Sabit sürücünün aygıtı ve çalışma ilkesi. Ayrıntılı ve basit bir şekilde sabit disk hakkında, aynı zamanda HDD'dir (sabit disk sürücüsü)

Sabit disk sürücüsü (HDD)- amacı verilerin uzun süreli depolanması olan geçici olmayan bir depolama aygıtı. Bilgiler, ferromanyetik kaplamalı (krom dioksit) sert ortamda (özel alaşımlardan yapılmış diskler) saklanır.

Sabit disk aygıtı.

muhafaza alanı

İçindekiler: sert alaşım gövde, manyetik kaplı diskler, konumlandırma cihazlı kafa ünitesi, elektrikli mil tahriki.

Kafa bloğu

Uçlarda sabit başlı yaylı çelik manivela paketi.

tabaklar

Metal bir alaşımdan yapılmıştır ve bir ferromanyet (demir, manganez ve diğer metallerin oksitleri) ile kaplanmıştır. Diskler, dakikada birkaç bin devir hızında dönen bir mil üzerine sağlam bir şekilde monte edilmiştir. Bu hızda, diskin yüzeyinin yakınında, kafaları kaldıran ve plaka yüzeyinin üzerinde yüzmelerini sağlayan güçlü bir hava akışı oluşturulur. Diskler, kafaların “kalkış”ı için gerekli hıza çıkmamışken, park etme cihazı kafaları park bölgesinde tutar. Bu, kafaların ve disk yüzeyinin zarar görmesini önler.

Baş konumlandırıcı

Sabit bir çift güçlü kalıcı mıknatısın yanı sıra hareketli bir ana ünite üzerindeki bir bobinden oluşur.

Muhafaza alanı, saflaştırılmış ve kurutulmuş hava veya nötr gazlar, özellikle nitrojen ile doldurulur ve basıncı eşitlemek için ince bir metal veya plastik membran yerleştirilir. Atmosfer basıncı ve sıcaklıktaki değişikliklerin yanı sıra cihaz çalışma sırasında ısındığında muhafaza mahfazasının deformasyonunu önlemek için basınç eşitlemesi gereklidir. Montaj sırasında muhafaza alanında kalan ve diskin yüzeyine düşen toz parçacıkları, dönüş sırasında başka bir filtreye - bir toz toplayıcıya taşınır.

elektronik blok

İçindekiler: kontrol ünitesi, salt okunur hafıza, tampon hafıza, arayüz ünitesi (veri iletimi, güç kaynağı) ve dijital sinyal işleme ünitesi.

Kontrol ünitesi bir sistemdir:

• kafa konumlandırma;
• sürücü kontrolü;
• farklı kafalardan bilgi akışlarının değiştirilmesi;
• diğer tüm düğümlerin çalışmasının kontrolü - cihazın sensörlerinden gelen sinyallerin alınması ve işlenmesi:
  • tek eksenli ivmeölçer - şok sensörü olarak kullanılır,
  • üç eksenli ivmeölçer - serbest düşüş sensörü olarak kullanılır,
  • basınç ölçer,
  • açısal ivme sensörü,
  • Sıcaklık sensörü.

Salt Okunur Bellek Birimi kontrol üniteleri ve dijital sinyal işleme için kontrol programlarının yanı sıra sabit diskin servis bilgilerini saklar.

tampon bellek arayüz parçası ile sürücü arasındaki hız farkını düzeltir (yüksek hızlı statik bellek kullanılır).

Dijital Sinyal İşleme Birimi okunan analog sinyalin temizlenmesini ve kodunun çözülmesini (dijital bilgilerin çıkarılması) gerçekleştirir.

Sabit disk özellikleri.

Arayüz— bilgi depolama cihazlarıyla veri alışverişi için desteklenen standart: .

Kapasite- sabit sürücünün depolayabileceği veri miktarı (GB, TB).

Form faktörü- ferromanyetik kaplamalı bir diskin fiziksel boyutu: 3,5 veya 2,5 inç.

Erişim süresi- sabit diskin manyetik diskin herhangi bir bölümünde okuma veya yazma işlemi gerçekleştirmesinin garanti edildiği süre (2,5 ila 16 ms arası).

Mil hızı– erişim süresinin ve ortalama veri aktarım hızının bağlı olduğu bir parametre. Dizüstü bilgisayarlar için sabit disklerin dönüş hızı 4200, 5400 ve 7200 rpm'dir ve masaüstü bilgisayarlar için 5400, 7200 ve 10.000 rpm'dir.

Giriş çıkış saniyedeki G/Ç işlemlerinin sayısıdır. Tipik olarak, bir sabit sürücü rastgele erişimde saniyede yaklaşık 50 işlem ve sıralı erişimde yaklaşık 100 işlem gerçekleştirir.

Güç tüketimi— mobil cihazlar için önemli bir faktör olan Watt cinsinden güç tüketimi.

Gürültü seviyesi- çalışması sırasında sabit sürücünün mekaniği tarafından oluşturulan desibel cinsinden gürültü (iş mili dönüşü, aerodinamik, konumlandırma). Sessiz sürücüler, gürültü düzeyi yaklaşık 26 dB veya daha az olan aygıtlardır.

etki dayanıklılığı- akümülatörün ani basınç dalgalanmalarına veya şoklara karşı direnci. Açık ve kapalı durumda izin verilen aşırı yük (G) birimleriyle ölçülür.

Transfer oranı– sıralı erişim için okuma/yazma hızı (diskin iç bölgesi - 44,2'den 74,5 Mb/sn'ye, diskin dış bölgesi - 60,0'dan 111,4 Mb/sn'ye).

arabellek boyutu- okuma / yazma hızındaki farkı düzeltmek ve arayüz üzerinden aktarım yapmak için tasarlanmış ara bellek (MB). Genellikle 8 ila 64 MB arasında değişir.

Konuyla ilgili video: "Sabit sürücü: cihaz ve özellikler"

Ders numarası 5: Bilgi depolama

Plan

1. Sabit sürücüler
2. Katı Hal Sürücüleri

1. Sabit sürücüler

Tarihsel referans

Sabit sürücülerin geliştirilmesi sırasında altı boyut değişti - form faktörleri.

Şekil 1. HDD Boyutları

1956 - İlk seri üretilen IBM 305 RAMAC bilgisayarının bir parçası olarak IBM 350 sabit diski. Sürücü, büyük bir buzdolabı büyüklüğünde bir kutuyu kapladı ve 971 kg ağırlığa sahipti ve içinde saf demirle kaplı dönen 610 mm çapında 50 ince diskin toplam bellek kapasitesi yaklaşık 5 milyon 6 bit bayttı ( 8 bit bayt cinsinden 3,5 MB) .
1980 - ilk 5.25 inçlik Winchester, Shugart ST-506, 5 MB.
1981 - 5,25 inç Shugart ST-412, 10 MB.
1986 - SCSI, ATA(IDE) standartları.
1991 - maksimum kapasite 100 MB.
1995 - maksimum kapasite 2 GB.
1997 - maksimum kapasite 10 GB.
1998 - UDMA/33 ve ATAPI standartları.
1999 - IBM, 170 ve 340 MB kapasiteli Microdrive'ı piyasaya sürdü.
2002 - ATA / ATAPI-6 standardı ve 137 GB'ın üzerinde kapasiteye sahip sürücüler.
2003 - SATA'nın görünümü.
2005 - maksimum kapasite 500 GB.
- Seri ATA 3G (veya SATA II) standardı, SAS'ın (Serial Attached SCSI) ortaya çıkışı.
2006 - ticari sürücülerde dikey kayıt yönteminin uygulanması.
- bir flash bellek bloğu içeren ilk "hibrit" sabit sürücülerin görünümü.
2007 - Hitachi ilk ticari 1TB sürücüyü piyasaya sürdü.
2009 - 500 GB Western Digital plakalara dayalı, ardından Seagate Technology LLC 2 TB modelleri piyasaya sürdü.
– Western Digital, 1 TB kapasiteli (kayıt yoğunluğu - tek plakada 333 GB) 2,5 inç HDD'lerin oluşturulduğunu duyurdu.
- SATA 3.0 standardının (SATA 6G) ortaya çıkışı.
2010 - Seagate, 3TB HDD geliştirmeye başladı.

HDD tanımı ve aygıtı
Sabit Disk Sürücüsü veya HDD(İngilizce) Zordisksürmek,HDD), HDD, Winchester, bilgisayar argosunda "vida", zor, sabit disk- manyetik kayıt ilkesine dayalı bir bilgi depolama cihazı. Çoğu bilgisayarda ana depolama ortamıdır.

Temel olarak, HDD aşağıdaki ana bloklardan oluşur:
elektronik blok üzerinde bulunan kontakları ve bir mikro devreyi içerir: HDD kontrol denetleyicisi, güç konektörleri, atlama teli bloğu, kablo konektörü (bağlantı arabirimi).
mekanik blok manyetik plakalar, mil, külbütör, külbütör dönüş eksenleri, külbütör servo, okuma ve yazma kafalarından oluşur.
Çerçeve- bu, HDD'nin tüm öğelerinin bulunduğu tasarımdır.

Şekil 2. HDD cihazının şeması

Şekil 3. HDD cihazı

HDD'de bilgi depolama ilkeleri
HDD'deki bilgiler, çoğunlukla krom dioksit olmak üzere bir ferromanyetik malzeme (demir oksit) tabakasıyla kaplanmış sert (alüminyum, seramik veya cam) plakalara kaydedilir. HDD, aynı eksen üzerinde birden fazla plaka kullanır.
Veriler, her biri yatay olarak yönlendirilmiş alanlardan oluşan 512 baytlık sektörlere bölünmüş eşmerkezli izler biçiminde plakalarda depolanır. Manyetik katmandaki alanların yönü, ikili bilgileri (0 veya 1) tanımaya yarar. Alanların boyutu, bölünmüş disk plakalarının yüzey alanını ele almak amacıyla veri kaydının yoğunluğunu belirler. izler eşmerkezli dairesel bölgelerdir. Her parça eşit parçalara bölünmüştür - sektörler.

silindir- sabit disk plakalarının tüm çalışma yüzeylerinde merkezden eşit uzaklıkta bir dizi iz. Kafa numarası kullanılacak çalışma yüzeyini belirtir (yani silindirden gelen belirli iz) ve sektör numarası– yolda belirli bir sektör.

Okuma / yazma verilerinin organizasyonu, okuma / yazma kafaları (GCHZ) nedeniyle gerçekleşir. Çalışma modunda, GChZ, hızlı dönüş sırasında yüzeyin yakınında oluşan karşıdan gelen hava akışı tabakası nedeniyle plakaların yüzeyine dokunmaz. Kafa ile disk arasındaki mesafe birkaç nanometredir (modern disklerde yaklaşık 10 nm). Mekanik temasın olmaması, cihazın uzun ömürlü olmasını sağlar. Disk dönüşü olmadığında kafalar, disklerin yüzeyiyle anormal temaslarının olmadığı güvenli bir bölgede (park bölgesi) diskin dışında veya iş milinde bulunur.

Şekil 4. HDD tablası organizasyonu.

Adresleme modları

Bir diskteki sektörleri adreslemenin 2 ana yolu vardır: silindir kafası sektörü(İngilizce) silindir— KAFA— sektör, CHS) Ve doğrusal blok adresleme(İngilizce) doğrusal engellemek adresleme, LBA).

CHS
Bu yöntemle sektör, disk üzerindeki fiziksel konumuna göre 3 koordinatla adreslenir - silindir numarası, baş numarası Ve sektör numarası. Yerleşik denetleyicilere sahip modern disklerde, bu koordinatlar artık sektörün disk üzerindeki fiziksel konumuna karşılık gelmez ve "mantıksal koordinatlardır".
CHS adresleme, belirli bir disk alanındaki tüm izlerin aynı sayıda sektöre sahip olduğunu varsayar. CHS adreslemeyi kullanmak için bilmeniz gerekenler geometri kullanılan disk: içindeki toplam silindir, kafa ve sektör sayısı. Başlangıçta, bu bilgilerin manuel olarak girilmesi gerekiyordu; ATA standardında, geometrinin otomatik algılanması işlevi (Sürücüyü Tanımla komutu) tanıtıldı.

LBA
Bu yöntemle, taşıyıcı üzerindeki veri bloklarının adresi, mantıksal bir doğrusal adres kullanılarak belirtilir. LBA adresleme, 1994 yılında EIDE (Genişletilmiş IDE) standardı ile birlikte uygulanmaya ve kullanılmaya başlandı. ATA standartları, CHS ve LBA modları arasında bire bir yazışma gerektirir:
LBA = [ (Silindir * kafa sayısı + kafa sayısı) * sektörler/iz ] + (Sektör-1)
LBA yöntemi, SCSI için Sektör Eşleme'ye karşılık gelir. SCSI denetleyicisinin BIOS'u bu görevleri otomatik olarak gerçekleştirir, yani mantıksal adresleme yöntemi en başından beri SCSI arabirimi için tipikti.
HDD özellikleri

Şu anda, aşağıdaki HDD özellikleri ayırt edilir:

Arayüz(İngilizce) arayüz) - bir dizi iletişim hattı, bu hatlar üzerinden gönderilen sinyaller, değişim kurallarının (protokolü) bu satırlarını destekleyen teknik araçlar.
Piyasada bulunan sabit diskler şu arabirimleri kullanabilir:

Kapasite(İngilizce) kapasite) - sürücüde depolanabilecek veri miktarı. İlk sabit disklerin başlangıcından bu yana, veri kayıt teknolojisindeki sürekli gelişimin bir sonucu olarak, mümkün olan maksimum kapasiteleri sürekli olarak artmaktadır. 2010'un başında modern sabit disklerin kapasitesi (3,5 inç form faktörü ile). 2000 GB'a kadar (2 Terabayt). Ancak Seagate, 3TB HDD'nin geliştirildiğini onayladı.

