Жесткий диск

МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
Жесткий диск
Викизнание
http://www.wikiznanie.ru/ruwz/index.php/%D0%96%D1%91%D1%81%D1%82%D0%BA%D0%B8%D
0%B9_%D0%B4%D0%B8%D1%81%D0%BA
ВикиЗнание
большая
универсальная
гипертекстовая
электронная энциклопедия, бесплатно доступная через сеть Интернет.
http://www.wikiznanie.ru/
Жёсткий диск, жарг. винчестер, винт, харддиск (от англ. hard
disk), хард, полностью называется накопитель на жёстких магнитных
дисках, НЖМД — электромеханический накопитель информации,
компонент компьютера.
Жёсткий
диск
обеспечивает
долговременное
хранение
информации. В течении долгого времени (начиная от 1980-х годов, и
по крайней мере до 2000-х винчестеры являются самыми ёмкими
серийно выпускающимися носителями информации. На 2006 год
оптимальное соотношение цены и ёмкости обеспечивают винчестеры
примерно на 300 ГБ а максимальная доступная ёмкость — около 750
ГБ.
Конструкция жёсткого диска
Структурная модульная схема НЖМД
Жёсткий диск состоит из двух основных частей: гермоблока и
контроллера.
Гермоблок и механика
Гермоблок — это герметичная камера (откуда и название),
заполненная чистым, не содержащим пыли воздухом, и содержащая в
себе пакет магнитных дисков и блок магнитных головок (БМГ).
Несмотря на герметичность, камера сообщается с окружающей
средой
через
барометрический
фильтр,
обеспечивающий
выравнивание давлений вне и внутри камеры. Барометрический
фильтр выполнен так, чтобы не пропускать частицы пыли более
определённого размера (~0,5 мкм). Выравнивание давлений
исключает механические деформации корпуса. Также внутри
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
находится рециркуляционный фильтр, обеспечивающий улавливание
частиц, уже находящихся в камере, которые могут быть образованы
внутри (в результате износа) или пропущены барометрическим
фильтром. Он расположен на пути циркулирующего за счёт вращения
дисков воздуха.
Магнитные диски состоят из основы, сделанной обычно из
алюминия, реже из стекла или керамики и магнитного покрытия, в
виде тонкой плёнки магнитотвёрдого материала (ферромагнетика),
который служит собственно носителем информации. Магнитные диски
собраны
в
пакет,
находящийся
на
оси
шпиндельного
электродвигателя со стабильной скоростью вращения. Стабилизация
вращения производится контроллером по сервометкам. (Ранее
использовался отдельный датчик положения дисков). Обычно дисков
в пакете не более трёх, запись может производиться как на одну, так и
на обе стороны каждого диска, таким образом диск обычно содержит
от 1 до 6 головок.
Блок магнитных головок перемещается вдоль поверхности диска
от края к центру посредством сервопривода. На первых винчестерах
сервопривод производился шаговым двигателем. Впоследствии стала
применяться звуковая электромагнитная катушка (англ. voice сoil).
Катушка называется звуковой по той причине, что она действует по
принципу, аналогичному электромагнитной акустической системы. Для
управления головками в винчестере хранятся так называемые
адаптивы — индивидуальные для каждого винчестера данные о
физических характеристиках сервопривода головок — необходимые
амплитуды и времена сигналов управления электромагнитом.
Адаптивы
обеспечивают
быстрое
и
почти
безошибочное
позиционирование головки и уверенное удержание её на треке.
Сама головка — миниатюрная электромагнитная система,
обеспечивающая локальное намагничивание поверхности диска и
локальное
измерение
его
намагниченности.
Первые
электромагнитные головки считывали информацию через наведённую
ЭДС на катушке. Позднее появились магниторезистивные головки,
использующие для считывания специальный магниточувствительный
материал.
