HDD ("hard drive", hdd, hard disk drive - eng.) - perangkat penyimpanan informasi berdasarkan pelat magnet dan efek magnet.
Berlaku di mana pun di komputer pribadi, laptop, server dan sebagainya.
Perangkat hard disk. Bagaimana cara kerja harddisk?
Di lantai tertutup rapat blok tersebut berisi pelat dua sisi, dengan lapisan magnetik, ditanam poros motor dan berputar dengan kecepatan dari 5400 rpm Bloknya belum tertutup rapat, tapi yang terpenting tidak bocor partikel halus dan tidak mengizinkan perubahan kelembaban. Semua ini berdampak buruk pada masa pakai dan kualitas hard drive.
Di hard drive modern, . Hal ini menghasilkan lebih sedikit kebisingan selama pengoperasian, secara signifikan meningkatkan daya tahan dan mengurangi kemungkinan kemacetan poros karena keruntuhan.
Membaca dan menulis dilakukan dengan menggunakan blok kepala.
Dalam kondisi kerja, kepala melonjak di atas permukaan disk pada jarak tertentu ~10nm. Mereka aerodinamis dan bangkit di atas permukaan disk karena arus ke atas dari piring yang berputar. Kepala magnetik dapat ditemukan di kedua sisi pelat, jika lapisan magnet diendapkan pada setiap sisi piringan magnet.
Blok kepala yang terhubung memiliki posisi tetap, yaitu, kepala-kepala bergerak bersamaan.
Semua kepala dikendalikan oleh seorang khusus satuan penggerak berdasarkan elektromagnetisme.
Magnet neodymium menciptakan magnet bidang, dimana head unit dapat bergerak dengan kecepatan reaksi tinggi di bawah pengaruh arus. Ini adalah pilihan terbaik dan tercepat untuk memindahkan head block, namun pada suatu waktu head block dipindahkan secara mekanis, menggunakan roda gigi.
Saat drive dimatikan, untuk mencegah kepala jatuh ke drive dan rusak dia, mereka sedang membersihkan area parkir kepala(zona parkir, zona parkir).
Ini juga memungkinkan Anda untuk memindahkan hard drive yang dimatikan tanpa batasan apa pun. Saat dimatikan, disk dapat menahan beban berat tanpa mengalami kerusakan. Saat dihidupkan, sentakan kecil sekalipun pada sudut tertentu dapat merusak lapisan magnet piringan atau merusak kepala saat menyentuh disk.
Selain bagian yang disegel, hard drive modern memiliki bagian eksternal papan kontrol. Dahulu kala, semua papan kontrol dimasukkan ke dalam slot ekspansi pada motherboard komputer. Itu tidak nyaman dalam hal keserbagunaan dan kemampuan. Saat ini, dengan hard drive, semua perangkat elektronik yang mengontrol drive dan antarmuka terletak pada papan kecil di bagian bawah hard drive. Berkat ini, setiap disk dapat dikonfigurasi ke parameter tertentu yang menguntungkan dari sudut pandang strukturnya, sehingga memberikan peningkatan kecepatan, atau pengoperasian yang lebih senyap, misalnya.
Untuk menghubungkan antarmuka dan daya, konektor standar yang diterima secara umum digunakan / dan Moleks/Daya SATA.
Keunikan.
Hard drive adalah yang paling luas penjaga informasi dan relatif dapat diandalkan. Volume disk terus bertambah, tetapi akhir-akhir ini hal ini disebabkan oleh beberapa hal kesulitan dan untuk lebih memperluas volumenya, diperlukan teknologi baru. Dapat dikatakan bahwa harddisk sudah hampir mencapai batasnya dalam mencapai kemampuan maksimal. Penyebaran hard drive terutama didorong oleh rasio volume harga. Dalam kebanyakan kasus, satu gigabyte ruang disk berharga kurang dari 2,5 rubel.
Kelebihan dan kekurangan harddisk dibandingkan dengan .
Sebelum munculnya solid state SSD(penggerak solid state) - drive; hard drive tidak memiliki pesaing. Sekarang hard drive memiliki arah yang ingin dituju.
Kekurangan hard drive(harddisk)(ssd) drive:
- kecepatan baca sekuensial rendah
- kecepatan akses rendah
- kecepatan membaca rendah
- kecepatan tulis sedikit lebih lambat
- getaran dan sedikit kebisingan selama pengoperasian
Meskipun, di sisi lain, hard drive memiliki hal lain lebih signifikan manfaat yang mana SSD penimbun berusaha dan berusaha.
pro hard drive (perangkat keras) dibandingkan dengan keadaan padat (ssd) drive:
- harga volume yang jauh lebih baik
- indikator keandalan terbaik
- volume maksimum yang lebih besar
- jika terjadi kegagalan, ada peluang lebih besar untuk memulihkan data
- pilihan terbaik untuk digunakan di pusat media, karena kekompakannya dan kapasitas 2,5 drive yang besar
Tentang apa layak untuk diperhatikan saat memilih hard drive, Anda dapat melihat di artikel kami ““. Jika Anda memerlukan perbaikan hard drive atau pemulihan data, Anda dapat menghubungi.
Jika Anda adalah orang pribadi, maka spesialis kami akan dapat menyediakannya jangkauan terluas layanan komputer. Teknisi kami yang berpengalaman siap menyelesaikan segala masalah yang mungkin timbul pada unit sistem atau laptop Anda.
Panggilan:
Kualitas layanan komputer yang kami berikan Anda dapat yakin, karena kami mempekerjakan teknisi berpengalaman dan penuh perhatian yang telah bertahun-tahun memberikan bantuan komputer dan perbaikan komputer, tentunya dengan menggunakan peralatan profesional terkini.
