Что такое жесткий диск

Скорость работы и надежность

От скорости работы вашего жесткого диска зависит и быстродействие всей системы. Она влияет на скорость загрузки операционной системы, запуск приложений, открытие файлов большого размера.


Одним из ключевых факторов, влияющих на быстродействие винчестера, является скорость вращения шпинделя. Она измеряется в оборотах в минуту. Для домашнего и офисного использования выпускается два типа накопителей — работающих со скоростью 5400 оборотов в минуту и 7200 оборотов в минуту.

Если вы планируете устанавливать на ваш диск операционную систему и программы, выбирайте HDD, двигатель которого развивает 7200 оборотов. В случае использования винчестера для хранения файлов лучше выбрать более медленную модель. Дело в том, что такие диски меньше шумят, почти не нагреваются и потребляют меньше энергии.

Если вы хотите значительно ускорить работу вашего компьютера, можно остановить выбор не на обычных жестких дисках, использующих магнитные пластины, а на твердотельных накопителях (SSD). Они используют флеш-память, абсолютно бесшумны и обеспечивают высокую скорость. Благодаря отсутствию движущихся частей им не страшны механические воздействия.

Есть у них и недостатки. Они стоят значительно дороже классических винчестеров. Ресурс SSD ограничен определенным количество циклов записи, после чего накопитель становится непригодным к использованию. Справедливости ради нужно отметить, что производители работают над устранением этого недостатка и добились определенных успехов.

Недавно в продаже появились гибридные жесткие диски. Это накопители на магнитных пластинах, использующие несколько гигабайт флеш-памяти в качестве буфера, в котором кэшируются наиболее часто используемые файлы. Это компромисс между SSD и HDD. Они работают быстрее обычных винчестеров, при этом стоят ощутимо дешевле твердотельных накопителей.

Какие диски самые надежные? У любого производителя бывают как удачные, так и провальные модели. Для выявления проблем должно пройти какое-то время. Поэтому не спешите приобретать новую модель в момент ее выхода на рынок. Лучше выждать несколько месяцев и ознакомиться с отзывами владельцев. Если у вас нет возможности столько ждать, стоит остановиться на модели, которая уже успела зарекомендовать себя положительно.

Основным место хранения информации в стационарном и мобильном компьютере является жесткий диск . Правильный выбор этого устройства позволяет повысить производительность операционной системы.

Инструкция

Начните с выбора форм-фактора жесткого диск а. Для стационарных компьютеров используют винчестеры 3.5 дюйма с интерфейсами IDE и SATA. В ноутбуках применяют уменьшенные копии указанных диск ов, с форм-фактором 2.5 дюйма.

Если же вы не хотите использовать новый жесткий диск в качестве основного оборудования, подумайте о приобретении внешнего накопителя. Применение данного устройства позволяет в любой ситуации иметь под рукой нужную информацию.

Выясните объем жесткого диск а. Сразу стоит заметить, что это далеко не самая важная характеристика устройства. Приобретите винчестер с большим объемом памяти, если вы уверены в том, что вы будете максимально использовать доступное пространство.

Особое внимание уделите скорости работы жесткого диск а. Это очень важный параметр

Винчестеры с низкой скоростью чтения и записи могут стать причиной снижения производительности компьютера. Эта характеристика напрямую зависит от скорости вращения шпинделя.

Спрос на внешние носители информации стал особенно очевидным в последние годы. Причиной тому послужил не только постоянно увеличивающийся вес мультимедийного контента, но и ежедневно растущая активность вирусных атак и риск потери данных.

В огромном многообразии HDD и SSD сложно определить, какой выбрать – самый производительный или самый дешевый. Цель данной статьи – дать объективное представление обо всех аспектах выбора этого девайса.

Винчестер — что это такое?

Если говорить о винчестере как об оружии, то в большинстве случаев подразумевают классическую винтовку образца 1866 года, обладавшую высочайшей на то время скорострельностью, составлявшей почти 60 выстрелов в минуту. Она получила название «винтовка, покорившая Запад».

Самое странное в отношении винтовки винчестер — это её популярность у кинорежиссеров. Если учитывать, что к концу 60-х годов эту модель перестали выпускать, да и производство патронов для неё приостановилось, то почему в большинстве кинолент столько внимания уделяется именно ей? Её значение было сильно преувеличено.

