HDD | |
---|---|
| |
Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon |
Merevlemez meghajtó, vagy HDD ( angol merev (mágneses) lemezmeghajtó, HDD, HMDD ), merevlemez , összecsukható. merevlemez - véletlen hozzáférésű tárolóeszköz (információtároló eszköz, meghajtó ) , amely a mágneses rögzítés elvén alapul. Ez a legtöbb számítógép fő adattároló eszköze .
A hajlékonylemezzel ( hajlékonylemezzel ) ellentétben a HDD-ben lévő információkat kemény ( alumínium vagy üveg ) lemezekre rögzítik, amelyek ferromágneses vannak bevonva , leggyakrabban króm-dioxid -mágneses lemezeken. A HDD egy vagy több tálcát használ ugyanazon a tengelyen . Az olvasófejek működési módban nem érintik a lemezek felületét a gyors forgás során a felület közelében kialakuló légáramlási réteg miatt. A fej és a lemez távolsága több nanométer (modern korongoknál kb. 10 nm [1] ), a mechanikai érintkezés hiánya pedig a készülék hosszú élettartamát biztosítja. Korongforgatás hiányában a fejek az orsónál vagy a lemezen kívül, biztonságos ("parkoló") zónában helyezkednek el, ahol a tárcsák felületével való abnormális érintkezésük kizárt.
Ezenkívül a hajlékonylemezzel ellentétben a tárolóeszközt általában egy meghajtóval, egy meghajtóval és egy elektronikai egységgel kombinálják. Az ilyen merevlemezeket gyakran nem cserélhető adathordozóként használják.
A 2000-es évek második fele óta elterjedtek a nagyobb teljesítményű SSD -k , amelyek számos alkalmazásból kiszorították a lemezmeghajtókat a magasabb egységnyi tárhelyköltség ellenére; Ugyanakkor a merevlemezek a 2010-es évek közepétől mind a fogyasztói, mind a vállalati szegmensben elterjedtek, mint olcsó és nagy kapacitású tárolóeszközök.
A logikai lemez kifejezés jelenléte miatt a merevlemezek mágneslemezeit (tányérjait) a félreértések elkerülése érdekében fizikai lemeznek , szleng - palacsintának nevezik . Ugyanezen okból kifolyólag a szilárdtestalapú meghajtókat néha SSD-merevlemeznek is nevezik , bár nem rendelkeznek mágneslemezzel vagy mozgatható eszközzel.
Az egyik verzió [2] [3] szerint a "Winchester" ( eng. Winchester ) nevet Kenneth Haughtonnak, az IBM -nél , a projektmenedzsernek köszönhetően kapta a meghajtó , ennek eredményeként egy merevlemez lett. 1973 IBM 3340 modell , amely először egyesítette a lemeztálcákat és az olvasófejeket egyetlen egy darabból álló házban. Kidolgozásakor a mérnökök a "30-30" rövid belső nevet használták, ami két, egyenként 30 megabájtos modult jelentett (maximális elrendezésben) , ami egybeesett a népszerű vadászfegyver - a Winchester Model 1894 puska - jelölésével. a .30-30 -as puskatöltény . Létezik olyan verzió is [4] , amely szerint a név kizárólag a szintén a Winchester Repeating Arms Company által gyártott patron nevéből származik , amely az USA-ban az első olyan lőszer, amelyet „kis” kaliberű polgári fegyverekhez készítettek füstmentes poron. az idősebb generációk patronjai minden tekintetben, és azonnal széles körű népszerűségre tettek szert.
Európában és az USA-ban a "winchester" név az 1990- es években megszűnt , de az oroszban megmaradt és félhivatalos státuszt kapott, a számítógépes szlengben pedig a "csavar" szóra redukálták (néha "vinch") . 5] ).