Bergabung:
Menyiapkan dan memperbaiki komputer di rumah - memanggil teknisi komputer
Instalasi perangkat lunak
Perbaikan motherboard
Layanan bantuan komputer
Mengganti catu daya
Apakah komputer Anda rusak? Tidak masalah. Pakar kami tahu cara membantu Anda. Untuk perbaikan komputer, kami memiliki semua suku cadang yang diperlukan dari produsen bersertifikat. Kunjungan rumah sangat cepat.
Bantuan komputer di rumah 250 gosok.
Perbaikan laptop mendesak - Kami menyelamatkan dari banjir cairan dan mengganti suku cadang
Mengganti matriks
Membersihkan papan ketik
Mengganti baterai
Perbaikan catu daya
Jika laptop Anda rusak, teknisi kami yang berpengalaman akan segera memperbaikinya. Sekalipun Anda tidak sengaja menumpahkan cairan ke dalamnya dan baterai serta hard drive terbakar, teknisi kami akan segera mengembalikan laptop Anda ke kondisi kerja.
Perbaikan laptop mendesak 550 gosok.
Menghapus dan mengobati virus komputer - menghapus spanduk
Menginstal perlindungan antivirus
Pengobatan virus
Menghapus Trojan
Pengaturan firewall
Tidak ada komputer yang kebal dari serangan malware. Virus berbahaya dapat sangat mengganggu pengoperasian komputer Anda dan menyebabkan hilangnya data, namun spesialis kami akan menghapus virus secara efektif dan memasang perlindungan anti-virus.
Penghapusan virus 270 gosok.
Menginstal dan mengkonfigurasi Windows di komputer atau laptop
Menginstal Windows XP, Vista, Tujuh
Pengaturan Windows
Menginstal driver
Pemulihan sistem setelah kegagalan
Jika Anda tidak memiliki kesempatan untuk menginstal sendiri sistem operasi Windows, hubungi saja spesialis kami, dan mereka akan menginstal versi Windows berlisensi apa pun dan membuat semua pengaturan yang diperlukan.
Instalasi Windows 260 gosok.
Kami menyimpan data Anda - pemulihan informasi
Dari harddisk
Setelah memformat
Dari flash drive dan kartu memori
Setelah penghapusan
Terlepas dari apa yang menyebabkan hilangnya data dan pada media apa fenomena tidak menyenangkan ini terjadi, teknisi kami yang berkualifikasi akan memulihkan semua data Anda, dengan tetap menjaga kerahasiaan file di komputer Anda.
Pemulihan data 410 gosok.
Layanan TI untuk organisasi dan layanan berlangganan untuk organisasi
- Administrasi komputer
- Perbaikan periferal
- Informasi keamanan
- Konfigurasi jaringan
Sulit membayangkan bisnis yang sukses tanpa layanan TI yang terorganisir dengan baik. Bagaimanapun, banyak hal bergantung pada komputer yang berfungsi dengan baik dan sistem keamanan data yang terorganisir dengan baik. Hubungi kami untuk layanan TI - kami tidak akan mengecewakan Anda.
Saat ini, banyak orang percaya bahwa hard drive magnetik terlalu lambat, tidak dapat diandalkan, dan secara teknis ketinggalan jaman. SSD, di sisi lain, sedang berada di puncak popularitasnya: setiap perangkat seluler memiliki media penyimpanan berbasis flash, dan bahkan PC desktop pun menggunakan drive tersebut. Namun, prospek mereka sangat terbatas. Menurut perkiraan CHIP, harga SSD akan turun sedikit lagi, kepadatan data dan kapasitas drive kemungkinan akan berlipat ganda, dan kemudian kiamat akan tiba. SSD 1TB akan selalu terlalu mahal. Dengan latar belakangnya, hard drive magnetik dengan kapasitas serupa terlihat sangat menarik, sehingga masih terlalu dini untuk membicarakan akhir era drive tradisional. Namun, saat ini mereka berada di persimpangan jalan. Potensi teknologi saat ini - metode perekaman tegak lurus - memungkinkan siklus dua tahun lagi, di mana model baru dengan peningkatan kapasitas akan dirilis, dan kemudian batasnya akan tercapai.
Jika tiga produsen besar - Seagate, Western Digital, dan Toshiba - dapat melakukan transisi ke salah satu teknologi baru yang disajikan dalam artikel ini, maka hard drive 3,5 inci dengan kapasitas 60 TB atau lebih tinggi (yang 20 kali lebih besar dari model saat ini ) tidak lagi menjadi kemewahan yang tidak dapat dicapai. Pada saat yang sama, kecepatan membaca juga akan meningkat, mencapai level SSD, karena ini bergantung langsung pada kepadatan data yang ditulis: semakin pendek jarak yang harus ditempuh kepala pembaca, semakin cepat disk beroperasi. Oleh karena itu, jika “kelaparan informasi” kita terus meningkat, semua “kemenangan” akan diperoleh pada hard disk magnetik.
Metode pencatatan tegak lurus
Untuk beberapa waktu sekarang, hard drive telah menggunakan metode perekaman tegak lurus (pada domain yang terletak secara vertikal), yang memberikan kepadatan data yang lebih tinggi. Saat ini hal tersebut merupakan hal yang lumrah. Teknologi selanjutnya akan mempertahankan metode ini.
6 TB: batasnya hampir tercapai
Dalam waktu dua tahun, disk tulis tegak lurus akan mencapai batas kepadatan data pada sebuah piringan.