Not: bilgisayar biliminde benimsenen ve 1024'ün katını ifade eden önek sisteminin aksine (bkz: ikili önekler), üreticiler sabit sürücülerin kapasitesini belirlerken 1000'in katları olan değerler kullanırlar. “200 GB” olarak işaretlenen 186,2 GB'dir.

Fiziksel boyut (form faktörü) (İngilizce) boyut). Kişisel bilgisayarlar ve sunucular için neredeyse tüm modern (2001-2008) sürücüler ya 3,5 ya da 2,5 inç genişliğindedir - sırasıyla masaüstü bilgisayarlarda ve dizüstü bilgisayarlarda bunlar için standart yuvaların boyutu. Ayrıca 1,8", 1,3", 1" ve 0,85" boyutlarında mevcuttur. 8 ve 5.25 inç form faktörlerindeki sürücülerin üretimi durdurulmuştur.

Rastgele erişim süresi (İngilizce) rastgele erişim zaman) - sabit sürücünün manyetik diskin herhangi bir bölümünde okuma veya yazma işlemi gerçekleştirmesinin garanti edildiği süre. Bu parametrenin aralığı küçüktür - 2,5 ila 16 ms. Kural olarak, sunucu diskleri minimum süreye sahiptir (örneğin, Hitachi Ultrastar 15K147'de 3,7 ms vardır), en alakalı olanlar taşınabilir cihazlar için disklerdir (Seagate Momentus 5400.3 - 12.5).

Mil hızı (İngilizce) iğ hız) dakikadaki iş mili devir sayısıdır. Erişim süresi ve ortalama veri aktarım hızı büyük ölçüde bu parametreye bağlıdır. Şu anda, sabit diskler aşağıdaki standart dönüş hızlarında üretilmektedir: 4200, 5400 ve 7200 (dizüstü bilgisayarlar), 5400, 7200 ve 10.000 (kişisel bilgisayarlar), 10.000 ve 15.000 rpm (sunucular ve yüksek performanslı iş istasyonları).

Güvenilirlik(İngilizce) güvenilirlik) - arızalar arasındaki ortalama süre olarak tanımlanır ( MTBF). Ayrıca, modern sürücülerin büyük çoğunluğu bu teknolojiyi destekler. AKILLI.

IOPS sayısı - modern diskler için bu, sürücüye rastgele erişimle yaklaşık 50 ops / s ve sıralı erişimle yaklaşık 100 ops / s'dir.

Güç tüketimi mobil cihazlar için önemli bir faktördür.

Gürültü seviyesi- çalışması sırasında sürücünün mekaniği tarafından üretilen gürültü. Desibel cinsinden belirtilir. Sessiz sürücüler, gürültü düzeyi yaklaşık 26 dB veya daha az olan aygıtlardır. Gürültü, iş mili dönme gürültüsünden (aerodinamik gürültü dahil) ve konumlandırma gürültüsünden oluşur.

Etki dayanıklılığı (İngilizce) G— şok değerlendirme) - sürücünün açık ve kapalı durumda izin verilen aşırı yük birimleri cinsinden ölçülen ani basınç dalgalanmalarına veya şoklara karşı direnci.

Transfer oranı (İngilizce) Aktar oran) sıralı erişim için:

• dahili disk bölgesi: 44,2'den 74,5 Mb/sn'ye;
• Dış Disk Bölgesi: 60,0 ila 111,4 MB/s.

arabellek boyutu- Arabellek, okuma / yazma hızı ve arabirim aktarımındaki farklılıkları düzeltmek için tasarlanmış bir ara bellektir. 2009 disklerinde, genellikle 8 ila 64 MB arasında değişir.

Plakaya Kayıt Yoğunluğu (Alan Yoğunluğu) izler arasındaki mesafeye (enine yoğunluk) ve manyetik alanın minimum boyutuna (boyuna yoğunluk) bağlıdır. Genelleştirme kriteri, birim disk alanı veya plaka kapasitesi başına kayıt yoğunluğudur. Kayıt yoğunluğu ne kadar yüksek olursa, kafalar ile arabellek (dahili baud hızı) arasındaki veri değişim oranı da o kadar yüksek olur. Yavaş yavaş, yukarıda belirtilen teknolojik sıçrama nedeniyle büyüme rezervleri azalmaya başladı. 2003 yılına gelindiğinde, tipik sabit disk tablası kapasitesi 80 GB'a ulaşmıştı. 2004 yılında, 100 MB kapasiteli plakalı diskler, 2005 - 133 MB, 2009 - 333 GB çıktı.

Bir sabit diskteki minimum adreslenebilir veri alanı sektör. Sektör boyutu geleneksel olarak 512 bayttır. 2006 yılında IDEMA, 2010 yılına kadar tamamlanması planlanan 4096 bayt sektör boyutuna geçişi duyurdu.

Windows Vista'nın 2007'de yayınlanan son sürümünde, bu sektör boyutuna sahip sürücüler için sınırlı destek vardır.

Sabit sürücülere veri yazmak için teknolojiler

Sabit sürücülerin çalışma prensibi, kayıt cihazlarının çalışmasına benzer. Diskin çalışma yüzeyi, okuma kafasına göre hareket eder (örneğin, manyetik devrede boşluk bulunan bir indüktör şeklinde). Baş bobine (kayıt sırasında) alternatif bir elektrik akımı uygulandığında, baş boşluğundan ortaya çıkan alternatif manyetik alan, disk yüzeyinin ferromanyetini etkiler ve sinyal gücüne bağlı olarak alan mıknatıslama vektörünün yönünü değiştirir. Okurken, kafa boşluğundaki alanların hareketi, başın manyetik devresindeki manyetik akıda bir değişikliğe yol açar, bu da elektromanyetik indüksiyonun etkisi nedeniyle bobinde alternatif bir elektrik sinyalinin görünmesine yol açar.

Son zamanlarda, manyetoresistif etki okuma için kullanılmaya başlandı ve manyetoresistif kafalar disklerde kullanılmaya başlandı. Onlarda, manyetik alandaki bir değişiklik, manyetik alanın gücündeki değişikliğe bağlı olarak dirençte bir değişikliğe yol açar. Bu tür kafalar, bilgi okuma güvenilirliği olasılığını artırmayı mümkün kılar (özellikle yüksek bilgi kayıt yoğunluklarında).

Paralel Yazma Yöntemi
Bilgi bitleri, dönen bir diskin yüzeyinden geçerek milyarlarca yatay ayrı bölgeyi - etki alanlarını mıknatıslayan küçük bir kafa kullanılarak kaydedilir. Bu alanların her biri, manyetizasyona bağlı olarak mantıksal bir sıfır veya birdir.

Bu yöntemi kullanarak elde edilebilecek maksimum kayıt yoğunluğu yaklaşık 23 Gb/cm²'dir. Şu anda, bu yöntem kademeli olarak dikey kayıt yöntemiyle değiştirilmektedir.

Dikey kayıt yöntemi
Dikey kayıt yöntemi, bilgi bitlerinin dikey alanlarda depolandığı bir tekniktir. Bu, daha güçlü manyetik alanlar kullanmanıza ve 1 bitlik kayıt için gereken malzeme alanını azaltmanıza olanak tanır. Modern örneklerin kayıt yoğunluğu 60 Gb / cm²'dir. Dikey kayda sahip sabit diskler 2005'ten beri piyasada.

Termal manyetik kayıt yöntemi
Termal manyetik kayıt yöntemi Sıcaklık-yardımlımanyetikkayıt,HAMR) şu anda mevcut olanlar arasında en umut verici olanıdır, şimdi aktif olarak geliştirilmektedir. Bu yöntem, kafanın yüzeyinin çok küçük alanlarını mıknatıslamasına izin veren diskin noktasal ısıtmasını kullanır. Disk soğuduktan sonra mıknatıslanma "düzelir". Bu tür sabit disk sürücüsü henüz piyasaya sunulmamıştır (2009 itibariyle), yalnızca 150 Gb / cm² kayıt yoğunluğuna sahip deneysel örnekler vardır. HAMR teknolojilerinin gelişimi oldukça uzun bir süredir devam ediyor, ancak uzmanlar maksimum kayıt yoğunluğuna ilişkin tahminlerinde hâlâ farklı düşünüyor. Böylece Hitachi, 2,3-3,1 Tb/cm²'lik bir sınır diyor ve Seagate Technology temsilcileri, HAMR ortamının kayıt yoğunluğunu 7,75 Tb/cm²'ye çıkarabileceklerini öne sürüyor. 2011-2012 yıllarında bu teknolojinin yaygınlaşması beklenmelidir.

RAID Teknolojisi

RAID (yedek bağımsız/ucuz disk dizisi), bağımsız/ucuz sabit disklerin yedekli dizisidir - bir denetleyici tarafından kontrol edilen, yüksek hızlı kanallarla birbirine bağlanan ve bir bütün olarak algılanan birkaç diskten oluşan bir matris. Kullanılan dizinin türüne bağlı olarak, değişen derecelerde hata toleransı ve performans sağlayabilir. Veri depolamanın güvenilirliğini artırmaya ve/veya bilgi okuma/yazma hızını artırmaya (RAID 0) hizmet eder.

RAID 0

RAID 0 ("Şeritleme"), bilgilerin A n bloklarına bölündüğü ve sırayla sabit disklere yazıldığı 2 veya daha fazla diskten oluşan bir disk dizisidir. Buna göre bilgi aynı anda yazılır ve okunur, bu da hızı artırır.

Şekil 5. RAID 0 düzeni

Ne yazık ki, disklerden biri arızalanırsa, bilgi geri döndürülemez bir şekilde kaybolur, bu nedenle ya evde ya da bir takas dosyasını, bir takas dosyasını depolamak için kullanılır.

RAID 1

RAID 1 (Yansıtma - "yansıtma"). Bu durumda, bir disk tamamen diğerini tekrar eder, bu da bir disk arızalanırsa çalışabilirliği garanti eder, ancak kullanılabilir alan miktarı yarıya iner. Diskler aynı anda satın alındığından, partinin kusurlu olması durumunda her iki disk de arızalanabilir. Yazma hızı yaklaşık olarak bir diske yazma hızına eşittir, aynı anda iki diskten okumak mümkündür (kontrolör bu işlevi destekliyorsa), bu da hızı artırır.

Şekil 6. RAID 1 düzeni

En çok küçük ofislerde veritabanları için veya bir işletim sistemini depolamak için kullanılır.

RAID 10

RAID 10 (RAID 1+0). RAID 0 ve RAID 1 ilkelerini birleştirir. Kullanıldığında, kullanılabilir alanın yarısı kullanılırken her sabit sürücünün kendi "yansıtma çifti" vardır. Her çiftten bir çalışan disk olduğu sürece çalışır. Okuma hızı açısından RAID 5 ile karşılaştırılabilir en yüksek yazma/yeniden yazma hızları. Veritabanlarını yüksek yük altında depolamak için kullanılır.

RAID 5

RAID 5. Bu durumda, tüm veriler bloklara bölünür ve her set için disklerden birinde depolanan bir sağlama toplamı hesaplanır - dizinin tüm disklerine (dönüşümlü olarak) döngüsel olarak yazılır ve verileri geri yükle. En fazla bir sürücünün kaybına karşı dayanıklıdır.

Şekil 7. RAID 5 düzeni

RAID 5'in yüksek okuma hızları vardır - bilgiler neredeyse tüm disklerden okunur, ancak yazma performansı düşer - bir sağlama toplamı hesaplaması gerektirir. Ancak en kritik işlem, birkaç aşamada gerçekleştiği için üzerine yazmaktır:
1) Veri okuma
2) Sağlama toplamını oku
3) Yeni ve eski verilerin karşılaştırılması
4) Yeni veri yaz
5) Yeni bir sağlama toplamı yazmak
6) Büyük bir hacim ve yüksek okuma hızı gerektiğinde kullanılırlar.

RAID 6

RAID 6 (ADG). RAID 5'in mantıksal devamı. Aradaki fark, sağlama toplamının 2 kez hesaplanması ve sonuç olarak daha yüksek güvenilirliğe (2'den fazla disk arızalanırsa kararlıdır) ve daha düşük performansa sahip olmasıdır.

Rakam 8. RAID 6 düzeni

RAID işleminin organizasyonu, anakarta yerleşik, dahili (bir kart şeklinde) ve harici olabilen RAID denetleyicileri tarafından sağlanır.

Rakam 9. Dahili RAID denetleyicisi

Sunucudaki bir denetleyiciye bağlı iki veya daha fazla sürücü veya denetleyiciye bağlı bir harici disk muhafazası, seçilen hata toleransı düzeyine bağlı olarak performansı korurken bir veya daha fazla sürücünün arızalanmasına karşı koruma sağlar.

Kalıcı önbellek ve SAS diskleri ile, ekipmanda elektrik hasarının meydana geldiği durumlar dışında, elektrik kesintisi sorunlarına karşı koruma sağlar. Ancak sunucu zarar görürse veriler kaybolabilir.

Verileri aşağıdakilerden korur:
- donanım sorunları - arıza, hasar, ekipman arızası. Kısmen, yalnızca sabit sürücülerin arızalanmasından;
- elektrik kesintileri - denetleyici arabelleğinde saklanan verileri yazma kuyruğunda kısmen korur, ancak sınırlı bir süre için ve yalnızca denetleyicide pil varsa.

Şunlara karşı koruma sağlamaz:
- yazılım hataları;
- insan faktörü;
- altyapı sorunları (kural olarak tüm bağlantılar sunucunun içinde olmasına rağmen);
— kazalar;
- felaketler.

Uygulamanın temel amacı, bir sabit sürücü arızası durumunda verileri kaybolmaktan korumaktır, ayrıca tanıtımın nedenlerinden biri de disk alt sisteminin performansının artırılması ihtiyacıdır.

RAID denetleyicileri birçok şirket tarafından sağlanır: IBM, DELL, SUN, HP, Adaptec, 3ware, LSI ve diğerleri.