A merevlemezek működési elve hasonló a magnók működéséhez . A lemez munkafelülete az olvasófejhez képest mozog (például egy induktor formájában, amelynek rés a mágneses áramkörben ). Ha váltakozó elektromos áramot vezetnek (felvétel közben) a fejtekercsre, a fejrésből fellépő váltakozó mágneses tér hatással van a lemez felületének ferromágnesére , és a jelerősségtől függően megváltoztatja a tartománymágnesezési vektor irányát. Olvasáskor a fejrés közelében lévő domének mozgása a fej mágneses áramkörében a mágneses fluxus változásához vezet, ami az elektromágneses indukció miatt váltakozó elektromos jel megjelenéséhez vezet a tekercsben.
Az 1990-es évek vége óta az óriásmágneses ellenálláson (GMR) [6] [7] alapuló fejeket kezdték használni az információtárolási piacon .
A 2000-es évek eleje óta a GMR-effektuson alapuló fejeket felváltják az alagút-magnetorezisztív effektuson alapuló fejek (amelynél a mágneses tér változása a mágneses térerősség változásától függő ellenállás-változáshoz vezet; pl. A fejek lehetővé teszik az információolvasási megbízhatóság valószínűségének növelését, különösen nagy sűrűségű információs rekordok esetén). 2007-ben a magnézium-oxidos alagút-magnetorezisztív hatáson alapuló eszközök (a hatást 2005-ben fedezték fel) teljesen felváltották a GMR effektuson alapuló eszközöket.
2020 végén szakértők becslése szerint a merevlemez-gyártók az elkövetkező években áttérnek a mágneses tálfűtésű helyi rögzítési ( HAMR ) technológiára, amelyről úgy gondolják, hogy jobban illeszkedik az üvegtálakhoz, mint az alumíniumtányérokhoz, mivel az üveg hibátlanul bírja a helyi melegítést. 700 °C-ig, míg az alumínium hőállósága 200 °C-ra korlátozódik [8] .
Longitudinális rögzítési módszer - CMR technológia ( C conventional Magnetic Recording ) egy "normál" mágneses rögzítés, az információ biteket egy kis fej segítségével rögzítik, amely egy forgó lemez felületén áthaladva több milliárd vízszintes diszkrét területet - tartományt - mágnesez. Ebben az esetben a tartománymágnesezési vektor hosszanti irányban helyezkedik el, vagyis párhuzamosan a lemez felületével. Ezen területek mindegyike egy logikai nulla vagy egy, a mágnesezés irányától függően.
Ezzel a módszerrel a maximális elérhető rögzítési sűrűség körülbelül 23 Gb/cm². 2010-re ezt a módszert gyakorlatilag felváltotta a merőleges rögzítési módszer.
A merőleges rögzítési módszer a PMR technológia ( P erpendicular M Magnetic R recording ) , amelyben az információbiteket függőleges tartományokban tárolják . Ez lehetővé teszi erősebb mágneses mezők használatát, és csökkenti az 1 bit rögzítéséhez szükséges anyagterületet. A korábbi, a mágneses tálca felületével párhuzamos rögzítési módszer oda vezetett, hogy egy ponton a mérnökök elérték a "plafont" - lehetetlen volt tovább növelni a lemezeken lévő információsűrűséget. És akkor eszébe jutott egy másik rögzítési módszer, amely az 1970-es évek óta ismert.
A felvételi sűrűség ezzel a módszerrel drámaian megnőtt - már az első mintákon is több mint 30%-kal (2009-ben - 400 Gb / hüvelyk² vagy 62 Gb / cm² [9] ). Az elméleti határérték nagyságrendekkel elmozdult, és több mint 1 Tbit/inch².
A merőleges rögzítéssel rendelkező merevlemezek 2006 óta kaphatók a piacon [10] . A merevlemezek továbbra is a kapacitás növelésére irányulnak, akár 10-14 terabájtig is képesek, és a PMR mellett olyan technológiákat alkalmaznak, mint a héliummal töltött tokok, az SMR, a HAMR/MAMR [11] .