Pada hard drive modern dengan kapasitas hingga 4 TB, kepadatan perekaman piringan magnetik tidak melebihi 740 Gbit per inci persegi. Produsen berjanji bahwa drive yang menggunakan metode perekaman tegak lurus akan mampu menghasilkan 1 Tbit per inci persegi. Dalam dua tahun, generasi terbaru dari drive tersebut akan dirilis: kapasitas model faktor bentuk 3,5 inci akan mencapai 6 TB, dan model 2,5 inci akan mampu menyediakan lebih dari 2 TB ruang disk. Namun, tingkat pertumbuhan kepadatan pencatatan yang rendah tersebut tidak dapat lagi mengimbangi kebutuhan kita akan informasi yang semakin meningkat, seperti yang ditunjukkan pada grafik berikut.
Masalah pemilihan bahan
Hard drive dengan metode perekaman tegak lurus tidak mampu memenuhi permintaan yang terus meningkat di bidang penyimpanan data, karena dengan kepadatan perekaman lebih dari 1 Tbit per inci persegi, hard drive tersebut terpaksa menghadapi efek superparamagnetisme. Istilah ini berarti bahwa partikel bahan magnetik dengan ukuran tertentu tidak mampu mempertahankan keadaan magnetisasi dalam waktu lama, yang dapat berubah secara tiba-tiba karena pengaruh panas dari lingkungan. Ukuran partikel di mana efek ini terjadi bergantung pada bahan yang digunakan (lihat tabel di bawah). Piringan HDD modern dengan perekaman tegak lurus terbuat dari paduan kobalt, kromium, dan platinum (CoCrPt), yang partikelnya memiliki diameter 8 nm dan panjang 16 nm. Untuk merekam satu bit, kepala perlu menarik sekitar 20 partikel tersebut. Dengan diameter 6 nm atau kurang, partikel paduan ini tidak mampu mempertahankan keadaan medan magnetnya secara andal.
Dalam industri hard drive sering ada pembicaraan tentang "trilema". Produsen dapat menggunakan tiga metode utama untuk meningkatkan kepadatan rekaman: mengubah ukuran partikel, jumlah partikel, dan jenis paduan penyusunnya. Tetapi bila ukuran partikel paduan CoCrPt berasal dari 6 nm, penggunaan salah satu metode akan menyebabkan dua metode lainnya tidak berguna: jika ukuran partikel diperkecil, magnetisasinya akan hilang. Jika Anda mengurangi jumlahnya per bit, sinyalnya akan “larut” dalam kebisingan sekitar bit yang berdekatan. Kepala baca tidak akan dapat menentukan apakah ia berhubungan dengan "0" atau "1". Paduan dengan karakteristik magnet yang lebih tinggi memungkinkan penggunaan partikel yang lebih kecil dan juga memungkinkan pengurangan jumlahnya, namun dalam kasus ini kepala perekam tidak dapat mengubah magnetisasinya. Trilema ini hanya dapat diatasi jika produsen meninggalkan metode pencatatan tegak lurus. Sudah ada beberapa teknologi yang siap untuk ini.
Hingga 60 TB: teknologi perekaman baru
Kepadatan perekaman HDD masa depan dapat ditingkatkan sepuluh kali lipat - menggunakan gelombang mikro, laser, pengontrol SSD, dan paduan baru.
Perkembangan yang paling menjanjikan, yang mampu memberikan kepadatan perekaman lebih dari 1 Tbit per inci persegi, adalah teknologi perekaman magnetik dengan sebagian trek yang tumpang tindih (Shingled Magnetic Recording, SMR). Prinsipnya adalah jalur magnetis pada disk SMR sebagian saling tumpang tindih, seperti ubin di atap. Teknologi ini mengatasi kesulitan yang melekat pada metode perekaman tegak lurus: pengurangan lebih lanjut pada lebar trek pasti akan menyebabkan ketidakmungkinan merekam data. Disk modern memiliki track terpisah dengan lebar 50 hingga 30 nm. Lebar lintasan minimum yang mungkin untuk perekaman tegak lurus adalah 25 nm. Dalam teknologi SMR, karena tumpang tindih sebagian, lebar trek untuk kepala baca bisa mencapai 10 nm, yang setara dengan kepadatan perekaman 2,5 Tbit per inci persegi. Caranya adalah dengan meningkatkan lebar trek rekaman menjadi 70 nm, sekaligus memastikan tepi trek 100% dapat dimagnetisasi. Tepi lintasan tidak akan berubah jika lintasan berikutnya direkam dengan offset 10 nm. Selain itu, kepala perekam dilengkapi dengan pelindung untuk mencegah medan magnet yang kuat merusak data yang terletak di bawahnya. Sedangkan untuk kepalanya sudah dirancang
oleh Hitachi. Namun, ada masalah lain: biasanya penulisan ulang bit secara langsung dan terpisah dilakukan pada disk magnetik, dan dalam kerangka teknologi SMR hal ini hanya mungkin dilakukan pada track paling atas dari platter. Mengubah bit yang terletak di jalur bawah akan memerlukan penulisan ulang seluruh platter, sehingga mengurangi kinerja.
Penerus yang menjanjikan: HAMR
Sementara itu, organisasi internasional untuk disk drive, bahan dan peralatan IDEMA lebih memilih perekaman magnetik berbantuan panas (HAMR, Heat Assisted Magnetic Recording) dan menganggapnya sebagai kandidat yang paling mungkin untuk peran penerus teknologi perekaman tegak lurus. Mark Guinen dari dewan direksi IDEMA memperkirakan bahwa cakram HAMR pertama akan tersedia untuk dijual pada tahun 2015.
Berbeda dengan SMR, teknologi HAMR memecahkan trilema dengan mengurangi partikel magnetik, sehingga memerlukan peralihan ke material baru. Untuk disk HAMR, perlu menggunakan bahan dengan energi anisotropik yang lebih tinggi - yang paling menjanjikan adalah paduan besi dan platinum (FePt). Anisotropi menentukan berapa banyak energi yang diperlukan untuk menghilangkan magnetisasi dari suatu material. FePt sangat tinggi sehingga hanya partikel berukuran 2,5 nm yang memenuhi batas superparamagnetik (lihat tabel di bagian selanjutnya). Keadaan ini memungkinkan untuk memproduksi hard drive berkapasitas 30 TB dengan kepadatan perekaman 5 TB per inci persegi.
