HDD | |
---|---|
| |
Mediafiler på Wikimedia Commons |
En hårddisk, eller HDD ( eng. hårddisk (magnetisk) hårddisk, HDD, HMDD ), hårddisk , hopfällbar. hårddisk - en lagringsenhet för direkt åtkomst (informationslagringsenhet, enhet ) baserad på principen om magnetisk inspelning. Det är den huvudsakliga datalagringsenheten i de flesta datorer .
Till skillnad från en diskett ( diskett ), är information på en hårddisk registrerad på hårda ( aluminium eller glas ) plattor belagda med ett lager av ferromagnetiskt material, oftast kromdioxid - magnetiska skivor. Hårddisken använder en eller flera plattor på samma axel . Läshuvuden i driftläget vidrör inte plattornas yta på grund av det luftflödeslager som bildas nära ytan under snabb rotation. Avståndet mellan huvudet och skivan är flera nanometer (i moderna skivor, cirka 10 nm [1] ), och frånvaron av mekanisk kontakt säkerställer en lång livslängd för enheten. I frånvaro av skivrotation befinner sig huvudena vid spindeln eller utanför skivan i en säker ("parkering") zon, där deras onormala kontakt med skivornas yta är utesluten.
Dessutom, till skillnad från en diskett, är ett lagringsmedium vanligtvis kombinerat med en enhet, en enhet och en elektronikenhet. Sådana hårddiskar används ofta som icke-flyttbara lagringsmedia.
Sedan andra halvan av 2000-talet har SSD :er med högre prestanda spridit sig , vilket förskjuter diskenheter från ett antal applikationer trots den högre kostnaden per lagringsenhet; Samtidigt har hårddiskar, från och med mitten av 2010-talet, blivit utbredda som lagringsenheter med låg kostnad och hög kapacitet i både konsument- och företagssegmentet.
På grund av närvaron av termen logisk disk kallas magnetiska skivor (plattor) av hårddiskar, för att undvika förvirring, fysisk disk , slang - pannkaka . Av samma anledning kallas SSD-enheter ibland för en SSD-hårddisk , även om de inte har magnetiska diskar eller rörliga enheter.
Enligt en av versionerna [2] [3] gavs namnet "Winchester" ( eng. Winchester ) till enheten tack vare Kenneth Haughton, som arbetade på IBM , projektledaren , som ett resultat av att en hårddisk var släpptes i 1973 IBM 3340 , som för första gången kombinerade skivplattor och läshuvuden i ett hölje i ett stycke. När ingenjörerna utvecklade det använde ingenjörerna det korta interna namnet "30-30", vilket innebar två moduler (i maximal layout) på 30 megabyte vardera, vilket sammanföll med beteckningen på det populära jaktvapnet - Winchester Model 1894 -geväret, med .30-30 gevärspatronen . Det finns också en version [4] att namnet enbart kom från namnet på patronen, även den producerad av Winchester Repeating Arms Company , den första ammunitionen som skapades i USA för civila vapen av "liten" kaliber på rökfritt pulver, som överträffade patroner av äldre generationer i alla avseenden och fick omedelbart stor popularitet.
I Europa och USA förföll namnet "winchester" på 1990 -talet, men på ryska fanns det kvar och fick en halvofficiell status, och i datorslang reducerades det till ordet "skruv" (ibland "vinch" [ 5] ).
Principen för drift av hårddiskar liknar driften av bandspelare . Skivans arbetsyta rör sig i förhållande till läshuvudet (till exempel i form av en induktor med ett gap i magnetkretsen ). När en elektrisk växelström appliceras (under inspelning) till huvudspolen, påverkar det framträdande magnetiska växelfältet från huvudgapet ferromagneten på skivytan och ändrar riktningen för domänmagnetiseringsvektorn beroende på signalstyrkan. Vid läsning leder rörelsen av domäner nära huvudgapet till en förändring av det magnetiska flödet i huvudets magnetiska krets, vilket leder till uppkomsten av en alternerande elektrisk signal i spolen på grund av elektromagnetisk induktion.
