Что такое жесткий диск видео
Что лучше HDD или SSD? Довольно странный вопрос. Это всё равно, что спросить, что лучше ноутбук или ПК? Борщ или котлетки? Android или iOS?
Сегодня обсудим как работают обе технологии изнутри? Какая из технологий надёжнее? И обсудим какой внешний диск выбрать - SSD или HDD? А помогут нам в этом вот эти диски от ADATA.
Скорость передачи данных
Хотя некоторые производители указывают скорость передачи данных, это в любом случае относительный, условный показатель. На скорость чтения и записи влияют десятки параметров — от внутренних вроде скорости вращения дисков и особенности конструкции до внешних: интерфейсов подключения, других устройств, материнской платы и прочего.
Если вы планируете купить HDD, то можно ориентироваться на скорость вращения шпинделя — это ось, которая крутит те самые пластинки:
- 5400 оборотов в минуту — медленнее, меньше шума, меньше тепловыделения, а значит, надежнее;
- 7200 оборотов в минуту — быстрее, больше шума, чуть меньше надежности.
Лучше же ориентироваться на разные характеристики в зависимости от потребностей.
Если нужен внутренний жесткий диск для операционной системы — выбирайте SSD или HDD на 7200 об/мин. Так компьютер будет загружаться и работать быстрее.
Для хранилища данных подойдет HDD на 5400 об/мин. Работает тихо, надежно.
В качестве внешнего жесткого диска удобен HDD с интерфейсом USB 3.0. Такой интерфейс будет у большинства ноутбуков, компьютеров и даже телевизоров.
Например:
💾 SSD на 1 Гб — Samsung за 10990 Р
💾 HDD на 1 Тб — Western за 3890 Р
💾 Внешний HDD на 2 Тб — Seagate за 4990 Р
Устройство SSD
SSD - Solid-State Drive или по-русски твердотельный накопитель
У SSD тоже длинная история. Первый твердотельный накопитель появился аж в 1978 году. Он выглядел как шкаф, хранил 45 МБ и стоил 1,5 миллиона долларов на современные деньги. Да еще и работал он на энергозависимой памяти. То есть при отключении питания, все данные стирались. Это был такой дорогой шкаф с оперативкой.
Ну а SSD в современном понимании появился в 1995 году. Он уже работал на энергонезависимой flash-памяти типа NAND как и все SSD сейчас. Что это значит?
Сам по себе SSD представляет из себя печатную плату на которой расположены:
- Чипы флеш памяти - NAND-flash, в которых хранятся данные.
- Контроллер памяти - NAND-controller, который управляет памятью и выступает в роли посредника между носителем и системой.
- Чип с кэш памятью DRAM - который позволяет существенно ускорить доступ к данным и уменьшить износ памяти. Такой чип бывает не во всех SSD, а только в дорогих. Впрочем некоторые SSD умеют использовать оперативную память компьютера в качестве кэша.
В целом можно сказать, что SSD - это очень продвинутая флешка со своим контроллером памяти, оперативкой, блекджеком, ну и всем остальным.
Как видите, в отличие от HDD, в котором нужно физически перемещать считывающую головку, чтобы получить доступ к данным, в SSD все данные доступны мгновенно.
Поэтому теоретически SSD могут быть в десятки и даже сотни раз быстрее НDD. Но есть проблема! SSD настолько быстрые, что не каждый интерфейс может справится с их скоростью.
К примеру, у интерфейса SATA III пропускная способность 600 МБ/с. Этого с головой хватает для HDD дисков, которые выдают 150-200 МБ/с, но SSD способны на большее.
Именно поэтому в 2011 году появился протокол NVMe, который создали специально чтобы раскрыть скорости SSD-дисков.
NVMe передает данные по шине PCI-Express, что позволяет добиться пропускной способности в 3,9 ГБ/с, при использовании четырёх линий PCI-Express 3.0. Но не все SSD работают через NVMe, есть и SATA диски - их скорость будет ограничена 600 МБ/с, что и подтверждают тесты.
- SATA / mSATA / M.2 SATA — 600 МБ/сек (6 Гбит/сек)
- M.2 NVMe / AIC NVMe — 3938 МБ/сек (31.5 Гбит/сек)
Естественно внешние SSD также ограничены скоростью интерфейса, поэтому при выборе внешнего SSD диска важно узнать версию USB на вашем компе и подобрать SSD не ниже этой версии.
К примеру, вот внешний SSD ADATA SE800 на 1 ТБ подключается по интерфейсу USB 3.2 Gen 2. Поэтому скорость скорость чтения/записи SE800 достигает внушительных 1000 МБ/с. Почти в 2 раза больше чем у SATA SSD. Разъём USB-C, ествественно.
В плане защиты, вот этот малютка весом в 40 грамм тоже не отстаёт:
- Защита от влаги и пыли IP68 на месте.
- Прочный металлический корпус выдерживает падение с высоты 1.22 метра.
- Также он не боится тряски, это ж SSD. Главное разъём USB-C не расшатать.
Этот диск работает без проблем не только с Windows и Mac, но и с Android, iPad и даже с игровыми приставками.
Самое приятное сейчас - можно выгодно купить ADATA SE800, а также SE760 с со скидкой 15%по промокоду ADATA2020 в магазинах сети СИТИЛИНК .