Masalahnya adalah kepala perekam itu sendiri tidak mampu mengubah orientasi magnetik partikel paduan FePt. Oleh karena itu, dalam disk HAMR, sebuah laser terpasang di dalamnya, yang untuk sesaat memanaskan partikel di area beberapa nanometer hingga suhu sekitar 400 ° C. Akibatnya, kepala perekam memerlukan lebih sedikit energi untuk mengubah medan magnet partikel. Berdasarkan nilai kepadatan perekaman, drive perekam magnetik berbantuan termal dapat memiliki kecepatan baca yang tinggi (sekitar 400–500 MB/s), yang saat ini hanya dapat dicapai untuk drive SSD dengan antarmuka SATA 3.
Selain laser, generator torsi putaran (Spin Torque Oscillator) yang memancarkan gelombang mikro juga mampu memberikan kemampuan menulis pada pelat paduan FePt. Gelombang mikro mengubah karakteristik medan magnet partikel sedemikian rupa sehingga kepala perekam yang lemah dapat dengan mudah melakukan magnetisasi ulang terhadap partikel tersebut. Secara keseluruhan, generator meningkatkan efisiensi kepala perekam sebanyak tiga kali lipat. Teknologi Microwave Assisted Magnetic Recording (MAMR), tidak seperti HAMR, masih dalam pengembangan.
Paduan logam baru untuk disk dengan rekaman magnetik yang dipijat secara termal
Paduan FePt pada disk HAMR memiliki energi anisotropik yang lebih tinggi dan kemampuan magnetisasi yang meningkat. Dibandingkan dengan metode perekaman tegak lurus, ukuran partikel yang lebih kecil dapat digunakan di sini.
Apa yang terjadi setelah HAMR?
Teknologi Bit-Patterned Media (BPM) telah lama dianggap paling menjanjikan. Ini memberikan solusi berbeda untuk trilema: dalam hal ini, partikel magnetik dipisahkan satu sama lain oleh lapisan isolasi silikon oksida. Tidak seperti disk magnetik tradisional, area yang dapat dimagnetisasi diendapkan menggunakan litografi, mirip dengan pembuatan chip. Hal ini membuat media BPM cukup mahal untuk diproduksi. BPM memungkinkan Anda mengurangi jumlah partikel per bit sekaligus menghindari pengaruh noise dari partikel tetangga pada sinyal. Satu-satunya masalah saat ini adalah membuat kepala baca/tulis yang dapat memberikan kontrol bit BPM dengan presisi tinggi. Oleh karena itu, BPM saat ini dipandang sebagai penerus HAMR yang paling mungkin. Jika Anda menggabungkan kedua teknologi tersebut, Anda dapat mencapai kepadatan perekaman 10 terabit per inci persegi dan menghasilkan disk dengan kapasitas 60 terabyte.
Bidang penelitian baru adalah teknologi Two Dimensional Magnetic Recording (TDMR), yang memecahkan trilema dengan menghilangkan masalah rasio signal-to-noise. Dengan jumlah partikel per bit yang kecil, kepala baca menerima sinyal yang tidak jelas karena memiliki daya yang rendah dan hilang dalam kebisingan partikel di sekitarnya. Keistimewaan teknologi TDMR adalah kemampuannya memulihkan sinyal yang hilang. Hal ini memerlukan beberapa cetakan kepala baca atau cetakan beberapa kepala baca yang membentuk gambar 2D permukaan. Berdasarkan gambar-gambar ini, dekoder memulihkan bit yang sesuai.
Hard drive, atau disebut juga hard drive, adalah salah satu komponen terpenting dari sistem komputer. Semua orang tahu tentang ini. Namun tidak semua pengguna modern memiliki pemahaman dasar tentang cara kerja hard drive. Prinsip pengoperasiannya secara umum cukup sederhana untuk pemahaman dasar, namun ada beberapa perbedaan yang akan dibahas lebih lanjut.
Pertanyaan tentang tujuan dan klasifikasi hard drive?
Pertanyaan tentang tujuan tentu saja bersifat retoris. Setiap pengguna, bahkan yang paling entry level sekalipun, akan langsung menjawab bahwa harddisk (alias harddisk alias Hard Drive atau HDD) akan langsung menjawab bahwa itu digunakan untuk menyimpan informasi.
Secara umum, hal ini benar. Jangan lupa bahwa pada hard drive, selain sistem operasi dan file pengguna, terdapat sektor boot yang dibuat oleh OS, berkat itu dimulai, serta label tertentu yang dengannya Anda dapat dengan cepat menemukan informasi yang diperlukan tentang disk.
Model modern cukup beragam: HDD biasa, hard drive eksternal, solid-state drive (SSD) berkecepatan tinggi, meskipun umumnya tidak diklasifikasikan sebagai hard drive. Selanjutnya diusulkan untuk mempertimbangkan struktur dan prinsip pengoperasian hard drive, jika tidak secara penuh, setidaknya sedemikian rupa sehingga cukup untuk memahami istilah dan proses dasar.
Perlu diketahui bahwa terdapat juga klasifikasi khusus HDD modern menurut beberapa kriteria dasar, di antaranya adalah sebagai berikut:
- metode penyimpanan informasi;
- tipe media;
- cara mengatur akses terhadap informasi.
Mengapa harddisk disebut harddisk?
Saat ini, banyak pengguna yang bertanya-tanya mengapa mereka menyebut hard drive berhubungan dengan senjata ringan. Tampaknya, apa kesamaan antara kedua perangkat ini?