В выключенном положении головки лежат на дисках в
специальной зоне парковки. Во избежание повреждений при
транспортировке, головки в этом положении заблокированы, и не
могут перемещаться до тех пор, пока диски не крутятся. При работе
головки парят над поверхностью вращающихся дисков на расстоянии
порядка от десятых долей до единиц микрометров. Таким образом
поверхность дисков не изнашивается (как это происходит у дискет).
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
Внутри гермоблока вместе на блоке магнитных головок или
рядом с ним расположен коммутатор, обеспечивающий переключение
активных головок и предварительное усиление сигнала магнитного
датчика. Если у жёсткого диска одна рабочая поверхность, то
коммутатор выполняет только функции усилителя.
Контроллер
Контроллер
представляет
собой
электронную
схему,
выполняющую функции управления органами гермоблока и
преобразование информации, передаваемой между компьютером и
головками. Конструктивно контроллер обычно выполнен в виде
печатной платы, монтируемой на одной стороне гермоблока. На
контроллере расположены узлы питания, управления шпиндельным
двигателем, сервоприводом БМГ, чтения и записи информации на
диски, обмена по внешнему интерфейсу, разъёмы интерфейса,
питания, соединения с гермоблоком, а также технологические выводы
и элементы конфигурации (джамперы).
Современный контроллер — встроенная микропроцессорная
система, выполняющая зашитую микропрограмму. Основные узлы
контроллера:
 схема управления питанием;
 модуль управления (микропроцессорный).
 интерфейсный модуль;
 канал чтения-записи;
 контроллер БМГ;
 контроллер шпиндельного двигателя;
Организация данных на дисках
Физический уровень
Иллюстрация параллельного метода магнитной записи
Информация на жёстких дисках закодирована на магнитном
материале в виде магнитных доменов (микроскопических участков с
направленным магнитным моментом) с различным направлением
вектора намагниченности. Два направления вектора намагниченности
представляют биты «0» и «1».
Традиционно, в жёстких дисках используется технология
параллельной записи, когда намагниченность доменов лежит в
плоскости поверхности диска. В 2005 году фирма Hitachi разработала
технологию перпендикулярной записи — в этом случае домены
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
намагничены перпендикулярно плоскости. Это позволило преодолеть
ограничение, связанное с суперпарамагнитным эффектом —
взаимодействием магнитных доменов. Первой моделью винчестера с
перпендикулярной записью стала TravelStar 5K160, выпущенная с
ёмкостями 40, 60, 80, 120 и 160 ГБ.
Технология тепловой магнитной записи, разработанная
компанией Seagate и представленная в 2006 году должна повысить
плотность по сравнению с обычной технологией в 100 раз и
обеспечить достижения отметки 7,75 Тбит/см2. Ключевым моментом
технологии является локальное нагревание записываемого участка
лазером, что должно уменьшить его коэрцитивную силу и обеспечить
перемагничивание. Этот метод даёт возможность использовать менее
подверженные суперпарамагнитному эффекту материалы.
На заводе-изготовителе на диск записываются сервометки,
обеспечивающие синхронизацию вращения дисков, позиционирование
головок на нужные треки. Сервометки на поверхности образуют
области в виде радиальных лучей из центра диска, расположенные на
равных
угловых
промежутках.
Сервометки
содержат
синхронизационную
последовательность,
номер
трека
и
дифференциальные метки. Синхронизационная последовательность
обеспечивает стабильность вращения диска и точное определение
моментов прохождения головкой различных областей на диске. По
номеру трека обеспечивается позиционирование головок на нужный
трек.
Дифференциальные
метки,
представляющие
области
противоположной намагниченности, смещённые на 1/2 трека,
предназначены для точного позиционирования головок на трек.
Принцип их действия заключается в том, что головка расположенная
точно над треком, проходя между двумя дифференциальными
метками считывает, нулевую намагниченность, при отклонении же
головки от середины, она окажется ближе к одной из меток, в
результате намагниченность, считанная головкой будет определяться
отклонением её от середины трека.