Теория происхождения названия «Винчестер»

Я уже слышу вопрос «А почему же его называют винчестером? Это же стрелковое оружие!». Действительно, что может быть общего у устройства хранения информации и ружьем? Дело в том, что в 1973 году небезызвестная компания IBM выпустила жесткий диск модели 3340, но для созвучия его стали именовать просто «30-30», что означало два модуля по 30 мегабайт каждый.

Руководитель Кеннет Хотон нашел созвучие 30-30 в знаменитой винтовке. Дело в том, что патроны к этой винтовке имели такую же маркировку 30-30, где первая цифра означала размер калибра в дюймах (0.30 — 7,62 см), а вторая цифра означала вес пороха в гранах (это не опечатка, а мера веса), который засыпался патрон (30 гран — это примерно 1,94 грамма).

Для удобства и решено было использовать такое название в качестве сленга. Правда у американцев этот сленг уже давно не используется, а у нас еще пока не вышел из обихода, хотя чаще его можно слышать в сокращенной названии «Винт».

Загадочные явления в Доме призраков

Дом Винчестеров можно назвать единственным и уникальным в своем роде особняком, который был построен специально для призраков. Ходят слухи, что здесь бродит множество неприкаянных душ в поисках Сары Винчестер. Многие впечатлительные туристы испытывают ужас от упоминания о странных звуках, которые можно услышать в этом проклятом доме. Так, без видимых сквозняков могут захлопываться двери, иногда, будто ниоткуда, раздаются странные голоса и слышны шаги. Очевидцы рассказывают о двух призраках дома Винчестеров, которых можно увидеть в особняке — это дух мужчины — рабочего и призрак самой хозяйки, облаченной в черные одежды.

Кроме того, официально установлено довольно любопытное явление, которое можно наблюдать, а вернее почувствовать, в этом загадочном доме. Речь идет о холодных точках, то есть определенных местах в здании, где температура понижается по неизвестным причинам. Ученые пока не могут объяснить данный феномен.

Жесткий диск — а почему не мягкий?

Жесткий диск (другие названия — винчестер, хард) — это компактное устройство в системном блоке, которое соединяется с материнской платой небольшими шлейфами (проводами). Его предназначение — хранение абсолютно всей информации пользователя. Сюда входят основные программы, такие как операционная система, драйвера для различных устройств, файлы настроек и прочие элементы управления компьютером. Помимо этого на жестком диске хранится все, что на него загружается самим пользователем.


Игры, музыка, фильмы, фотографии, книги — все это располагается на миллионах кластеров внутри самого устройства. Жесткий диск так называется потому, что внутри его мощного и прочного корпуса сокрыты пластины из металла, на которые, собственно, и записывается вся информация.

А многими годами раньше хранение данных осуществлялось на тонких пластиковых листах с магнитным напылением. Они, что вполне логично, легко сгибались и ломались.

Сейчас такие нигде не используются ввиду их хрупкости, ненадежности и абсолютной неактуальности. Обычные винчестеры напрочь их вытеснили не только из системных блоков, но даже из сознания людей. Ныне мало кто вспомнит гибкие диски для хранения данных, их великолепно заменяют CD и DVD диски, флешки.

Как работает жесткий диск?

При включении компьютера блок управления подает питание на привод с магнитными дисками и ждет пока последний не выйдет на заданную частоту вращения. Как только это происходит компьютер получает сигнал о готовности HDD. Далее идет запрос информации. В дело вступает блок позиционирования, который задает нужное положение актуатора. Данные считываются и попадают в интерфейсный блок, а от туда в оперативную память.

Раньше актуаторы касались магнитных дисков. С увеличением скорости последних потребовалось другая технология. При этом актуатор парил над магнитной поверхностью и касался в определенном месте диска. Технология пошла дальше, скорости вращение пластин выросли и блок с актуаторами стали парковать вне пластин. То есть актуаторы находятся рядом с пластинами пока не достигнута нужная скорость вращения магнитных дисков.

Благодаря высокой скорости вращения дисков создается воздушный поток, который поднимает головку актуатора над поверхностью. Этот же воздушный поток сдувает с поверхности попавшие внутрь пылинки на специальный фильтр в корпусе. Так же в корпусе имеется адсорбент для удаления остатков влаги.