В заключение
Этот тип хранителей информации действительно надежен и долговечен. Рекомендую брать для хранения всех своих файлов, также можно использовать в качестве резервного хранилища. Для каких целей используете вы свой HDD?
Он магнитный. Он электрический. Он фотонный. Нет, это не новое супергеройское трио из вселенной Marvel. Речь идёт о хранении наших драгоценных цифровых данных. Нам нужно где-то их хранить, надёжно и стабильно, чтобы мы могли иметь к ним доступ и изменять за мгновение ока. Забудьте о Железном человеке и Торе — мы говорим о жёстких дисках!
Итак, давайте погрузимся в изучении анатомии устройств, которые мы сегодня используем для хранения миллиардов битов данных.
Что мы называем жестким диском
«Жесткий диск» — это устройство, на котором мы храним файлы и программы. Раньше был только один тип таких устройств — HDD. Потом добавились твердотельные накопители — SSD, но многие по привычке и их называют жесткими дисками. В этой статье мы расскажем обо всех основных типах устройств для хранения данных.
Преимущества и недостатки
Но всё ли так хорошо с SSD дисками? С одной стороны, да. Современные SSD диски в десятки раз быстрее HDD. В особенности если говорить про чтение и запись мелких блоков информации. Именно поэтому SSD способны во много раз ускорить загрузку системы программ или игр.
- компактнее
- не издают звуков
- меньше потребляет энергии
- не боятся тряски
Но есть существенные недостатки:
Первое, как ни странно - это надежность. Дело в том, что срок службы SSD сильно зависит от того насколько часто вы перезаписываете файлы. Ячейки памяти в SSD-дисках достаточно быстро изнашиваются при перезаписи данных. Поэтому современные SSD-диски смогут прожить примерно 1000 циклов перезаписи. Или где-то 3-4 года обычной работы.
У HDD таких ограничений нет. Перезаписывай сколько хочешь. Конечно, так как HDD содержат движущиеся части, рано или поздно они выйдут из строя. Но как правило их срок работы в 2 раза выше большинства SSD. Да и до того как сломаться, HDD об этом всячески намекают: начинают трещать, медленнее работать.
Также HDD существенно меньше подвержены перепадам напряжения. Поэтому если вдруг выключился свет или вы случайно отсоединили внешний диск пока там что-то копировалось, с HDD ничего не случится, а вот SSD вполне может выйти из строя.
И раз уж мы заговорили про цену, NVMe SSD на 1 TB сейчас стоит в районе 14000 рублей. В то время как HDD на терабайт стоит в пределах 3 тысяч рублей. Поэтому выбор между HDD и SSD не так очевиден.
Устройство HDD
С тех пор HDD-диски стали сильно меньше и вместительней, тем не менее, их устройство принципиально не поменялось. Так как же работает жесткий диск?
HDD - Hard (magnetic) Disk Drive или по-русски НЖМД - Накопитель на жёстких магнитных дисках
По своему устройству жёсткий диск напоминает виниловый проигрыватель. Внутри харда вращается комплекс пластин, которые называют дисками. Их чаще всего делают из металла, но встречаются и керамические, стеклянные варианты.
Поверх пластин нанесен магнитный слой - плоттер. Он очень тонкий (несколько микрометров) и обладает доменной структурой, то есть разбит на дорожки и сектора.
Такая структура напоминает мишень от Дартс.
Таких дисков может быть несколько. Естественно, чем их больше - тем выше емкость носителя.
Данные на дисках хранятся с двух сторон, потому также обхватывают диск и сверху, и снизу. Все головки движется одновременно и приводятся в действие электродвигателем (сервоприводом). Кстати, рычаг привода, на котором расположены головки, называется коромыслом. А вращающаяся шайба в центре - это шпиндель. Кто бы мог подумать, что внутри вашего ПК есть коромысла и шпиндели?
Головки коромысла не соприкасаются с поверхностью диска, а парят над ней на расстоянии в несколько нм. Даже минимальный контакт с поверхностью чреват серьезными повреждениями. Поэтому бить по своему ПК во время работы или трясти ноутбук с HDD на борту - не лучшая идея.
Получается,что HDD диски легко ломаются и выходят из строя? Совсем нет! Когда диск не подключен к питанию, считывающая головка переходит в неактивное положение и уже не может повредить пластины. Поэтому переносить отключенные HDD-диски можно без переживаний, в особенности когда они упакованы в защитный чехол.
К примеру, вот такой диск ADATA HD710Pro я могу спокойно бросить на пол или даже уронить в воду. Почему я так спокойно это делаю?
Эта модель сертифицирована по двум стандартам:
- От попадания влаги и пыли по стандарту IP68.
- От падений с высоты 1,5 метра по вот такому военному стандарту MIL-STD-810G 516.6.
Так что, диск прочный как танк. Но под этой трехуровневой броней скрывается целых 5 ТБ данных, которые доступны при подключении через интерфейсу USB 3.2 Gen 1. А кабель для подключения встроен прямо в корпус. Для тех кто работает с видео такой диск - вещь незаменимая.
Но ронять и бить диск, который подключен к питанию не стоит, потому как двигатель, который вращает диск, сразу включается при подаче питания. Тоже самое происходит со встроенными дисками - диск работает пока включен комп.
Кстати в BIOS'е в разделе «Power Management» можно настроить, чтобы HDD отключался, если к нему не обращаются. Это может быть полезно для ноутов, у которых HDD не системный диск.