A csempézett mágneses rögzítés módszerét - SMR ( S singled M Magnetic R recording ) technológia a 2010-es évek elején került bevezetésre. Kihasználja azt a tényt, hogy az olvasási terület szélessége kisebb, mint az írófej szélessége. A sávok rögzítése ezzel a módszerrel részleges átfedéssel történik a sávcsoportokon (csomagokon) belül. A csomag minden következő sávja részben lefedi az előzőt (mint egy cseréptető ), hagyva belőle egy keskeny részt, ami elegendő az olvasófejhez. Sajátosságaiban gyökeresen eltér a népszerűbb CMR és PMR rögzítési technológiáktól [12] [13] [14] .
A csempézett rögzítés növeli rögzített információ sűrűségét (a technológiát a merevlemez-gyártók használják az adatrögzítési sűrűség növelésére, ami lehetővé teszi számukra, hogy több információt férjenek el minden merevlemez-tálcára), de bonyolítja az újraírást – minden változtatásnál teljesen meg kell írja át az átfedő sávok teljes csomagját. A technológia lehetővé teszi a merevlemezek kapacitásának 15-20% -kal történő növelését az adott megvalósítástól függően; ugyanakkor nem mentes a hátrányoktól, amelyek közül a fő az alacsony írási / újraírási sebesség, ami kritikus az ügyfélszámítógépeken történő használat során. Hivatalosan a csempézett mágneses rögzítési technológiát főként adatfeldolgozó központok (DPC-k) merevlemezeiben használják, archívumokhoz és olyan alkalmazásokhoz, mint például a WORM (egyszer írás, többszöri olvasás), ahol ritkán van szükség újraírásra.
A 2010-es évek végén a WD és a Toshiba szándékosan elrejtette a technológia használatával kapcsolatos információkat számos fogyasztói szegmenst célzó meghajtójában; használata a meghajtók egyes fájlszerver-modelljeivel való összeférhetetlenségéhez és RAID-tömbökbe való kombinálásának lehetetlenségéhez [15] , valamint a véletlenszerű írási sebesség csökkenéséhez vezet. Ezenkívül egyes WD SMR meghajtók firmware-jének hibái adatvesztést okoztak a ZFS fájlrendszer használatakor [16] [17] . Ami a harmadik legnagyobb merevlemez-gyártó, a Seagate számolt be az SMR használatáról a dokumentációban egyes meghajtók esetében, de mások esetében rejtve tartotta [15] [18] .
A hőmágneses rögzítés módszere - HAMR technológia ( Eng. H eat- A ssisted M Magnetic R recording ) továbbra is ígéretes, fejlesztése és megvalósítása folytatódik. Ez a módszer a lemez pontfűtését használja, ami lehetővé teszi, hogy a fej a felületének nagyon kis területeit mágnesezze. A lemez lehűlése után a mágnesezés "rögzül". 2009-re csak kísérleti minták álltak rendelkezésre, amelyek rögzítési sűrűsége 150 Gbit/cm² volt [19] . A Hitachi szakértői ennek a technológiának a határértékét 2,3-3,1 Tbit/cm²-nek, a Seagate Technology képviselői pedig 7,75 Tbit/cm²-nek nevezik [20] . A Seagate ezt a technológiát alkalmazva 2018 -ban 16 TB-os merevlemezt [21] , 2020 -ban pedig 20 TB- os merevlemezt adott ki . A Seagate regionális menedzsere, Vic Huang szerint a vállalat valamivel később 30 TB-os és 50 TB-os lemezeket kíván piacra dobni [22] .
Strukturált adathordozóA strukturált ( mintázott ) adathordozó – BPM technológia ( Bit-P atterned M Media ) – ígéretes technológia az adatok mágneses adathordozón történő tárolására , amely egy sor azonos mágneses cellát használ az adatok rögzítésére, amelyek mindegyike egy bitnek felel meg. információt, ellentétben a modern mágneses rögzítési technológiákkal, amelyekben egy kis információ több mágneses tartományon rögzítésre kerül.