Harici RAID dizisi

Şekil 10.Harici RAID dizisi

İlk seviye. Diskler ve denetleyici ayrı bir harici sisteme yerleştirilmiştir. SAS, iSCSI, FC gibi çeşitli arabirimler kullanılarak bir veya daha fazla sunucu harici bir diziye bağlanabilir. Bu tür sistemlerin hemen hemen hepsinde, fanların ve güç kaynaklarının kopyası bulunur ve çoğu, bir kopya denetleyicisi kurma olasılığını sağlar. Kendi başlarına harici RAID dizileri, dahili RAID denetleyicilerinden daha güçlü ve güvenilirdir ve yüzden fazla sürücüye (disk rafları kullanılarak) genişletilebilir.

Şu anda birçok model, hem dizinin kendisi hem de üzerindeki veriler için gelişmiş izleme ve kontrol araçlarına sahiptir. Disklerin durumunu izleme araçları, olası bir arızayı önceden bildirir, çoğu değerli üretici, çalışmama gerçeğinden önce diskleri yalnızca bu mesajlara göre değiştirir. Bazı modellerde, verileri korumanıza izin veren ve yedeklemeyi basitleştiren anlık görüntüler - (anlık görüntü) alma özelliği vardır.

Verileri aşağıdakilerden korur:
- donanım sorunları - kısmen, tüm sistemlerin kopyalanması durumunda.
- Yazılım hataları - kısmen, bazı diziler, birden çok anlık görüntü oluşturmaya yardımcı olacak anlık kopyalar oluşturma işlevlerine sahiptir;
- altyapı sorunları - sunucu dışındaki tüm dizilerin çoğaltılması koşuluyla korurlar;
- elektrik kesintileri - kısmen, bir pilin varlığında yazmak için denetleyici arabelleğindeki verileri korur. Yedekli güç kaynaklarının varlığı daha fazla güvenilirliği garanti eder.

Şunlara karşı koruma sağlamaz:
- insan faktörü;
— kazalar;
- felaketler.

Uygulamanın nedeni, ya depolama kaynaklarının birleştirilmesi ihtiyacı, daha kolay yönetimi, eşzamanlı erişim olasılığı (örneğin, bir küme oluştururken) ya da yüksek performans ihtiyacı ya da daha fazla güvenilirlik ihtiyacıdır (kopyalama). denetleyiciye giden yollar).

Sınıfın tipik temsilcileri: Xyratex 5xxx/6xxx, Dell MD3000, IBM 3XXX, HP MSA 2000.

2. Katı Hal Sürücüleri

Şekil 11. SSD Sürücüsü

Katı hal sürücüsü (SSD, katı hal sürücüsü), bir denetleyici tarafından kontrol edilen bellek yongalarına dayalı bir bilgisayar depolama aygıtıdır. SSD sürücüler hareketli mekanik parçalar içermez.

İki tür katı hal sürücüsü vardır: bilgisayar RAM'ine benzer belleğe dayalı SSD'ler ve flash belleğe dayalı SSD'ler.

Şu anda, katı hal sürücüleri kompakt cihazlarda kullanılmaktadır: dizüstü bilgisayarlar, netbook'lar, iletişim cihazları ve akıllı telefonlar. Bazı tanınmış üreticiler şimdiden tamamen katı hal disk üretimine geçtiler, örneğin Samsung, sabit disk işini 2011'de Seagate'e sattı.

Hibrit sabit sürücüler vardır, bu tür aygıtlar bir sabit disk sürücüsünü (HDD) ve nispeten küçük bir katı hal sürücüsünü önbellek olarak tek bir aygıtta birleştirir (cihazın performansını ve ömrünü artırmak için güç tüketimini azaltır). Şimdiye kadar, bu tür diskler çoğunlukla taşınabilir cihazlarda (dizüstü bilgisayarlar, cep telefonları vb.)

Şekil 12 Seagate Momentus XT 500 GB Hibrit Disk

Şekil 13 Seagate Momentus XT 500 GB Hibrit Disk

Şekil 14 Seagate Momentus XT 500 GB Hibrit Sürücü Elektroniği

geliştirme tarihi

1978 - Amerikan şirketi StorageTek, ilk modern tip yarı iletken sürücüyü (RAM belleğe dayalı) geliştirdi.
1982 - Amerikan şirketi Cray, süper bilgisayarları için 100 Mbps hıza sahip Cray-1 ve 320 Mbps hıza sahip Cray X-MP için 8, 16 veya 32 milyon kapasiteli bir katı hal RAM-bellek sürücüsünü piyasaya sürdü. -bit kelimeler.
1995 - İsrail şirketi M-Systems ilk yarı iletken flash sürücüyü piyasaya sürdü.
2008 - Güney Koreli şirket Mtron Storage Technology, Seul'deki bir sergide sergilediği, 240 MB/s yazma hızı ve 260 MB/s okuma hızına sahip bir SSD sürücüsü oluşturmayı başardı. Bu sürücünün kapasitesi 128 GB'dir. Şirkete göre, bu tür cihazların üretimi 2009 yılında başlayacak.
2009 - Süper Yetenek Teknolojisi 512 GB SSD'yi piyasaya sürdü, OCZ 1 TB SSD'yi piyasaya sürdü.

Şu anda faaliyetlerinde SSD yönünü yoğun bir şekilde geliştiren en önemli şirketler Intel, Kingston, Samsung Electronics, SanDisk, Corsair, Renice, OCZ Technology, Crucial ve ADATA'dır. Ayrıca Toshiba da bu pazara ilgi gösteriyor.

Cihaz ve operasyon

İki tür SSD sürücü vardır:

NAND SSD
NAND SSD'ler, uçucu olmayan bellek (NAND SSD), nispeten yakın zamanda çok daha düşük bir maliyetle (gigabayt başına 2 dolardan) ortaya çıktı ve güvenle pazarı fethetmeye başladı. Yakın zamana kadar, yazma hızında geleneksel sürücülerden - sabit sürücüler - önemli ölçüde düşüktüler, ancak bunu yüksek bir bilgi alma hızıyla (ilk konumlandırma) telafi ettiler. Flash katı hal sürücüler, sabit sürücülerin kapasitesinden çok daha yüksek okuma ve yazma hızlarıyla zaten üretiliyor. Nispeten küçük boyutları ve düşük güç tüketimi ile karakterize edilirler.

RAM SSD
RAM SSD'ler, kullanımı üzerine oluşturulmuş sürücülerdir. uçucu bellek (PC RAM'de kullanılanla aynı) ultra hızlı okuma, yazma ve bilgi alma ile karakterize edilir. Ana dezavantajları, son derece yüksek maliyetleridir (gigabayt başına 80 ila 800 ABD doları). Esas olarak büyük veri tabanı yönetim sistemlerinin ve güçlü grafik istasyonlarının çalışmasını hızlandırmak için kullanılırlar. Bu tür sürücüler genellikle güç kaybı durumunda verileri kurtarmak için pillerle donatılır ve daha pahalı modeller yedekleme ve / veya çevrimiçi yedekleme sistemleriyle donatılmıştır.

Avantajlar ve dezavantajlar
Avantajlar sabit disk sürücüleri (HDD) ile karşılaştırıldığında:

• hareketli parça yok;
• genellikle sabit disk arayüzünün bant genişliğini aşan yüksek okuma / yazma hızı (SAS / SATA II 3 Gb / s, SAS / SATA III 6 Gb / s, SCSI, Fiber Kanal, vb.);
• Düşük güç tüketimi;
• hareketli parçaların ve soğutma fanlarının olmaması nedeniyle gürültünün tamamen olmaması;
• yüksek mekanik direnç;
• geniş çalışma sıcaklığı aralığı;
• konumu veya parçalanması ne olursa olsun dosya okuma süresinin kararlılığı;
• küçük boyutlar ve ağırlık;
• hem sürücülerin kendisi hem de üretim teknolojileri için büyük bir modernizasyon potansiyeli.
• harici elektromanyetik alanlara karşı çok daha az duyarlıdır.

Kusurlar:

• SSD'nin ana dezavantajı, sınırlı sayıda yazma döngüsüdür. Geleneksel (MLC, Çok düzeyli hücre, çok düzeyli bellek hücreleri) flash bellek, yaklaşık 10.000 kez veri yazmanıza olanak tanır. Daha pahalı bellek türleri (SLC, Tek seviyeli hücre, tek seviyeli hafıza hücreleri) - 100.000'den fazla kez Düzensiz aşınmayla mücadele etmek için Yük dengeleme şemaları kullanılır. Denetleyici, hangi blokların üzerine kaç kez yazıldığı ve gerekirse "onları değiştir" hakkında bilgi depolar;
• SSD sürücülerinin, Microsoft Windows işletim sistemi ailesinin SSD sürücülerinin özelliklerini dikkate almayan ve ayrıca onları aşındıran eski ve hatta birçok güncel sürümüyle uyumluluk sorunu. Bir SSD'de takas mekanizmasının (çağrılama) işletim sistemleri tarafından kullanılması da muhtemelen sürücünün ömrünü azaltır;
• Bir gigabayt SSD sürücünün fiyatı, bir gigabayt HDD'nin fiyatından önemli ölçüde yüksektir. Ayrıca SSD'lerin maliyeti kapasiteleri ile doğru orantılı iken, geleneksel sabit disklerin maliyeti plaka sayısına bağlıdır ve depolama kapasitesi arttıkça daha yavaş büyür.

Katı hal sürücüleri ile Microsoft Windows ve bu platformun bilgisayarları.

Windows 7, katı hal sürücülerle çalışmak için özel iyileştirmeler sunar. SSD sürücülerle, bu işletim sistemi onlarla normal HDD'lerden farklı çalışır. Örneğin Windows 7, SSD, Superfetch ve ReadyBoost teknolojilerine ve sıradan HDD'lerden uygulamaların yüklenmesini hızlandıran diğer ileri okuma tekniklerine birleştirme uygulamaz.

Microsoft Windows'un önceki sürümlerinde bu özel iyileştirme yoktur ve yalnızca normal sabit sürücülerle çalışmak üzere tasarlanmıştır. Bu nedenle, örneğin bazı Windows Vista dosya işlemleri devre dışı bırakılmazsa SSD'nin ömrünü kısaltabilir. Birleştirme işlemi, pratik olarak SSD ortamının performansını hiçbir şekilde etkilemediği ve yalnızca onu ek olarak yıprattığı için devre dışı bırakılmalıdır.

2007'de ASUS, 4 GB SSD'li EEE PC 701 netbook'u piyasaya sürdü. 9 Eylül 2011'de Dell, sırasıyla M4600 ve M6600 bilgisayar modelleri için tek sürücülü 512 GB ve iki sürücülü 1 TB hacimlerde katı hal belleğe sahip piyasadaki ilk eksiksiz Dell Precision dizüstü bilgisayar setini duyurdu. Üretici, duyuru sırasında bir 512 GB SATA3 sürücüsünün fiyatını 1.120 ABD doları olarak belirledi.

SSD sürücüsü Acer tabletler tarafından kullanılır - Iconia Tab W500 ve W501 modelleri, Windows 7 çalıştıran Fujitsu Stylistic Q550.

SSD'li Mac OS X ve Macintosh bilgisayarlar

Sürüm 10.7'den (Lion) itibaren Mac OS X işletim sistemi, sistemde yüklü katı hal belleği için TRIM desteğini tam olarak uygular.

Apple, 2010'dan bu yana Air serisinde yalnızca NAND Flash belleğe dayalı katı hal bellekle tam donanımlı bilgisayarları piyasaya sürdü. 2010 yılına kadar, alıcı bu bilgisayar için normal bir sabit disk seçebilirdi, ancak bu serideki bilgisayarların durumunu maksimum aydınlatma ve azaltma lehine hattın daha da geliştirilmesi, geleneksel sabit disklerin katı hal sürücüleri lehine tamamen reddedilmesini gerektirdi. . Air serisi bilgisayarlarda bulunan bellek miktarı 64 GB ile 512 GB arasında değişir. J.P.'ye göre. Morgan, tanıtılmasından bu yana 420.000 tamamen katı hal NAND Flash bilgisayar sattı.

3. Manyetik ve optik sürücüler

Bağımsız çalışma.

Sabit disk sürücüsü (HDD) \ HDD (Sabit Disk Sürücüsü) \ sabit sürücü (taşıyıcı), bilgi depolayabilen maddi bir nesnedir.

Bilgi biriktiriciler aşağıdaki kriterlere göre sınıflandırılabilir:

• bilgi depolama yöntemi: manyetoelektrik, optik, manyeto-optik;
• bilgi taşıyıcı türü: disket ve sabit manyetik disklerdeki sürücüler, optik ve manyeto-optik diskler, manyetik bant, katı hal bellek elemanları;
• bilgiye erişimi düzenleme yöntemi - doğrudan, sıralı ve blok erişim sürücüleri;
• bilgi depolama aygıtı türü - yerleşik (dahili), harici, otonom, mobil (giyilebilir), vb.

Halihazırda kullanılan bilgi depolama ortamlarının önemli bir kısmı manyetik ortamlara dayanmaktadır.

Sabit disk aygıtı

Sabit sürücü, çoğunlukla manyetik bir malzeme ile kaplanmış metal diskler olan bir plaka seti içerir - bir plaka (gama-ferrit oksit, baryum ferrit, krom oksit ...) ve bir mil (şaft, eksen) kullanılarak birbirine bağlanır.
Disklerin kendileri (yaklaşık 2 mm kalınlıkta) alüminyum, pirinç, seramik veya camdan yapılmıştır. (resme bakın)

Kayıt için disklerin her iki yüzeyi de kullanılır. 4-9 kullanılmış tabaklar. Şaft yüksek sabit bir hızda döner (3600-7200 rpm)
Disklerin dönüşü ve kafaların radikal hareketi 2 kullanılarak gerçekleştirilir. elektrik motorları.
Veriler kullanılarak yazılır veya okunur yazma/okuma kafaları diskin her yüzeyi için bir tane. Kafa sayısı, tüm disklerin çalışma yüzeylerinin sayısına eşittir.