В современных жестких дисках расстояние между считывающей головкой и поверхностью магнитной платины < 10 нм. Благодаря тому, что считывающие головки никогда не касаются магнитных пластин отсутствует трение и продлевается срок жизни HDD.

Каждая магнитная пластина разделена на кольцевые дорожки шириной около 60 нм. Последние в свою очередь поделены на кластеры. Обычно кластер равен 4 КБ. Каждый бит информации представляет собой площадку на дорожке, которая может быть намагничена -1 или нет -0. Эти площадки так же называются доменами. Чем меньше размер этой площадки, тем больше информации поместится на дорожке и более емкий получится жесткий диск. В начале развития применялась продольная запись. Площадка располагалась вдоль дорожки. В дальнейшем эту технологию заменила перпендикулярная запись, что позволило увеличить плотность данных и в свою очередь увеличить емкости HDD.

Совокупность дорожек равноудаленных от центра вращения двигателя называется цилиндром.

До того как жесткие диски перешагнули рубеж ёмкости в 500 MB хватало системы позиционирования CHS  (cylinder-head-sector  цилиндр-головка-сектор). С ростом объема в 1994 году была принята линейная система позиционирования LBA (linear block addressing). В случае с CHS жесткий диск был прозрачен для операционных систем, С применением же линейной адресации система обращается к нужному сектору жесткого диска, а уже блок управления HDD разбирается где находится физически этот сектор.

Блок позиционирования актуатора. Приводится в движение с помощью соленоидного двигателя. Последний состоит из статора и катушки. Статор состоит из одного или двух постоянных, сильных неодимовых магнитов. Точное позиционирование кронштейна с головками происходит путем подачи напряжения определенной силы на катушку (рисунок взят с http://www.3dnews.ru/editorial/640707)

От силы магнитов зависит скорость позиционирования головок и следовательно — время доступа к информации. Последнее в жестких дисках варьируется в пределах от 3 до 12 мс. Чем время меньше, тем быстрее и дороже жесткий диск. У компании WD есть три серии жесткий дисков: зеленая, синяя и черная.  В зеленой применяется один неодимовый магнит и скорость вращения шпинделя 5400 об/мин. За счет этого получается довольно скромная производительность, зато приличная экономичность и низкое энергопотребление. У синих дисков применяется такой же магнит и скорость вращения поднимается до 7200 об/мин. По скоростным характеристикам он занимает промежуточное положение между зелеными и черными HDD. У черных же применяются два магнита и скорость в 7200 об/мин. Это позволяет добиться максимального быстродействия. Еще выше поднять быстродействие можно повысив скорость вращения двигателя с магнитными пластинами до 10000 или 15000 об/мин. Эти диски обладают минимальным временем доступа к информации и применяются в основном в серверах. Твердотельные диски со скоростью доступа < 1 мс пока остаются вне конкуренции.

Жесткие диски при работе производят два вида шума. От быстровращающихся магнитных дисков и от удара блока с головками об ограничитель. Последний возникает при возврате блока с головками в парковочную позицию. Для уменьшения этого удара производители ставят резиновые подкладки, но иногда и это не спасает, особенно в шустрых дисках. Существует два пути снижения шума от HDD. Первый сделать амортизирующие крепления в корпусе ПК. Об этом подробней можно прочитать . Путь второй — использовать технологию AAM, о которой написал подробнее тут.

Лучшие жесткие диски для систем видеонаблюдения

Для контроля ситуации на определенной территории люди часто устанавливают специальные системы, устройство которых предполагает связь между камерами и монитором. Ведение архива видеозаписей невозможно без жесткого диска. Винчестеры подобного вида  должны быть устойчивы к перепадам напряжения, нагрузкам, потреблять минимум энергии, поддерживать связь с камерами высокого разрешения. Основным параметром при выборе накопителя является способность к непрерывной круглогодичной видеозаписи в несколько видеопотоков. После тестирования технических данных 5 моделей были отобраны 2 лучших номинанта.