Сервометки могут быть записаны только на прецизионном
технологическом оборудовании. Для записи сервометок используется
актюатор, вводящийся в гермоблок через отверстие и управляющий
головками при записи. Повреждение сервометки автоматически
означает последующую недоступность трека.
На отдельных моделях под сервометки отводилась отдельная
поверхность, однако от такого решения впоследствии отказались, так
как это весьма расточительно с одной стороны, с другой стороны
механической
жёсткости
БМГ
недостаточно
для
точного
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
позиционирования головок на других поверхностях при высокой
плотности записи.
Логический уровень
Логическая структура и разметка поверхности магнитного диска.
При записи на диск используется самосинхронизирующее
кодирование, обычно код с ограничением длинны серий (RLL) или код
с максимумом измений (MTR), обеспечивающее малую избыточность
при отсутствии необходмости в дополнительных синхрометках.
Например в дисках серии MH от Fujitsu применяется MTRкодирование 16 в 17 бит с условием не более 3 единиц в серии и не
более 2 единиц около границы кода. Для обеспечения надёжности
также применяется помехоустойчивое кодирование — в данные
добавляется
избыточная
информация,
обеспечивающая
восстановление при потерях части информации или ошибках чтения.
Может использоваться код Рида — Соломона, турбо-код и др.
Получила распространение технология считывания и декодирования
«максимальная правдоподобность при неполном отклике».
Данные на диски записываются секторами. Сектор — это
непрерывный фрагмент трека фиксированной информационной
ёмкости. Стандартные сектора содержат по 512 байт (или 256 16битных слов) информации. Каждый сектор может быть записан
независимо от других, но только целиком. Прерванная запись,
например, в случае пропадания питания, разрушает информацию в
секторе.
Вместе с каждым сектором вычисляется и записывается
контрольная сумма, обеспечивающая проверку сохранности данных.
При считывании посчитанная контрольная сумма сравнивается с
записанной, и несовпадение означает, что данный сектор сбойный, он
называется — бэд. Возможно несовпадение суммы и в том случае,
когда поверхность сектора нормальная. При подобном сбое
информация в секторе оказывается потерянной, но при записи на него
сектор восстанавливается. Такие сектора называются софт-бэдами.
Тем не менее часто компьютерное программное обеспечение для
работы с дисками нередко помечает такие сектора сбойными и
выводят их из использования.
Транслятор, сокрытие дефектов
Сектора адресуются тремя числами — номером поверхности,
номером трека и номером сектора в треке.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
На старых винчестерах номера поверхности, трека и сектора
задавались непоседственно через внешний интерфейс. Интерфейс
ATA (IDE) сохранил этот исторический метод адресации, называемый
CHS (Cylinder, Head, Sector — цилиндр ≈ трек, головка, сектор). Более
современные модели используют логическую адресацию, в которой
все сектора независимо от их физического положения на дисках
пронумерованы
последовательными
числами.
Винчестеры,
работающие с логической адресацией могут имитировать физическую
адресацию для совместимости. Логическая адресация обусловлена
усложнением функционирования контроллера, связанным с более
высокой плотностью записи и появлением разных сервисных функций,
логическую адресацию определяет модуль микропрограммы
винчестера, называемый транслятором, включающий в себя таблицы
и алгоритмы преобразования.
Зонно-секционная запись (англ. ZBR — zoned bit recording)
использует тот факт, что внешние треки имеют большую длину,
нежели внутренние, (примерно раза в два) и на них можно поместить
больше информации. Диск разбивается на цилиндрические зоны с
различным количеством секторов на трек. В среднем диск
разбивается на 10-20 зон.