От скорости вращения диска зависит скорость его работы. При вращении 5400 об./мин. HDD будет иметь скорость считывания данных около 100 МБ/с, а при 7200 около 150 МБ/с.
Например вот этот диск от ADATA выдаёт вот такие результаты:
Бывают харды со скоростью около 10 и даже 15 000 оборотов в минуту, но это серверные варианты с высокой ценой.
В основном, сейчас используется HDD двух форматов: 3,5 дюйма для ПК и серверов, и 2,5 дюйма, которые подходят в ноутбуки и куда угодно ещё.
Мы все пользовались жесткими дисками и знаем про их преимущества. HDD диски:
- Очень дешевые
- Вместительные
- Долго и стабильно работают
Но давайте объективно:
- Они шумят.
- Чувствительны к тряске, поэтому не подходят для носимых устройств
- Достаточно массивные.
Ну и конечно HDD очень медленно работают с мелкими файлами, так как считывающей головке приходится искать их повсюду. Отсюда эти бесконечные ожидания загрузки Windows или любимой игры. Поэтому мир постепенно стал переходить к SSD дискам.
You spin me right round, baby
Механический накопитель на жёстких дисках (hard disk drive, HDD) был стандартом систем хранения для компьютеров по всему миру в течение более 30 лет, но лежащие в его основе технологии намного старше.
Первый коммерческий HDD компания IBM выпустила в 1956 году, его ёмкость составляла аж 3,75 МБ. И в целом, за все эти годы общая структура накопителя не сильно изменилась. В нём по-прежнему есть диски, которые используют для хранения данных намагниченность, и есть устройства для чтения/записи этих данных. Изменился же, и очень сильно, объём данных, который можно на них хранить.
В 1987 году можно было купить HDD на 20 МБ примерно за 350 долларов; сегодня за такие же деньги можно купить 14 ТБ: в 700 000 раз больший объём.
Мы рассмотрим устройство не совсем такого размера, но тоже достойное по современным меркам: 3,5-дюймовый HDD Seagate Barracuda 3 TB, в частности, модель ST3000DM001, печально известную своим высоким процентом сбоев и вызванных этим юридических процессов. Изучаемый нами накопитель уже мёртв, поэтому это будет больше похоже на аутопсию, чем на урок анатомии.
Перевернув накопитель, мы видим печатную плату и несколько разъёмов. Разъём в верхней части платы используется для двигателя, вращающего диски, а нижние три (слева направо) — это контакты под перемычки, позволяющие настраивать накопитель под определённые конфигурации, разъём данных SATA (Serial ATA) и разъём питания SATA.
Serial ATA впервые появился в 2000 году. В настольных компьютерах это стандартная система, используемая для подключения приводов к остальной части компьютера. Спецификация формата претерпела множество ревизий, и сейчас мы пользуемся версией 3.4. Наш труп жёсткого диска имеет более старую версию, но различие заключается только в одном контакте в разъёме питания.
В подключениях передачи данных для приёма и получения данных используется дифференцированный сигнал: контакты A+ и A- используются для передачи инструкций и данных в жёсткий диск, а контакты B — для получения этих сигналов. Подобное использование спаренных проводников значительно снижает влияние на сигнал электрического шума, то есть устройство может работать быстрее.
Если говорить о питании, то мы видим, что в разъёме есть по паре контактов каждого напряжения (+3.3, +5 и +12V); однако большинство из них не используется, потому что HDD не требуется много питания. Эта конкретная модель Seagate при активной нагрузке использует менее 10 Вт. Контакты, помеченные как PC, используются для precharge: эта функция позволяет вытаскивать и подключать жёсткий диск, пока компьютер продолжает работать (это называется горячей заменой (hot swapping)).
Контакт с меткой PWDIS позволяет удалённо перезагружать (remote reset) жёсткий диск, но эта функция поддерживается только с версии SATA 3.3, поэтому в моём диске это просто ещё одна линия питания +3.3V. А последний контакт, помеченный как SSU, просто сообщает компьютеру, поддерживает ли жёсткий диск технологию последовательной раскрутки шпинделей staggered spin up.
Перед тем, как компьютер сможет их использовать, диски внутри устройства (которые мы скоро увидим), должны раскрутиться до полной скорости. Но если в машине установлено много жёстких дисков, то внезапный одновременный запрос питания может навредить системе. Постепенная раскрутка шпинделей полностью устраняет возможность таких проблем, но при этом перед получением полного доступа к HDD придётся подождать несколько секунд.
Сняв печатную плату, можно увидеть, как она соединяется с компонентами внутри устройства. HDD не герметичны, за исключением устройств с очень большими ёмкостями — в них вместо воздуха используется гелий, потому что он намного менее плотный и создаёт меньше проблем в накопителях с большим количеством дисков. С другой стороны, не стоит и подвергать обычные накопители открытому воздействию окружающей среды.
Благодаря использованию таких разъёмов минимизируется количество входных точек, через которые внутрь накопителя могут попасть грязь и пыль; в металлическом корпусе есть отверстие (большая белая точка в левом нижнем углу изображения), позволяющее сохранять внутри давление окружающей среды.