A merevlemez egy elválasztó területből és egy elektronikai egységből áll.
A védőterület tartalmaz egy tartós ötvözetből készült házat, mágneses bevonattal ellátott tárcsa alakú lemezeket (egyes modelleknél elválasztókkal elválasztva), valamint egy fejblokkot pozicionáló szerkezettel és elektromos orsóhajtással .
A közhiedelemmel ellentétben az eszközök túlnyomó többségében nincs vákuum a konténmenten belül . Egyes gyártók légmentesen zárják (innen a név), és tisztított és szárított levegővel vagy semleges gázokkal, különösen nitrogénnel töltik meg , és vékony fém- vagy műanyag membránt szerelnek be a nyomás kiegyenlítésére (ebben az esetben egy kis zseb található benne a merevlemez-meghajtó tok szilikagél zacskó számára , amely elnyeli a burkolat lezárása után a házban maradt vízgőzt). Más gyártók a nyomást egy kis nyíláson keresztül egy szűrővel egyenlítik ki, amely képes a nagyon finom (több mikrométeres ) részecskék felfogására. Ebben az esetben azonban a páratartalom is kiegyenlítődik, és káros gázok is behatolhatnak. A nyomáskiegyenlítésre azért van szükség, hogy megakadályozzuk a konténment házának deformációját a légköri nyomás (például repülőgépen) és a hőmérséklet változása miatt, valamint amikor a készülék működés közben felmelegszik.
Az összeszerelés során a konténment területére került és a tárcsa felületére eső porszemcséket a forgás során egy másik szűrőbe - egy porgyűjtőbe - szállítják.
Fejblokk - alumínium alapú ötvözetekből készült konzolok (karok) csomagja, amely ötvözi a kis súlyt és a nagy merevséget (általában egy pár minden koronghoz). Az egyik végén a lemez széléhez közeli tengelyhez vannak rögzítve. A másik végén (a korongok felett) a fejek rögzítve vannak .
A lemezek (lemezek) általában fémötvözetből készülnek. Bár voltak kísérletek műanyagból, sőt üvegből (IBM) is gyártani őket, az ilyen lemezek törékenynek és rövid életűnek bizonyultak. A lemezek mindkét síkját, mint egy szalagot, a legfinomabb ferromágnespor borítja - vas- , mangán- és más fémek oxidjai. A pontos összetétel és alkalmazási technológia üzleti titok . A legtöbb pénztárcabarát készülék egy vagy két tálcát tartalmaz, de vannak több tálcás modellek is.
A tárcsák mereven rögzítve vannak az orsón. Működés közben az orsó percenként több ezer fordulattal forog (3600 és 15 000 között). Ennél a sebességnél erőteljes légáramlás jön létre a lemez felülete közelében, ami felemeli a fejeket és lebegteti őket a lemez felülete felett. A fejek alakját úgy számítják ki, hogy működés közben biztosítsák az optimális távolságot a betéttől. Amíg a tárcsák fel nem gyorsulnak a fejek „felszállásához” szükséges sebességre, a parkolóberendezés a fejeket a parkolózónában tartja . Ez megakadályozza a betétek fejeinek és munkafelületének sérülését. A merevlemez orsómotorja egy szelepmotor .
Elválasztó (leválasztó) - műanyagból vagy alumíniumból készült lemez, amely a mágneslemezek lemezei között és a mágneslemez felső lemeze felett helyezkedik el. A légáramlás kiegyenlítésére szolgál a konténment területen.
Helymeghatározó eszközA fej pozicionáló eszköz ( Jarg. Actuator ) alacsony tehetetlenségi nyomatékú mágnesszelep . Ez egy álló pár erős neodímium állandó mágnesből , valamint egy tekercsből (szolenoidból) áll egy mozgatható fejblokk konzolon . A motor a lemezre írt szervo információk olvasására és feldolgozására szolgáló rendszerrel és a vezérlővel (VCM vezérlő) együtt szervo meghajtót alkot .
