Накопители на жестких магнитных дисках

1961 год — в жёстком диске IBM 1301 головки чтения/записи впервые были установлены для каждого диска, 28 Мбайт. Геометрия жёсткого диска влияет на скорость чтения-записи. Минимальной адресуемой областью данных на жёстком диске является сектор. В результате наводнения в Таиланде 2011 года были затоплены заводы по производству жёстких дисков Western Digital, Seagate Technology, Hitachi и Toshiba.

Расстояние между головкой и диском составляет несколько нанометров (в современных дисках около 10 нм), а отсутствие механического контакта обеспечивает долгий срок службы устройства.

Также, в отличие от гибкого диска, носитель информации обычно совмещают с накопителем, приводом и блоком электроники. Рабочая поверхность диска движется относительно считывающей головки (например, в виде катушки индуктивности с зазором в магнитопроводе).

Что такое жесткий диск компьютера

К 2010 году этот метод был практически вытеснен методом перпендикулярной записи. Жёсткие диски с перпендикулярной записью стали доступны на рынке с 2006 года. Метод черепичной магнитной записи (англ.Shingled Magnetic Recording, SMR) был реализован в начале 2010-х. Метод тепловой магнитной записи (англ.Heat-assisted magnetic recording, HAMR) остаётся перспективным, продолжаются его доработки и внедрение.

Требования к жестким дискам

После того, как диск охлаждается, намагниченность «закрепляется». С момента создания первых жёстких дисков в результате непрерывного совершенствования технологии записи данных их максимально возможная ёмкость непрерывно увеличивается. Также получили распространение форматы 1,8, 1,3, 1 и 0,85 дюйма. Прекращено производство накопителей в форм-факторах 8 и 5,25 дюймов.

От этого параметра в значительной степени зависят время доступа и средняя скорость передачи данных. Тихими накопителями считаются устройства с уровнем шума около 26 дБ и ниже. Шум состоит из шума вращения шпинделя (в том числе аэродинамического) и шума позиционирования.

Методы магнитной записи данных на диск

В таком случае внутри корпуса жёсткого диска предусматривается маленький карман для пакетика силикагеля, который абсорбирует водяные пары, оставшиеся внутри корпуса после его герметизации). Пылинки, оказавшиеся при сборке в гермозоне и попавшие на поверхность диска, при вращении сносятся на ещё один фильтр — пылеуловитель.

Пока диски не разогнались до скорости, необходимой для «взлёта» головок, парковочное устройство удерживает головки в зоне парковки. Шпиндельный двигатель жёсткого диска трёхфазныйсинхронный, что обеспечивает стабильность вращения магнитных дисков, смонтированных на оси (шпинделе) двигателя.

Значительно уменьшить шум жёсткого диска можно программным путём, меняя параметры режимов ускорения и торможения блока головок. Интерфейсный блок обеспечивает сопряжение электроники жёсткого диска с остальной системой. Увеличение размера буферной памяти в некоторых случаях позволяет увеличить скорость работы накопителя.

После завершения процесса нанесения магнитных покрытий диски укладывают в кассеты и вновь перемещают в Зону проверки. Также сертификатор имеет головки для записи и чтения установленных на шпиндели дисков. Диски форматируются, одним длинным сектором на весь трек. При считывании выявляются дефекты, которые заносятся в базу данных. Изначально на рынке было большое разнообразие жёстких дисков, производившихся множеством компаний. В первой половине 1990-х существовала фирма Micropolis, производившая очень дорогие SCSI-диски premium-класса для серверов.

По сообщению IDC, это привело к падению выпуска жёстких дисков на треть. На заключительном этапе сборки устройства поверхности пластин форматируются — на них формируются дорожки и секторы. Существуют утилиты, способные тестировать физические секторы диска и ограниченно просматривать и править его служебные данные.

С целью адресации пространства поверхности пластин диска делятся на дорожки — концентрические кольцевые области. Адресация CHS предполагает, что все дорожки в заданной зоне диска имеют одинаковое число секторов.

Ближе ко внешнему краю пластины диска возрастает длина дорожек (вмещается больше секторов) и, соответственно, количество данных, которые устройство может считать или записать за один оборот.

Для увеличения срока службы диска на каждой дорожке могут присутствовать дополнительные резервные секторы. Данные, хранившиеся в нём, при этом могут быть потеряны или восстановлены при помощи ECC, а ёмкость диска останется прежней. Границы зон, количество секторов на дорожку для каждой зоны и таблицы переназначения секторов хранятся в ПЗУ блока электроники. По мере роста ёмкости выпускаемых жёстких дисков их физическая геометрия перестала вписываться в ограничения, накладываемые программными и аппаратными интерфейсами (см.: Объём жёсткого диска).

Диски массовых серий

Перед использованием накопителя с технологией Advanced Format для работы в Windows XP необходимо выполнить процедуру выравнивания с помощью специальной утилиты. При этом способе сектор адресуется по его физическому положению на диске 3 координатами — номером цилиндра, номером головки и номером сектора. Также впервые пластины и головки были упакованы в гермокамеры, что исключило внешние воздействия на механизм, 30 Мбайт.

В Windows Vista, Windows 7, Windows Server 2008 и Windows Server 2008 R2 присутствует ограниченная поддержка дисков с увеличенным размером сектора. Такие жёсткие диски часто используются в качестве несъёмного носителя информации. Современные серийно выпускаемые внутренние жёсткие диски могут использовать интерфейсы ATA (он же IDE и PATA), SATA, eSATA, SCSI, SAS, FireWire, SDIO и Fibre Channel.

Смотри также