Теперь, когда печатная плата снята, давайте посмотрим, что находится внутри. Тут есть четыре основных чипа:
- LSI B64002: чип основного контроллера, обрабатывающий инструкции, передающий потоки данных внутрь и наружу, корректирующий ошибки и т.п.
- Samsung K4T51163QJ: 64 МБ DDR2 SDRAM с тактовой частотой 800 МГц, используемые для кэширования данных
- Smooth MCKXL: управляет двигателем, крутящим диски
- Winbond 25Q40BWS05: 500 КБ последовательной флеш-памяти, используемой для хранения встроенного ПО накопителя (немного похожего на BIOS компьютера)
Открыть накопитель просто, достаточно открутить несколько болтов Torx и вуаля! Мы внутри…
Учитывая, что он занимает основную часть устройства, наше внимание сразу привлекает большой металлический круг; несложно понять, почему накопители называются дисковыми. Правильно их называть пластинами; они изготавливаются из стекла или алюминия и покрываются несколькими слоями различных материалов. Этот накопитель на 3 ТБ имеет три пластины, то есть на каждой стороне одной пластины должно храниться 500 ГБ.
Изображение довольно пыльное, такие грязные пластины не соответствуют точности проектирования и производства, необходимого для их изготовления. В нашем примере HDD сам алюминиевый диск имеет толщину 0,04 дюйма (1 мм), но отполирован до такой степени, что средняя высота отклонений на поверхности меньше 0,000001 дюйма (примерно 30 нм).
Базовый слой имеет глубину всего 0,0004 дюйма (10 микронов) и состоит из нескольких слоёв материалов, нанесённых на металл. Нанесение выполняется при помощи химического никелирования с последующим вакуумным напылением, подготавливающих диск для основных магнитных материалов, используемых для хранения цифровых данных.
Этот материал обычно является сложным кобальтовым сплавом и составлен из концентрических кругов, каждый из которых примерно 0,00001 дюйма (примерно 250 нм) в ширину и 0,000001 дюйма (25 нм) в глубину. На микроуровне сплавы металлов образуют зёрна, похожие на мыльные пузыри на поверхности воды.
Каждое зерно обладает собственным магнитным полем, но его можно преобразовать в заданном направлении. Группирование таких полей приводит к возникновению битов данных (0 и 1). Если вы хотите подробнее узнать об этой теме, то прочитайте этот документ Йельского университета. Последними покрытиями становятся слой углерода для защиты, а потом полимер для снижения контактного трения. Вместе их толщина составляет не больше 0,0000005 дюйма (12 нм).
Скоро мы увидим, почему пластины должны изготавливаться с такими строгими допусками, но всё-таки удивительно осознавать, что всего за 15 долларов можно стать гордым владельцем устройства, изготовленного с нанометровой точностью!
Однако давайте снова вернёмся к самому HDD и посмотрим, что же в нём есть ещё.
Жёлтым цветом показана металлическая крышка, надёжно крепящая пластину к электродвигателю привода шпинделя — электроприводу, вращающему диски. В этом HDD они вращаются с частотой 7200 rpm (оборотов/мин), но в других моделях могут работать медленнее. Медленные накопители имеют пониженный шум и энергопотребление, но и меньшую скорость, а более быстрые накопители могут достигать скорости 15 000 rpm.
Чтобы снизить урон, наносимый пылью и влагой воздуха, используется фильтр рециркуляции (зелёный квадрат), собирающий мелкие частицы и удерживающий их внутри. Воздух, перемещаемый вращением пластин, обеспечивает постоянный поток через фильтр. Над дисками и рядом с фильтром есть один из трёх разделителей пластин: помогающих снижать вибрации и поддерживать как можно более равномерный поток воздуха.
В левой верхней части изображения синим квадратом указан один из двух постоянных стержневых магнитов. Они обеспечивают магнитное поле, необходимое для перемещения компонента, указанного красным цветом. Давайте отделим эти детали, чтобы видеть их лучше.
То, что выглядит как белый пластырь — это ещё один фильтр, только он очищает частицы и газы, попадающие снаружи через отверстие, которое мы видели выше. Металлические шипы — это рычаги перемещения головок, на которых находятся головки чтения-записи жёсткого диска. Они с огромной скоростью движутся по поверхности пластин (верхней и нижней).
Посмотрите это видео, созданное The Slow Mo Guys, чтобы увидеть, насколько они быстрые:
В конструкции не используется чего-то вроде шагового электродвигателя; для перемещения рычагов по соленоиду в основании рычагов проводится электрический ток.
Обобщённо их называют звуковыми катушками, потому что они используют тот же принцип, который применяется в динамиках и микрофонах для перемещения мембран. Ток генерирует вокруг них магнитное поле, которое реагирует на поле, созданное стержневыми постоянными магнитами.
Не забывайте, что дорожки данных крошечны, поэтому позиционирование рычагов должно быть чрезвычайно точным, как и всё остальное в накопителе. У некоторых жёстких дисков есть многоступенчатые рычаги, которые вносят небольшие изменения в направление только одной части целого рычага.
В некоторых жёстких дисках дорожки данных накладываются друг на друга. Эта технология называется черепичной магнитной записью (shingled magnetic recording), и её требования к точности и позиционированию (то есть к попаданию постоянно в одну точку) ещё строже.
На самом конце рычагов есть очень чувствительные головки чтения-записи. В нашем HDD содержится 3 пластины и 6 головок, и каждая из них плавает над диском при его вращении. Для этого головки подвешены на сверхтонких полосках металла.