Современные
жёсткие
диски
также
обеспечивают
автоматическое сокрытие дефектов. Практически невозможно
произвести совершенно свободную от дефектов магнитную
поверхность, поэтому часть дефектов изначально скрыта уже на
только сошедшем с конвейера винчестере — пропущены некоторые
сектора, треки. Для этого внутри хранятся специальные списки
заводских дефектов (P-list и TrackSkip). Со стороны компьютера это
совершенно не заметно. Стандартными средствами можно лишь
попробовать примерно определить их по мелким изъянам графика
времени доступа. Также производится сокрытие дефектов,
появляющихся во время работы винчестера, при невозможности
записи в какой-либо сектор он заносится в список сбойных секторов
(так называемый G-list) и информация записывается в резервную
область. Такая процедура называется перемещением, или ремапом
(англ. remap). Современные диски включают в себя достаточно
сложную
систему
слежением
за
состоянием
поверхности,
включающую в себя не только аварийное перемещение, но и
обнаружение потенциально сбойных участков.
Области дискового пространства
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
Всё пространство диска разбито на две области —
пользовательскую
и
служебную.
Пользовательская
область
предназначена для данных записываемых извне по интерфейсу и,
кроме того, включает резерв для перемещения сбойных секторов.
Служебная область содержит данные, необходимые для работы
микропрограммы контроллера — программные модули, паспорт диска,
таблицы транслятора и другие. Повреждение служебной области —
частая причина входа винчестеров из строя.
Разделы и файловые системы
Пользовательское пространство винчестера может состоять из
одного или нескольких разделов, на каждом из которых может быть
произвольная файловая система. Данная функциональность
обеспечивается на уровне операционной системы компьютера и никак
не связана с какими либо особенностями функционирования жёстких
дисков. Тип таблицы разделов зависит от компьютерной платформы:
 на IBM-PC используется формат MBR;
 на Amiga — RDB;
 на Mac — собственный формат или GUID Partition Table;
Функционирование винчестера
Включение и выключение
После подачи питания на винчестер, процессор контроллера
начинает исполнение микропрограммы, находящейся в собственном
ПЗУ. Эта программа обеспечивает элементарное самотестирование
контроллера. После чего включается и раскручивается шпиндельный
двигатель. При достижении достаточной скорости вращения, когда
головки оторвутся от поверхности дисков, происходит разблокировка
сервопривода головок и они распарковываются. После распарковки
головок контроллер считывает необходимые для работы данные, и
если они считались нормально, винчестер готов к работе.
При определённых условиях возможна неполная инициализация
накопителя. У практически всех винчестеров есть «безопасный
режим» (Safe mode), но он существует исключительно для
технологических целей.
При пропадании питания производится автоматическая парковка
головок. Технологические методы парковки довольно разнообразны.
Она может обеспечиваться за счёт энергии вращения дисков
(шпиндельный двигатель используется в качестве генератора), заряда
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
конденсаторов. Наиболее же распространённый метод — при
пропадании напряжения на катушке сервопривода под действием
электромагнитных сил головки сами переходят в запаркованное
положение. Выключение двигателя и парковка возможны также
посредством команды через интерфейс.
Обмен данными
Всё время работы винчестер обеспечивает выполнение команд,
передаваемых по интерфейсу. В основе обмена данными с
винчестером лежат две команды — чтение и запись информации. Это
единственные необходимые команды. Обе команды содержат
параметры, определяющие номер сектора и количество секторов.
При поступлении команды на запись жёсткий диск производит
приём данных по интерфейсу, вычисляет транслятором координаты
физической области, позиционирует головки и записывает
информацию на поверхность, после чего производит проверку записи
и, в случае необходимости, производит перемещение сбойных
секторов. Также производится запись информации во внутренний кэш
диска.
По команде чтение сначала проверяется наличие нужных
данных во внутреннем кэше. В случае их обнаружения данные просто
передаются по интерфейсу из кэша. Если данные в кэше не найдены,
как и при записи, производится трансляция номера сектора, после
чего производится считывание данных с поверхности, исправление
ошибок и проверка правильности считывания. При неправильном
считывании как правило производятся повторные попытки, а если и
они не удались, но контроллер посылает по интерфейсу сигнал
отказа. Часто данные и диска считываются треком целиком, даже если
нужен всего один сектор. В этом случае дополнительно считавшиеся
данные также попадают в кэш, что приводит к ускорению работы при
последовательном считывании данных маленькими порциями.
