занемарујући присуство ФАТ система пошто је практично неупотребљив у тренутним системима складиштења, ФАТ32 је његов претходник. Овај систем омогућава додељивање 32-битних адреса кластерима, тако да теоретски подржава меморијске величине од 8 ТБ. Реалност је да Виндовс ограничава овај капацитет на 128 ГБ, а величина датотека није већа од 4 ГБ, тако да је у питању систем који користе само мали УСБ дискови за складиштење података.

Да би превладао ограничења ФАТ32, Виндовс је креирао екФАТ систем који подржава теоријске величине датотека до 16 ЕБ (екабајти) и теоријске величине за похрану од 64 ЗБ (Зеттабитес)

Овај систем је онај који Виндовс користи за инсталирање система и управљање датотекама на тврдом диску. Тренутно подржава 16ТБ, 256ТБ датотеке као максималну величину јачине, а можете да конфигуришете различите величине кластера за форматирање. То је систем који користи много простора за конфигурацију јачине звука, па се препоручују величине партиција веће од 10 ГБ.

То је Апплеов сопствени систем датотека и замењује традиционални ХФС додавањем подршке за веће датотеке и веће количине. Ове величине су максимално 8 ЕБ.

Сада се бавимо Линуковим системом датотека, тренутно у својој ЕКСТ4 верзији. Подржане величине датотека су максимално 16ТБ, а величина јачине 1 ЕБ.

Коначно, РеФС је још један систем који је Мицрософт патентирао и који је предодређен да буде еволуција НТФС-а. Примењен је у систему Виндовс Сервер 2012, али неки Виндовс 10 за пословне дистрибуције га тренутно подржавају. Овај систем се побољшава на НТФС у многим аспектима, на пример, применом заштите од деградације података, поправка и отказа и сувишности, РАИД подршке, провере интегритета података или уклањања цхкдск-а. Подржава величину датотека од 16 ЕБ и величину запремине 1 ИБ (Иоттабите)

Шта је РАИД

А уско повезани са концептом датотека система су РАИД конфигурације. У ствари, постоје лаптоп или ПЦ рачунари који већ имају РАИД 0 конфигурацију за свој капацитет складиштења.

РАИД означава редундантни низ независних дискова и то је систем за чување података који користи више јединица за складиштење података. У њима се подаци дистрибуирају као да су једна јединица или се реплицирају како би се осигурала интегритет података против кварова. Ове јединице за складиштење могу бити ХДД или механички чврсти дискови, ССД или ССД уређаји, чак и М.2.

Тренутно постоји велики број РАИД нивоа који се састоји од конфигурисања и повезивања ових чврстих дискова на различите начине. На пример, РАИД 0 спаја два или више дискова у један да би дистрибуирао податке о свима њима. Идеалан је за проширење простора за складиштење гледањем само једног чврстог диска у систему, на пример, два 1ТБ ХДД диска могу формирати једну 2ТБ. С друге стране, РАИД 1 је управо супротно, то је конфигурација са два или више зрцалних дискова тако да се подаци чувају реплицирају на сваком од њих.

Предности и недостаци ХДД-а насупрот ССД-у

И на крају ћемо сажети и објаснити главне разлике између механичког чврстог диска и чврстог стања. За то већ имамо чланак у коме су сви ови фактори детаљно објашњени, па ћемо само направити брзу синтезу.

Изузетне предности

• Капацитет: Ово је једна од главних предности које хард диск има над ССД-ом, и то не баш зато што су ССД-ови мали, већ зато што њихов трошак пуно расте. Знамо да је ХДД спорији од ССД-а, 400МБ / с насупрот 5000МБ / с на најбржим дисковима, али његов капацитет за похрану по погону је савршен за употребу као складиште података. Тренутно постоје 3.5 ”ХДД дискови до 16ТБ. Ниска цена по ГБ: Сходно томе, из горе наведеног, цена по ГБ је много нижа на ХДД-у него на ССД-у, тако да можемо купити много веће јединице, али по нижој цени. Хард диск од 2 ТБ налази се по цени од око 60 евра, док је ССД од 2 ТБ М.2 најмање 220 евра или више. Рок трајања: И трећа предност ХДД-а је рок трајања ваших тањира. Пазите да не спомињете његову трајност и отпорност, већ број пута колико можемо да напишемо и обришемо ћелије, што је практично неограничено на механичким чврстим дисковима. На ССД-овима је њихов број ограничен на неколико хиљада, што их чини много мање атрактивним опцијама за базе података и сервере.

Недостаци

• Врло су спори: појавом ССД-ова, механички чврсти дискови су постали најспорији уређај на рачунару чак и испод УСБ-а 3.1. То их чини готово једнократном опцијом инсталирања оперативног система, намијењеног само подацима ако стварно желимо брз рачунар. Говоримо о бројкама које ХД постављају 40-50 пута спорије од ССД-а, то није глупост. Физичка величина и бука: Будући да су механичке и имају плоче, њихова величина је прилично велика у поређењу са М.2 ССД-ом који мери само 22 × 80 мм. Слично томе, када имају моторне и механичке главе чине их прилично бучним, посебно када су датотеке фрагментиране. Фрагментација: дистрибуција у записима узрокује да подаци постану фрагментирани с временом. Другим речима, диск ће попунити секторе који су остали избрисани када их избришете, тако да глава за читање мора да направи много скокова како би се прочитала комплетна датотека. На ССД-у, као меморији електронских ћелија, све су им доступне истом брзином, баш као и РАМ меморија, овај проблем не постоји.

Закључак о хард дисковима

На овај начин долазимо до краја нашег чланка који дубински развија тему механичког чврстог диска. Без сумње, они су елементи који барем за већину корисника играју нешто мању улогу тако што на тржишту имају ССД дискове од чак 2 ТБ. Али они су и даље звезда опција за масовно складиштење, јер за то нам није потребна велика брзина, већ много простора.

Замислите шта би се догодило ако имамо појединачни 512 или 256 ГБ ССД и желимо да спремимо 4К филмове, инсталирамо игре или смо креатори садржаја. Ако желимо брзину, морамо потрошити богатство на ССД, док би нас 20 ТБ са ХДД-ом коштало око 600 еура, док би то радили са ССД САТА-ом могли коштати око 2000 еура, а ако су НВМе, боље их ни не израчунати.

Сада вам остављамо неколико чланака који ће вам бити корисни за надопуну информација, и наравно уз наше водиче.

Колико хард дискова имате на рачунару и какав су тип? Да ли користите ССД и ХДД?