И здесь мы можем увидеть, почему умер наш анатомический образец — по крайней мере одна из головок разболталась, и что бы ни вызвало изначальный повреждение, оно также погнуло один из рычагов. Весь компонент головки настолько мал, что, как видно ниже, очень сложно получить её качественный снимок обычной камерой.
Однако мы можем разобрать отдельные части. Серый блок — это специально изготовленная деталь под названием «слайдер»: когда диск вращается под ним, поток воздуха создаёт подъёмную силу, поднимая головку от поверхности. И когда мы говорим «поднимает», то имеем в виду зазор шириной всего 0,0000002 дюйма или меньше 5 нм.
Чуть дальше, и головки не смогут распознавать изменения магнитных полей дорожки; если бы головки лежали на поверхности, то просто поцарапали бы покрытие. Именно поэтому нужно фильтровать воздух внутри корпуса накопителя: пыль и влага на поверхности диска просто сломают головки.
Крошечный металлический «шест» на конце головки помогает с общей аэродинамикой. Однако чтобы увидеть части, выполняющие чтение и запись, нам нужна фотография получше.
На этом изображении другого жёсткого диска устройства чтения и записи находятся под всеми электрическими соединениями. Запись выполняется системой тонкоплёночной индуктивности (thin film induction, TFI), а чтение — туннельным магнеторезистивным устройством (tunneling magnetoresistive device, TMR).
Создаваемые TMR сигналы очень слабы и перед отправкой должны проходить через усилитель для повышения уровней. Отвечающий за это чип находится рядом с основанием рычагов на изображении ниже.
Как сказано во введении к статье, механические компоненты и принцип работы жёсткого диска почти не изменились за многие годы. Больше всего совершенствовалась технология магнитных дорожек и головок чтения-записи, создавая всё более узкие и плотные дорожки, что в конечном итоге приводило к увеличению объёма хранимой информации.
Однако механические жёсткие диски имеют очевидные ограничения скорости. На перемещение рычагов в нужное положение требуется время, а если данные разбросаны по разным дорожкам на различных пластинах, то на поиски битов накопитель будет тратить довольно много микросекунд.
Прежде чем переходить к другому типу накопителей, давайте укажем ориентировочные показатели скорости типичного HDD. Мы использовали бенчмарк CrystalDiskMark для оценки жёсткого диска WD 3.5" 5400 RPM 2 TB:
В первых двух строчках указано количество МБ в секунду при выполнении последовательных (длинный, непрерывный список) и случайных (переходы по всему накопителю) чтения и записи. В следующей строке показано значение IOPS, то есть количество операций ввода-вывода, выполняемых каждую секунду. В последней строке показана средняя задержка (время в микросекундах) между передачей операции чтения или записи и получением значений данных.
В общем случае мы стремимся к тому, чтобы значения в первых трёх строчках были как можно больше, а в последней строчке — как можно меньше. Не беспокойтесь о самих числах, мы просто используем их для сравнения, когда будем рассматривать другой тип накопителя: твердотельный накопитель.
Характеристики жестких дисков
Основные характеристики Hard Disk это:
- Объем памяти — для домашнего ПК рекомендую на данный момент брать модели от 1 Тб т.к. игры, кино и другой медиа контент будет занимать довольно много места.
- Форм фактор — для ПК стоит взять или 3.5 или 2.5, а для ноутбука 2.5. Если нужен, например, для телевизора — берите внешний.
- Скорость работы — брать только от 7200 об/мин, остальное будет очень медленно, я про 5400 об/мин, особенно по сравнению с SSD. Лучше если найдете вариант с 10000 об/мин.
- Интерфейс подключения — на данный момент в материнских платах для HDD предусмотрен интерфейс SATA, раньше использовался IDE. Внешние же — подключаются просто по USB.
- Время произвольного доступа — промежуток в течение, которого жесткий гарантированно выполнит запись или чтение. Обычно это от 3 до 15 миллисекунд.
Также их можно еще разделить на: уровень издаваемого шума, защищенность от физического воздействия, надежность, на сколько циклов рассчитан.
HDD или SSD
Это два разных типа накопителей. Вот чем они отличаются.
HDD (hard disk drive — «жесткий диск»). Принцип работы основан на магнитной записи. Внутри корпуса размещаются диски из особой смеси металла и стекла с напылением сверху. На верхний слой записывается информация — по сути, тем же способом, что и на виниловых пластинках. Технология энергонезависимая: информация остается на диске и без подключения электричества.
У HDD есть большой минус — хрупкость. Достаточно небольшого удара, и диски сдвинутся с места, напыление повредится, и данные потеряются. Поэтому HDD или используют внутри системного блока или ноутбука, или помещают в специальный корпус и обращаются супернежно. Зато есть небольшая возможность восстановить данные даже с частично неисправного диска.
SSD (solid-state drive — «твердотельный накопитель»). Такой диск состоит из контроллера и набора микросхем, на которых хранится информация.
Мельчайшие элементы внутри микросхем принимают значение «1» либо «0». Дальше процессор считывает эти значения и преобразует их в привычные нам файлы: документы, картинки, видео. SSD можно сравнить с продвинутой и объемной флешкой.