Diske kayıt bilgileri, kesin olarak tanımlanmış yerlerde gerçekleştirilir - eşmerkezli izler (izler) . Parçalar ayrılır sektörler. Bir sektör 512 bayt bilgi içerir.

RAM ve NMD arasındaki veri alışverişi, bir tamsayı (küme) tarafından sırayla gerçekleştirilir. küme- ardışık sektör zincirleri (1,2,3,4,…)

Özel motor bir parantez kullanarak, okuma/yazma kafasını belirli bir iz üzerine konumlandırır (radyal yönde hareket ettirir).
Disk döndürüldüğünde, kafa istenen sektör üzerinde bulunur. Tüm kafaların aynı anda hareket ettiği ve okuma veri kafalarının aynı anda hareket ettiği ve farklı sürücülerdeki aynı izlerden farklı disklerdeki aynı izlerden bilgi okuduğu açıktır.

Farklı sabit sürücülerde aynı sıra numarasına sahip sabit sürücü izleri denir silindir .
Okuma/yazma kafaları tablanın yüzeyi boyunca hareket eder. Kafa, dokunmadan diskin yüzeyine ne kadar yakınsa, izin verilen kayıt yoğunluğu o kadar yüksek olur.

Sabit sürücü aygıtı

Bilgi okuma ve yazmanın manyetik prensibi

manyetik kayıt prensibi

Manyetik ortamda bilgi kaydetme ve çoğaltma işlemlerinin fiziksel temelleri, fizikçiler M. Faraday (1791 - 1867) ve D. K. Maxwell'in (1831 - 1879) çalışmalarında atılmıştır.

Manyetik depolama ortamında, manyetik olarak hassas bir malzeme üzerinde dijital kayıt yapılır. Bu tür malzemeler arasında bazı demir oksit türleri, nikel, kobalt ve bileşikleri, alaşımları ve ayrıca viskoz plastikler ve kauçuk, mikro toz manyetik malzemeler içeren manyetoplastlar ve manyetoelastlar bulunur.

Manyetik kaplama birkaç mikrometre kalınlığındadır. Kaplama, manyetik bantlar ve disketler için farklı plastikler ve sabit diskler için alüminyum alaşımları ve kompozit alt tabaka malzemeleri olan manyetik olmayan bir tabana uygulanır. Diskin manyetik kaplaması bir alan yapısına sahiptir, yani. çok sayıda mıknatıslanmış küçük parçacıklardan oluşur.

Manyetik alan (Latince dominium'dan - sahip olma) - bu, ferromanyetik numunelerde, komşu bölgelerden ince geçiş katmanları (etki alanı duvarları) ile ayrılmış, mikroskobik, düzgün şekilde manyetize edilmiş bir bölgedir.

Bir dış manyetik alanın etkisi altında, alanların içsel manyetik alanları, manyetik alan çizgilerinin yönüne göre yönlendirilir. Dış alanın eylemi sona erdikten sonra, alan yüzeyinde artık mıknatıslanma bölgeleri oluşur. Bu özellik nedeniyle, manyetik bir alanda hareket eden manyetik taşıyıcı üzerinde bilgi depolanır.

Bilgileri kaydederken, manyetik bir kafa kullanılarak harici bir manyetik alan oluşturulur. Bilgi okuma sürecinde, manyetik kafanın karşısında bulunan artık mıknatıslanma bölgeleri, okuma sırasında içinde bir elektromotor kuvveti (EMF) indükler.

Bir manyetik diskten kayıt ve okuma şeması Şekil 3.1'de verilmiştir.Belirli bir süre boyunca EMF yönündeki bir değişiklik, bir ikili birim ile tanımlanır ve bu değişikliğin olmaması sıfır ile tanımlanır. Bu süreye denir bit elemanı.

Bir manyetik taşıyıcının yüzeyi, her biri bir parça bilgi ile ilişkili olan noktalı konumların bir dizisi olarak düşünülür. Bu konumların konumu kesin olarak belirlenmediğinden, gerekli kayıt konumlarının bulunmasına yardımcı olmak için kayıt önceden uygulanmış işaretler gerektirir. Bu tür senkronizasyon işaretlerini uygulamak için diskin parçalara bölünmesi gerekir.
ve sektörler - biçimlendirme

Diskteki bilgilere hızlı erişimin organizasyonu, veri depolamada önemli bir adımdır. Disk yüzeyinin herhangi bir bölümüne çevrimiçi erişim, ilk olarak diske hızlı bir dönüş sağlayarak ve ikinci olarak manyetik okuma/yazma kafasını diskin yarıçapı boyunca hareket ettirerek sağlanır.
Bir disket 300-360 rpm hızında ve bir sabit disk - 3600-7200 rpm hızında döner.

Sabit sürücü mantıksal birimi

Manyetik disk başlangıçta çalışmaya hazır değildir. Çalışır duruma getirmek için, biçimlendirilmiş, yani disk yapısı oluşturulmalıdır.

Biçimlendirme işlemi sırasında diskin yapısı (işaretleme) oluşturulur.

biçimlendirme manyetik diskler 2 aşama içerir:

1. fiziksel biçimlendirme (düşük düzey)
2. mantıksal (yüksek seviye).

Fiziksel biçimlendirme sırasında, diskin çalışma yüzeyi adı verilen ayrı alanlara bölünür. sektörler, eşmerkezli daireler boyunca yer alan - yollar.

Ayrıca veri kaydına uygun olmayan sektörler belirlenir, işaretlenir. kötü kullanımlarını önlemek için. Her sektör, bir diskteki en küçük veri birimidir ve ona doğrudan erişim için kendi adresine sahiptir. Sektör adresi, diskin yan numarasını, parça numarasını ve yoldaki sektör numarasını içerir. Diskin fiziksel parametreleri ayarlanır.

Kural olarak, çoğu durumda sabit diskler biçimlendirilmiş olarak geldiğinden, kullanıcının fiziksel biçimlendirme ile uğraşması gerekmez. Genel olarak konuşursak, bu özel bir servis merkezi tarafından yapılmalıdır.

Düşük Düzey Biçimlendirme aşağıdaki durumlarda yapılmalıdır:

• sıfır izinde bir arıza varsa, bu bir sabit diskten önyükleme yaparken sorunlara neden olur, ancak disketten önyükleme yapılırken diskin kendisi kullanılabilir;
• örneğin bozuk bir bilgisayardan yeniden düzenlenmiş eski bir diski çalışır duruma getirirseniz.
• diskin başka bir işletim sistemiyle çalışacak şekilde biçimlendirildiği ortaya çıktıysa;
• disk normal çalışmayı durdurduysa ve tüm kurtarma yöntemleri olumlu sonuç vermediyse.

Fiziksel biçimlendirmenin çok güçlü operasyon.- yürütüldüğünde, diskte depolanan veriler tamamen silinecek ve onları geri yüklemek tamamen imkansız olacaktır! Bu nedenle, tüm önemli verilerinizi sabit sürücüden kaydettiğinizden emin değilseniz, düşük düzeyli biçimlendirmeye başlamayın!

Düşük seviyeli bir biçimlendirme gerçekleştirdikten sonra, bir sonraki adım gelir - sabit diskin bir veya daha fazla bölüme bölünmesi mantıksal sürücüler - diske dağılmış dizin ve dosya karmaşasıyla baş etmenin en iyi yolu.

Sisteminize herhangi bir donanım öğesi eklemeden, birden çok sürücüde olduğu gibi, tek bir sabit sürücünün birden çok parçasıyla çalışabilme olanağına sahip olursunuz.
Bu, diskin kapasitesini artırmaz, ancak organizasyonunu büyük ölçüde iyileştirebilirsiniz. Ayrıca, farklı işletim sistemleri için farklı mantıksal sürücüler kullanılabilir.

-de mantıksal biçimlendirme veri depolama için ortamın son hazırlığı, disk alanının mantıksal organizasyonu yoluyla gerçekleşir.
Disk, düşük seviyeli biçimlendirme ile oluşturulan sektörlere dosya yazmak için hazırlanıyor.
Bir disk dökümü tablosu oluşturduktan sonra, bir sonraki adım takip eder - bundan sonra mantıksal diskler olarak anılacak olan dökümün ayrı parçalarının mantıksal biçimlendirmesi.

mantıksal sürücü ayrı bir sürücü gibi çalışan sabit diskin belirli bir alanıdır.

Mantıksal biçimlendirme, düşük düzeyli biçimlendirmeye göre çok daha basit bir işlemdir.
Bunu yapmak için, FORMAT yardımcı programını içeren disketten önyükleme yapın.
Birden çok mantıksal sürücünüz varsa, bunları tek tek biçimlendirin.

Mantıksal biçimlendirme işlemi sırasında disk tahsis edilir. sistem alanı 3 bölümden oluşur:

• önyükleme sektörü ve bölüm tablosu (Önyükleme kaydı)
• dosya ayırma tabloları (FAT) dosyaları depolayan parça ve sektörlerin sayısını kaydeden
• kök dizin (Kök Dizin).

Kayıt bilgileri küme aracılığıyla parçalar halinde gerçekleştirilir. Aynı kümede 2 farklı dosya olamaz.
Ayrıca bu aşamada diske bir isim de verilebilir.

Bir sabit disk birkaç mantıksal diske bölünebilir ve bunun tersi de 2 sabit disk tek bir mantıksal diskte birleştirilebilir.

Bir sabit diskte en az iki bölüm (iki mantıksal disk) oluşturmanız önerilir: bunlardan biri işletim sistemi ve yazılım için, ikinci disk ise yalnızca kullanıcı verileri için ayrılmıştır. Böylece veriler ve sistem dosyaları birbirinden ayrı depolanmakta ve bir işletim sistemi arızası durumunda kullanıcı verilerinin kaydedilme olasılığı çok daha fazladır.

Sabit sürücü özellikleri

Sabit sürücüler (sabit sürücüler) aşağıdaki özelliklerde birbirinden farklıdır:

1. kapasite
2. hız - veri erişim süresi, bilgi okuma ve yazma hızı.
3. arayüz (bağlantı yöntemi) - sabit sürücünün bağlanması gereken denetleyici türü (çoğunlukla IDE / EIDE ve çeşitli SCSI seçenekleri).
4. Diğer özellikler

1. Kapasite- diske sığan bilgi miktarı (üretim teknolojisi düzeyine göre belirlenir).
Günümüzde kapasite 500 -2000 GB ve üzeridir. Hiçbir zaman yeterli sabit disk alanı yoktur.

2. İşin hızı (performans) Disk iki gösterge ile karakterize edilir: disk erişim süresi Ve disk okuma/yazma hızı.

Erişim süresi - okuma / yazma kafalarını istenen parçaya ve sektöre taşımak (konumlandırmak) için gereken süre.
Rastgele seçilen iki yol arasındaki ortalama karakteristik erişim süresi yaklaşık 8-12 ms'dir (milisaniye), daha hızlı sürücülerin süresi 5-7 ms'dir.
Bitişik ize (bitişik silindir) geçiş süresi 0,5 - 1,5 ms'den azdır. Doğru sektöre yönelmek de zaman alıyor.
Günümüz sabit diskleri için toplam disk döndürme süresi 8 - 16ms, bir sektör için ortalama bekleme süresi 3-8ms'dir.
Erişim süresi ne kadar kısa olursa sürücü o kadar hızlı çalışır.

Okuma/yazma hızı(G/Ç bant genişliği) veya veri hızı (aktarım)- sıralı verilerin aktarım süresi yalnızca diske değil, aynı zamanda denetleyicisine, veri yolu türlerine ve işlemci hızına da bağlıdır. Yavaş disklerin hızı 1,5-3 Mb/sn, hızlı disklerin hızı 4-5 Mb/sn, en son 20 Mb/sn'dir.
SCSI arayüzüne sahip sabit sürücüler, 10.000 rpm dönüş hızını destekler. ve ortalama arama süresi 5 ms, veri aktarım hızı 40-80 Mb/s.

3.Sabit sürücü arayüzü standardı - yani sabit sürücünün bağlanması gereken denetleyici türü. Anakart üzerinde bulunur.
Üç ana bağlantı arabirimi vardır

1. IDE ve çeşitli varyantları

IDE (Integrated Disk Electronics) veya (ATA) İleri Teknoloji Eklentisi
Avantajlar - basitlik ve düşük maliyet

Aktarım hızı: 8.3, 16.7, 33.3, 66.6, 100 Mbps. Veri geliştikçe arayüz, cihaz listesinin genişletilmesini destekler: sabit disk, süper disket, manyeto-optik,
NML, CD-ROM, CD-R, DVD-ROM, LS-120, ZIP.

Paralelleştirmenin bazı unsurları tanıtılır (gneuing ve bağlantı kesme / yeniden bağlanma), iletim sırasında verilerin bütünlüğü üzerinde kontrol. IDE'nin ana dezavantajı, üst düzey bir PC için açıkça yeterli olmayan az sayıda bağlı cihazdır (4'ten fazla değil).
Bugün, IDE arabirimleri yeni Ultra ATA değişim protokollerine geçmiştir. Veriminizi önemli ölçüde artırın
Mod 4 ve DMA (Doğrudan Bellek Erişimi) Mod 2, 16,6 Mb/s hızında veri aktarmanıza olanak tanır, ancak gerçek veri aktarım hızı çok daha az olacaktır.
Ultra DMA/33 ve Ultra DMA/66 standartları Şubat 98'de geliştirildi. Quantum tarafından sırasıyla 0,1,2 ve 4 olmak üzere 3 çalışma modu vardır, ikinci modda medya destekler
aktarım hızı 33Mb/s. (Ultra DMA/33 Mod 2) Bu yüksek hıza ancak depolama arabelleği ile değiş tokuş yapılarak ulaşılabilir. yararlanmak için
Ultra DMA standartları 2 koşulu karşılamalıdır:

1. anakartta (yonga seti) ve sürücünün yanında donanım desteği.

