Как расшифровать маркировку жесткого диска. Оцениваем состояние жёстких дисков при помощи S.M.A.R.T. Форматирование высокого и низкого уровня

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

Вопросы предназначения и классификации жестких дисков?

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

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

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

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

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

Почему жесткий диск называют винчестером?

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

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

Устройство и принцип работы жесткого диска

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

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

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

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

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

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

Как осуществляется запись и чтение информации?

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

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

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

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

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

Логическая структура и принцип работы жесткого диска с точки зрения форматирования

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

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

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

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

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

Основные характеристики HDD

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Некоторые дополнительные параметры

Говоря о том, что представляет собой принцип работы жесткого диска и какие параметры влияют на его функционирование, нельзя обойти стороной и некоторые дополнительные характеристики, от которых может зависеть быстродействие или даже срок эксплуатации устройства.

Здесь на первом месте оказывается скорость вращения, которая напрямую влияет на время поиска и инициализации (распознавания) нужного сектора. Это так называемое скрытое время поиска - интервал, в течение которого необходимый сектор поворачивается к считывающей головке. Сегодня принято несколько стандартов для скорости вращения шпинделя, выраженной в оборотах в минуту со временем задержки в миллисекундах:

3600 - 8,33;
4500 - 6,67;
5400 - 5,56;
7200 - 4,17.

Нетрудно заметить, что чем выше скорость, тем меньшее время затрачивается на поиск секторов, а в физическом плане - на оборот диска до установки для головки нужной точки позиционирования пластины.

Еще один параметр - внутренняя скорость передачи. На внешних дорожках она минимальна, но увеличивается при постепенном переходе на внутренние дорожки. Таким образом, тот же процесс дефрагментации, представляющий собой перемещение часто используемых данных в самые быстрые области диска, - не что иное, как перенос их на внутреннюю дорожку с большей скоростью чтения. Внешняя скорость имеет фиксированные значения и напрямую зависит от используемого интерфейса.

Наконец, один из важных моментов связан с наличием у жесткого диска собственной кэш-памяти или буфера. По сути, принцип работы жесткого диска в плане использования буфера в чем-то похож на оперативную или виртуальную память. Чем больше объем кэш-памяти (128-256 Кб), тем быстрее будет работать жесткий диск.

Главные требования к HDD

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

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

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

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

Вопросы инициализации в системе при замене винчестера

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

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

Заключение

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Объем винчестера

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Интерфейс винчестера

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

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

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

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

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

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

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

Объем кэш-памяти контроллера винчестера

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

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

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

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

Скорость вращения шпинделя жесткого диска

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

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

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

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

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

Заключение

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

19:20 28.04.2001

Руководство для "чайников" по выбору винчестеровВведение

От того, какой жесткий диск вы установите в свой системный блок, зависит очень многое. Прежде всего, производительность Вашей системы. Стоит иметь ввиду, что установка современного жесткого диска в старую модель компьютера не целесообразна. Производительность будет ограничиваться скоростью старых протоколов, и диск будет работать только "в полсилы". Создание таких систем пустая трата денег. Профессиональные сборщики компьютеров называют такие детища "несбалансированными решениями". Оговорюсь, покупка компонентов с запасом для следующего апгрейда к этим случаям не имеет никакого отношения.

При покупке нового жесткого диска стоит определиться, для чего вы используете свой компьютер. Этот вопрос стоит задавать себе при любом апгрейде и не только винчестера. Отмечу, что для станции видео монтажа и для системы по работе с базами данных нужны абсолютно разные жесткие диски. На что стоит обращать внимание при принятии решения о покупке? Прежде всего, на размер файлов, с которыми вам приходится работать. При работе с небольшими файлами стоит брать диск с большим объемом встроенного кэша. Если вы настоящий профессионал, то тогда стоит "наложить" эти "размеры" на тип файловой системы.

Также важно выяснить точную маркировку материнской платы. Опираясь на эти данные, вы можете узнать, какой чипсет лежит в ее основе. Как правило, задача сводится к точному определению маркировки южного моста. Именно он отвечает за связь процессора с винчестером и его параметры позволят вам приобрести жесткий диск, максимально сбалансированный с Вашей системой.

В этой статье мы расскажем Вам об основных интерфейсах жестких дисков. Дадим информацию, которая научит Вас читать название винчестеров. А также приведем характеристики самых популярных жестких дисков.

Интерфейс

Сейчас можно купить жесткий диск практически любого интерфейса. Однако мы ограничимся рассказом только о двух их них - IDE и SCSI. Именно на них вам придется обратить внимание при покупке. Винчестеры с другими интерфейсами слишком дорогие и не находят широкого применения в домашних и офисных решениях.