Из минусов SDD обычно называют цену и емкость: в продаже сложно найти SDD с объемом больше 2 Тб. И стоят такие диски обычно дороже, чем HDD.
SSHD (solid-state hybrid drive — «гибридный жесткий диск»). Это устройство, в котором данные хранятся и на дисках, и во флеш-памяти.
Такие устройства повышают производительность компьютера за счет особой архитектуры: они записывают на SSD-часть диска информацию, которая нужна для загрузки операционной системы. Во время следующего включения компьютера система начнет работать быстрее, потому что ее данные расположены на быстрой части диска.
Моментами такие устройства работают быстрее, но по сути остаются теми же HDD со всеми их недостатками.
Например:
💾 Жесткий диск HDD на 1 Тб — Seagate за 4036 Р
💾 Твердотельный накопитель SSD на 500 Гб — Samsung за 5299 Р
💾 Гибридный жесткий диск SSHD на 2 Тб — Seagate за 10 490 Р
Как работает жесткий диск
По сути жесткие диски записывают и считывают информацию, примерно также, как происходить запись и чтение на виниловых пластинках. Т.е. не углубляясь в множество терминов. Головки чтения и записи информации при помощи магнитных импульсов записывают и считывают данные с магнитных пластин.
Записанная информация хранится на секторах, которые для большего удобства объединяются в кластеры. Выглядит это примерно, как разрезанная пицца. Запись информации происходит в непрерывной последовательности кластеров, т.е. головка для записи/чтения двигается по пластине без лишних сдвигов ровно по кластерам.
Это дает возможность быстрого доступа к записанной информации. Но, к сожалению, при удалении, какой-либо информации кластера пустеют и происходит фрагментация файлов подробнее об этом в материале — что такое дефрагментация диска.
На что обратить внимание при выборе жесткого диска
- Решите, для чего вам нужен жесткий диск: чтобы быстро загружался компьютер или чтобы хранить коллекцию файлов.
- Когда выбираете внутренний жесткий диск, обязательно проверьте наличие нужных разъемов в материнской плате.
- Если нужен внешний диск, не переплачивайте за новомодные интерфейсы: все равно они не будут работать, если в вашем ноутбуке старый USB 3.0.
- Памяти бывает много — подумайте, действительно ли вам нужен огромный диск на 4 Тб. Скорее всего, быстрого SSD на 500 Гб и хранилища на 1 Тб будет достаточно.
Отвечая на вопрос, кому нужен тот или иной накопитель, приведем несколько аргументов в пользу каждого типа:
Кому нужен HDD:
- Хранят огромные коллекции фильмов, музыки и программ
- Мечтают о покупке хорошего ноутбука до $400–500
- Рядовые пользователи, которые используют компьютер для серфинга, мультимедиа-развлечений и социальных сетей
- Те, кто работают с видео и фото (для хранения)
Кому нужен SSD:
- Любители путешествовать и те, кто не сидят на месте
- Те, кому нравится наблюдать за мгновенным запуском приложений и самой системы
- Те, кто работают с видео и фото (для самой обработки)
- Музыканты и звукорежиссеры (вспоминаем пункт о шуме)
И если вы чувствуете, что ваш компьютер явно не справляется с рядовыми задачами, а от шума постоянно щелкающего и гудящего винчестера откровенно болит голова, пришло время для установки SSD. А идеальная таблетка на все случаи жизни: SSD — для приложений, системы и работы, HDD — для хранения данных.
Многие из Вас знают, что вся информация собираемая на компьютере в том числе и операционная система Windows находится на жестком диске. В этом бесплатном мини курсе “HDD жесткий диск: проблемы и решения” автором которого является Андрей Сухов узнаете о работе жесткого диска, о его функции и свойствах.
HDD. Жесткий диск: проблемы и решения
Из этого обучающего мини курса HDD. Жесткий диск: проблемы и решения Вы узнаете каким образом собирается и храниться информация на жестких дисках. Для чего требуется форматирование жесткого диска, а также что такое низкоуровневое форматирование диска.
Автор обучающих видео уроков Андрей Сухов поделиться с Вами информацией зачем нужна дефрагментация и фрагментация нашего жесткого диска, какие происходят изменения во время дефрагментации. Очень полезно будет узнать про сектора и кластеры и как они могут восстанавливаться.
Работая с HDD у Вас могут появиться бэд-сектора или битые сектора. Андрей в уроках расскажет, как производиться восстановление данных битых секторов и как проверить с программой HDD Scan. Узнает, что может послужить этому причиной и чем это грозит Вашему жесткому диску.
Многие из Вас наверное слышали такие атрибуты S.M.A.R.T. но не каждый давался в подробности их. Так вот в кратком мини курсе HDD. Жесткий диск: проблемы и решения Вы узнаете про данные атрибуты S.M.A.R.T. Чем же он полезен для нас и как им пользоваться, автор курса Андрей подробно расскажет об этом.
Многие из Вас наверное уже слышали про разъемы для жесткого диска IDE и SATA. Из уроков про HDD. Жесткий диск: проблемы и решения Вы сможете узнать про интерфейсы подключения IDE и SATA к материнской плате и их особенностях. Также подключение внешнего жесткого диска через USB и подключение IDE и SATA с помощью переходников к интерфейсу USB.
Хотите узнать что такое SDD и чем оно отличается от HDD. Тогда предлагаем посмотреть обучающий видео урок Андрея Сухова что такое SSD?