2. diğer DMA (doğrudan bellek Erişimi-doğrudan bellek erişimi) gibi Ultra DMA modunu desteklemek için.

Farklı farklı yonga setleri için özel sürücü gerektirir. Kural olarak, sistem kartına dahil edilirler, gerekirse "indirilebilir"
İnternetten anakart üreticisinin web sitesinden.

Ultra DMA standardı, önceki daha yavaş denetleyicilerle geriye dönük olarak uyumludur.
Bugünün versiyonu: Ultra DMA/100 (2000 sonu) ve Ultra DMA/133 (2001).

sata
IDE (ATA) başka bir Fireware (IEEE-1394) yüksek hızlı seri veri yolu ile değiştiriliyor. Yeni teknolojinin kullanılması, iletim hızının 100Mb/s'ye çıkarılmasını mümkün kılacak,
sistemin güvenilirliğini arttırır, bu, ATA arayüzünde kesinlikle imkansız olan bir PC dahil etmeden cihazları kurmanıza izin verecektir.

SCSI (Küçük Bilgisayar Sistemi Arayüzü)- cihazlar normal olanlardan 2 kat daha pahalıdır, anakart üzerinde özel bir denetleyici gerektirirler.
Sunucular, yayın sistemleri, CAD için kullanılır. Daha yüksek performans (160Mb/s'ye kadar hız), çok çeşitli bağlı depolama cihazları sağlayın.
SCSI denetleyicisi, uygun sürücüyle birlikte satın alınmalıdır.

IDE'ye göre SCSI avantajı - esneklik ve performans.
Esneklik, çok sayıda bağlı cihazda (7-15) ve IDE için (maksimum 4), daha uzun kablo uzunluğunda yatmaktadır.
Performans - Yüksek aktarım hızı ve aynı anda birden fazla işlemi gerçekleştirme yeteneği.

1. Ultra SCSI 2/3(Fast-20) 40Mb/s'ye kadar

2. Fiber Kanal Tahkim Döngüsü (FC-AL) adı verilen başka bir SCSI arayüz teknolojisi, 100 Mbps'ye kadar bağlanmanıza olanak tanır, kablo uzunluğu 30 metreye kadardır. FC-AL teknolojisi, "sıcak" bağlantı gerçekleştirmenizi sağlar, örn. hareket halindeyken, hata kontrolü ve düzeltme için ek hatlara sahiptir (teknoloji, geleneksel SCSI'den daha pahalıdır).

4. Modern sabit sürücülerin diğer özellikleri

Çok çeşitli sabit sürücü modelleri, doğru olanı seçmeyi zorlaştırır.
Gerekli kapasiteye ek olarak, esas olarak fiziksel özellikleri tarafından belirlenen performans da çok önemlidir.
Bu özellikler, ortalama arama süresi, dönüş hızı, dahili ve harici aktarım hızı, önbellek boyutudur.

4.1 Ortalama arama süresi.

Sabit sürücü, bir sonraki bilgi parçasını okumak için gerekli olan mevcut konumun manyetik kafasını yenisine taşımak için biraz zaman harcar.
Her özel durumda, başın hareket etmesi gereken mesafeye bağlı olarak bu süre farklıdır. Spesifikasyonlarda genellikle sadece ortalama değerler verilir ve farklı şirketler tarafından kullanılan ortalama alma algoritmaları genellikle farklılık gösterir, bu nedenle doğrudan bir karşılaştırma zordur.

Örneğin, Fujitsu, Western Digital olası tüm iz çiftlerinden geçer, Maxtor ve Quantum rastgele erişim yöntemini kullanır. Elde edilen sonuç daha da ayarlanabilir.

Yazma için arama süresi değeri genellikle okumaya göre biraz daha yüksektir. Bazı üreticiler, teknik özelliklerinde yalnızca daha düşük bir değer (okuma için) verir. Her durumda, ortalama değerlere ek olarak, maksimum (tüm disk boyunca),
ve minimum (yani, izden ize) arama süresi.

4.2 Dönüş hızı

Kaydın istenen parçasına erişim hızı açısından, dönme hızı, diskin istenen sektörle manyetik kafaya dönmesi için gerekli olan gizli sürenin değerini etkiler.

Bu sürenin ortalama değeri yarım disk devrine karşılık gelir ve 3600 rpm'de 8,33 ms, 4500 rpm'de 6,67 ms, 5400 rpm'de 5,56 ms, 7200 rpm'de 4,17 ms'dir.

Gizli zaman değeri, ortalama arama süresiyle karşılaştırılabilir, bu nedenle bazı modlarda performans etkisi daha fazla olmasa da aynı olabilir.

4.3 Dahili baud hızı

Verilerin diske yazılma veya diskten okunma hızı. Bölge kaydı nedeniyle, değişken bir değere sahiptir - dış izlerde daha yüksek ve iç izlerde daha düşük.
Uzun dosyalarla çalışırken, çoğu durumda aktarım hızını sınırlayan bu parametredir.

4.4 Harici baud hızı

- verilerin arayüz üzerinden iletildiği hız (zirve).

Arayüz tipine bağlıdır ve çoğunlukla sabit değerlere sahiptir: 8.3; 11.1; Gelişmiş IDE için 16,7 Mb/sn (PIO Modu 2, 3, 4); Ultra DMA için 33,3 66,6 100; Senkronize SCSI, Fast SCSI-2, FastWide SCSI-2 Ultra SCSI (16 bit) için sırasıyla 5, 10, 20, 40, 80, 160 Mb/s.

4.5 Önbelleğinin sabit diskinin varlığı ve boyutu (disk arabelleği).

Önbelleğin (dahili arabellek) hacmi ve düzeni, sabit sürücünün performansını önemli ölçüde etkileyebilir. Normal önbellekte olduğu gibi,
belirli bir hacme ulaştıktan sonra üretkenlikteki artış keskin bir şekilde yavaşlar.

Büyük bölümlere ayrılmış önbellek, çoklu görev ortamlarında kullanılan yüksek performanslı SCSI sürücüleri ile ilgilidir. Önbellek ne kadar fazlaysa, sabit sürücü o kadar hızlıdır (128-256Kb).

Parametrelerin her birinin genel performans üzerindeki etkisini izole etmek oldukça zordur.

Sabit sürücü gereksinimleri

Diskler için temel gereksinim, 5-7 yıllık bileşenlerin uzun hizmet ömrü ile çalışma güvenilirliğinin garanti edilmesidir; iyi istatistikler, yani:

• arızalar arası ortalama süre 500 bin saatten az değil (en yüksek sınıf 1 milyon saat ve üzeridir.)
• disk düğümlerinin durumunun aktif olarak izlenmesi için yerleşik sistem SMART /Kendi Kendini İzleme Analiz ve Raporlama Teknolojisi.

teknoloji AKILLI. (Kendini İzleme Analizi ve Raporlama Teknolojisi) Compaq, IBM ve bir dizi başka sabit sürücü üreticisi tarafından aynı anda geliştirilmiş bir açık endüstri standardıdır.

Bu teknolojinin anlamı, sabit sürücünün mevcut durumunu değerlendirmenize ve veri kaybına veya sürücü arızasına yol açabilecek gelecekteki olası sorunlar hakkında bilgi vermenize olanak tanıyan dahili kendi kendine tanılamasında yatmaktadır.

Diskin tüm hayati unsurlarının durumu sürekli olarak izlenir:
kafalar, çalışma yüzeyleri, milli bir elektrik motoru, bir elektronik ünite. Örneğin, sinyalde bir zayıflama tespit edilirse, bilginin üzerine yazılır ve daha fazla gözlem yapılır.
Sinyal tekrar zayıflarsa, veriler başka bir yere aktarılır ve bu küme arızalı ve erişilemez olarak yerleştirilir ve yerine disk rezervinden başka bir küme kullanılabilir hale getirilir.

Bir sabit sürücüyle çalışırken, sürücünün çalıştığı sıcaklık rejimini gözlemlemelisiniz. Üreticiler, sabit sürücünün 0C ile 50C arasındaki ortam sıcaklıklarında sorunsuz çalışmasını garanti eder, ancak prensipte ciddi sonuçlar olmadan sınırları her iki yönde de en az 10 derece değiştirebilirsiniz.
Büyük sıcaklık sapmalarında, manyetik tabakanın zarar görmesine neden olacak gerekli kalınlıkta bir hava boşluğu oluşmayabilir.

Genel olarak, HDD üreticileri ürünlerinin güvenilirliğine oldukça fazla önem vermektedir.

Asıl sorun, yabancı parçacıkların diske girmesidir.

Karşılaştırma için: bir tütün dumanı parçacığı, yüzey ile kafa arasındaki mesafenin iki katıdır, insan saçının kalınlığı 5-10 kat daha fazladır.
Baş için, bu tür nesnelerle karşılaşmak, güçlü bir darbeye ve sonuç olarak kısmi hasara veya tamamen arızaya neden olacaktır.
Dışarıdan, bu, çok sayıda düzenli olarak düzenlenmiş kullanılamaz kümenin ortaya çıkması olarak fark edilir.

Tehlikeli olanlar, şoklar, düşmeler vs. sırasında meydana gelen kısa süreli büyük ivmelerdir (aşırı yükler). Örneğin, bir darbeden, kafa keskin bir şekilde manyetik alana çarpar.
katman ve ilgili yerde yok olmasına neden olur. Ya da tam tersine önce ters yönde hareket eder ve sonra elastik bir kuvvetin etkisiyle yüzeye bir yay gibi çarpar.
Sonuç olarak, kasada yine kafaya zarar verebilecek manyetik kaplama parçacıkları belirir.

Merkezkaç kuvvetinin etkisi altında diskten - manyetik katmandan - uçacaklarını düşünmemelisiniz.
onları sıkıca içine çeker. Prensip olarak, sonuçlar etkinin kendisi değildir (belirli sayıda kümenin kaybına bir şekilde katlanabilirsiniz), ancak bu durumda diskte kesinlikle daha fazla hasara neden olacak parçacıkların oluşması gerçeğidir.

Bu tür tatsız durumları önlemek için çeşitli firmalar her türlü numaraya başvurur. Disk bileşenlerinin mekanik mukavemetini basit bir şekilde artırmanın yanı sıra, kaydın güvenilirliğini ve ortamdaki verilerin güvenliğini denetleyen akıllı S.M.A.R.T. teknolojisi de kullanılır (yukarıya bakın).

Aslında, disk her zaman tam kapasitesiyle biçimlendirilmez, bir miktar kenar boşluğu vardır. Bunun başlıca nedeni, bir taşıyıcı üretmenin pratik olarak imkansız olmasıdır.
kesinlikle tüm yüzeyin yüksek kalitede olacağı, kesinlikle kötü kümeler (hatalı olanlar) olacaktır. Bir diski düşük düzeyde biçimlendirirken, elektronik aksamı şu şekilde yapılandırılır:
böylece bu başarısız alanları atlar ve medyanın bir kusuru olduğu kullanıcı tarafından tamamen görünmez. Ancak görünür durumdalarsa (örneğin, biçimlendirmeden sonra)
yardımcı program sayılarını sıfırdan farklı görüntüler), o zaman bu zaten çok kötü.

Garanti süresi dolmadıysa (ve bence, garantili bir HDD satın almak en iyisidir), o zaman sürücüyü hemen satıcıya götürün ve medyanın değiştirilmesini veya para iadesi talep edin.
Satıcı, elbette, birkaç kötü bölümün henüz endişe kaynağı olmadığını söylemeye başlayacak, ancak ona inanmayın. Daha önce de belirtildiği gibi, bu çift büyük olasılıkla daha birçok kişiye neden olacak ve daha sonra sabit sürücünün tamamen arızalanması genellikle mümkündür.

Disk özellikle çalışır durumda hasara karşı hassastır, bu nedenle bilgisayarı çeşitli darbelere, titreşimlere vb. maruz kalabileceği bir yere yerleştirmemelisiniz.

Sabit sürücüyü iş için hazırlama

En baştan başlayalım. Bilgisayardan ayrı olarak bir sabit disk sürücüsü ve ona bir kablo aldığınızı varsayalım.
(Gerçek şu ki, monte edilmiş bir bilgisayar satın aldığınızda, kullanıma hazır bir disk alacaksınız).

İşleme hakkında birkaç söz. Bir sabit disk sürücüsü, elektroniğin yanı sıra hassas mekanikler içeren çok karmaşık bir üründür.
Bu nedenle dikkatli kullanım gerektirir - darbeler, düşmeler ve güçlü titreşim mekanik parçasına zarar verebilir. Kural olarak, sürücü kartı birçok küçük boyutlu öğe içerir ve güçlü kapaklarla kapatılmaz. Bu sebeple güvenliğine dikkat etmelisiniz.
Bir sabit sürücü aldığınızda yapılacak ilk şey, beraberinde gelen belgeleri okumaktır - kesinlikle pek çok faydalı ve ilginç bilgi içerecektir. Bunu yaparken aşağıdaki noktalara dikkat etmelisiniz:

• diskin ayarını (kurulumunu) belirleyen atlama tellerinin varlığı ve seçenekleri, örneğin, diskin fiziksel adı gibi bir parametrenin tanımlanması (olabilirler, ancak olmayabilirler),
• kafa sayısı, silindir, disklerdeki sektörler, ön telafi seviyesi ve ayrıca disk tipi. Bu veriler, bilgisayar kurulum programından (kurulum) gelen bir isteme yanıt olarak girilmelidir.
  Tüm bu bilgiler, diski biçimlendirirken ve makineyi onunla çalışmaya hazırlarken gerekli olacaktır.
• Sabit sürücünüzün parametrelerini PC'nin kendisi belirlemiyorsa, belgeleri olmayan bir sürücünün kurulması daha büyük bir sorun haline gelecektir.
  Çoğu sabit sürücüde, üreticinin adını, aygıtın türünü (markasını) ve kullanılmasına izin verilmeyen parça tablosunu içeren etiketler bulabilirsiniz.
  Ek olarak, sürücü kafa, silindir ve sektör sayısı ve ön dengeleme seviyesi hakkında bilgi içerebilir.