Western Digital WD Purple 4 TB (WD40PURZ)

Накопитель создан специально для использования в системах наблюдения, на что указывает слово Purple в его названии. Оснащен встроенными программными средствами для обработки видео, защитой от потери данных, а также устойчив к вибрации. Его емкость составляет 4 Тб, а скорость вращения шпинделя – 5400 об/мин. Такие параметры позволяют сохранить большой объем информации в архиве, уменьшить уровень шума при работе до 26 дБ. Модель можно использовать в системах безопасности с 64 камерами. Хранить его можно при температуре от -40 до 70 градусов.

Достоинства:

  • Высокая пропускная способность;
  • Легкий;
  • Хорошая скорость чтения и записи данных;
  • Низкое энергопотребление;
  • Время безотказной работы составляет более 41 тыс. дней;
  • Гарантия до 3-х лет;
  • Совместимость с оборудованием большинства производителей.

Недостатки:

  • Невысокая ударостойкость;
  • Возможен брак.

Пользователи и эксперты за качество сборки, производительность, надежность ставят этой модели твердую 5. Сбои в работе винчестера не зафиксированы. Он немного греется, но не критично, не шумит, выдерживает перепады напряжения.

Toshiba HDWU110UZSVA


Жесткий диск  HDD для видеонаблюдения с емкостью 1 ТБ и скоростью вращения 5400 об/мин. Он рассчитан на круглосуточную запись с 8 камер. Скорость чтения и передачи данных – 600 МБ/сек. Накопитель оснащен инновационными технологиями, которые снижают  уровень шума и степень нагрева винчестера при работе. Эксплуатация возможна при температуре от 0 до 65 градусов.

Достоинства:

  • Средняя цена;
  • Высококачественная сборка;
  • Низкое энергопотребление;
  • Легкий;
  • Бесшумная работа.

Недостатки:

  • Высокая восприимчивость к механическим нагрузкам;
  • Малый гарантийный срок.

Респонденты указывают на частый брак в винчестерах, но проблем с заменой не возникает. Работает он быстро и тихо, не греется, битых секторов нет. Покупку данной модели рекомендуют около 60 % пользователей.

Скоростные характеристики дисков

К скоростным характеристикам общим для HDD, SSHD и SSD дисков относятся скорость линейного чтения/записи и время случайного доступа.

8.1. Скорость линейного чтения

Скорость линейного чтения является основным параметром для любого диска и кардинально влияет на скорость его работы.

Для современных жестких и гибридных дисков (HDD, SSHD) хорошим значением является средняя скорость чтения  ближе к 150 Мб/с. Не стоит приобретать жесткие диски со скоростью 100 Мб/с и менее.

Твердотельные накопители (SSD) гораздо быстрее и их скорость чтения, в зависимости от модели, составляет 160-560 Мб/с. Оптимальными по соотношению цена/скорость являются SSD-диски со скоростью чтения 450-500 Мб/с.

Что качается HDD-дисков, то продавцы в прайсах обычно не указывают их скоростные параметры, а только объем. Дальше в этой статье я расскажу вам как узнать эти характеристики. С SSD-дисками все проще, так как их скоростные характеристики всегда указываются в прайсах.

8.2. Скорость линейной записи

Это вторичный после скорости чтения параметр, который обычно указывается с ним в паре. У жестких и гибридных дисков (HDD, SSHD) скорость записи обычно несколько ниже скорости чтения и не рассматривается при выборе диска, так как в основном ориентируются на скорость чтения.

У SSD-дисков скорость записи может быть как меньше, так и равной скорости чтения. В прайсах эти параметры указываются через слеш (например, 510/430), где большая цифра означает скорость чтения, меньшая – скорость записи.

У хороших быстрых SSD она составляет около 550/550 МБ/с. Но в целом скорость записи значительно меньше влияет на скорость работы компьютера чем скорость чтения. В качестве бюджетного варианта допускается чуть более низкая скорость, но не ниже 450/350 Мб/с.

8.3. Время доступа

Время доступа является вторым по важности параметром диска после скорости чтения/записи. Особенно сильно время доступа влияет на скорость чтения/копирования мелких файлов

Чем этот параметр ниже, тем лучше. Кроме того низкое время доступа косвенно говорит о более высоком качестве жесткого диска (HDD).

Хорошим значением времени доступа для жесткого диска (HDD) является 13-15 миллисекунд. Плохим показателем считаются значения в пределах 16-20 мс. О том как определить этот параметр я так же расскажу в этой статье.