Istilah itu sendiri muncul pada tahun 1973, ketika HDD pertama di dunia muncul di pasaran, yang desainnya terdiri dari dua kompartemen terpisah dalam satu wadah tertutup. Kapasitas setiap kompartemen adalah 30 MB, itulah sebabnya para insinyur memberi disk tersebut nama kode "30-30", yang sepenuhnya selaras dengan merek senjata "30-30 Winchester", yang populer pada saat itu. Benar, pada awal tahun 90-an di Amerika dan Eropa nama ini hampir tidak lagi digunakan, namun masih tetap populer di ruang pasca-Soviet.
Struktur dan prinsip pengoperasian hard drive
Tapi kami ngelantur. Prinsip pengoperasian harddisk secara singkat dapat digambarkan sebagai proses membaca atau menulis informasi. Namun bagaimana hal ini bisa terjadi? Untuk memahami prinsip pengoperasian hard drive magnetik, Anda perlu mempelajari cara kerjanya terlebih dahulu.
Harddisk sendiri merupakan sekumpulan pelat yang jumlahnya bisa berkisar antara empat hingga sembilan, dihubungkan satu sama lain melalui poros (sumbu) yang disebut spindel. Pelat-pelat tersebut terletak satu di atas yang lain. Paling sering, bahan untuk pembuatannya adalah aluminium, kuningan, keramik, kaca, dll. Pelat itu sendiri memiliki lapisan magnetik khusus dalam bentuk bahan yang disebut platter, berdasarkan gamma ferit oksida, kromium oksida, barium ferit, dll. Setiap pelat tersebut tebalnya sekitar 2 mm.
Kepala radial (satu untuk setiap pelat) bertanggung jawab untuk menulis dan membaca informasi, dan kedua permukaan digunakan dalam pelat. Kecepatannya bisa berkisar antara 3600 hingga 7200 rpm, dan dua motor listrik bertanggung jawab untuk menggerakkan kepala.
Dalam hal ini, prinsip dasar pengoperasian hard drive komputer adalah bahwa informasi tidak dicatat di sembarang tempat, tetapi di lokasi yang ditentukan secara ketat, yang disebut sektor, yang terletak pada jalur atau jalur konsentris. Untuk menghindari kebingungan, aturan seragam berlaku. Ini berarti bahwa prinsip pengoperasian hard drive, dari sudut pandang struktur logisnya, bersifat universal. Misalnya, ukuran satu sektor, yang diadopsi sebagai standar seragam di seluruh dunia, adalah 512 byte. Pada gilirannya, sektor-sektor dibagi menjadi beberapa cluster, yang merupakan urutan dari sektor-sektor yang berdekatan. Dan kekhasan prinsip pengoperasian harddisk dalam hal ini adalah pertukaran informasi dilakukan oleh seluruh cluster (sejumlah rantai sektor).
Namun bagaimana pembacaan informasi terjadi? Prinsip pengoperasian hard disk drive magnetik adalah sebagai berikut: menggunakan braket khusus, kepala pembaca dipindahkan dalam arah radial (spiral) ke trek yang diinginkan dan, ketika diputar, ditempatkan di atas sektor tertentu, dan semua kepala dapat bergerak secara bersamaan, membaca informasi yang sama tidak hanya dari track yang berbeda, tetapi juga dari disk (pelat) yang berbeda. Semua track dengan nomor seri yang sama biasanya disebut silinder.
Dalam hal ini, satu lagi prinsip pengoperasian hard drive dapat diidentifikasi: semakin dekat kepala pembaca ke permukaan magnet (tetapi tidak menyentuhnya), semakin tinggi kerapatan perekaman.
Bagaimana informasi ditulis dan dibaca?
Hard drive, atau hard drive, disebut magnetis karena menggunakan hukum fisika magnetisme yang dirumuskan oleh Faraday dan Maxwell.
Seperti telah disebutkan, pelat yang terbuat dari bahan sensitif non-magnetik dilapisi dengan lapisan magnetik, yang ketebalannya hanya beberapa mikrometer. Selama operasi, medan magnet muncul, yang disebut struktur domain.
Domain magnetik adalah wilayah magnet dari ferroalloy yang dibatasi secara ketat oleh batas-batas. Lebih lanjut, prinsip pengoperasian hard disk dapat dijelaskan secara singkat sebagai berikut: ketika terkena medan magnet eksternal, medan disk itu sendiri mulai berorientasi secara ketat di sepanjang garis magnet, dan ketika pengaruhnya berhenti, zona magnetisasi sisa muncul. pada disk, di mana informasi yang sebelumnya terdapat di bidang utama disimpan.
Kepala pembaca bertanggung jawab untuk menciptakan medan eksternal saat menulis, dan saat membaca, zona magnetisasi sisa yang terletak di seberang kepala menciptakan gaya gerak listrik atau EMF. Selanjutnya, semuanya sederhana: perubahan EMF sesuai dengan satu dalam kode biner, dan ketidakhadiran atau penghentiannya sama dengan nol. Waktu perubahan EMF biasa disebut elemen bit.
Selain itu, permukaan magnet, murni dari pertimbangan ilmu komputer, dapat diasosiasikan sebagai rangkaian titik tertentu dari bit informasi. Namun, karena lokasi titik-titik tersebut tidak dapat dihitung secara akurat, Anda perlu memasang beberapa penanda yang telah ditentukan sebelumnya pada disk yang membantu menentukan lokasi yang diinginkan. Membuat tanda seperti itu disebut pemformatan (secara kasar, membagi disk menjadi trek dan sektor yang digabungkan menjadi beberapa cluster).