Adil olmak gerekirse, diskte genellikle sadece adının yazıldığı söylenmelidir. Ancak bu durumda bile gerekli bilgileri dizinde bulabilirsiniz,
veya şirket temsilcisini arayarak. Üç soruya cevap bulmak önemlidir:

• Sürücüyü master/slave olarak kullanmak için atlama telleri nasıl ayarlanmalıdır?
• yol başına kaç silindir, kafa, sektör, ön telafi değeri nedir?
• ROM BIOS'tan hangi disk türü bu sürücü için en uygun?

Bu bilgilerle, sabit sürücüyü kurmaya devam edebilirsiniz.

Bilgisayarınıza bir sabit sürücü takmak için aşağıdakileri yapın:

1. Tüm sistem birimini güç kaynağından ayırın, kapağı çıkarın.
2. Sabit sürücü kablosunu ana kart denetleyicisine bağlayın. İkinci bir sürücü takarsanız, ek bir konektörü varsa ilkinden gelen kabloyu kullanabilirsiniz, ancak farklı sabit sürücülerin hızlarının yavaş yavaş karşılaştırılacağını unutmamalısınız.
3. Gerekirse, atlama tellerini sabit diskin nasıl kullanıldığına göre değiştirin.
4. Sürücüyü boş bir alana kurun ve karttaki denetleyiciden gelen kabloyu kırmızı şeritli sabit sürücü konektörüne güç kaynağına, güç kaynağı kablosuna bağlayın.
5. Sabit sürücüyü her iki taraftaki dört cıvatayla sağlam bir şekilde sabitleyin, kabloları kapağı kapatırken kesmemek için bilgisayarın içine düzgün bir şekilde / idareli bir şekilde yerleştirin,
6. Sistem bloğunu kapatın.
7. Bilgisayarın kendisi sabit sürücüyü algılamadıysa, bilgisayarın kendisine yeni bir aygıtın eklendiğini bilmesi için Kurulum'u kullanarak bilgisayar yapılandırmasını değiştirin.

Sabit sürücü üreticileri

Aynı kapasiteye sahip (ancak farklı üreticilere ait) sabit diskler genellikle aşağı yukarı benzer özelliklere sahiptir ve farklılıklar esas olarak kasa tasarımı, biçim faktörü (başka bir deyişle boyutlar) ve garanti süresinde ifade edilir. Ayrıca, ikincisinden özellikle bahsetmek gerekir: modern bir sabit sürücüdeki bilgilerin maliyeti genellikle kendi fiyatından çok daha yüksektir.

Sürücünüz arızalanıyorsa, onu onarmaya çalışmak genellikle yalnızca verilerinizi ek riske maruz bırakmak anlamına gelir.
Arızalı cihazı yenisi ile değiştirmek çok daha makul bir yoldur.
Rusya pazarındaki (ve sadece değil) sabit disklerin aslan payı IBM, Maxtor, Fujitsu, Western Digital (WD), Seagate, Quantum ürünlerinden oluşuyor.

bu tip sürücüyü üreten üreticinin adı,

şirket Kuantum (www.quantum.com.) 1980 yılında kurulan , disk depolama pazarının eski isimlerinden biridir. Şirket, sabit sürücülerin güvenilirliğini ve performansını, disk erişim süresini ve disk okuma / yazma hızını artırmayı amaçlayan yenilikçi teknik çözümleri, veri kaybına veya sürücü arızasına yol açabilecek gelecekteki olası sorunlar hakkında bilgi verme yeteneği ile tanınır.

- Quantum'un tescilli teknolojilerinden biri, diski şoktan korumak için tasarlanmış SPS'dir (Şok Koruma Sistemi).

- en pahalı - üzerlerinde depolanan verileri - kaydetmek için tasarlanmış yerleşik bir DPS (Veri Koruma Sistemi) programı.

şirket Western Digital (www.wdс.com.) aynı zamanda en eski disk sürücüsü üretim şirketlerinden biridir, tarihinde iniş çıkışlar yaşamıştır.
Şirket, son zamanlarda en son teknolojileri sürücülerine dahil edebildi. Bunların arasında, kendi gelişimimiz olan S.M.A.R.T.'nin daha da geliştirilmiş hali olan Data Lifeguard teknolojisine dikkat çekmeye değer. Zinciri mantıksal olarak tamamlamaya çalışır.

Bu teknolojiye göre disk yüzeyi sistem tarafından kullanılmadığı zamanlarda düzenli olarak taranmaktadır. Verileri okur ve bütünlüğünü kontrol eder. Bir sektöre erişim sürecinde problemler fark edilirse, veriler başka bir sektöre aktarılır.
Düşük kaliteli sektörler hakkındaki bilgiler, gelecekte kötü sektörlere yazmaktan kaçınmayı mümkün kılan dahili hata listesine kaydedilir.

Firma Seagate (www.seagate.com) bizim pazarda çok ünlü. Bu arada, güvenilir ve dayanıklı oldukları için bu şirketin sabit disklerini öneriyorum.

1998'de Medalist Pro disk serisinin piyasaya sürülmesiyle yeni bir geri dönüş yaptı.
bunun için özel rulmanlar kullanılarak 7200 rpm dönüş hızı ile. Önceden, bu hız yalnızca performansı artıran SCSI arabirim sürücülerinde kullanılıyordu. Aynı seri, diskin ve üzerinde depolanan verilerin elektrostatik ve şok etkilerinden korunmasını iyileştirmek için tasarlanmış SeaShield System teknolojisini kullanır. Aynı zamanda elektromanyetik radyasyonun etkisi de azalır.

Üretilen tüm diskler S.M.A.R.T.'yi destekler.
Seagate'in yeni diskleri, SeaShield sisteminin daha fazla özellik içeren geliştirilmiş bir sürümünü içerir.
Anlamlı bir şekilde Seagate, güncellenen seriler arasında endüstrinin en yüksek darbe direncine sahip olduğunu iddia etti - çalışmaz durumdaki 300G.

Firma IBM (www.storage.ibm.com) yakın zamana kadar Rusya sabit disk pazarında önemli bir tedarikçi olmamasına rağmen, hızlı ve güvenilir sabit diskleri ile kısa sürede iyi bir ün kazandı.

Firma Fujitsu (www.fujitsu.com) yalnızca manyetik değil, aynı zamanda optik ve manyeto-optik disk sürücülerinde de büyük ve deneyimli bir üreticidir.
Doğru, şirket hiçbir şekilde IDE arayüzüne sahip sabit disk pazarında lider değil: (çeşitli araştırmalara göre) bu pazarın yaklaşık% 4'ünü kontrol ediyor ve ana çıkarları SCSI cihazları alanında yatıyor.

terminolojik sözlük

Çalışmasında önemli bir rol oynayan dürtünün bazı unsurları genellikle soyut kavramlar olarak algılandığından, aşağıda en önemli terimlerin bir açıklaması bulunmaktadır.

Erişim süresi sabit disk sürücüsünün bellekte veya bellekten veri araması ve aktarması için geçen süredir.
Sabit disk sürücülerinin performansı genellikle erişim (getirme) süresine göre belirlenir.

Küme (küme)- dosya konumu tablosunda işletim sisteminin birlikte çalıştığı en küçük alan birimi. Genellikle bir küme 2-4-8 veya daha fazla sektörden oluşur.
Sektör sayısı disk tipine bağlıdır. Bireysel sektörler yerine kümeleri aramak, zaman içinde işletim sistemi yükünü azaltır. Büyük kümeler daha hızlı performans sağlar
sürücü, çünkü bu durumda küme sayısı daha azdır, ancak diskteki alan (boşluk) daha kötü kullanılır, çünkü birçok dosya kümeden daha küçük olabilir ve kümenin kalan baytları kullanılmaz.

Denetleyici (CU) (Denetleyici)- kafanın hareket ettirilmesi ve verilerin okunması ve yazılması dahil olmak üzere bir sabit disk sürücüsünün çalışmasını kontrol eden, genellikle bir genişletme kartı üzerinde bulunan devreler.

Silindir (Silindir)- Tüm disklerin her tarafında birbirinin karşısında bulunan izler.

Tahrik kafası- sabit diskin yüzeyi boyunca hareket eden ve verilerin elektromanyetik olarak kaydedilmesini veya okunmasını sağlayan bir mekanizma.

Dosya Ayırma Tablosu (FAT)- diskteki her dosyanın konumunu ve hangi sektörlerin kullanıldığını ve bunlara yeni veri yazmakta özgür olduğunu izleyen, işletim sistemi tarafından oluşturulan bir kayıt.

Kafa boşluğu sürücü kafası ile disk yüzeyi arasındaki mesafedir.

aralıklı- diskin dönme hızı ile diskteki sektörlerin organizasyonu arasındaki ilişki. Tipik olarak, disk dönüş hızı, bilgisayarın diskten veri alma yeteneğini aşar. Denetleyici verileri okuduğunda, bir sonraki seri sektör kafayı çoktan geçmiştir. Bu nedenle, veriler bir veya iki sektör aracılığıyla diske yazılır. Özel bir yazılım yardımıyla, bir diski biçimlendirirken şeritleme sırasını değiştirebilirsiniz.

mantıksal sürücü- ayrı sürücüler olarak kabul edilen sabit diskin çalışma yüzeyinin belirli bölümleri.
Bazı mantıksal sürücüler, UNIX gibi diğer işletim sistemleri için kullanılabilir.

Otopark- kafalar diskin yüzeyine çarptığında sürücü sallandığında hasarı en aza indirmek için sürücünün kafalarını belirli bir noktaya hareket ettirmek ve diskin kullanılmayan bölümleri üzerinde sabit bir durumda sabitlemek.

bölümleme– bir sabit diski mantıksal disklere bölme işlemi. Tüm diskler bölümlenmiştir, ancak küçük disklerin yalnızca bir bölümü olabilir.

Disk (Tabak)- üzerine verilerin yazıldığı manyetik bir malzeme ile kaplı metal diskin kendisi. Bir sabit sürücüde genellikle birden fazla sürücü bulunur.

RLL (Çalışma uzunluğu sınırlı) Daha fazla veri barındırmak için iz başına sektör sayısını artırmak için bazı denetleyiciler tarafından kullanılan bir kodlama şeması.

sektör- sürücü tarafından kullanılan ana boyut birimi olan disk izlerinin bölünmesi. İşletim sistemi sektörleri tipik olarak 512 bayttır.

Konumlandırma süresi (Arama süresi)- kafanın takılı olduğu raydan istenen başka bir raya hareket etmesi için gereken süre.

Parça (Parça)- diskin eşmerkezli bölünmesi. Parçalar bir kayıttaki izler gibidir. Sürekli bir spiral olan plaktaki izlerin aksine, diskteki izler daireseldir. İzler sırayla kümelere ve sektörlere ayrılır.

Parçadan ize arama süresi- tahrik kafasının bitişik ize geçişi için gereken süre.

Transfer oranı- disk ile bilgisayar arasında birim zamanda iletilen bilgi miktarı. Ayrıca parça arama süresini de içerir.

Modern bir sabit disk sürücüsünün (HDD) içi nasıl görünür? Nasıl ayrılır? Parçaların adları nelerdir ve genel bilgi depolama mekanizmasında hangi işlevleri yerine getirirler? Bu ve diğer soruların cevapları aşağıda bulunabilir. Ek olarak, sabit sürücü bileşenlerini açıklayan Rusça ve İngilizce terminolojiler arasındaki ilişkiyi göstereceğiz.

Netlik için, 3,5 inçlik bir SATA sürücüye bir göz atalım. Yepyeni bir terabayt Seagate ST31000333AS olacak. Gine domuzumuzu inceleyelim.

Görünür bir iz modeline, güç ve SATA konektörlerine sahip yeşil vidalı plaka, elektronik kartı veya kontrol kartı (Baskı Devre Kartı, PCB) olarak adlandırılır. Sabit diskin elektronik kontrol işlevlerini yerine getirir. Çalışması, dijital verileri manyetik baskılara yerleştirmek ve talep üzerine geri tanımakla karşılaştırılabilir. Örneğin, kağıt üzerinde metinleri olan çalışkan bir katip olarak. Siyah alüminyum kasa ve içindekiler HDA (Head and Disk Assembly, HDA) olarak adlandırılır. Uzmanlar arasında buna "banka" demek adettendir. İçeriği olmayan gövdeye HDA (taban) da denir.

Şimdi baskılı devre kartını çıkaralım (T-6 yıldız tornavidaya ihtiyacınız olacak) ve üzerine yerleştirilmiş bileşenleri inceleyelim.

Gözünüze çarpan ilk şey, ortada bulunan büyük bir çiptir - çip üzerindeki Sistem (System On Chip, SOC). İki ana bileşeni vardır:

1. Tüm hesaplamaları yapan merkezi işlem birimi (Merkezi İşlem Birimi, CPU). İşlemci, baskılı devre kartı üzerinde bulunan diğer bileşenleri kontrol etmek ve SATA arabirimi aracılığıyla veri iletmek için giriş-çıkış bağlantı noktalarına (IO bağlantı noktaları) sahiptir.
2. Okuma/yazma kanalı, okuma işlemi sırasında kafalardan gelen analog sinyali dijital veriye dönüştüren ve yazma işlemi sırasında dijital veriyi analog sinyale kodlayan bir cihazdır. Ayrıca kafaların konumunu da izler. Yani yazarken manyetik görüntüler oluşturuyor ve okurken bunları tanıyor.

Bellek yongası geleneksel bir DDR SDRAM bellektir. Bellek miktarı, sabit disk önbelleğinin boyutunu belirler. Bu devre kartı, teorik olarak sürücüye 32 MB önbellek sağlayan 32 MB Samsung DDR belleğe sahiptir (ve bu tam olarak sabit sürücünün özelliklerinde verilen miktardır), ancak bu tamamen doğru değildir. Gerçek şu ki, bellek mantıksal olarak tampon belleğe (önbellek) ve bellenim belleğine (firmware) bölünmüştür. İşlemcinin bellenim modüllerini yüklemek için bir miktar belleğe ihtiyacı vardır. Bilindiği kadarıyla, yalnızca HGST üreticisi, spesifikasyon sayfasında gerçek önbellek miktarını listeler; Disklerin geri kalanına gelince, gerçek önbellek boyutunu yalnızca tahmin edebiliriz. ATA belirtiminde, derleyiciler önceki sürümlerde belirtilen sınırı 16 megabayta eşit olarak genişletmediler. Bu nedenle, programlar maksimum ses seviyesinden fazlasını görüntüleyemez.

Bir sonraki çip, kafa ünitesini hareket ettiren bir iş mili motoru ve ses bobini denetleyicisidir (Ses Bobini Motoru ve İş Mili Motoru denetleyicisi, VCM ve SM denetleyicisi). Uzmanların jargonunda bu bir "bükülme" dir. Ek olarak, bu çip, işlemciye ve HDA'da bulunan preamplifikatör anahtarlama çipine (preamplifikatör, preamp) güç verilen kart üzerinde bulunan ikincil güç kaynaklarını kontrol eder. Bu, baskılı devre kartındaki ana enerji tüketicisidir. Milin dönüşünü ve kafaların hareketini kontrol eder. Ayrıca, güç kapatıldığında, duran motoru üretim moduna geçirir ve manyetik kafaların düzgün park etmesi için alınan enerjiyi ses bobinine sağlar. VCM denetleyici çekirdeği 100°C'de bile çalışabilir.

Diskin kontrol programının (ürün yazılımı) bir kısmı flash bellekte saklanır (şekilde işaretlenmiştir: Flash). Diske güç verildiğinde, mikrodenetleyici önce kendi içine küçük bir önyükleme ROM'u yükler ve ardından flash çipin içeriğini belleğe yeniden yazar ve RAM'den kod yürütmeye başlar. Doğru kod yüklenmeden, sürücü motoru çalıştırmak bile istemeyecektir. Kartta flaş yongası yoksa, mikrodenetleyiciye yerleştirilmiştir. Modern sürücülerde (bir yerde 2004 ve daha yeni, ancak Seagate etiketli Samsung sabit diskleri bir istisnadır), flash bellek, bu HDA için benzersiz olan ve bir başkasına sığmayacak mekanik ve kafa ayarları kodlarını içeren tablolar içerir. Bu nedenle, "aktarım denetleyicisi" işlemi her zaman ya diskin "BIOS'ta algılanmaması" ile sona erer ya da fabrikanın dahili adına göre belirlenir, ancak yine de verilere erişim vermez. Söz konusu Seagate 7200.11 diski için, flash belleğin orijinal içeriğinin kaybı, ayarların alınması veya tahmin edilmesi mümkün olmayacağından (her durumda, böyle bir teknik) bilgiye erişimin tamamen kaybedilmesine yol açar. yazar tarafından bilinmiyor).

R.Lab youtube kanalında, bir kartı arızalı bir karttan çalışan bir karta yeniden lehimlemenin birkaç örneği vardır:
PC-3000 HDD Toshiba MK2555GSX PCB değişimi
PC-3000 HDD Samsung HD103SJ PCB değişimi

Şok sensörü, disk için tehlikeli olan sallanmaya tepki verir ve bununla ilgili olarak VCM denetleyicisine bir sinyal gönderir. VCM hemen kafaları park eder ve diskin dönmesini durdurabilir. Teorik olarak, bu mekanizma sürücüyü ek hasarlardan korumalıdır, ancak pratikte çalışmaz, bu nedenle diskleri düşürmeyin. Düşerken bile iş mili motoru sıkışabilir, ancak bunun hakkında daha sonra konuşacağız. Bazı disklerde, titreşim sensörü en ufak mekanik titreşimlere tepki vererek artırılmış bir duyarlılığa sahiptir. Sensörden alınan veriler, VCM kontrolörünün kafaların hareketini düzeltmesini sağlar. Ana olana ek olarak, bu tür disklere iki ek titreşim sensörü takılmıştır. Kartımızda ek sensörler lehimlenmemiştir ancak bunlar için yerler vardır - bunlar şekilde "Titreşim sensörü" olarak belirtilmiştir.

Tahtada başka bir koruyucu cihaz var - geçici voltaj bastırma (TVS). Anakartı güç dalgalanmalarından korur. Güç dalgalanması sırasında, TVS yanarak toprağa kısa devre oluşturur. Bu kartta iki TVS, 5 ve 12 volt vardır.

Daha eski sürücülerin elektroniği daha az entegreydi ve her işlev bir veya daha fazla yongaya bölünmüştü.

Şimdi HDA'yı düşünün.

Tahtanın altında motor ve kafaların kontakları bulunur. Ek olarak, disk gövdesi üzerinde küçük, neredeyse algılanamayan bir delik (nefes deliği) vardır. Basıncı eşitlemeye yarar. Birçok kişi sabit sürücünün içinde bir boşluk olduğunu düşünür. Aslında öyle değil. Yüzeyin üzerindeki kafaların aerodinamik kalkışı için havaya ihtiyaç vardır. Bu delik, diskin muhafazanın içindeki ve dışındaki basıncı eşitlemesini sağlar. İçeride bu delik, toz ve nem parçacıklarını tutan bir nefes filtresi ile kaplıdır.

Şimdi koruma alanının içine bakalım. Disk kapağını çıkarın.

Kapağın kendisi özel bir şey değil. Tozu dışarıda tutmak için lastik contalı çelik bir levhadan başka bir şey değil. Son olarak, muhafaza alanının doldurulmasını düşünün.

Bilgiler, "krep" olarak da adlandırılan disklerde, manyetik yüzeylerde veya plakalarda (plakalarda) depolanır. Veriler her iki tarafta da kaydedilir. Ancak bazen kafa taraflardan birine takılmaz veya kafa fiziksel olarak bulunur, ancak fabrikada devre dışı bırakılır. Fotoğrafta en yüksek numaralı başa karşılık gelen üst plakayı görüyorsunuz. Plakalar parlatılmış alüminyum veya camdan yapılmıştır ve aslında üzerinde verilerin depolandığı bir ferromanyetik madde dahil olmak üzere çeşitli bileşimlerden oluşan birkaç katmanla kaplanmıştır. Plakaların arasında ve üstlerinde ayırıcı veya ayırıcı (sönümleyici veya ayırıcı) adı verilen özel ekler görüyoruz. Hava akışlarını eşitlemek ve akustik gürültüyü azaltmak için gereklidirler. Kural olarak, alüminyum veya plastikten yapılırlar. Alüminyum ayırıcılar, muhafaza alanındaki havayı soğutmada daha başarılıdır. Aşağıda, bir HDA içindeki bir hava akışı modelinin bir örneği bulunmaktadır.

Plaka ve seperatörlerin yandan görünüşü.

Okuma-yazma kafaları (kafalar), manyetik ana ünite veya HSA'nın (Head Stack Assembly, HSA) braketlerinin uçlarına takılır. Park bölgesi, iş mili durdurulduğunda sağlam bir diskin kafalarının olması gereken alandır. Bu disk ile park bölgesi fotoğrafta görüldüğü gibi mile daha yakın yerleştirilmiştir.

Bazı sürüşlerde park etme işlemi plakaların dışında bulunan özel plastik park alanlarında yapılmaktadır.

Western Digital 3,5” Sürücü Park Pedi

Kafalar plakaların içine park edilmişse, manyetik kafa bloğunu çıkarmak için özel bir alet gerekir, bu olmadan BMG'yi hasar görmeden çıkarmak çok zordur. Harici park için, kafaların arasına uygun boyutta plastik borular sokabilir ve bloğu çıkarabilirsiniz. Bununla birlikte, bu durum için çektirmeler de vardır, ancak bunlar daha basit bir tasarıma sahiptir.

Bir sabit disk, hassas bir konumlandırma mekanizmasıdır ve düzgün çalışması için çok temiz hava gerektirir. Kullanım sırasında, sabit sürücünün içinde mikroskobik metal ve yağ parçacıkları oluşabilir. Diskin içindeki havanın anında temizlenmesi için devridaim filtresi vardır. Bu, sürekli olarak en küçük parçacıkları toplayan ve yakalayan yüksek teknoloji ürünü bir cihazdır. Filtre, plakaların dönmesiyle oluşan hava akışlarının yolundadır.

Şimdi üstteki mıknatısı çıkaralım ve altında neyin saklı olduğunu görelim.

Sabit sürücüler çok güçlü neodimyum mıknatıslar kullanır. Bu mıknatıslar o kadar güçlüdür ki kendi ağırlıklarının 1.300 katını kaldırabilirler. Bu yüzden parmağınızı mıknatıs ile metal veya başka bir mıknatıs arasına koymayın - darbe çok hassas olacaktır. Bu fotoğraf BMG sınırlayıcılarını göstermektedir. Görevleri, kafaların hareketini sınırlamak ve onları plakaların yüzeyinde bırakmaktır. Farklı modellerin BMG sınırlayıcıları farklı şekilde düzenlenmiştir, ancak her zaman iki tane vardır, bunlar tüm modern sabit disklerde kullanılır. Sürücümüzde ikinci sınırlayıcı alt mıknatısta yer almaktadır.

İşte orada görebilecekleriniz.

Burada manyetik kafa bloğunun bir parçası olan bobini (ses bobini) de görüyoruz. Bobin ve mıknatıslar VCM sürücüsünü (Ses Bobini Motoru, VCM) oluşturur. Tahrik ve manyetik kafa bloğu, kafaları hareket ettiren bir cihaz olan bir konumlayıcı (aktüatör) oluşturur.

Karmaşık şekilli siyah bir plastik parçaya mandal (aktüatör mandalı) adı verilir. İki tipte gelir: manyetik ve hava (hava kilidi). Manyetik, basit bir manyetik mandal gibi çalışır. Serbest bırakma, bir elektriksel dürtü uygulanarak gerçekleştirilir. Hava mandalı, iş mili motoru, hava basıncının mandalı ses bobini yolundan dışarı itmesine yetecek kadar yükseldikten sonra BMG'yi serbest bırakır. Mandal, kafaların çalışma alanına uçmasını önler. Herhangi bir nedenle mandal işleviyle baş edemediyse (disk açıkken düşürüldü veya vuruldu), o zaman kafalar yüzeye yapışacaktır. 3,5" diskler için, motorun daha yüksek gücü nedeniyle müteakip dahil etme kafaları basitçe yırtacaktır. Ancak 2.5 "motor gücü daha azdır ve yerli kafaları" esaretten "serbest bırakarak verileri kurtarma şansı oldukça yüksektir.

Şimdi manyetik kafa bloğunu çıkaralım.

BMG'nin hareketinin doğruluğu ve düzgünlüğü, hassas bir yatakla desteklenir. Alüminyum alaşımdan yapılmış BMG'nin en büyük kısmına genellikle dirsek veya külbütör (kol) denir. Rocker'ın sonunda bir yaylı süspansiyon üzerinde kafalar bulunur (Kafalar Gimbal Tertibatı, HGA). Genellikle başlıklar ve külbütör kolları farklı üreticiler tarafından sağlanır. Esnek bir kablo (Esnek Baskılı Devre, FPC), kontrol kartıyla eşleşen pede gider.

BMG'nin bileşenlerini daha ayrıntılı olarak ele alın.

Bir kabloya bağlı bir bobin.

Rulman.

Aşağıdaki fotoğraf BMG kontaklarını göstermektedir.

Conta (conta) bağlantının sızdırmazlığını sağlar. Böylece hava sadece basınç eşitleme deliğinden diskin ve ana ünitenin içine girebilir. Bu disk üzerindeki kontaklar oksidasyonu önlemek için ince bir altın tabakası ile kaplanmıştır. Ancak elektronik kartın yan tarafında, genellikle HDD'nin arızalanmasına neden olan oksidasyon meydana gelir. Temas noktalarındaki oksidasyonu bir silgi (silgi) ile kaldırabilirsiniz.

Bu klasik bir rocker tasarımıdır.

Yaylı askıların uçlarında bulunan küçük siyah parçalara sürgü denir. Birçok kaynak, sürgülerin ve kafaların bir ve aynı olduğunu belirtir. Aslında kaydırıcı, kafayı manyetik disklerin yüzeyinin üzerine kaldırarak bilgilerin okunmasına ve yazılmasına yardımcı olur. Modern sabit disklerde, kafalar yüzeyden 5-10 nanometre uzaklıkta hareket eder. Karşılaştırıldığında, bir insan saçının çapı yaklaşık 25.000 nanometredir. Kaydırıcının altına herhangi bir parçacık girerse, sürtünme ve arıza nedeniyle kafaların aşırı ısınmasına neden olabilir, bu nedenle mahfazanın içindeki havanın saflığı çok önemlidir. Ayrıca toz çiziklere neden olabilir. Bunlardan, manyetik diske yapışan ve yeni çiziklere neden olan, ancak zaten manyetik olan yeni toz parçacıkları oluşur. Bu, diskin hızla çiziklerle kaplanmasına veya jargonda "kesilmesine" yol açar. Bu durumda, ne ince manyetik katman ne de manyetik kafalar artık çalışmaz ve sabit disk çarpar (ölüm klik).

Başlığın okuma ve yazma öğeleri kaydırıcının sonunda bulunur. O kadar küçüktürler ki ancak iyi bir mikroskopla görülebilirler. Aşağıda, mikroskoptan çekilmiş bir fotoğraf örneği (sağda) ve başın yazma ve okuma öğelerinin göreli konumunun şematik bir temsili (solda) yer almaktadır.