Что касается SSD-дисков, то время доступа у них в 100 раз меньше, чем у HDD-дисков, поэтому этот параметр нигде не указывается и на него не обращают внимания.

Гибридные диски (SSHD) за счет дополнительной встроенной флэш-памяти достигают более низкого времени доступа чем у HDD, которое сравнимо с SSD. Но из-за ограниченного объема флэш-памяти, более низкое время доступа достигается только при обращении к наиболее часто используемым файлам, которые попали в эту флэш-память. Обычно это системные файлы, что обеспечивает более высокую скорость загрузки компьютера и высокую отзывчивость системы, но кардинально не влияет на работу больших программ и игр, так как они просто не поместятся в ограниченном объеме быстрой памяти SSHD диска.

Скорость работы

Выбрав диск с большим объемом памяти, это еще не гарант того, что он будет быстро прогружаться. Да, информации на нем можно хранить много, но в остальном, не факт, что харддиск хороший. За скорость загрузки программ и их выполнение отвечает скорость самого жесткого диска. Безусловно, косвенное отношение к прогрузке жесткого диска объем имеет отношение. Это можно объяснить так, что чем больше вместимость жесткого диска, тем выше плотность записи. Из этого выходит, что на прочтения блока данных будет уходить меньше времени. Говоря простыми словами, купив диск с большим объемом, вероятнее всего скорость его работы будет больше, чем у такого же диска с меньшим объемом. Но это не всегда так. 

Производительность дисков измеряется скоростью чтения/записи в мегабайтах за секунду и временем доступа к данным. Сегодня скорость жестких дисков довольно высока и составляет 150-200 Мб в секунду и более. Именно это, по моему мнению, и должно быть решающим критерием в выборе жесткого диска. Поскольку от его скорости будет зависеть работа компьютера в целом. Чем она выше, тем удобнее работать за ним. 

К примеру, если вам предстоит работать в редакторах видео или изображения, или с другими программами, которые для системы достаточно тяжелые, то скорость харддиска должна быть высокой, иначе постоянные тормоза и лаги заберут у вас много нервов. На выполнения каждой операции будет тратиться достаточно много времени. 

Для выбора скоростного режима жесткого диска можете замерить скорость уже имеющегося у вас устройства. Это можно сделать с помощью специальной программы Crystal Disk Mark. 


Информация о чтении/записи в мегабайтах за секунду в магазинах пишут очень редко. Чтобы узнать скорость диска, нужно заранее прочитать о ней в интернете. Забив в поисковик название понравившегося жесткого диска, в разделах «тестирование” или «обзор”, вы сможете найти данную информацию. Мой вам совет, найти информацию сравнительного характера. Когда понравившейся жесткий диск сравнивают по всем параметрам еще с каким-нибудь. Такой анализ очень полезен и точно поможет вам определиться с моделью для жесткого диска. Что касается времени доступа к данным, то о них информация в магазинах есть, но я бы ей особо не доверял. Каждый производитель завышает эти параметры, чтобы продукт лучше продавался. Так что не ленимся и ищем в интернете реальный обзор на нужный вам жесткий диск. Живые отзывы это и есть показатель качества товара. 

Еще один важный момент, касательно скорости жесткого диска, это технология NCQ. Ее имеют далеко не все модели. Если переводить дословно, то аббревиатура означает «встроенная очередь команд”. 

Данная технология прямого отношения к улучшению скорости жесткого диска не имеет. С её помощью диск запоминает уже осуществленные команды, с которыми система обращается к нему, и, при повторном этой самой команды, память жесткого диска сразу напоминает ему путь, за которым эта информация находится.

Но просто так этот режим работать не будет. Его необходимо настроить через биос. Работу контроллера SATA должна быть переведена в режим AHCI. Безусловно, такая технология очень полезна. Поэтому, если у вас будет выбор между жестким диском с NCQ и без, лучше брать с дополнительной технологией, конечно. 

Также, одним из важнейших критериев оценки жесткого диска является скорость его вращения. Этот критерий никак нельзя упускать из внимания при покупки нового жесткого диска. Данная характеристика имеет огромное значение при поиске информации на жестком диске. Уверен, вы и сами понимаете, что высокая скорость гарантия быстрой работы харддиска.