А также обучающие видео уроки для начинающих по офисным программам Microsoft Word и Microsoft Excel.
Мы будем очень человеческий благодарны Вам. если Вы подпишитесь на нашу e-mail рассылку и вступите в наши социальные группы. А также поделитесь данными видео уроками со своими друзьями.
Жесткий диск является важной частью компьютера, на нем хранятся все ваши файлы, фотографии, фильмы. Именно с него и загружается операционная система, когда вы включаете свой ПК или ноутбук, если конечно не используете SSD.
Он установлен практически в каждом компьютере и знать, что он из себя представляет стоит каждому. Это довольно сложное устройство, которое обладает множеством возможностей и своих преимуществ перед другими накопителями информации.
Недавно мы разобрали, что такое SSD накопитель, данный материал будет посвящен другому накопителю информации — жесткому диску, вы узнаете, что это, из чего состоит и как работает.
Конструкция
Конструкция HDD выглядит одновременно простой и довольно сложной. Собирается он из следующих основных компонентов:
- Корпус — защищает от пыли, влаги
- Магнитные пластины — на них, как раз и производится запись информации
- Головки записи/чтения — они считывают информацию с магнитных пластин
- Двигатель — он вращает магнитные пластины
- Контроллер — управляет работой, по сути это обычная микросхема
В конструкции есть и другие элементы, но эти основные из них.
Краткая история HDD
Для начала поговорим про старый-добрый HDD. Первый жесткий диск был выпущен компанией IBM в 1956 году. Тогда он был размером с холодильник и весил около 1 тонны. Внутри находилось 50 алюминиевых пластин диаметром 61 сантиметр (24”). В нем умещалось всего лишь 3,75 мегабайта.
Виды жестких дисков
Магнитные диски делают много разных производителей, основные из них это: Seagate, Western Digital и Toshiba. Делят их на следующие виды:
- 3.5 дюймов — используют HDD такого размера обычно в персональных компьютерах и на серверах
- 2.5 дюймов — в таком варианте можно чаще всего встретить в ноутбуках, но и на ПК тоже ставят
- Внешние HDD — работают по USB, можно подключить к любому устройству, например, к телевизору, что реально удобно
По другим параметрам будем делить их по характеристикам.
Минусы HDD
Одним из самых главных минусов по сравнению с новыми SSD является — скорость работы. Да они действительно работают намного медленнее. Поэтому для операционной системы лучше брать именно ССД, а вот уже для хранения файлов — жесткий disk.
Еще один минус, это то, что они сильно подвержены механическому воздействию, такие накопители лучше не ронять. А если берете внешний, то лучше ищите модель, защищенную от падений и ударов, такой Travel вариант.
Что такое жесткий диск HDD
Жесткий диск (HDD, hard disk, магнитный диск) — это устройство для хранения данных, в котором используются магнитные пластины для записи информации. Применяется в большинстве настольных компьютеров и ноутбуках в качестве основного накопителя.
На сленге часто называется — винчестер, так его прозвали в 1973 году из-за сходства с винтовкой Winchester. Все потому, что у модели HDD 3340 было 2 модуля по 30Мб, а у винтовки патроны назывались 30-30 Winchester. Эта «удивительная» схожесть и породила такое название. Хотя в России чаще его просто называют — винт.
Память на таком устройстве не энергозависима, как, например, у оперативной памяти, это означает, что данные не будут стираться при отключении питания.
На компьютере или ноутбуке просто необходимо, чтобы был установлен какой-либо накопитель информации, это может быть, как раз жесткий диск, или твердотельный накопитель. Такой накопитель выполняет следующие функции:
- Хранит на себе всю операционную систему, ее файлы и настройки
- Все файлы, пользователи, музыка, фото, видеоролики, документы и т.д.
- Используется для хранения временных файлов самой системой, чтобы разгрузить оперативную память
Итоги
Но что в итоге брать? Если мы говорим про ПК и ноутбуки , то системный диск безусловно должен быть SSD. Скорость работы системы, запуска компьютера и программ на SSD многократно выше HDD.
А вот для надежного хранилища данных лучше подойдёт HDD. Они и дешевле и надежнее.
Если говорить о внешних дисках. Лично я отдаю предпочтение HDD. Для внешнего диска для меня главное ёмкость, чтобы передавать действительно больше файлы и было максимальное количество циклов перезаписи. А для всего остального у меня есть SD-карточки и Интернет.
Давайте разберемся в плюсах и минусах обоих типов накопителей и проведем наглядное сравнение HDD и SSD, а также определим какой накопитель подойдет нам лучше всего.
Внешний или внутренний диск
Накопители можно устанавливать внутрь компьютера или ноутбука или просто носить с собой как флешку.
Внутренние жесткие диски помещаются внутрь системного блока или ноутбука. Здесь важен форм-фактор — то, какого размера и формы будет жесткий диск. Его указывают обычно в дюймах.
Например, если купить для обычного системного блока жесткий диск шириной 2,5 дюйма, придется думать, куда его положить: стандартные крепления рассчитаны на диски 3,5 дюйма. В ноутбуках обычно используют форм-фактор 2,5 — большей ширины диск вы туда просто не засунете.
Некоторые производители измеряют диски не в дюймах, а в миллиметрах. Пишут так: 2242, 2262 или 2280 мм. Первые две цифры означают длину диска, последние две — ширину. Такие форм-факторы используют для SSD.