Команда проверка производит действия, подобные чтению, но не
передаёт данные по шине. Посредством её можно проводить
сканирование поверхности диска на предмет бэдов достаточно
быстро.
Оставшаяся с времён дисков с физической адресацией команда
позиционирование
может
обрабатываться
современными
винчестерами произвольным образом. Винчестер может как реально
позиционировать головки, так и отвечать по интерфейсу успешным
завершением, не производя никаких действий.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
Защита информации
Для защиты данных многие винчестеры позволяют блокировать
доступ посредством пароля.
Парольная защита появилась в спецификации ATA-3. Защита
позволяет установить пароль на доступ ко всему диску сразу, до ввода
пароля винчестер будет определяться драйвером, но отвергать
любые операции чтения-записи.
Спецификация ATA предоставляет два уровня защиты,
названные «высокий» и «максимальный», разница заключается в том,
что на высоком уровне защиты её можно снять посредством «мастерпароля», зашитого производителем, а на максимальном — только
стереть весь диск. Тем не менее многие жёсткие диски возможно
взломать манипуляциями посредством служебных команд.
Самодиагностика, SMART
Простейший случай диагностики — выдача отказов чтения и
записи на повреждённые области. Это способны делать все
винчестеры. Практически все винчестеры (кроме довольно старых)
также способны следить за своим состоянием, и сообщать о
возможных неполадках. В стандарт IDE включена спецификация
SMART (англ. self-monitoring analysis and report technology —
технология самоотслеживания, анализа и отчётности), позволяющая
следить за множеством параметров функционирования диска и, по
возможности предупредить неожиданный выход накопителя из строя.
Эти параметры включают в себя общее количество динамических
ошибок чтения с поверхности, качество сигнала на головках,
температурный режим, общее время работы, количество запусков и
остановок шпиндельного двигателя, и другие, не менее важные
важные параметры.
Технологические режимы
Существует несколько режимов работы винчестера, которые
нормально не используются при обычной эксплуатации. Способы
включения этих режимов, функционирование жёсткого диска в этих
режимов полностью определяется производителем жёстких дисков.
Есть одно исключение — режим низкоуровневого форматирования,
попавший в стандарты IDE, но на самом деле означающий простое
стирание данных.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
Серворазметка — технологический режим, который может быть
задействован только на специальном оборудовании с прецизионным
механизмом перемещения головок — серворайтере (англ. servowriter). В этом режиме головки винчестера приводятся толкателем
серворайтера и на диск наносятся сервометки. Совокупность
сервометок называется также — серворазметка. Во многом этот
режим
преемник
низкоуровневого
форматирования,
хотя
низкоуровневое форматирование производилось самим винчестером.
[3]
Низкоуровневое форматирование (англ. low level format) —
режим
разметки
поверхности,
существовавший
на
старых
винчестерах. На последующих моделях команда низкоуровневого
форматирования могла вывести из строя, и позже стала выполнять
функции простого стирания всей информации, аналогично записи.
Сэлфскан (англ. selfscan) — важный технологический режим,
использующийся на заводе изготовителе или ремонте накопителя.
Сэлфскан — очень длительный процесс (несколько часов), в течение
которого винчестер производит проверку всей поверхности,
определение дефектных областей, настойку паспорта, адаптивов и
других параметров.
Безопасный режим (англ. safe mode) или режим неполной
инициализации — специальный режим, использующийся при ремонте
накопителя. Это режим неполной инициализации, когда выполняется
только микропрограмма из ПЗУ контроллера, а механика не
включается и данные с дисков не считываются. Используется при
повреждении информации а сервисной области.