Самые стандартные скорости вращения это 5400 оборотов и 7200 оборотов в минуту, есть и 10000. Для хранения данных вам вполне хватит скорости в 5400 оборотов. Но если вы будете использовать и устанавливать много программ, то лучше конечно брать диск с 7200 оборотами в минуту или еще лучше 10000. Но, у жестких дисков с 5400 об/мин есть один большой плюс — они потребляют меньше энергии и от них меньше шума. 

Устройство жесткого диска (HDD)

Если вы заметили, то я уже несколько раз упомянул аббревиатуру HDD и не просто так. Дело в том, что техническое название этой коробочки — накопитель на жестких магнитных дисках или hard (magnetic) disk drive.

Но, вернемся у устройству жесткого диска. В основу этой коробочки ложится технология магнитной записи информации. И вот как это устроено. Есть круглые жесткие диски (их еще часто называют блинами), покрытые ферромагнитным материалом (может менять свои магнитные свойства). Есть специальная движущаяся головка (состоит из двух частей), которая, собственно, и осуществляет чтение и запись данных (часть головки для чтения, часть для записи).

Сам процесс происходит следующим образом. Диск постоянно крутится с достаточно высокой скоростью, а головка ходит вдоль диска и в нужный момент либо считывает данные, либо осуществляет запись

При этом важно отметить, что головка не касается диска, так как иначе покрытие диска могло бы повредится. Когда же диск выключен, то головка находится в специальной зоне (парковочной), опять же для предохранения ферромагнитного покрытия от повреждения

Стоит знать, что внутренний механизм сделан так, чтобы чисто физически было бы очень сложно повредить поверхность диска с данными. Однако, все же со временем части ферромагнитной поверхности могут приходить в негодность. Тут как в известном выражении — «Ничто не вечно».

Так же стоит знать, что таких пластин может быть несколько внутри короба жесткого диска. Как вы уже наверное догадались, количество блинов влияет на объем хранимой информации. Но, не ограничивается этим. К примеру, давным давно диски были раза в 1,5 больше сегодняшних, а помещалось на них 20-40Мб.

Рисунок 1. Упрощенная схема круглого жесткого диска

Примечание: На рисунке цифрами указано: 1 — геометрический сектор, 2 — сектор дорожки, 3 — дорожка, 4 — кластер.

Рассмотрим, чуть более подробно саму поверхность блинов. Чтобы хранение и запись информации можно было структурировать, всю поверхность делят на специальные дорожки. Затем весь диск делится по геометрическим секторам (равным друг другу). Часть дорожки, которая находится внутри этого геометрического объекта называют сектор дорожки или попросту секторами. Объединение нескольких секторов называют кластером. 

Так как диски крутятся с достаточно высокой скоростью (например, 7200 оборотов в минуту), то в качестве минимальной единицы хранения используют именно кластер. Обычно, кластер представлен размером 4 Кб и состоит из 8 сектором по 512 байтов. Кстати, именно поэтому реальный размер текстового файла, состоящего всего из одного символа, будет равен 4 Кб, так как, в принципе, размер делится именно по кластерам.

Примечание: Стоит знать, что существуют методы, позволяющие хранить в одном кластере данные нескольких файлов, однако обычно деление идет именно по кластерам.

Примечание: Так же советую ознакомиться со статьей Твердотельный жесткий диск или SSD накопитель, так как это следующий виток устройств для хранения данных.

Восстановление винчестеров

Зачастую многие пользователи сталкиваются с проблемой восстановления данных на проблемном жестком диске. Как уже писалось выше, нередко информация, хранящаяся на нем, ценится гораздо больше, чем сам винчестер. Поэтому работа по восстановлению потерянных данных является не только ценной, но и высокооплачиваемой. Многое зависит от того, как исчезла информация

Важно помнить то, как «Виндовс» с жесткого диска удаляет информацию

Операционная система не стирает информацию, которую хочет убрать пользователь. Она просто удаляет оглавление винчестера, которое позволяет найти данную информацию. Такое оглавление называется FAT-таблицей. И если после этого на тело жесткого диска Windows 10 другая информация не записывалась, то ее достаточно легко восстановить. Существует множество программ, способных выполнить эту работу. По отзывам многих пользователей, одной из лучших является Acronis Recovery Expert.


С этим читают