Итак, IDE типы (отсортированы в порядке появления):

обычный IDE или ATA (Advanced Technology Attachment- устройство со встроенным контроллером)
EIDE (Enhanced IDE - расширенный IDE) или ATA-2
ATAPI
Ultra ATA (ATA-33, ATA-66, ATA-100)

Несколько слов об ATAPI (ATA Packet Interface). Этот интерфейс применяется для устройств типа СDROM, стримеров и т.п. Так что, скорее всего при покупке винчестера вы не услышите этой аббревиатуры. Впрочем, как EIDE и просто IDE. Сейчас на полках компьютерных магазинах находятся диски Ultra DMA-66 и Ultra DMA-100, чуть реже можно встретить Ultra DMA-33. Две последние цифры показывают скорость передачи данных в мегабайтах в секунду (например, 33 Мбайт/с). Существует несколько способов подключения IDE жесткого диска к компьютеру. Прежде всего - самый популярный - посредством 40 или 80 жильного кабеля (тип интерфейса AT-BUS). Особо отмечу то, что длина кабеля не должна быть больше 43 см. В противном случае стабильная работа устройства не гарантируется, и часть данных может быть потеряна. Для реализации Ultra DMA-66 и Ultra DMA-100 нужен именно 80 жильный кабель. В случае если вы будете использовать с такими дисками 40-жильный кабель, то скорость работы по шине составит только 33 Мбайт/с.

В чем различие между Ultra DMA-33,Ultra DMA-66 и Ultra DMA-100? Указанные в конце цифры говорят о максимальной скорости передачи данных по шине (Мб/с) от контроллера диска к материнской плате. Отмечу, что реально скорость передачи данных может быть существенно ниже. Это зависит от скорости работы диска, скорости работы электроники, работы памяти и процессора. При самостоятельном апгрейде не редки случаи, когда неопытный пользователь начинает "запихивать" кабель жесткого диска в гнездо для дисковода. Такая процедура приводит к сломанным контактам. Восстановить их потом крайне проблематично. Посмотрите, как выглядит 40-пинный коннектор IDE:

И никогда не путайте его с 34-пинным FDD коннектором, вот он:

Второй тип подключения называется PC Card ATA. Реализуется с помощью с помощью PC Card (PCMCIA), имеет 16-битный интерфейс. Этот тип используется в основном в переносных компьютерах (ноутбуках).

Жесткие диски имеют различный объем встроенного кэша и разное значение для оборотов шпинделя. Кэш заметно влияет на скорость работы с данными, особенно при работе с маленькими файлами без данных, когда обновление информации носит "локальный характер" и происходит достаточно часто (например, работа по вводу бухгалтерских данных). Размер кэша для современных дисков составляет от полумегабайта до двух мегабайт. Порой даже профессионалы затрудняются решить, какой объем кэша оптимален для данной системы. Можно руководствоваться принципом - "лучше больше, чем меньше".

Количество оборотов шпинделя напрямую связано с вращением носителей информации - дисков. Безусловно, этот параметр влияет на количество данных, считываемых в единицу времени. На рынке доступны диски со скоростями вращения до 10 000 (пока серийно не выпускаются) оборотов в минуту, однако, среди них более распространенные 5400 и 7200 оборотов в секунду. Диски "5400" более надежные и долговечные. При работе они меньше греются. "7200", как правило, более шумные и менее долговечные, но скоростные характеристики таких решений выше. Выбирать в этом случае предстоит Вам. Далее мы расскажет об некоторых моделях, и вы сможете сравнить все вышесказанное на примерах.

IDE винчестеры - самые дешевые на рынке. Низкая стоимость обусловлена высокой интегрированностью устройства. Контроллер и само устройство записи собирается в одном корпусе. Надежность таких жестких дисков достаточно высока. Для домашних пользователей выбор винчестера обычно сводится к решению, какую модель IDE устройства приобрести.

Напоследок несколько слов о том, как подключаются IDE устройства. На один IDE-кабель можно подключить не более двух устройств. Одно из устройств должно быть выставлено в режим Master (ведущий), а второе - Slave (ведомый). Установка режимов осуществляется с помощью выставления перемычек на самих устройствах. Все современные IDE-устройства, как правило, имеют таблицу установки перемычек. Если у вас два жестких диска, то система будет грузиться только с Master устройства. Обычно работа устройства в slave режиме не допускается при отсутствии master устройства. Однако современные накопители и BIOS позволяют такую работу.

SCSI менее популярный интерфейс, чем IDE (в основном по причине относительной дороговизны).