Struktur logis dan prinsip pengoperasian hard drive dalam hal pemformatan
Adapun organisasi logis HDD, pemformatan didahulukan di sini, di mana dua jenis utama dibedakan: tingkat rendah (fisik) dan tingkat tinggi (logis). Tanpa langkah-langkah ini, tidak ada pembicaraan untuk mengembalikan hard drive ke kondisi kerja. Cara menginisialisasi harddisk baru akan dibahas tersendiri.
Pemformatan tingkat rendah melibatkan dampak fisik pada permukaan HDD, yang menciptakan sektor-sektor yang terletak di sepanjang trek. Anehnya, prinsip pengoperasian hard drive sedemikian rupa sehingga setiap sektor yang dibuat memiliki alamat uniknya sendiri, yang mencakup nomor sektor itu sendiri, nomor trek tempatnya berada, dan nomor sisinya. dari piring. Jadi, ketika mengatur akses langsung, RAM yang sama mengakses langsung ke alamat tertentu, dan tidak mencari informasi yang diperlukan di seluruh permukaan, sehingga kinerja tercapai (walaupun ini bukan hal yang paling penting). Harap dicatat bahwa saat melakukan pemformatan tingkat rendah, semua informasi benar-benar terhapus, dan dalam banyak kasus, informasi tersebut tidak dapat dipulihkan.
Hal lainnya adalah pemformatan logis (dalam sistem Windows ini adalah pemformatan cepat atau format cepat). Selain itu, proses ini juga berlaku untuk pembuatan partisi logis, yaitu area tertentu dari hard drive utama yang beroperasi dengan prinsip yang sama.
Pemformatan logis terutama mempengaruhi area sistem, yang terdiri dari sektor boot dan tabel partisi (Boot record), tabel alokasi file (FAT, NTFS, dll.) dan direktori root (Root Directory).
Informasi ditulis ke sektor melalui cluster dalam beberapa bagian, dan satu cluster tidak boleh berisi dua objek (file) yang identik. Sebenarnya pembuatan partisi logis seolah-olah memisahkannya dari partisi sistem utama, sehingga informasi yang tersimpan di dalamnya tidak dapat diubah atau dihapus jika terjadi kesalahan dan kegagalan.
Karakteristik utama HDD
Nampaknya secara umum prinsip pengoperasian harddisk agak jelas. Sekarang mari kita beralih ke karakteristik utama, yang memberikan gambaran lengkap tentang semua kemampuan (atau kekurangan) hard drive modern.
Prinsip pengoperasian hard drive dan karakteristik utamanya bisa sangat berbeda. Untuk memahami apa yang sedang kita bicarakan, mari kita soroti parameter paling dasar yang menjadi ciri semua perangkat penyimpanan informasi yang dikenal saat ini:
- kapasitas (volume);
- kinerja (kecepatan akses data, membaca dan menulis informasi);
- antarmuka (metode koneksi, jenis pengontrol).
Kapasitas mewakili jumlah total informasi yang dapat ditulis dan disimpan pada hard drive. Industri produksi HDD berkembang begitu pesat sehingga saat ini hard drive dengan kapasitas sekitar 2 TB dan lebih tinggi mulai digunakan. Dan diyakini bahwa ini bukanlah batasnya.
Antarmuka adalah karakteristik yang paling signifikan. Ini menentukan dengan tepat bagaimana perangkat terhubung ke motherboard, pengontrol mana yang digunakan, bagaimana membaca dan menulis dilakukan, dll. Antarmuka utama dan paling umum adalah IDE, SATA dan SCSI.
Disk dengan antarmuka IDE tidak mahal, tetapi kelemahan utamanya mencakup terbatasnya jumlah perangkat yang terhubung secara bersamaan (maksimum empat) dan kecepatan transfer data yang rendah (meskipun perangkat tersebut mendukung akses memori langsung Ultra DMA atau protokol Ultra ATA (Mode 2 dan Mode 4) Meskipun penggunaannya diyakini dapat meningkatkan kecepatan baca/tulis hingga 16 MB/s, namun kenyataannya kecepatannya jauh lebih rendah. Selain itu, untuk menggunakan mode UDMA, Anda perlu menginstal mode khusus driver, yang secara teori harus disertakan dengan motherboard.
Jika berbicara tentang prinsip pengoperasian harddisk dan karakteristiknya, kita tidak bisa mengabaikan mana yang merupakan penerus versi IDE ATA. Keuntungan teknologi ini adalah kecepatan baca/tulis dapat ditingkatkan hingga 100 MB/s melalui penggunaan bus Fireware IEEE-1394 berkecepatan tinggi.
Terakhir, antarmuka SCSI, dibandingkan dengan dua antarmuka sebelumnya, adalah yang paling fleksibel dan tercepat (kecepatan tulis/baca mencapai 160 MB/s dan lebih tinggi). Tapi hard drive seperti itu harganya hampir dua kali lipat. Namun jumlah perangkat penyimpanan informasi yang terhubung secara bersamaan berkisar antara tujuh hingga lima belas, koneksi dapat dilakukan tanpa mematikan komputer, dan panjang kabel bisa sekitar 15-30 meter. Sebenarnya HDD jenis ini banyak digunakan bukan di PC pengguna, melainkan di server.
Kinerja, yang mencirikan kecepatan transfer dan throughput I/O, biasanya dinyatakan dalam waktu transfer dan jumlah data berurutan yang ditransfer dan dinyatakan dalam MB/s.
Beberapa opsi tambahan
Berbicara tentang prinsip pengoperasian hard drive dan parameter apa yang memengaruhi fungsinya, kita tidak dapat mengabaikan beberapa karakteristik tambahan yang dapat memengaruhi kinerja atau bahkan masa pakai perangkat.