Sedan slutet av 1990-talet började huvuden baserade på effekten av jättemagnetiskt motstånd (GMR) [6] [7] användas på informationslagringsmarknaden .
Sedan början av 2000-talet har huvuden baserade på GMR-effekten ersatts av huvuden baserade på den tunneldrivande magnetoresistiva effekten (där en förändring i magnetfältet leder till en förändring i resistans beroende på förändringen i magnetfältets styrka; t.ex. huvuden gör det möjligt att öka sannolikheten för tillförlitlighet för informationsläsning, särskilt vid informationsposter med hög densitet). 2007 ersatte enheter baserade på tunnelmagnetoresistiva effekt med magnesiumoxid (effekten upptäcktes 2005) helt enheter baserade på GMR-effekten.
Experter i slutet av 2020 uppskattar att hårddisktillverkarna under de kommande åren kommer att gå över till HAMR- teknik (magnetic plate heated local recording), som tros vara bättre lämpad för glasplattor snarare än aluminiumplattor, eftersom glaset tål lokal uppvärmning utan defekter upp till 700 °C, medan värmebeständigheten hos aluminium är begränsad till 200 °C [8] .
Longitudinell inspelningsmetod - CMR-teknik ( C onventional Magnetic Recording ) är en "normal" magnetisk inspelning, informationsbitar registreras med hjälp av ett litet huvud, som passerar över ytan på en roterande skiva och magnetiserar miljarder horisontella diskreta områden - domäner. I detta fall är domänmagnetiseringsvektorn placerad i längdriktningen, det vill säga parallellt med skivytan. Var och en av dessa områden är en logisk nolla eller etta, beroende på magnetiseringens riktning.
Den maximala inspelningstätheten som kan uppnås med denna metod är cirka 23 Gb/cm². År 2010 ersattes denna metod praktiskt taget av den vinkelräta inspelningsmetoden.
Den vinkelräta inspelningsmetoden är PMR - teknik ( Perpendicular Magnetic R ecording ) , där informationsbitar lagras i vertikala domäner . Detta gör att du kan använda starkare magnetfält och minska den yta av material som krävs för att spela in 1 bit. Den tidigare inspelningsmetoden, parallell med ytan på den magnetiska plattan, ledde till att ingenjörerna vid något tillfälle träffade "taket" - det var omöjligt att ytterligare öka informationstätheten på skivorna. Och så kom de ihåg en annan inspelningsmetod, som varit känd sedan 1970-talet.
Inspelningsdensiteten med denna metod har ökat dramatiskt - med mer än 30 % även på de första proverna (för 2009 - 400 Gb/tum², eller 62 Gb/cm² [9] ). Den teoretiska gränsen har flyttats i storleksordningar och är mer än 1 Tbit/tum².
Hårddiskar med vinkelrät inspelning har funnits på marknaden sedan 2006 [10] . Hårddiskar fortsätter trenden mot att öka kapaciteten, rymmer upp till 10-14 terabyte och använder tekniker som heliumfyllda höljen, SMR, HAMR/MAMR [11] förutom PMR .
Metoden för tiled magnetic recording - SMR ( Shingled Magnetic R ecording ) -teknik implementerades i början av 2010-talet. Den drar fördel av det faktum att bredden på läsområdet är mindre än skrivhuvudets bredd. Spår spelas in med denna metod med partiell överlappning inom spårgrupper (paket). Varje nästa spår i paketet täcker delvis det föregående (som ett tegeltak ), och lämnar en smal del från det, tillräckligt för läshuvudet. I sina detaljer skiljer den sig radikalt från de mer populära CMR- och PMR-inspelningsteknikerna [12] [13] [14] .
Kaklad inspelning ökar tätheten inspelad information (tekniken används av hårddisktillverkare för att öka datainspelningstätheten, vilket gör att de får plats med mer information på varje hårddiskplatta), men komplicerar omskrivningen - med varje ändring måste du helt skriv om hela paketet med överlappande spår. Tekniken låter dig öka kapaciteten på hårddiskar med 15-20%, beroende på den specifika implementeringen; samtidigt är det inte utan nackdelar, varav den främsta är en låg skriv-/omskrivningshastighet, vilket är avgörande när det används i klientdatorer. Officiellt används magnetisk inspelningsteknik med kakel främst i hårddiskar för databehandlingscenter (DPC), som används för arkiv och applikationer som WORM (skriv en gång, läs många), där omskrivning sällan är nödvändig.