SCSI-1: шина данных 8-pазpядная, максимальная скорость передачи - до 5 Мбайт/с, разъем 25- или 50 контактный;
SCSI-2 или Fast SCSI (Быстрый SCSI): шина данных 8-pазpядная, максимальная скорость передачи - до 10 Мбайт/с, разъем 50 контактный; разъем выглядит так:

Wide SCSI (Широкий SCSI): 16-pазpядная шина данных, максимальная скорость передачи - до 20 Мбайт/с, разъем 68- или 80 контактный (Single Connector), объединяющий питание и сигнальные цепи
Ultra SCSI / Ultra Wide SCSI или SCSI-3: шина данных 8/16-pазpядная, максимальная скорость передачи - до 20/40 Мбайт/с, разъем 50-, 68- или 80 контактный (Single Connector), объединяющий питание и сигнальные цепи;
Ultra2 SCSI: шина данных 16-pазpядная, максимальная скорость передачи - до 80 Мбайт/с, разъем 68- или 80 контактный (Single Connector), объединяющий питание и сигнальные цепи; разъем выглядит так:

Этот интерфейс предназначен не только для использования жестких дисков. Контроллер, который вставляется в отдельный слот материнской платы, может поддерживать до 15 различных устройств (сканеры, CD-ROM, жесткие диски и прочее). Длина кабеля может быть до 15 метров. Это придает системе определенную гибкость, однако, для домашнего пользователя это не является важным критерием при выборе.

Производители SCSI винчестеров разработали устройства со скоростью вращения дисков 15 000 оборотов в минуту. Скоростные характеристики таких жестких дисков с легкостью бьют самые шустрые IDE приводы.

Контроллер SCSI купить не сложно, но он достаточно дорогой, впрочем, как и сами диски этого интерфейса. В любом случае покупать стоит только современные решения, а они в нашей стране относятся к рынку "hi-end". Поэтому я бы рекомендовал SCSI винчестеры только для тех пользователей, которые занимаются серьезным видео монтажом или нуждаются в системах, где необходимо использовать большое количество жестких дисков…

Основным преимуществом SCSI для домашнего использования, можно считать их малую нагрузку на процессор и более высокую скорость работы.

В этой статье я расскажу только о IDE жестких дисках. В подавляющем большинстве случаев именно их покупает пользователь благодаря их невысокой стоимости. Если же в дальнейшем возникнет интерес к SCSI жестким диском, то мы посветим этому отдельную статью.

Маркировка жесткого диска

Когда в Ваши руки попадает винчестер то, начиная крутить его, вы замечаете на его корпусе довольно крупную надпись из цифр и букв. Это фирменная маркировка жесткого диска (буквенно-цифровой код). К сожалению, единой системы (стандарта) нанесения и этой надписи нет. Каждый производитель делает это по-своему. К еще большему моему сожалению, некоторые производители периодически отходят от своей маркировки и придумывают новый стандарт буквенно-цифрового кода.

Достаточно давно я нашел на просторах сети описания маркировок большинства производителей. С той поры я пользуюсь этой информацией с переменным успехом. Вот эти данные:

Обозначение фирмы: ST
Форм-фактор: 1 = 3.5" x 41 mm; 3 = 3.5" x 25 mm; 4 = 5.25" x 82 mm; 5 = 3.5" x 19 mm; 9 = 2.5"
Форматированный объем: объем винчестера в Мбайтах. Последняя цифра показывает номер разработки.
Тип интерфейса: A = ATA (IDE); DC = SCSI 16 bit Single Connector Differential; FC = Fibre Channel; LC = SCSI 16 bit Single Connector Low Voltage Differential ; LW = SCSI 16 bit Low Voltage Differential ; N = SCSI 8 bit ; ND = SCSI 8 bit Differential ; W = SCSI 16 bit ; WC = SCSI 16 bit Single Connector ; WD = SCSI 16 bit Differential

Western Digital

Обозначение фирмы: WD
Тип интерфейса: A= IDE; S = SCSI; C =PCMCIA-IDE;
Модель: C = Caviar; P = Piranha; L = Lite; U = Ultralite;
Светодиодный индикатор: 0 = нет; 1 = кpасный; 2 = зеленый
Передняя панель: 0 = нет; 1 = чеpная; 2 = сеpая
Объем буфеpа: нет данных

IBM

Тип устройства: D - винчестер
Тип интерфейса: A = ATA (IDE); S = SCSI; C = Serial Storage Architecture (SSA)
Форм-фактор: 2 = 2.5"; 3 = 3.5"

Тип интерфейса: A - ATA (IDE); S - SCSI; V - Value

Fujitsu

Тип интеpфейса: T = ATA (EIDE); S = SCSI; SY = Fast SCSI-2 (Ultra); H = SCSI, диффеpенциальный; Q = Wide SCSI; R = Wide SCSI, диффеpенциальный; C = Wide SCSI, SCA-1; E = Wide SCSI, SCA-2;
Размеp блока: A = 512 байт; X = 256 байт; B = 1024 байта;
Тип pезьбы винтов: M = метpическая M3; U = #6-32 UNC.

Итак, перейдем к описанию конкретных моделей жестких дисков, которые Вы сможете приобрести в компьютерных магазинах.

IBM 75GXP

Модели винчестеров фирмы IBM пользуются заслуженной популярностью у нас в стране и во всем мире. Однако последняя серия DTLA винчестеров оказалась не очень надежной. Количество брака в ней заставило саму компанию IBM отказаться от дальнейшего выпуска этих моделей. И все же эти жесткие диски еще долго будут лежать в магазинах и пользоваться хорошим спросом благодаря самым высоким скоростным характеристикам.

Компания имеет два сборочных завода в Венгрии и на Тайване. Мне больше нравятся модели, собранные на Тайване, тем, что проблем совместимости этих устройств на порядок меньше. Жесткие диски, собранные в Венгрии, по надежности не уступают тайваньским устройствам. А вот совместимость этих винчестеров на порядок хуже.

Ниже привожу таблицу, в которой вы можете увидеть все модели жестких дисков IBM Deskstar семейства. (в этой семье появился популярный DTLA винчестер). Очень хорошо видно, как увеличивается размер встроенного кэша и "набирает обороты" шпиндель.

Название модели	Емкость устройства	Интерфейс	Размер встроенного кэша	Скорость вращения
DSAA	270 to 720 MBytes	PIO3	96 KB	4500 оборотов в секунду
DPEA	от 540 до 1080 Мб	PIO3	96 KB	5400 оборотов в секунду
DJAA	1.2 и 1.7 Гб	PIO4	96 KB	4500 оборотов в секунду
DAQA	от 2.1 до 3.2 Гб	PIO4	128 KB	5400 оборотов в секунду
DCAA	3.6 и 4.3 Гб	PIO4	96 KB	5400 оборотов в секунду
DHEA	от 4.3 до 8.4 Гб	UltraATA/33	476 KB	5400 оборотов в секунду
DTTA 16GP	от 3.2 до 16.8 Гб	UltraATA/33	512 KB	5400 оборотов в секунду
DTTA 14GXP	от 10 до 14.4 Гб	UltraATA/33	512 KB	7200 оборотов в секунду
DJNA 25GP	от 10 до 25 Гб	UltraATA/33	512 KB или 2048 KB	5400 оборотов в секунду
DJNA 22GXP	от 9 до 22 Гб	UltraATA/66	2048 KB	7200 оборотов в секунду
DPTA 37GP	от 15 до 37 Гб	UltraATA/66	512 KB или 2048 KB	5400 оборотов в секунду
DPTA 34GXP	от 13 до 34 Гб	UltraATA/66	2048 KB	7200 оборотов в секунду
DTLA 40GV	от 20 до 40 Гб	UltraATA/100	512 KB	5400 оборотов в секунду
DTLA 75GXP	от 15 до 75 Гб	UltraATA/100	2048 KB	7200 оборотов в секунду

Посмотрим, что представляют из себя технические характеристики последнего жесткого диска этого семейства:

IBM Deskstar 75GXP
Объем устройства	15, 20, 30, 45, 60, 75 Гб
Скорость оборотов	7200 оборотов в секунду
Среднее время доступа	8.5 мс
Размер встроенного кэша	2048 Кб
Заводская гарантия	3 года

Как вы видите, эти жесткие диски имеют самые лучшее (большие) значения для кэша и "оборотистости". Я бы порекомендовал такой винчестер для тех пользователей, которые готовы отказаться от всего ради скорости. Тесты показывают, что равных этому винчестеру нет. Стоит иметь ввиду, что при своей работе, современные винчестеры IBM издают достаточно много шума. А благодаря высокой скорости вращения поверхность корпуса жесткого диска нагревается очень сильно. Поэтому стоит запастись хорошим корпусом или даже поставить дополнительную систему охлаждения. Она стоит порядка 15 долларов (не всякий системный блок годится для ее установки). Надежность этого жесткого диска оставляет желать лучшего. Однозначно выделить причину сбоев трудно, так как ломается все. Очень много брака среди 30 Гб моделей. Стоимость этих винчестеров заметно выше всех остальных конкурентов. Другими словами, он дороже своих аналогов на 30-60 долларов.

Fujitsu MPF-3204AH

Компания Fujitsu славится традиционно надежными и недорогими решениями. Последнее время ей созданы несколько "быстрых" дисков. Среди них модель Fujitsu MPF-3204AH ATA-100. Она имеет рабочий объем 20 Гб. Компания выпускает винчестеры AH другого объема, но приобрести их на розничном рынке практически не представляется возможным.