Прежде чем выбирать внутренний жесткий диск, проверьте, какой нужен форм-фактор, в инструкции к компьютеру или ноутбуку. Или просто посмотрите на характеристики уже имеющегося жесткого диска.
Чтобы подключить внутренний диск, нужно выключить компьютер или ноутбук, снять крышку, найти нужные разъемы для обмена данными и питания, подсоединить устройство.
Чтобы подключить внутренний диск, нужно выключить компьютер или ноутбук, снять крышку, найти нужные разъемы для обмена данными и питания, подсоединить устройство.
Внешние жесткие диски можно носить с собой, поэтому от форм-фактора зависит только удобство. Я спокойно пользуюсь большим диском на 2,5 дюйма, а кто-то предпочитает миниатюрные на 1,8 дюйма.
Внешние диски чаще всего используют USB-разъемы, поэтому для их подключения нужно просто вставить провод в нужное гнездо — как флешку.
Объем памяти
У HDD-дисков в основном объем памяти от 500 Гб до 10 Тб, у SSD-накопителей — от 128 Гб до 2 Тб. Сколько именно вам нужно памяти, зависит от задач, но есть несколько особенностей:
- Цены на HDD с объемом до 2 Тб будут практически одинаковыми: нет смысла экономить и покупать диск на 500 Гб, если за ту же сумму можно купить 2 Тб.
- У дисков с объемом памяти 4 Тб и выше ценник растет пропорционально: проще купить пять дисков по 2 Тб, чем один диск на 10 Тб.
Например:
💾 HDD на 500 Гб — Western за 3990 Р
💾 HDD на 2 Тб — Seagate за 4990 Р
💾 SSD на 250 Гб — ADATA за 4790 Р
💾 SSD на 1 Тб — Samsung за 10 990 Р
Интерфейсы
Этим термином обозначают то, каким образом подключается накопитель к компьютеру, — это и физический разъем, и программный метод передачи данных. Современных несколько.
Интерфейс SATA — основной стандарт для подключения жестких дисков. Есть три поколения таких разъемов, различаются они в основном пропускной скоростью:
- SATA 1: 1,5 гигабита в секунду. В идеальных условиях фильм весом 8 Гб скачается почти за минуту.
- SATA 2: 3 гигабита в секунду. На фильм должно хватить 30 секунд.
- SATA 3: 6 гигабит в секунду. Фильм скачивается за 10 секунд.
Производитель указывает максимальную пропускную скорость именно интерфейса: на то, с какой скоростью файлы будут записываться в реальности, влияют сотни факторов — от износа диска до особенностей файлов.
Поэтому для получения реальных данных максимальный показатель скорости нужно делить на 3—5. То есть на высокоскоростном SATA 3 фильм будет скачиваться не 10 секунд, а около минуты. На SATA 1 стоит рассчитывать на несколько минут.
Новые устройства выпускают в основном на базе SATA 3.
PCI-E — этот интерфейс используют в основном для подключения твердотельных дисков — SSD. На базе PCI-E создано несколько разъемов, например M2.
USB — этот интерфейс используют для подключения внешних дисков. Вот популярные версии.
- USB 2 — довольно медленный, но распространенный формат для HDD и флешкарт. Максимальная скорость — до 60 мегабайт в секунду. В реальности такие HDD записывают порядка 1—10 мегабайтов в секунду, то есть фильм весом в 8 Гб будет скачиваться около 10 минут.
- USB 3.0 — современный стандарт с высокой скоростью, пропускная способность до 4,8 гигабит в секунду. Если смотреть на тесты, то жесткий диск через USB 3.0 может записывать со скоростью 1—15 мегабайт в секунду. Кино скачается за 1—3 минуты.
- USB 3.2 Type C — спецификация USB с еще большей скоростью. Пропускная способность до 10 гигабит, в реальности же такой диск может выдавать до нескольких десятков мегабайт в секунду. Кино получится записать буквально за минуту.
Подходящие интерфейсы должны быть не только в жестком диске, но и в самом устройстве, к которому вы будете подключать диск. Поэтому перед покупкой внутреннего жесткого диска проверьте наличие необходимых интерфейсов на материнской плате. Это можно сделать в бесплатной программе HWiNFO в разделе Motherboard.
Если покупаете внешний диск, учитывайте обратную совместимость: вы сможете использовать диск USB 3.0 в старом разъеме USB 2, только скорость будет минимальной. Поэтому покупать дорогой внешний SSD для обычного ноутбука смысла нет.
Краткая история HDD
Для начала поговорим про старый-добрый HDD. Первый жесткий диск был выпущен компанией IBM в 1956 году. Тогда он был размером с холодильник и весил около 1 тонны. Внутри находилось 50 алюминиевых пластин диаметром 61 сантиметр (24”). В нем умещалось всего лишь 3,75 мегабайта.
Преимущества HDD дисков
Самое главное преимущество HDD перед SSD — это их долговечность в плане использования. Практически неограниченный цикл записи/чтения. Это идеальный вариант для хранения информации в виде: видео, фото, музыки. Если вы часто смотрите кино с телевизора, то рекомендую купить именно внешний жесткий диск. Разницы в скорости вы все равно не заметите, а прослужит он вам реально намного больше.
Читайте также: