Вопрос 8

Накопи́ тель на жёстких магни́ тных ди́ сках или НЖМД (англ. hard (magnetic) disk drive, HDD, HMDD), жёсткий диск, в компьютерном сленге «винче́ стер» — запоминающее устройство (устройство хранения информации) произвольного доступа, основанное на принципемагнитной записи. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров.

Интерфейс (англ. interface) — совокупность линий связи, сигналов, посылаемых по этим линиям, технических средств, поддерживающих эти линии, и правил (протокола) обмена. Серийно выпускаемые внутренние жёсткие диски могут использовать интерфейсы ATA (он же IDE и PATA), SATA, eSATA, SCSI, SAS, FireWire, SDIO и Fibre Channel.

Ёмкость (англ. capacity) — количество данных, которые могут храниться накопителем. С момента создания первых жёстких дисков в результате непрерывного совершенствования технологии записи данных их максимально возможная ёмкость непрерывно увеличивается. Ёмкость современных жёстких дисков (с форм-фактором 3, 5 дюйма) на сентябрь 2011 г. достигает 4000 ГБ (4 Терабайт) и близится к 5 Тб^[5]. В отличие от принятой в информатике системы приставок, обозначающих кратную 1024 величину (см.: двоичные приставки), производителями при обозначении ёмкости жёстких дисков используются величины, кратные 1000. Так, ёмкость жёсткого диска, маркированного как «200 ГБ», составляет 186, 2 ГиБ.^[6][7]

Физический размер (форм-фактор) (англ. dimension). Почти все современные (2001—2008 года) накопители для персональных компьютеров и серверов имеют ширину либо 3, 5, либо 2, 5дюйма — под размер стандартных креплений для них соответственно в настольных компьютерах и ноутбуках. Также получили распространение форматы 1, 8 дюйма, 1, 3 дюйма, 1 дюйм и 0, 85 дюйма. Прекращено производство накопителей в форм-факторах 8 и 5, 25 дюймов.

Время произвольного доступа (англ. random access time) — среднее время, за которое винчестер выполняет операцию позиционирования головки чтения/записи на произвольный участок магнитного диска. Диапазон этого параметра — от 2, 5 до 16 мс. Как правило, минимальным временем обладают серверные диски (например, у Hitachi Ultrastar 15K147 — 3, 7 мс^[8]), самым большим из актуальных — диски для портативных устройств (Seagate Momentus 5400.3 — 12, 5 мс^[9]). Для сравнения, у SSD накопителей этот параметр меньше 1 мс.

Скорость вращения шпинделя (англ. spindle speed) — количество оборотов шпинделя в минуту. От этого параметра в значительной степени зависят время доступа и средняя скорость передачи данных. В настоящее время выпускаются винчестеры со следующими стандартными скоростями вращения: 4200, 5400 и 7200 (ноутбуки), 5400, 5900, 7200 и 10 000 (персональные компьютеры), 10 000 и 15 000 об/мин (серверы и высокопроизводительные рабочие станции). Увеличению скорости вращения шпинделя в винчестерах для ноутбуков препятствуетгироскопический эффект, влияние которого пренебрежимо мало в неподвижных компьютерах.

Надёжность (англ. reliability) — определяется как среднее время наработки на отказ (MTBF). Также подавляющее большинство современных дисков поддерживают технологию S.M.A.R.T.

Количество операций ввода-вывода в секунду (англ. IOPS) — у современных дисков это около 50 оп./с при произвольном доступе к накопителю и около 100 оп./сек при последовательном доступе.

Потребление энергии — важный фактор для мобильных устройств.

Сопротивляемость ударам (англ. G-shock rating) — сопротивляемость накопителя резким скачкам давления или ударам, измеряется в единицах допустимой перегрузки во включённом и выключенном состоянии.

Скорость передачи данных (англ. Transfer Rate) при последовательном доступе:

§ внутренняя зона диска: от 44, 2 до 74, 5 Мб/с;

§ внешняя зона диска: от 60, 0 до 111, 4 Мб/с.

Объём буфера — буфером называется промежуточная память, предназначенная для сглаживания различий скорости чтения/записи и передачи по интерфейсу. В современных дисках он обычно варьируется от 8 до 64 Мб.

Интерфейсы подключения жестких дисков – разные. Как это ни странно, причина этому – не банальная конкуренция производителей друг с другом и желание сделать свои изделия уникальными. Дело в том, что каждый интерфейс характеризуется определенным типом передачи данных, а следовательно, имеет разную скорость и другие параметры.

Самый первый интерфейс подключения жесткого диска HDD IDE был разработан компанией Western Digital более 20 лет назад. Сразу после разработки появилось множество его модификаций. Производители начали выпускать винчестеры, подключаемые с помощью такого способа.

Еще один интерфейс подключения жесткого диска HDD – SATA или Serial ATA. Он считается более современным и более быстро, на сегодняшний день современные винчестеры оснащаются именно им.

Жесткий диск HDD с HDMI чаще всего встречается не в персональных компьютерах, а в других устройствах, например, плеерах и видеокамерах. Принципиального значения для ПК тот или иной интерфейс значения не имеет, поэтому если вы озадачены выбором, смотрите на объем, скорость вращения, а интерфейс вас в любом случае устроит.

Главная идея создания RAID – массива заключается в том, чтобы равномерно распределить данные между дисками массива. Пространство каждого диска разбивается на сегменты, размер которых от 1 сектора (512 байт) до нескольких Мб., и зависит от типа ОС (если RAID – массив реализуется программными средствами) или конструктивных особенностей RAID – контроллера (если RAID – массив реализуется аппаратно).
Тогда дисковое пространство массива RAID – есть объединение сегментов данных всех дисков массива. Такой способ организации преследует 2 цели:
- повышение производительности, поскольку данные равномерно распределены между всеми дисками массива, то можно одновременно считывать, записывать данные с нескольких дисков
- повышение надежности. Повышение отказоустойчивости RAID – массива может достигаться:
А) за счет полного копирования данных (зеркалирование)
Б) за счет создания (расчета) контрольных сумм для выявления и исправления ошибок