Приведу технические характеристики модели Fujitsu MPF-3204AH:

Fujitsu MPF-3204AH
Объем устройства	20.4 Гб
Скорость оборотов	7,200 оборотов в секунду
Среднее время доступа	8.5 мс
Размер встроенного кэша	2048 Кб
Warranty	3 years

Как вы видите в своих характеристиках диск не уступает предыдущей модели IBM. Но в скорости реальной работы он проигрывает. Однако, на мой взгляд, это с лихвой компенсируется надежностью и скоростью работы привода. Жесткий диск имеет очень прочную коробку. Кстати, именно она делает Fujitsu MPF-3204AH одним из самых тихих винчестеров. Посмотрите на срез корпуса этого винчестера:

При работе с жесткими дисками этой фирмы никогда не возникает проблем с установкой. Так как информация о положении джамперов всегда присутствует на крышке корпуса. Сделано это крупно и разборчиво. Смотрите на пример:

Несмотря на высокую скорость вращения шпинделя, при своей работе диск нагревается совсем не значительно. Сказывается действие великолепной системы подшипников.

Я не сталкивался и не слышал о проблемах совместимости Fujitsu MPF-3204AH. Стоимость модели относительно не высокая, и мне кажется, эта модель жесткого диска может стать лидером соотношения цена/надежность и цена/производительность.

Компания Seagate уже достаточно давно перестала являться лидером ранка IDE жестких дисков, но в сегменте SCSI прочно удерживает лидирующие позиции. Компания выпускает очень надежные жесткие диски. Некоторые пользователи, которые пользуются приводами для переноса больших объемов информации, специально покупают продукцию Seagate (хотя я не рекомендую это делать).

Скорость работы этих приводов оставляет желать лучшего. Хотя среднее время доступа, заявленное производителем, очень маленькое, реальное время поиска и позиционирования головки достаточно большое. Но если файл расположен очень плотно (нет дефрагментации), то скорость его чтения (линейная скорость чтения) не уступает моделям IBM.

Вот краткие технические характеристики этого жесткого диска:

Seagate Barracuda ATA, ST320430A
Объем устройства	20.4 Гб
Скорость оборотов	7,200 оборотов в секунду
Среднее время доступа	7.6 мс
Размер встроенного кэша	512 Кб
Warranty	3 years

Благодаря железному корпусу диск мало "шумит". Хотя при работе с дефрагментироваными данными слышны странные "повизгивания". На обратной стороне диска расположена инструкция по эксплуатации жесткого диска и рассказано о установке винчестера в компьютер.

Во время своей работы привод практически не греется. Стоимость жестких дисков от Seagate традиционно умеренная. Одним словом, если вы привыкли неторопливо работать на своем компьютере и надежность для вас самый важный фактор при покупке, то покупайте жесткий диск фирмы Seagate

Western Digital 450 АА

Компания Western Digital достаточно упорно и успешно соревнуется с Fujitsu и IBM. Решения WD всегда славились хорошими скоростными характеристиками. Были времена, когда компании удавалось (правда на короткий промежуток времени) выходить в лидеры сегмента IDE. В данный момент решения Western Digital ничуть не уступают всем своим конкурентам.

Приведу технические характеристики рассматриваемой модели:

Western Digital 450AA
Объем устройства	45 Гб
Скорость оборотов	5.400 оборотов в секунду
Среднее время доступа	9.5 мс
Размер встроенного кэша	2048 Кб
Заводская гарантия	3 years

Модель имеет хорошую емкость, но скорость работы с данными оставляет желать лучшего. Безусловно, в среднем эта модель, несмотря на меньшее количество оборотов дисков, чем у предыдущих моделей, обгонит свои аналоги от Seagate и Samsung, но на большее ее не хватит. Модель достаточно громкая. При работе с дефрагментированными данными звуки позиционирования головки хорошо слышны даже среди работы мощного "голден орба". Температура жесткого диска при его частом использовании поднимается до уровня не требующего дополнительно охлаждения.

Не могу не отметить плохую привычку компании "забывать" наносить информацию о положении джамперов на винчестере. Часто приходится посещать сайт компании, чтобы получить эти данные. На рисунке помечены необходимые положения.

Среди плюсов могу отметить достаточно приличную надежность, хотя "партия на партию" не приходится. Стоимость модели аналогична конкурентам от Fujitsu. Рекомендую покупать эту модель пользователям, чьи интересы лежат в сфере бизнеса. Офисные приложения достаточно шустро работают на этом жестком диске, а его надежность гарантирует их сохранность.

Заключение

В качестве итога я хочу предложить вам таблицу, в которой наглядно показано, какой диск нужно приобретать для решения тех или иных задач.