Di sini, kecepatan rotasi diutamakan, yang secara langsung mempengaruhi waktu pencarian dan inisialisasi (pengenalan) sektor yang diinginkan. Inilah yang disebut waktu pencarian laten - interval di mana sektor yang diperlukan berputar menuju kepala baca. Saat ini, beberapa standar telah diadopsi untuk kecepatan spindel, dinyatakan dalam putaran per menit dengan waktu tunda dalam milidetik:
- 3600 - 8,33;
- 4500 - 6,67;
- 5400 - 5,56;
- 7200 - 4,17.
Sangat mudah untuk melihat bahwa semakin tinggi kecepatannya, semakin sedikit waktu yang dihabiskan untuk mencari sektor, dan secara fisik, per putaran disk sebelum mengatur head ke titik posisi platter yang diinginkan.
Parameter lainnya adalah kecepatan transmisi internal. Di trek eksternal, jumlahnya minimal, tetapi meningkat seiring transisi bertahap ke trek internal. Jadi, proses defragmentasi yang sama, yaitu memindahkan data yang sering digunakan ke area tercepat pada disk, tidak lebih dari memindahkannya ke jalur internal dengan kecepatan baca lebih tinggi. Kecepatan eksternal memiliki nilai tetap dan secara langsung bergantung pada antarmuka yang digunakan.
Terakhir, salah satu poin penting adalah terkait dengan keberadaan memori cache atau buffer harddisk itu sendiri. Faktanya, prinsip pengoperasian harddisk dalam hal penggunaan buffer agak mirip dengan RAM atau memori virtual. Semakin besar memori cache (128-256 KB), semakin cepat kerja harddisk.
Persyaratan utama untuk HDD
Tidak banyak persyaratan dasar yang dikenakan pada hard drive dalam banyak kasus. Hal utama adalah umur panjang dan keandalan.
Standar utama untuk sebagian besar HDD adalah masa pakai sekitar 5-7 tahun dengan waktu pengoperasian setidaknya lima ratus ribu jam, tetapi untuk hard drive kelas atas angka ini setidaknya satu juta jam.
Mengenai keandalan, fungsi pengujian mandiri S.M.A.R.T bertanggung jawab untuk ini, yang memantau kondisi masing-masing elemen hard drive, melakukan pemantauan terus-menerus. Berdasarkan data yang dikumpulkan, bahkan perkiraan tertentu tentang kemungkinan terjadinya malfungsi di masa depan dapat dibentuk.
Sudah jelas bahwa pengguna tidak boleh tinggal diam. Jadi, misalnya, ketika bekerja dengan HDD, sangat penting untuk menjaga suhu optimal (0 - 50 ± 10 derajat Celcius), menghindari guncangan, benturan dan jatuhnya hard drive, debu atau partikel kecil lainnya yang masuk ke dalamnya. , dll. Ngomong-ngomong, banyak yang akan Menarik untuk mengetahui bahwa partikel asap tembakau yang sama kira-kira dua kali jarak antara kepala baca dan permukaan magnet hard drive, dan rambut manusia - 5-10 kali lipat.
Masalah inisialisasi pada sistem saat mengganti hard drive
Sekarang beberapa kata tentang tindakan apa yang perlu diambil jika karena alasan tertentu pengguna mengganti hard drive atau memasang yang tambahan.
Kami tidak akan menjelaskan proses ini secara lengkap, tetapi hanya akan fokus pada tahapan utama. Pertama, Anda perlu menghubungkan hard drive dan melihat pengaturan BIOS untuk melihat apakah perangkat keras baru telah terdeteksi, inisialisasi di bagian administrasi disk dan buat catatan boot, buat volume sederhana, tetapkan pengidentifikasi (huruf) dan memformatnya dengan memilih sistem file. Hanya setelah itu "sekrup" baru akan benar-benar siap digunakan.
Kesimpulan
Faktanya, itulah sekilas tentang fungsi dasar dan karakteristik hard drive modern. Prinsip pengoperasian hard drive eksternal tidak dipertimbangkan secara mendasar di sini, karena secara praktis tidak ada bedanya dengan apa yang digunakan untuk HDD stasioner. Perbedaannya hanya pada cara menghubungkan drive tambahan tersebut ke komputer atau laptop. Koneksi yang paling umum adalah melalui antarmuka USB, yang terhubung langsung ke motherboard. Sementara itu, jika ingin memastikan performa maksimal, lebih baik menggunakan standar USB 3.0 (port di dalamnya berwarna biru), tentunya dengan syarat HDD eksternal itu sendiri mendukungnya.
Jika tidak, saya rasa banyak orang setidaknya telah memahami sedikit cara kerja hard drive jenis apa pun. Mungkin terlalu banyak topik yang diberikan di atas, terutama dari kursus fisika sekolah, namun tanpa ini, tidak mungkin untuk sepenuhnya memahami semua prinsip dan metode dasar yang melekat dalam teknologi produksi dan penggunaan HDD.
Seperti yang diketahui sebagian besar pengguna komputer pribadi, semua data di PC disimpan di hard drive - perangkat penyimpanan informasi akses acak yang beroperasi berdasarkan prinsip perekaman magnetik. Hard drive modern mampu menyimpan informasi dengan total volume hingga 6 terabyte (kapasitas disk paling luas yang saat ini dirilis oleh HGST), yang tampaknya mustahil sepuluh tahun lalu. Selain fakta bahwa hard drive komputer memiliki kapasitas yang sangat besar, berkat teknologi modern canggih yang digunakan dalam pengoperasiannya, hard drive komputer juga memungkinkan Anda mendapatkan akses instan ke informasi yang tersimpan di dalamnya, yang tanpanya pengoperasian PC yang produktif tidak mungkin dilakukan. Bagaimana keajaiban teknologi modern ini bekerja, dan bagaimana cara kerjanya?