Kaydırıcının yüzeyine daha yakından bakalım.

Gördüğünüz gibi kaydırıcının yüzeyi düz değil, aerodinamik oluklara sahip. Kaydırıcının uçuş yüksekliğini dengelemeye yardımcı olurlar. Kaydırıcının altındaki hava bir hava yastığı oluşturur (Hava Yatak Yüzeyi, ABS). Hava yastığı, kaydırıcının uçuşunu gözleme yüzeyine neredeyse paralel tutar.

İşte başka bir kaydırıcı görüntüsü.

Kafa temasları burada açıkça görülebilir.

Bu, BMG'nin henüz tartışılmayan bir başka önemli parçasıdır. Buna preamplifikatör (preamplifikatör, preamp) denir. Preamplifikatör, kafaları kontrol eden ve onlara gelen veya onlardan gelen sinyali yükselten bir çiptir.

Preamplifikatör, çok basit bir nedenle doğrudan BMG'de bulunur - kafalardan gelen sinyal çok zayıftır. Modern sürücülerde, 1 GHz'den daha yüksek bir frekansa sahiptir. Ön yükselticiyi koruma alanından çıkarırsanız, böyle zayıf bir sinyal kontrol panosuna giderken güçlü bir şekilde zayıflatılacaktır. Bir amplifikatörü doğrudan kafaya monte etmek imkansızdır, çünkü çalışma sırasında önemli ölçüde ısınır, bu da yarı iletken bir amplifikatörün çalışmasını imkansız kılar, bu kadar küçük boyutlu vakum tüplü amplifikatörler henüz icat edilmemiştir.

Ön amfiden kafalara (sağda) muhafaza alanından (solda) daha fazla iz çıkıyor. Gerçek şu ki, bir sabit disk aynı anda birden fazla kafayla (bir çift yazma ve okuma öğesi) çalışamaz. Sabit disk, ön yükselticiye sinyaller gönderir ve sabit diskin o anda erişmekte olduğu kafayı seçer.

Kafalar hakkında bu kadar yeter, diski daha fazla sökelim. Üst ayırıcıyı çıkarın.

İşte göründüğü gibi.

Bir sonraki fotoğrafta, üst ayırıcı ve kafa tertibatı çıkarılmış halde muhafaza alanını görebilirsiniz.

Alt mıknatıs görünür hale geldi.

Şimdi sıkıştırma halkası (plaka kelepçesi).

Bu halka, plaka istifini bir arada tutar ve birbirlerine göre hareket etmelerini engeller.

Krepler bir mile (iğ göbeği) dizilir.

Artık hiçbir şey pankekleri tutmadığına göre üst pankeki çıkaralım. İşte altında ne var.

Artık kafalar için boşluğun nasıl oluşturulduğu açık - krepler arasında ara halkalar var. Fotoğraf, ikinci gözleme ve ikinci ayırıcıyı göstermektedir.

Ara halkası, manyetik olmayan alaşım veya polimerlerden yapılmış yüksek hassasiyetli bir parçadır. Hadi çıkaralım.

HDA'nın altını incelemek için diğer her şeyi diskten çıkaralım.

Basınç eşitleme deliği böyle görünüyor. Doğrudan hava filtresinin altında bulunur. Filtreye daha yakından bakalım.

Dış hava zorunlu olarak toz içerdiğinden, filtre birkaç katmana sahiptir. Sirkülasyon filtresinden çok daha kalındır. Bazen hava nemi ile mücadele etmek için silika jel parçacıkları içerir. Ancak, sabit sürücü suya konulursa filtreden içeri çekilir! Ve bu, içeri giren suyun temiz olacağı anlamına gelmez. Manyetik yüzeylerde tuzlar kristalleşir ve plaka yerine zımpara kağıdı sağlanır.

İş mili motoru hakkında biraz daha. Şematik olarak, tasarımı şekilde gösterilmiştir.

Mil göbeğinin içine kalıcı bir mıknatıs sabitlenmiştir. Manyetik alanı değiştiren stator sargıları, rotorun dönmesine neden olur.

Bilyalı yataklı ve hidrodinamik (Fluid Dynamic Bearing, FDB) olmak üzere iki tip motor vardır. Bilyalı rulmanlar 10 yılı aşkın bir süre önce kullanımdan kaldırıldı. Bu, yüksek bir vuruşa sahip olmalarından kaynaklanmaktadır. Bir hidrodinamik rulmanda salgı çok daha düşüktür ve çok daha sessiz çalışır. Ancak birkaç dezavantajı da var. Birincisi, sıkışabilir. Toplarda bu fenomen oluşmadı. Rulmanlar arızalanırsa yüksek bir ses çıkarmaya başladı, ancak bilgiler en azından yavaş okundu. Şimdi, bir kama yatağı söz konusu olduğunda, tüm diskleri çıkarmak ve servis verilebilir bir iş mili motoruna takmak için özel bir alet kullanmanız gerekir. İşlem çok karmaşıktır ve nadiren başarılı veri kurtarmaya yol açar. Eksene etki eden ve eksenin bükülmesine yol açan Coriolis kuvvetinin büyük değeri nedeniyle, ani konum değişikliğinden bir kama ortaya çıkabilir. Örneğin kutu içeriğinde harici 3.5” sürücüler bulunmaktadır. Kutu dikey olarak durdu, dokundu, yatay olarak düştü. Görünüşe göre uzağa uçmamış mı?! Ama hayır - motorun takozu ve hiçbir bilgi alınamıyor.

İkinci olarak, yağlayıcı hidrodinamik yataktan dışarı sızabilir (orada sıvıdır, bilyeli yataklar tarafından kullanılan jel yağlayıcının aksine oldukça fazladır) ve manyetik plakalara bulaşabilir. Yağlayıcının manyetik yüzeylere bulaşmasını önlemek için, manyetik özelliği olan ve manyetik tuzakları olan partiküllere sahip bir yağlayıcı kullanılır. Ayrıca olası sızıntının olduğu yerin çevresinde bir emme halkası kullanırlar. Diskin aşırı ısınması sızıntıya katkıda bulunur, bu nedenle çalışma sıcaklık rejimini izlemek önemlidir.

Rusça ve İngilizce terminoloji arasındaki bağlantının netleştirilmesi Leonid Vorzhev tarafından yapılmıştır.

2018 Güncellemesi, Sergey Yatsenko

Orijinaline bağlantı sağlanması koşuluyla yeniden basım veya alıntı yapılmasına izin verilir

Merhaba arkadaşlar!

Bugün sabit disk gibi bir şeyden bahsedeceğiz. Nadir bir bilgisayar kullanıcısı onu duymadı!

Winchester, diğer adıyla HDD (Sabit Disk Sürücüsü), diğer adıyla sabit disk, bilgi depolamak için kullanılan bir aygıttır.

HDD, argo adını beyazların Amerika'yı fethettiği ünlü tüfekten almıştır. İlk sabit sürücü modellerinden biri, bu ateşli silahın kalibresine denk gelen "30/30" olarak adlandırıldı.

Aşağıda bilgisayar sabit disklerinden bahsedeceğiz.

Bir bilgisayar sabit diski nasıl düzenlenir?

Kişisel bilgisayarlarda kullanılan geleneksel (elektromekanik) sabit diskin nasıl üçe katlandığını ele alacağız. Temeli bir veya daha fazla bilgi diskidir. İlk sabit sürücü modellerinde alüminyum diskler kullanılıyordu.

Ancak bu ilk modeller büyük ve küçüktü.

Esnek ve sabit sürücüler

Bu tür diskleri okumak ve yazmak için kullanılan sürücüye FDD adı verildi. (disket sürücü).

Bu diskler, her iki tarafı ferromanyetik bir kaplama ile kaplanmış yuvarlak bir plastik parçasından yapılmıştır. İnce ve esnektiler, dolayısıyla sürücünün adı. Dış etkilere karşı korumak için bu diskler kare plastik bir kasaya yerleştirildi.

HDD'lerdeki diskler benzer bir yapıya sahiptir, ancak daha kalındırlar ve adından da anlaşılacağı gibi bükülmezler. Bir santrifüj kullanılarak böyle bir diske ince bir ferromanyetik metal oksit tabakası uygulanır. Veriler manyetik kafalar kullanılarak yazılır ve okunur.

Manyetik kafaya yazarken, ferromanyetik katmandaki alanların (ferromanyetik parçacıklar) yönünü değiştiren bir bilgi sinyali sağlanır.

Okurken, manyetize edilmiş bölümler kafada bir akım indükler ve bu daha sonra kontrol devresi (kontrolör) tarafından işlenir. Hız ve veri hacimleri için gereksinimler sürekli olarak artıyordu. Dünyanın en iyi beyinleri bu bölgeye gönderildi. Ve bilgisayar donanımının geri kalanı gibi sabit diskler de sürekli olarak geliştirildi.

Diskler camdan ve cam seramikten yapılmaya başlandı. Bu, ağırlıklarını, kalınlıklarını azaltmayı ve dönüş hızını artırmayı mümkün kıldı.

Disk dönüş hızı 3600 rpm'den 5400, 7200'e ve ardından 10.000 rpm'ye ve hatta 15.000 rpm'ye yükseldi! Karşılaştırma için FDD'deki disk dönüş hızının 360 rpm olduğunu varsayalım.

Dönüş hızı ne kadar yüksek olursa, veriler o kadar hızlı okunur.

ferromanyetik katman

Disklerin yüzeyine bir ferromanyetik katman iki şekilde uygulanabilir - galvanik biriktirme ve vakumlu biriktirme. İlk durumda, disk bir metal tuzları çözeltisine daldırılır ve üzerinde ince bir metal film (kobalt) biriktirilir.

Vakumlu biriktirmede, disk kapalı bir odaya yerleştirilir, içinden hava pompalanır ve metal parçacıklar bir elektrik deşarjı kullanılarak biriktirilir.

Manyetik tabakanın üzerine koruyucu bir karbon kaplama uygulanır. Kafa ile olası bir temas durumunda ince manyetik tabakayı tahribattan (ve bilgi kaybından) korur.

Bir sabit sürücüde bir veya daha fazla fiziksel disk olabilir. İkinci durumda, diskler tek bir yapı halinde birleştirilir ve eşzamanlı olarak döner. Her diskin ferromanyetik katmana sahip iki tarafı vardır, veriler iki farklı kafa tarafından okunur (üstte ve altta bulunur).

Kafalar da tek bir yapıya monte edilir ve senkronize olarak hareket eder.

Kafaları hareket ettirme mekanizması, telli bir bobin ve sabit bir kalıcı mıknatıs içerir. Bobine akım uygulandığında, içinde mıknatısla etkileşime giren bir manyetik alan üretilir. Ortaya çıkan kuvvet, mekanizmanın tüm hareketli kısmı (ve kafaları da) ile birlikte bobini hareket ettirir.

Mekanizma, güç olmadığında kafaları orijinal konumlarına hareket ettiren bir yay içerir. (Park alanı). Bu, kafaların ve disklerin hasar görmesini önler.

Sabit bir manyetik alan oluşturan küçük neodimyum mıknatısların çok güçlü olduğunu unutmayın!

Çalışma durumunda, diskler sabit bir hızda döner, kafalar diskin üzerinde "havada durur". Dönme sırasında, kafaları kaldıran aerodinamik bir akış meydana gelir. Teknoloji geliştikçe kafa ile disk arasındaki mesafe azalmaktadır.

Şimdiye kadar, onlarca nanometreye düşürüldü!

Mesafeyi azaltmak, bilgi kaydının yoğunluğunu artırmanıza olanak tanır. Böylece aynı hacme daha fazla bilgi sığdırılabilir.

Okuma ve yazma kafaları

Modern sabit disk kullanımı manyetoresistif kafalar.

Bir manyetodirenç kristali, manyetik alanın büyüklüğüne ve yönüne bağlı olarak direncini değiştirebilir. Kafa, farklı manyetizasyona sahip bölgelerin üzerinden geçtiğinde, kontrol devresi tarafından yakalanan direnci değişir.

Sabit sürücü kafası aslında iki kafa içerir - okuma ve yazma. Kayıt kafası, manyetik teyp kasetleri kullanan eski kayıt cihazlarındaki kafa ile aynı prensipte çalışır.

Disk yüzeyindeki manyetik alanların yönünü değiştiren bir manyetik alanın yaratıldığı boşlukta açık bir çekirdek içerir. Kafanın "sarma" fotolitografi kullanılarak basılır.

Mil ve HDA

Diski döndüren sabit sürücünün (mil) ana motoru şunları içerir: hidrodinamik yatak. Çok daha az radyal aşınmaya sahip olması bakımından bir bilyalı rulmandan farklıdır.

Modern sabit disklerde bilgi kayıt yoğunluğu çok yüksektir, izler birbirine çok yakındır.

Büyük miktarda radyal salgı, kayıt yoğunluğunu artırmaz veya (izler arasındaki mesafenin azalmasıyla birlikte) kafa, bir devir sırasında bitişik izler boyunca "sıçrar". Bir hidrodinamik yatak, hareketli ve sabit parçalar arasında ince bir yağ tabakası içerir.

Sonuç olarak, iş milinin, disklerin, tahrikli kafanın ayrı bir bölmeye yerleştirildiğini varsayalım. İlk sabit sürücü modelleri, basıncı eşitlemek için çok küçük hücrelere sahip bir filtre ile donatılmış sızdıran bölmeler içeriyordu.

Daha sonra, içinde bir delik bulunan, esnek bir zarla kapatılmış hermetik bölmeler ortaya çıktı. Membran, ana bölmenin içindeki ve dışındaki hava basıncı farkını telafi etmek için her iki yönde de esneyebilir.

Yazının bundan sonraki bölümünde harddiskin nasıl düzenlendiği ve nasıl çalıştığı ile ilgili bilgilerimize devam edeceğiz.

Victor Geronda seninleydi. Blogda görüşmek üzere!