Название жесткого диска	IBM DTLA 307045	Fujitsu MPF-3204AH	Seagate Barracuda ATA ST320430A	Western Digital 450 АА
Основные характеристики (размер, обороты, кэш, среднее время доступа)	> 45 Гб 7200 об/c 2048Кб 8.5 мс	> 20.4 Гб 7200 об/c 2048Кб 8.5 мс	> 20.4 Гб 7200 об/c 512Кб 7.6 мс	> 45 Гб 5400 об/c 2048Кб 9.5 мс
Гарантийные обязательства	3 года	3 года	3 года	3 года
Основные характеристики	Плюсы: самая высокая скорость Минусы: низкая надежность, высокая температура, высокая цена	Плюсы: Хорошие скоростные характеристики хорошая надежность, абсолютная бесшумность Минусы: плохая распространенность	Плюсы: Очень высокая надежность, низкая стоимость Минусы: низкие скоростные характеристики	Плюсы: Хорошие скоростные характеристики Минусы: завышенная цена

К сожалению, в данный момент я не могу представить результаты тестирования еще двух жестких дисков. Вы наверно уже догадались, это Saмsung и Maxtor. В следующей нашей статье мы расскажем об этих винчестерах и кроме этого, поведаем об основных способах тестирования жестких дисков.

Приветствую всех читателей блога . Многих интересует вопрос - как устроен жесткий диск компьютера. Поэтому я решил посвятить этому сегодняшнюю статью.

Жесткий диск компьютера (HDD или винчестер) нужен для хранения информации после выключения компьютера, в отличие от ОЗУ () - которая хранит информацию до момента прекращения подачи питания (до выключения компьютера).

Жесткий диск, по-праву, можно назвать настоящим произведением искусства, только инженерным. Да-да, именно так. Настолько сложно там внутри все устроено. На данный момент во всем мире жесткий диск - это самое популярное устройство для хранения информации, он стоит в одном ряду с такими устройствами, как: флеш-память (флешки), SSD. Многие наслышаны о сложности устройства жесткого диска и недоумевают, как в нем помещается так много информации, а поэтому хотели бы узнать, как устроен или из чего состоит жесткий диск компьютера. Сегодня будет такая возможность).

Жесткий диск состоит из пяти основных частей. И первая из них - интегральная схема , которая синхронизирует работу диска с компьютером и управляет всеми процессами.

Вторая часть - электромотор (шпиндель), заставляет вращаться диск со скоростью примерно 7200 об/мин, а интегральная схема поддерживает скорость вращения постоянной.

А теперь третья, наверное самая важная часть - коромысло , которое может как записывать, так и считывать информацию. Конец коромысла обычно разделен, для того чтобы можно было работать сразу с несколькими дисками. Однако головка коромысла никогда не соприкасается с дисками. Существует зазор между поверхностью диска и головкой, размер этого зазора примерно в пять тысяч раз меньше толщины человеческого волоса!

Но давайте все же посмотрим, что случится, если зазор исчезнет и головка коромысла соприкоснется с поверхностью вращающегося диска. Мы все еще со школы помним, что F=m*a (второй закон Ньютона, по-моему), из которого следует, что предмет с небольшой массой и огромным ускорением - становится невероятно тяжелым. Учитывая огромную скорость вращения самого диска, вес головки коромысла становится весьма и весьма ощутимым. Естественно, что повреждение диска в таком случае неизбежно. Кстати, вот что случилось с диском, у которого этот зазор по каким то причинам исчез:

Так же важна роль силы трения, т.е. ее практически полного отсутствия, когда коромысло начинает считывать информацию, при этом смещаясь до 60 раз за секунду. Но постойте, где же здесь находится двигатель, что приводит в движение коромысло, да еще с такой скоростью? На самом деле его не видно, потому что это электромагнитная система, работающая на взаимодействии 2 сил природы: электричества и магнетизма. Такое взаимодействия позволяет разгонять коромысло до скоростей света, в прямом смысле.

Четвертая часть - сам жесткий диск, это то, куда записывается и откуда считывается информация, кстати их может быть несколько.

Ну и пятая, завершающая часть конструкции жесткого диска - это конечно же корпус, в который устанавливаются все остальные компоненты. Материалы применяются следующие: почти весь корпус выполнен из пластмассы, но верхняя крышка всегда металлическая. Корпус в собранном виде нередко называют "гермозоной". Бытует мнение, что внутри гермозоны нету воздуха, а точнее, что там - вакуум. Мнение это опирается на тот факт, что при таких высоких скоростях вращения диска, даже пылинка, попавшая внутрь, может натворить много нехорошего. И это почти верно, разве что вакуума там никакого нету - а есть очищенный, осушенный воздух или нейтральный газ - азот например. Хотя, возможно в более ранних версиях жестких дисков, вместо того, чтобы очищать воздух - его просто откачивали.

Это мы говорили про компоненты, т.е. из чего состоит жесткий диск . Теперь давайте поговорим про хранение данных.

Как и в каком виде хранятся данные на жестком диске компьютера

Данные хранятся в узких дорожках на поверхности диска. При производстве, на диск наносится более 200 тысяч таких дорожек. Каждая из дорожек разделена на секторы.

Карты дорожек и секторов позволяют определить, куда записать или где считать информацию. Опять же вся информация о секторах и дорожках находится в памяти интегральной микросхемы, которая, в отличие от других компонентов жесткого диска, размещена не внутри корпуса, а снаружи и обычно снизу.

Сама поверхность диска - гладкая и блестящая, но это только на первый взгляд. При более близком рассмотрении структура поверхности оказывается сложнее. Дело в том, что диск изготавливается из металлического сплава, покрытого ферромагнитным слоем. Этот слой как раз и делает всю работу. Ферромагнитный слой запоминает всю информацию, как? Очень просто. Головка коромысла намагничивает микроскопическую область на пленке (ферромагнитном слое), устанавливая магнитный момент такой ячейки в одно из состояний: о или 1. Каждый такой ноль и единица называются битами. Таким образом, любая информация, записанная на жестком диске, по-факту представляет собой определенную последовательность и определенное количество нулей и единиц. Например, фотография хорошего качества занимает около 29 миллионов таких ячеек, и разбросана по 12 различным секторам. Да, звучит впечатляюще, однако в действительности - такое огромное количество битов занимает очень маленький участок на поверхности диска. Каждый квадратный сантиметр поверхности жесткого диска включает в себя несколько десятков миллиардов битов.

Принцип работы жесткого диска

Мы только что с вами рассмотрели устройство жесткого диска, каждый его компонент по отдельности. Теперь предлагаю связать все в некую систему, благодаря чему будет понятен сам принцип работы жесткого диска.

Итак, принцип, по которому работает жесткий диск следующий: когда жесткий диск включается в работу - это значит либо на него осуществляется запись, либо с него идет чтение информации, или с него , электромотор (шпиндель) начинает набирать обороты, а поскольку жесткие диски закреплены на самом шпинделе, соответственно они вместе с ним тоже начинают вращаться. И пока обороты диска(ов) не достигли того уровня, чтобы между головкой коромысла и диском образовалась воздушная подушка, коромысло во избежание повреждений находится в специальной "парковочной зоне". Вот как это выглядит.

Как только обороты достигают нужного уровня, сервопривод (электромагнитный двигатель) приводит в движение коромысло, которое уже позиционируется в то место, куда нужно записать или откуда считать информацию. Этому как раз способствует интегральная микросхема, которая управляет всеми движениями коромысла.

Распространено мнение, этакий миф, что в моменты времени, когда диск "простаивает", т.е. с ним временно не осуществляется никаких операций чтения/записи, жесткие диски внутри перестают вращаться. Это действительно миф, ибо на самом деле, жесткие диски внутри корпуса вращаются постоянно, даже тогда, когда винчестер находится в энергосберегающем режиме и на него ничего не записывается.

Ну вот мы и рассмотрели с вами устройство жесткого диска компьютера во всех подробностях. Конечно же, в рамках одной статьи, нельзя рассказать обо всем, что касается жестких дисков. Например в этой статье не было сказано про - это большая тема, я решил написать про это отдельную статью.

Нашел интересное видео, про то, как работает жесткий диск в разных режимах

Всем спасибо за внимание, если вы еще не подписаны на обновления этого сайта - очень рекомендую это сделать, дабы не пропустить интересные и полезные материалы. До встречи на страницах блога!

Как устроен жесткий диск? Какие бывают жесткие диски? Какую роль они выполняют в компьютере? Как взаимодействуют с другими компонентами? Какие параметры учитывать при выборе и покупке жесткого диска, вы узнаете из этой статьи.

НЖМД - сокращенное название от "Накопитель на Жестких Магнитных Дисках ". Так же вы встретите английское HDD - и сленговое Винчестер или сокращенно Винт .

В компьютере жесткий диск отвечает за хранение данных. Операционная система Windows, программы, фильмы, фотографии, документы, вся информация, которую вы загружаете в компьютер, сохраняется на жестком диске. А информация в компьютере это самое ценное! Если вышел из строя процессор или видеокарта, их можно купить и заменить. А вот потерянные семейные фотографии из отпуска прошлым летом или данные бухгалтерии небольшого предприятия за год не так-то просто восстановить. Поэтому надежности хранения данных уделяется особое внимание.

Почему же прямоугольная металлическая коробка называется диском? Для ответа на этот вопрос нам нужно заглянуть внутрь и узнать как жесткий диск устроен. На картинке ниже вы можете посмотреть из каких деталей жесткий диск состоит и какие функции выполняет каждая деталь Нажмите для увеличения. (Взято с сайта itc.ua)

Предлагаю так же посмотреть отрывок из передачи канала Discovery о том как устроен и работает жесткий диск.

Еще три факта которые вам надо знать о жестких дисках.