I slutet av 2010-talet dolde WD och Toshiba medvetet information om användningen av denna teknik i ett antal av sina enheter riktade till konsumentsegmentet; dess användning leder till inkompatibilitet av enheter med vissa modeller av filservrar och till omöjligheten att kombinera dem till RAID-arrayer [15] , såväl som till en minskning av slumpmässig skrivhastighet. Dessutom resulterade buggar i den fasta programvaran på vissa WD SMR-enheter i dataförlust vid användning av ZFS -filsystemet [16] [17] . När det gäller den tredje största hårddisktillverkaren, Seagate, rapporterade den användningen av SMR i dokumentationen för vissa enheter, men höll den gömd för andra [15] [18] .
Metoden för termisk magnetisk inspelning - HAMR-teknologi ( Eng. H eat- A ssisted Magnetic R ecording ) är fortfarande lovande, dess förbättringar och implementering fortsätter. Denna metod använder punktuppvärmning av skivan, vilket gör att huvudet kan magnetisera mycket små områden av dess yta. Efter att skivan svalnat "fixar magnetiseringen". För 2009 var endast experimentella prover tillgängliga, vars inspelningstäthet var 150 Gbit/cm² [19] . Hitachi-experter kallar gränsen för denna teknik till 2,3-3,1 Tbit/cm² och representanter för Seagate Technology - 7,75 Tbit/cm² [20] . Seagate släppte med denna teknik en hårddisk på 16 TB 2018 [21] och 20 TB 2020 . Enligt Seagates regionchef Vic Huang planerar företaget att lansera 30 TB och 50 TB diskar en tid senare [22] .
Strukturerade lagringsmediaEn strukturerad ( mönstrad ) databärare - BPM-teknik ( Bit-P atterned M edia ) - är en lovande teknik för att lagra data på ett magnetiskt medium som använder en uppsättning identiska magnetiska celler för att registrera data, som var och en motsvarar en bit av information, till skillnad från modern magnetisk inspelningsteknik, där en del information registreras på flera magnetiska domäner.
Hårddisken består av ett inneslutningsområde och en elektronikenhet.
Inneslutningsområdet inkluderar ett hus tillverkat av slitstark legering, skivformade plattor med en magnetisk beläggning (separerade av separatorer i vissa modeller), samt ett block av huvuden med en positioneringsanordning och en elektrisk spindeldrivning .
I motsats till vad många tror finns det inget vakuum i inneslutningen i de allra flesta enheter . Vissa tillverkare gör den lufttät (därav namnet) och fyller den med renad och torkad luft eller neutrala gaser, särskilt kväve , och ett tunt metall- eller plastmembran är installerat för att utjämna trycket (i detta fall finns en liten ficka inuti hårddiskfodralet för en påse med silikagel , som absorberar vattenånga som finns kvar inuti höljet efter att det har förseglats). Andra tillverkare utjämnar trycket genom en liten öppning med ett filter som kan fånga mycket fina (flera mikrometer ) partiklar. Men i detta fall utjämnas också luftfuktigheten, och skadliga gaser kan också tränga in. Tryckutjämning är nödvändig för att förhindra deformation av inneslutningshuset på grund av förändringar i atmosfärstryck (till exempel i ett flygplan) och temperatur, såväl som när enheten värms upp under drift.
Dammpartiklar som hamnat i inneslutningsområdet under monteringen och föll på skivans yta transporteras under rotation till ett annat filter - en dammuppsamlare.
Huvudblock - ett paket med fästen (spakar) gjorda av aluminiumbaserade legeringar, som kombinerar låg vikt och hög styvhet (vanligtvis ett par för varje skiva). I ena änden är de fixerade på axeln nära skivans kant. I de andra ändarna (ovanför skivorna) är huvuden fixerade .