Perangkat harddisk
Jika Anda melepas penutup atas hard drive, Anda hanya akan melihat papan elektronik dan penutup lainnya, yang di bawahnya terdapat area tertutup. Di zona kedap udara inilah elemen utama HDD berada. Terlepas dari kepercayaan luas bahwa zona kedap udara pada hard drive mengandung ruang hampa, hal ini sama sekali tidak benar - di dalam zona kedap udara diisi dengan udara kering yang dibersihkan dari debu, dan tutupnya biasanya memiliki lubang kecil dengan filter pembersih yang dirancang untuk menyamakan tekanan udara di dalam zona kedap udara.
Secara umum harddisk terdiri dari komponen-komponen utama sebagai berikut:
Cara kerja harddisk
Apa yang terjadi jika daya disuplai ke hard drive komputer dan komputer mulai berfungsi? Mengikuti perintah pengontrol elektronik, motor hard drive mulai berputar, sehingga menggerakkan disk magnetik yang terpasang erat pada porosnya. Segera setelah kecepatan putaran spindel mencapai nilai yang cukup untuk menciptakan aliran udara konstan di atas permukaan disk, yang akan mencegah kepala baca jatuh ke permukaan drive, mekanisme rocker mulai menggerakkan kepala baca, dan mereka melayang di atas permukaan disk. Pada saat yang sama, jarak dari kepala baca ke lapisan magnetis drive hanya sekitar 10 nanometer, yang setara dengan sepersejuta meter.
Langkah pertama saat menyalakan hard drive adalah membaca informasi layanan dari drive (juga disebut “zero track”), yang berisi informasi tentang disk dan statusnya. Jika sektor dengan informasi layanan rusak, hard drive tidak akan berfungsi.
Kemudian pekerjaan dimulai langsung dengan data yang ada di disk. Partikel bahan feromagnetik yang menutupi permukaan disk, di bawah pengaruh kepala magnet, secara kondisional membentuk bit - unit penyimpanan informasi digital. Data pada hard drive didistribusikan ke seluruh track, yang merupakan area melingkar pada permukaan disk magnetik tunggal. Lintasan, pada gilirannya, dibagi menjadi segmen-segmen sama yang disebut sektor. Jadi, dengan melayang di atas permukaan kerja disk, kepala magnet dapat, dengan mengubah medan magnet, menulis data secara ketat ke lokasi tertentu pada drive, dan dengan menangkap fluks magnet, informasi dapat dibaca berdasarkan sektor.
Memformat hard drive Anda
Agar data dapat disimpan di harddisk, terlebih dahulu dilakukan proses format. Selain itu, pemformatan terkadang diperlukan saat menginstal ulang sistem operasi, meskipun dalam kasus kedua, bukan seluruh disk yang diformat, tetapi hanya salah satu partisi logisnya.
Selama pemformatan, informasi layanan diterapkan ke disk, serta data tentang lokasi sektor dan trek pada permukaan disk. Hal ini diperlukan untuk memposisikan kepala magnet secara tepat saat bekerja dengan hard drive.
Spesifikasi harddisk
Pasar hard drive modern menawarkan beragam model hard drive untuk dipilih, berbeda dalam berbagai parameter teknis. Berikut adalah karakteristik utama yang membedakan hard drive:
- Antarmuka koneksi. Sebagian besar hard drive modern terhubung ke motherboard melalui antarmuka SATA, tetapi ada juga model dengan jenis koneksi lain: eSATA, FireWire, Thunderbolt, dan IDE.
- Kapasitas. Nilai yang mengkarakterisasi jumlah informasi yang dapat ditampung pada hard drive. Saat ini, drive yang paling populer adalah 500 GB dan 1 TB.
- Faktor bentuk. Hard drive modern hadir dalam dua ukuran fisik: 2,5 inci dan 3,5 inci. Yang pertama dimaksudkan untuk digunakan di laptop dan PC versi ringkas, yang terakhir digunakan di komputer desktop biasa.
- Kecepatan putaran spindel. Semakin tinggi kecepatan spindel harddisk, semakin cepat kerjanya. Sebagian besar harddisk yang ada di pasaran memiliki kecepatan putaran 5400 atau 7200 rpm, namun ada juga disk dengan kecepatan spindel 10.000 rpm.
- Volume penyangga. Untuk memuluskan perbedaan dalam kecepatan baca/tulis dan kecepatan transfer melalui antarmuka, hard drive menggunakan memori perantara yang disebut buffer. Ukuran buffer berkisar antara 8 hingga 128 megabyte.
- Waktu akses acak. Ini adalah waktu yang diperlukan untuk melakukan operasi memposisikan kepala magnet pada area permukaan hard disk yang berubah-ubah. Dapat berkisar antara 2,5 hingga 16 milidetik.
Mengapa harddisk disebut harddisk?
Menurut salah satu versi, hard drive menerima julukan tidak resmi "Winchester" pada tahun 1973, ketika HDD pertama di dunia dirilis, di mana kepala pembacaan aerodinamis ditempatkan dalam satu kotak tertutup dengan pelat magnet. Drive ini memiliki kapasitas 30 MB ditambah 30 MB dalam kompartemen yang dapat dilepas, itulah sebabnya para insinyur yang mengerjakan pengembangannya memberinya nama kode 30-30, yang sesuai dengan sebutan senapan populer yang menggunakan .30- 30 kartrid Winchester. Pada awal tahun sembilan puluhan, nama "Winchester" tidak lagi digunakan di Eropa dan Amerika Serikat, namun masih populer di negara-negara berbahasa Rusia. Anda juga sering mendengar versi slang yang lebih disingkat dari nama hard drive - "sekrup", yang digunakan terutama oleh spesialis komputer.