Жесткий диск самая медленная деталь компьютера. Когда компьютер "завис", обратите внимание на индикатор работы жесткого диска. Если он часто мигает или горит непрерывно, значит жесткий диск выполняет команды одной из программ а все остальные простаивают, ожидая своей очереди. Если операционной системе не хватает быстродействующей оперативной памяти для запуска программы, она использует место на жестком диске, что очень сильно тормозит весь компьютер. Поэтому один из способов увеличить скорость работы компьютера - увеличить размер оперативной памяти.
Жесткий диск так же является самой хрупкой деталью компьютера. Как вы узнали из видео, двигатель раскручивает диск до нескольких тысяч оборотов в минуту. При этом магнитные головки "парят" над диском в воздушном потоке, созданном вращающимся диском. Расстояние между диском и головками в современных устройствах составляет около 10 нм. Если в этот момент подвергнуть диск удару или тряске, головка может коснуться диска и повредить поверхность с хранящимися на ней данными. В результате появляются так называемые "badblocks " - нечитаемые области, из-за которых компьютер не может считать какой-нибудь файл или загрузить систему. В выключенном состоянии головки "паркуются" за пределами рабочей области и перегрузки от удара не так страшны жесткому диску. Делайте, пожалуйста, резервные копии важных данных!
Объем жесткого диска зачастую немного меньше того, который указывает продавец или производитель. Причина в том, что изготовители указывают объем диска, исходя из того, что в одном гигабайте 1 000 000 000 байт, в то время как их там 1 073 741 824.

Покупаем жесткий диск

Если вы решили увеличить объем для хранения информации в компьютере подключив дополнительный жесткий диск или заменив старый более вместительным, что вам потребуется знать при покупке?

Во-первых, загляните под крышку системного блока вашего компьютера. Вам необходимо выяснить какой интерфейс подключения жесткого диска поддерживает материнская плата. На сегодняшний день наиболее распространены стандарты SATA и отживающий свой век IDE . Их легко отличить по внешнему виду. На картинке слева показан фрагмент материнской платы, которая оснащена разъёмами обоих видов, но на вашей, скорее всего окажется один из них.

Существует три версии интерфейса SATA . Они отличаются скоростью передачи данных. SATA , SATA II и SATA III со скоростью 1.5, 3 и 6 гигабайт в секунду соответственно. Все версии интерфейсов SATA выглядят одинаково и совместимы между собой. Вы можете подключить их в любой комбинации, в результате скорость передачи данных будет ограничена более медленной версией. При этом скорость работы жесткого диска еще меньше. Поэтому потенциал быстрых интерфейсов сможет раскрыться лишь с появлением новых быстродествующих накопителей.

Если вы решили приобретать дополнительный жесткий диск SATA, проверьте есть ли у вас интерфейсный кабель как на картинке. В комплекте с диском он не продается. (Обычно они комплектуются к материнской плате.) Так же среди разъемов блока питания должен быть хотя один свободный для подключения жесткого диска или вам может понадобится переходник со старого стандарта на новый.

Теперь о самом жестком диске: Главным параметром является, конечно, емкость. Как я упоминал выше, учтите, что она окажется немного меньше заявленной. Для операционной системы и программ требуется 100 - 200 Гигабайт, что по современным меркам совсем немного. Сколько вам может понадобиться дополнительного пространства вы можете определить опытным путем. Большие объемы могут потребоваться,например, для записи видео высокого качества. Современные фильмы в формате HD достигают нескольких десятков Гигабайт.

Кроме этого среди основных параметров указывают:

Форм-фактор - размер диска. Диски размером 1.8 и 2.5 дюйма используются в . Для стационарного компьютера следует приобретать диск 3.5 дюйма. Разъемы SATA у них одинаковые и диск для ноутбука может работать в стационарном компьютере. Но диски маленьких размеров сделаны с упором на компактность и низкое энергопотребление, а по быстродействию уступают более крупным моделям. И стоят при этом дороже.
RPM - скорость вращения диска. Измеряется в количестве оборотов в минуту (RPM - сокращение от revolutions per minute ). Чем больше скорость вращения, тем быстрее диск записывает и считывает информацию. Но при этом потребляет больше энергии. На сегодняшний день наиболее распространены диски с 5400 RPM и 7200 RPM . Более низкие обороты чаще встречаются в дисках для ноутбуков, дисках большой емкости (более двух терабайт) и так называемых "зеленых" дисках, названных так из-за пониженного энергопотребления. Так же существуют жесткие диски со скоростью вращения 10000 RPM и 15000 RPM . Они рассчитаны для работы в высоконагруженных серверах и имеют повышенный ресурс надежности, но и стоят намного дороже обычных.
Производитель . На данный момент на рынке накопителей несколько крупных производителей. Среди них идет довольно жесткая конкуренция, поэтому качеством они ничем не уступают друг другу. Поэтому можете выбирать любое из известных имен: Hitachi, HP, Seagate, Silicon Power, Toshiba Transcend, Western Digital.