Skivor (plattor) är vanligtvis gjorda av en metallegering. Även om det har gjorts försök att göra dem av plast och till och med glas (IBM), har sådana plattor visat sig vara spröda och kortlivade. Båda planen på plattorna, som en tejp, är täckta med det finaste dammet av en ferromagnet - oxider av järn , mangan och andra metaller. Den exakta sammansättningen och tillämpningstekniken är en affärshemlighet . De flesta budgetenheter innehåller en eller två tallrikar, men det finns modeller med fler tallrikar.
Skivorna är styvt fixerade på spindeln. Under drift roterar spindeln med en hastighet av flera tusen varv per minut (från 3600 till 15 000). Vid denna hastighet skapas ett kraftfullt luftflöde nära plattans yta, vilket lyfter huvudena och får dem att sväva ovanför plattans yta. Formen på huvuden är beräknad på ett sådant sätt att det optimala avståndet från skäret säkerställs under drift. Tills skivorna har accelererat till den hastighet som krävs för att "ta av" huvudena, håller parkeringsanordningen huvudena i parkeringszonen . Detta förhindrar skador på huvuden och arbetsytan på skären. Spindelmotorn på en hårddisk är en ventilmotor .
Separator (separator) - en platta gjord av plast eller aluminium, placerad mellan plattorna på magnetiska skivor och ovanför toppplattan på en magnetisk skiva. Den används för att utjämna luftflöden inuti inneslutningsområdet.
PositioneringsenhetHuvudpositioneringsanordning ( Jarg. Actuator ) är en låg tröghet solenoidmotor . Den består av ett stationärt par starka neodym- permanentmagneter , samt en spole (solenoid) på ett rörligt huvudblockfäste . Motorn bildar tillsammans med systemet för att läsa och bearbeta servoinformationen skriven till skivan och styrenheten (VCM-styrenheten) en servodrivenhet .
Huvudpositioneringssystemet kan också vara dubbeldrivet. Samtidigt flyttar den elektromagnetiska huvudenheten blocket med vanlig noggrannhet, och en extra piezoelektrisk mekanism riktar in huvudena med det magnetiska spåret med ökad noggrannhet.
Principen för motorns drift är som följer: lindningen är inuti statorn (vanligtvis två fasta magneter), strömmen som levereras med olika styrkor och polariteter gör att den exakt placerar fästet (vippan) med huvuden längs en radiell bana. Positioneringsanordningens hastighet beror på söktiden för data på plattornas yta.
Varje enhet har en speciell zon som kallas parkeringszonen - det är på den som huvudena stannar när enheten stängs av eller är i ett av de låga energiförbrukningslägena. I parkeringstillstånd är huvudenhetens fäste (vipparm) i ytterläge och vilar mot slagbegränsaren. Under informationsåtkomstoperationer (läs/skriv) är en av bruskällorna vibrationer på grund av stötar från fästena som håller magnethuvudena mot rörelsebegränsarna i processen att återföra huvudena till nollläget. För att minska buller är dämpningsbrickor av mjukt gummi installerade på färdstoppen. Det är möjligt att avsevärt minska bruset från en hårddisk programmatiskt genom att ändra parametrarna för huvudenhetens accelerations- och retardationslägen. För detta har en speciell teknik utvecklats - Automatic Acoustic Management . Officiellt dök möjligheten att programmässigt styra brusnivån på en hårddisk upp i ATA / ATAPI-6-standarden (för att göra detta måste du ändra värdet på kontrollvariabeln), även om vissa tillverkare har gjort experimentella implementeringar tidigare.
I tidiga hårddiskar placerades styrlogiken på datorns MFM- eller RLL-styrenhet, och elektronikkortet innehöll endast moduler för analog bearbetning och styrning av spindelmotorn, lägesställaren och huvudbrytaren. Ökningen av dataöverföringshastigheter tvingade utvecklare att minska längden på den analoga vägen till gränsen, och i moderna hårddiskar innehåller elektronikenheten vanligtvis: en styrenhet, läsminne (ROM), buffertminne, en gränssnittsenhet och en digital signalbehandlingsenhet .
Gränssnittslådan kopplar hårddiskens elektronik till resten av systemet.
Styrenheten är ett styrsystem som tar emot elektriska signaler för positionering av huvudena och genererar kontrollåtgärder genom en drivenhet av typen " röstspole " , växlar informationsflöden från olika huvuden, styr driften av alla andra noder (till exempel styrning spindelhastigheten), mottagning och bearbetning av signaler från enhetssensorer (sensorsystemet kan inkludera en enaxlig accelerometer som används som stötsensor, en treaxlig accelerometer som används som fritt fallsensor, en trycksensor, en vinkelaccelerationssensor, en temperatursensor).
ROM-enheten lagrar styrprogram för styrenheter och digital signalbehandling, samt serviceinformation för hårddisken.
Buffertminne jämnar ut hastighetsskillnaden mellan gränssnittet och enheten ( statiskt höghastighetsminne används ). Genom att öka storleken på buffertminnet i vissa fall kan du öka hastigheten på enheten.
Den digitala signalbehandlingsenheten renar den avlästa analoga signalen och avkodar den (extraktion av digital information). För digital bearbetning används olika metoder, till exempel PRML-metoden (Partial Response Maximum Likelihood - den maximala sannolikheten med ett ofullständigt svar). Den mottagna signalen jämförs med samplen. I detta fall väljs ett sampel som är mest likt den avkodade signalen till form och tidsmässiga egenskaper.
Makrofoto av magnethuvudet, nedan - en spegelreflektion från magnetskivans yta
Mikrofoto av magnethuvud
Parkerat magnethuvud
Styrkort på 3,5" 73 GB Fujitsu SAS -enhet
Mekaniska och elektriska komponenter i drivningen av magnethuvuden
En kontroller ( förlängningskort ) krävs för att ansluta en MFM-disk till moderkortet
Styrkort på en gammal IDE-enhet
För interna hårddiskar:
Bandbredd, Gbps | Max kabellängd, m | Krävs en strömkabel | Antal enheter per kanal | Antal ledare i kabeln | Andra funktioner | |
---|---|---|---|---|---|---|
Ultra ATA /133 | 1.2 | 0,46 | Ja (3,5")/Nej (2,5") | 2 | 40/80 | Styrenhet+2Slav, hot swap inte möjligt |
SATA -300 | 2.4 | ett | Ja | ett | 7 | Värd/slav, hot-swapbar på vissa kontroller |
SATA -600 | 4.8 | inga data | Ja | ett | 7 | |
Ultra- 320SCSI | 2,56 | 12 | Ja | 16 | 50/68 | enheter är lika, hot-swap möjligt |
SAS | 2.4 | åtta | Ja | Över 16384 | hot swap; det är möjligt att ansluta SATA- enheter till SAS-kontroller |
För externa enheter baserade på hårddiskar, som nästan alltid skapas på basis av interna hårddiskar med hjälp av ett adapterkort (gränssnittsomvandlare):
Bandbredd, Gbps | Max kabellängd, m | Krävs en strömkabel | Antal enheter per kanal | Antal ledare i kabeln | Andra funktioner | |
---|---|---|---|---|---|---|
FireWire /400 | 0,4 | 4,5 (upp till 72 m i daisy chain) | Ja/Nej (beroende på gränssnittstyp och enhet) | 63 | 4/6 | enheter är lika, hot-swap möjligt |
FireWire /800 | 0,8 | 4,5 (upp till 72 m i daisy chain) | Ja/Nej (beroende på gränssnittstyp och enhet) | 63 | 9 | enheter är lika, hot-swap möjligt |
USB 2.0 | 0,48
(faktiskt - 0,25) |
5 (upp till 72 m vid seriekoppling via nav ) | Ja/Nej (beroende på enhetstyp) | 127 | fyra | Värd/Slav, hot-swappable |
USB 3.0 | 4.8 | inga data | Ja/Nej (beroende på enhetstyp) | inga data | 9 | Dubbelriktad, USB 2.0-kompatibel |
Blixt | tio | |||||
ethernet | ||||||
eSATA | 2.4 | 2 | Ja | 1 (upp till 15 med portmultiplikator) | 7 | Värd/Slav, hot-swappable |
I syfte att adressera är ytutrymmet på skivplattorna uppdelat i spår - koncentriska ringformade områden. Varje spår är uppdelat i lika segment- sektorer . CHS- adressering antar att alla spår i ett givet diskområde har samma antal sektorer.
Cylinder - en uppsättning spår på samma avstånd från mitten på alla arbetsytor på hårddiskplattor. Huvudnumret anger vilken arbetsyta som används, och sektornumret anger en specifik sektor på banan.
För att använda CHS-adressering måste du känna till geometrin på skivan som används: det totala antalet cylindrar, huvuden och sektorer i den. Till en början måste denna information matas in manuellt; i ATA -1-standarden introducerades funktionen för automatisk detektering av geometri (identifiera enhetskommandot) [23] .
Hårddiskens geometri påverkar läs/skrivhastigheten. Närmare ytterkanten av skivplattan ökar längden på spåren (fler sektorer passar, antalet sektorer på cylindrarna var tidigare detsamma) och följaktligen mängden data som enheten kan läsa eller skriva i en rotation. Samtidigt kan läshastigheten variera från 210 till 30 MB/s. När du känner till den här funktionen är det tillrådligt att placera rotpartitionerna för operativsystem här. Sektornumrering börjar från den yttre kanten av skivan från noll.
På plattorna av moderna "hårddiskar" är spåren grupperade i flera zoner ( eng. Zoned Recording ). Alla spår i en zon har samma antal sektorer. Det finns dock fler sektorer på de yttre zonernas spår än på de inre. Detta gör det möjligt att, med användning av ett längre yttre spår, uppnå en mer enhetlig inspelningstäthet, vilket ökar plattans kapacitet med samma produktionsteknik.
ReservsektorerYtterligare reservsektorer kan finnas på varje spår för att öka skivans livslängd. Om ett oåterkalleligt fel inträffar i någon sektor, kan denna sektor ersättas med en reserv ( Engelsk remapping ). Data som lagras i den kan förloras eller återställas med ECC , och diskkapaciteten förblir densamma. Det finns två omplaceringstabeller: en fylls i på fabriken, den andra fylls i under drift. Zongränser, antalet sektorer per spår för varje zon och sektormappningstabeller lagras i elektronikenhetens ROM.
Logisk geometriNär kapaciteten hos tillverkade hårddiskar växte, passade deras fysiska geometri inte längre in i de begränsningar som införs av mjukvaru- och hårdvarugränssnitt (se: Hårddiskkapacitet ). Dessutom är spår med olika antal sektorer inte kompatibla med CHS-adresseringsmetoden. Som ett resultat började diskkontroller rapportera inte verklig, utan fiktiv, logisk geometri som passar in i gränssnittens begränsningar, men som inte motsvarar verkligheten. Så det maximala antalet sektorer och huvuden för de flesta modeller är 63 och 255 (de högsta möjliga värdena i BIOS INT 13h avbrottsfunktioner), och antalet cylindrar väljs enligt diskens kapacitet. Den fysiska geometrin på själva skivan kan inte erhållas i normalt driftläge [24] och är okänd för andra delar av systemet.
Det minsta adresserbara dataområdet på en hårddisk är en sektor . Sektorstorleken är traditionellt 512 byte [25] . 2006 tillkännagav IDEMA övergången till en sektorstorlek på 4096 byte, som planeras att vara klar 2010 [26] .
Western Digital har redan meddelat [27] lanseringen av en ny formateringsteknik som kallas Advanced Format och har släppt en serie enheter som använder den nya tekniken. Denna serie inkluderar AARS / EARS och BPVT-linjerna.
Innan du använder en enhet med avancerad formatteknik för att fungera i Windows XP måste du utföra justeringen av partitionerna med hjälp av ett speciellt verktyg [28] . Om diskpartitioner skapas av Windows Vista , Windows 7 och Mac OS krävs inte justering [29] .
Windows Vista, Windows 7, Windows Server 2008 och Windows Server 2008 R2 har begränsat stöd för överdimensionerade diskar [30] [31] .
Det finns två huvudsakliga sätt att adressera sektorer på en disk:
CHSMed denna metod adresseras sektorn av dess fysiska position på skivan med tre koordinater - cylindernummer , huvudnummer och sektornummer . På diskar större än 528 482 304 byte (504 MB) med inbyggda kontroller motsvarar dessa koordinater inte längre den fysiska positionen för sektorn på disken och är "logiska koordinater" (se ovan ).
LBAMed denna metod specificeras adressen för datablocken på bäraren med hjälp av en logisk linjär adress. LBA-adressering började implementeras och användas 1994 i samband med EIDE-standarden (Extended IDE). Behovet av LBA orsakades delvis av tillkomsten av diskar med stor kapacitet som inte kunde utnyttjas fullt ut med de gamla adresseringssystemen.
LBA-metoden motsvarar Sector Mapping för SCSI . SCSI-styrenhetens BIOS utför dessa uppgifter automatiskt, det vill säga den logiska adresseringsmetoden var typisk för SCSI-gränssnittet från början.
Ljudnivå är det ljud som alstras av frekvensomriktarens mekanik under dess drift. Anges i decibel . Tysta enheter är enheter med en ljudnivå på cirka 26 dB eller mindre. Buller består av spindelrotationsljud (inklusive aerodynamiskt brus) och positioneringsljud.
För att minska bruset från hårddiskar används följande metoder:
Hårddiskar kännetecknas av hög driftsäkerhet och lagring av information. De kan hålla i årtionden. De byts vanligtvis ut för att köpa en hårddisk med högre kapacitet, långt innan den gamla enheten går sönder.
Produktionsprocessen för hårddiskar består av flera steg:
För magnetisk beläggning flyttas arbetsstycken till den magnetiska beläggningszonen (placerad innanför testzonen, klass 10).
Efter att processen med att applicera magnetiska beläggningar har slutförts, placeras skivorna i kassetter och flyttas igen till testområdet.
I slutskedet av monteringen av enheten formateras plattornas ytor - spår och sektorer bildas på dem. Den specifika metoden bestäms av tillverkaren och/eller standarden, men åtminstone varje spår är magnetiskt märkt för att indikera banans början.
Det finns verktyg som kan testa de fysiska sektorerna på en disk och visa och redigera dess tjänstdata i begränsad utsträckning [47] . De specifika egenskaperna hos sådana verktyg är starkt beroende av skivmodellen och teknisk information som är känd för författaren till programvaran för motsvarande modellfamilj [48] .
Några av de enheter som använder hårddiskar är:
I expansionskort ( Hardcard )
Eftersom DVD-enheter i bärbara datorer och monoblock för närvarande är irrelevanta, sätts ofta en extra hårddisk in där i en speciell adapter (släde)
Hårddiskar förblev populära under det första decenniet av 2000-talet, eftersom det inte fanns någon värdig ersättning för dem vid den tiden: Solid-state-diskar (SSD) hade precis börjat sin utvecklingsväg och var därför dyra, samtidigt som de rymde mycket små mängder data . I början av 2020-talet ledde den fortsatta tillväxten i popularitet för SSD:er som mer pålitliga och snabbare hårddiskar (i konsumentsegmentet valde användare i allt högre grad SSD mellan hårddiskar och SSD:er av samma storlek) till det faktum att leveranser av hårddiskar i den globala volymen kollapsade med 15 % (2022 i förhållande till 2021) [49] .
Till en början fanns det ett brett utbud av hårddiskar på marknaden, tillverkade av många företag . Med hårdare konkurrens, explosiv kapacitetstillväxt som kräver modern teknik och fallande vinstmarginaler har de flesta tillverkare antingen köpts av konkurrenter eller bytt till andra typer av produkter.
Det fanns ett företag som hette Conner Peripherals i mitten av 1990-talet , som senare köptes av Seagate.