Характеристики и разновидности винчестеров
Информационная ёмкость
Ёмкость жёсткого диска является самым важным его
параметром. Она определяет количество информации, которое может
быть на него записано. Ёмкость измеряется в байтах и их кратных
единицах: мегабайт, гигабайт. При этом производители используют
приставки степени 1000, то есть 1 гигабайт ёмкости винчестера это
ровно 1 миллион байт. Это противоречит компьютерной традиции
использовать степени 1024, поэтому может вводить в заблуждение —
диск, обозначенный как 100-гигабайтный отображается на компьютере
как 93-гигабайтный (хотя правильнее его называть 93-гибибайтным).
Ёмкость винчестера определяется следующими параметрами:
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
Размер пластины — параметр, определяющийся как
правило геометрическими размерами винчестера, обычно диаметр на
1-2 см меньше ширины.

Плотность записи на единицу площади — определяется
технологией изготовления диска. Указывается обычно в гигабитах на
квадратный дюйм или квадратный сантиметр. Обычно диски одной
серии имеют одинаковую плотность записи.

Объём поверхности — параметр, зависящий от плотности
записи и размера пластины.

Количество рабочих поверхностей — то же, что и
количество физических головок. Зависит от конструктивного
исполнения. В пределах серии используется для варьирования
ёмкости.
Параметры винчестеров некоторых серий
Серия
Модель C, Гб c, Гб/см2 C1, Гб n
ST380215A 80
1 (1)
ST3160215A 160
2 (1)
ST3200820A 200
3 (2)
ST3250820A 250
3 (2)
Seagate Barracuda 7200.10 ST3320620A 320
4 (2)
ST3400620A 200
5 (3)
ST3400620A 400
5 (3)
ST3500620A 500
6 (3)
ST3750620A 750
8 (4)

Ёмкость
—
самый
динамичный
параметр
рыночного
ассортимента дисков. Ёмкость предлагаемых дисков постянно растёт,
а цена за единицу постоянно падает.
Динамика цен на жёсткие диски
Опт.
Оптимальный
Максимальный
Год
цена за 1
объём
объём
Гб
2002
120 Гб (?)
2003
80-160 Гб
0,8 $
250 Гб
2006
300 Гб
0,3 $
750 Гб
Цена за
максимальный
объём
170 $
270 $
390 $
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
Конструктивное исполнение, типоразмеры и области применения
Собственно, жёсткий диск конструктивно приспособлен для
установки внутрь устройства. Стандартные разновидности включают в
себя винчестеры для стационарных систем, переносных и
портативных.
 5,25-дюймовый — полностью вышел из употребления,
использовался в IBM PC XT.
 3,5-дюймовый — самый распространённый вариант для
стационарных компьютеров.
 2,5-дюймовый — обычный типоразмер для ноутбуков, также
используется в некоторых настольных системах Amiga, Set-top box.
 1,8-дюймовый — для различных портативных устройств.
Винчестеры для носимых устройств (ноутбуков, плееров и т. п.)
обладают гораздо большей устойчивостью к механическим
воздействиям, но при этом более дороги.
Внешние винчестеры — это винчестеры, установленные внутрь
специального защитного контейнера. Контейнеры выпускаются под
3,5- и 2,5-дюймовые винчестеры.
Интерфейсы
Характеристики различных интефейсов. S — максимальная скорость
обмена; n — максимальное число устройств на шине; L —
максимальная длина соединителя.
