Твърди дискове

Обща информация: HDD устройствата, известни още като твърд диск са енергозависими и се използват с цел съхранение на данни, като операционна система, програми, различни по вид файлове и видеа. Можете да ги срещнете в настолните компютри, лаптопи и сървъри. Тяхната функция е свързана с контролиране на четенето и записа на всички данни, които трябва да бъдат съхранени. В наши дни се използват като основно или второстепенно по важност устройство за запис на данни (SSD устройствата са предпочитани от много потребители, поради причината, че предлагат по високи скорости на четене и запис, което ускорява процесите при работа на машината).

Как работи твърдия диск?

Повечето модели разполагат с няколко HDD плочи, на които се съхраняват данните и те от своя страна се въртят със скорости от 5400 до 15000 оборота в минута (rpm). Малък електромагнит, наречен магнитна глава, записва информацията под формата на двоични цифри (1 или 0). Главите за четене/запис се използват за въвеждане на тези 0 и 1, чрез магнетизиране на части от плочата. Главата открива намагнетизираната част и по този начин "чете" информация от нея. Същата глава, която може да "чете" данни, може и да "записва", като променя магнетизацията на битовете.

Необходим ли е?

Всеки един компютър изисква операционна система, за да позволи на потребителите да взаимодействат с него. Тя се записва на устройството за съхранение на данни, интерпретира движенията на клавиатурата и мишката и позволява използването на софтуер, като интернет браузър, текстообработващи програми, игри, мултимедия и други. Но за да инсталирате операционна система, вашият компютър трябва да разполага с HDD устройство.

Тези важни за компютъра устройства са необходими и за инсталиране на изброения по-горе софтуер (програми), както и за съхранение на всички важни за потребители файлове. Когато изтегляте файлове на вашия компютър, те се съхраняват на вашето устройство за съхранение, докато не бъдат преместени или деинсталирани.

Капацитет за съхранение

В наши дни се предлагат разнообразие от дискове, предоставящи различен капацитет. Най-често срещни са:

• С капацитет 500GB, 1TB и 2TB: Такива с капацитет около 500GB е напълно достатъчен за средностатистическия потребител. Тук можете да съхранявате музика, снимки, видеа и всички останали файлове. Докато потребите играещи игри или използващи софтуер, създаващ файлове с големи размери е добре да изберат капацитет от 1TB или 2TB.
• С капацитет по-голям от 2TB: Капацитет по-голям от 2TB е подходящ за потребители, работещи с файлове с висока разделителна способност или за съхранение на голямо количество данни, както и за архиви.

Скорост на трансфер

Скоростите на трансфер се измерват в rpm (обороти в минута). По-високите обороти означават по-високи скорости на четене и запис. Например, ако имате SATA 3 с 7200rpm, то първата стойност е SATA скоростта, която описва теоретичната максимална скорост на SATA връзката. Имайте предвид, че нито едно устройство за съхранени не може да прехвърля данни с такава скорост. Въпреки това, моделите работещи на 7200rpm, ще са по-бързи от тези които работят на 5400rpm (оборота в минута).

Търсене и латентност

Колко бързо един твърд диск може да намери и прочете сектор се определя от времето за достъп. Времето за достъп е равно на времето за търсене (времето за придвижване до съответния сектор) плюс ротационния период на латентност (необходимото време търсеният сектор да започне да се чете от главата).

Време за търсене

Времето за търсене се измерва в ms (милисекумнди). Имайте предвид, че колкото по-малко е времето за търсене, толкова по-бързо ще прочете информацията. В настоящите компютърни системи една милисекунда е дълъг период, като се има предвид, че мярката за съвременната памет е наносекунди. Това означава, че системата може да изчака устройството за съхранение на данни да открие и прочете нужната информация.

Обща мярка за средно търсене е времето, необходимо на системата, за да измине една трета от обхождането на даденото устройство. За сравнение, повечето програми използват това измерване.

Ротационна латентност/скорост на въртене при HDD

Периодът на ротационна латентност е времето, за което търсеният сектор, ще застане под главата за четене. Често цитирана стойност е среден период на латентност. Средно едно устройство за съхранение на данни трябва да направи половин оборот, за да достигне до търсения сектор. Производителите изчисляват периода на латентност (закъснението) от скоростта на шпиндела. Латентността подобно на времето за търсене се измерва в милисекунди.

Ротационната латентност се влияе пряко от скоростта на въртене. В зависимост от модела, устройствата за съхранение се предлагат със скорости между 5400 и 15000rpm. Средното време да направи половин оборот отнема 4ms при 7200rpm и до 6ms при 5400rpm.

Колкото по-висока е скоростта на шпиндела (оборотите в минута), толкова е по-ниска средната латентност.

Код за коригиране на грешка (ECC)

Никоя система за предаване или съхранение на данни не е перфектна. Съвременните модели разполагат с вградени механизми за откриване и коригиране на грешки.

Подсистемата за съхранение на данни може да открие, но не и да коригира голяма загуба на данни, контролерът включва допълнителни данни, известни като код за коригиране на грешки, когато записва информация. Когато контролерът прочете обратно тази информация, той може да открие дали са възникнали грешки в данните. Основната идея е, че контролерът съхранява излишна информация с данните в момента, в който данните първоначално са записани. След това, когато по-късно данните се прочетат, контролера проверява излишната информация, за да провери целостта на данните.

Размер на буфера / кеша

Производителността на всяко едно устройство за съхранение на данни може да бъде подобрена, чрез кеширане. Много от производителите отбелязват кеша като буфер в спецификациите на своите продукти.

Кеша се стреми да използва скоростта на паметта, за да увеличи ефективната скорост. Кеша е разположен в чипове и обикновено е с размер от един до няколко мегабайта. Използването на кеша може да намали броя на физическите търсения и прехвърляния.

Алгоритмите за интелигентно кеширане при всеки един твърд диск, означава че няма нужда да променяте размера на кеша. Този кеш буфер действа като зона за съхранение на един или повече файлове или дори по-голямо количество информация, в случай че имате нужда от нея. Този кеш буфер може да бъде ефективен при ускоряване както на пропускателната способност, така и на времето за достъп.

Днес на пазара се предлагат и външни HDD и SSD дискове, които все по-често се използват от потребителите за съхранение и архивиране на важна информация.