Under första hälften av 1990-talet fanns Micropolis Corporation , som producerade mycket dyra premium SCSI-enheter för servrar. Men med lanseringen av branschens första 7200 rpm hårddiskar. det använde lågkvalitativa spindellager från Nidec, och Micropolis led dödliga förluster vid returer, gick i konkurs och köptes helt ut av Seagate.
Hårddiskar tillverkades också av NEC .
Fujitsu fortsätter att producera hårddiskar för bärbara datorer och SCSI-enheter, men lämnade massmarknaden för stationära enheter 2001 på grund av det massiva felet i Cirrus Logic-kontrollkretsen (flöde av dålig kvalitet ledde till lödkorrosion). Dessförinnan övervägdes Fujitsus hårddiskar[ av vem? ] bäst i desktopsektorn , med utmärkta egenskaper hos roterande ytor, med praktiskt taget inga omplacerade sektorer på fabriken. 2009 överfördes produktionen av hårddiskar helt till Toshiba [50] .
Efter dödliga fel i samband med massfel på diskar för stationära datorer i början av 2000-talet (kontakterna på en misslyckad anslutning till en hermetisk burk oxiderades), köptes IBM- divisionen , vars diskar hittills ansågs vara nästan standard, av Hitachi 2002 [51] .
Ett ganska ljust märke i historien om hårddiskar lämnades av Quantum Quantum Corp. , men det misslyckades också i början av 2000-talet, till och med mer tragiskt än IBM och Fujitsu: i hårddiskarna i Quantum CX-serien misslyckades huvudväxlingschippet i diskens hermetiska bank, vilket ledde till mycket dyr datautvinning från en misslyckad disk.
En av ledarna inom produktionen av skivor var Maxtor . 2001 köpte Maxtor ut Quantums hårddiskdivision och fick även ryktesproblem med så kallade "tunna" diskar. 2006 förvärvades Maxtor av Seagate [51] .
Våren 2011 förvärvades Hitachi-produktionen av Western Digital (3,5-tums drivverksfabriker överfördes till Toshiba 2012) [52] [53] [54] ; samtidigt sålde Samsung sin HDD-division till Seagate [55] [56] .
Sedan 2012 finns det tre huvudtillverkare kvar - Seagate , Western Digital och Toshiba [57] [58] .
PlåttillverkareSedan introduktionen av hårddiskar 1956 har deras pris sjunkit från tiotusentals dollar till tiotals dollar i mitten av 2010-talet. Kapacitetskostnaden har minskat från $9200 till $0,000035 per megabyte [62] .
Översvämningarna i Thailand 2011 översvämmade Western Digital , Seagate Technology , Hitachi och Toshibas hårddiskfabriker . Enligt IDC ledde detta till en tredjedels nedgång i hårddiskproduktionen [63] . Enligt Piper Jaffray kommer bristen på hårddiskar på världsmarknaden under IV-kvartalet 2011 att vara 60-80 miljoner enheter med en efterfrågevolym på 180 miljoner, från och med den 9 november 2011 har hårddiskpriserna redan ökat i intervallet från 10 till 60 % [64] .
År 2020, på grund av covid-19-pandemin , minskade hårddisktillverkarna avsevärt produktionen av enheter, men i framtiden, enligt experter, kommer denna marknad att börja växa igen (åtminstone i nischen för lagringsenheter). Vi pratar om hårddiskar upp till 20 TB. Drivenheter med högre kapacitet kommer under de kommande åren eller två att gå över till uppvärmd inspelning (HAMR), för vilket, som man tror, glasplattor är bättre lämpade än aluminium. Tillväxten av data i nätverk som förväntas med spridningen av 5G- kommunikation kommer att kräva nya och mer rymliga lagringssystem, som SSD:er inte kommer att kunna hantera, fjärrarbete och Internet of things kommer också att bli en källa till påtaglig tillväxt i efterfrågan på HDD-enheter [65] [66] .
I maj 2021, i samband med lanseringen av Chia , baserad på hårddiskutvinning , ökade priset på hårddiskar 2-3 gånger [67] [68] [69] [70] [71] .
Ordböcker och uppslagsverk | |
---|---|
I bibliografiska kataloger |
|