S,
L,
Тип
n
МБ/с
м
IDE/ATA
8,3
2
0,5
IDE/ATA-2 (Fast ATA)
16,7
2
0,5
IDE/ATA-4 (Ultra ATA)
33,3
2
0,5
IDE/ATA-5 (ATA/66)
66,7
2
IDE/ATA-6 (ATA/100)
100,0
2
IDE/ATA-7 (ATA/133)
133,3
2
Serial ATA 1x
160,0
1
Serial ATA 4x
640,0
1
SCSI-1
5,0
7
12/6
Fast SCSI (SCSI-2)
10,0
7
12/3
Fast Wide SCSI (SCSI-2)
20,0
15
12/3
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
Ultra SCSI (SCSI-3)
20,0
7
12/1,5
Wide Ultra SCSI (SCSI-3)
40,0
15
12/1,5
Ultra 2 SCSI (SCSI-4)
40,0
7
12
Wide Ultra 2 SCSI (SCSI-4)
80,0
15
12
Ultra 3 SCSI (Ultra160/m)
80,0
15
12
Wide Ultra 3 SCSI (Ultra160/m)
160,0
15
12
Wide Ultra 320 SCSI
320,0
15
12
Serial Attached SCSI
375,0
1
8
USB 1.1
1,5
128
5
USB 2.0
60,0
128
5
Firewire 400
50,0
63
4,5
Firewire 800
100,0
63
Firewire 1600
200,0
63
Fibre Channel
500,0
10 000
Винчестеры могут иметь различные интерфейсы.
MFM и ESDI — практически вымерли, использовались на первых
винчестерах.
IDE/ATA — долгое время держал абсолютное лидерство по
распространённости вследствие простоты реализации и дешевизны.
Обычный интерфейс для рабочих станций. Технически представляет
собой частично выведенную 16-разрядную шину ISA. Развитие
стандартов на IDE привело к постепенному увеличению скорости
обмена на шине, а также появлению работы через ПДП (DMA) и
некоторых других сервисных функций.
Serial ATA — разработан как замена IDE. Физически
представляет собой две однонаправленные последовательные линии
передачи данных. На программном уровне при работе в режиме
совместимости во многом аналогичен IDE, в «родном» режиме
предоставляет дополнительные возможности.
SCSI — универсальный интерфейс, к которому подключались не
только винчестеры, но и многие другие устройства. Активно
использовался в серверах. Несмотря на большее техническое
совершенство по сравнению с IDE не стал распространён, так как
относительно дорог. Может использоваться для внешних винчестеров.
SAS (Serial Attached SCSI) — последовательная версия SCSI.
USB — интерфейс, используемый внешними винчестерами. Для
обмена используется протокол USB Mass Storage, универсальный для
любых носителей ниформации.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ БАНКОВСКИЙ ИНСТИТУТ
INTERNATIONAL BANKING INSTITUTE
FireWire — подобно USB, используется для внешних жёстких
дисков.
Fibre Channel — высокоскоростной интерфейс для систем
высокого класса.
Винчестеры, устанавливаемые во внешние контейнеры с
интерфейсами USB, FireWire обычно имеют интерфейс IDE. При этом
в контейнере содержится пребразователь интерфейса (переходник).
Быстродействие
Немаловажное значение имеют скоростные характеристики
жёстких дисков:
Скорость вращения шпинделя (англ. rotational speed, spindle
speed) обычно измеряется в оборотах в минуту (об/мин, rpm). Она не
даёт прямой информации о реальной скорости обмена, но позволяет
различать более скоростные от менее. Стандартные скорости
вращения: 4800, 5600, 7200, 9600, 10 000, 15 000 об/мин. Медленные
обычно используются на ноутбуках и других мобильных устройствах,
самые скоростные — в серверах.
Время доступа — количество времени, необходимое
винчестеру от момента приёма команды до начала выдачи данных по
интерфейсу. Обычно указывается среднее и максимальное время
доступа.
Время позиционирования головок (англ. seek time) — время
за которое головки перемещаются и устанавливаются на трек с
другого трека. Различают время позиционирования на соседний трек
(track-to-track), среднее (average), максимальное (maximum).
Скорость передачи данных или пропускная способность —
определяет производительность диска при передаче последовательно
больших объёмов данных. Эта величина показывает установившуюся
скорость передачи, когда головки диска уже на нужном треке и
секторе.
Внутренняя скорость передачи данных — скорость передачи
данных между контроллером и магнитными головками.
Внешняя скорость передачи данных — скорость передачи
данных по внешнему интерфейсу.