A fejpozícionáló rendszer kettős meghajtású is lehet. Ugyanakkor a fő elektromágneses meghajtó normál pontossággal mozgatja a blokkot, és egy további piezoelektromos mechanizmus nagyobb pontossággal igazítja a fejeket a mágneses pályához.
A motor működési elve a következő: a tekercs az állórész belsejében van (általában két fix mágnes), a különböző erősségű és polaritású árammal ellátott áram pontosan sugárirányú pálya mentén helyezi el a fejekkel ellátott konzolt (hintót). A pozicionáló eszköz sebessége a lemezek felületén lévő adatok keresési idejétől függ.
Minden meghajtónak van egy speciális zónája, az úgynevezett parkolási zóna - ezen áll meg a fej, amikor a meghajtó ki van kapcsolva, vagy az alacsony energiafogyasztási módok egyikében van. Parkolási állapotban a fejegység tartója (lengőkarja) a szélső helyzetben van, és a lökethatárolónak támaszkodik. Az információelérési műveletek (olvasás/írás) során az egyik zajforrás a mágneses fejeket az úthatárolókhoz tartó tartókonzolok ütközése miatti rezgés, miközben a fejeket nulla helyzetbe állítják vissza. A zajcsökkentés érdekében puha gumiból készült csillapító alátéteket szerelnek fel a menetütközőkre. A fejegység gyorsítási és lassítási módjának megváltoztatásával programozottan jelentősen csökkenthető a merevlemez zaja. Ehhez egy speciális technológiát fejlesztettek ki - Automatic Acoustic Management . Hivatalosan az ATA / ATAPI-6 szabványban jelent meg a merevlemez zajszintjének programozott szabályozása (ehhez módosítani kell a vezérlő változó értékét), bár néhány gyártó korábban kísérleti megvalósítást is készített.
A korai merevlemezeken a vezérlő logikát a számítógép MFM - vagy RLL-vezérlőjére helyezték, az elektronikai kártya pedig csak az analóg feldolgozásra és az orsómotor, a pozicionáló és a fejkapcsoló vezérlésére szolgáló modulokat tartalmazott. Az adatátviteli sebesség növekedése arra kényszerítette a fejlesztőket, hogy az analóg út hosszát a határokig csökkentsék, és a modern merevlemezeken az elektronikai egység általában a következőket tartalmazza: vezérlőegység, csak olvasható memória (ROM), puffer memória, interfész egység és egy digitális jelfeldolgozó egység .
Az interfészdoboz összekapcsolja a merevlemez elektronikáját a rendszer többi részével.
A vezérlőegység egy olyan vezérlőrendszer, amely elektromos jeleket fogad a fejek pozícionálásához, és egy hangtekercs típusú hajtás által vezérlő műveleteket generál , átkapcsolja a különböző fejekről érkező információáramlást, vezérli az összes többi csomópont működését (pl. az orsó fordulatszáma), az eszközérzékelőktől érkező jelek fogadása és feldolgozása (az érzékelőrendszer tartalmazhat egy tengelyű, lökésérzékelőként használt gyorsulásmérőt , szabadesés-érzékelőként használt háromtengelyes gyorsulásmérőt , nyomásérzékelőt, szöggyorsulás-érzékelőt, hőmérséklet szenzor).
A ROM egység a vezérlőegységek és a digitális jelfeldolgozás vezérlőprogramjait, valamint a merevlemez szervizinformációit tárolja.
A puffermemória kiegyenlíti az interfész és a meghajtó közötti sebességkülönbséget (nagy sebességű statikus memóriát használnak ). A puffermemória méretének növelése bizonyos esetekben lehetővé teszi a meghajtó sebességének növelését.
A digitális jelfeldolgozó egység az olvasott analóg jelet megtisztítja és dekódolja (digitális információ kinyerése). A digitális feldolgozáshoz különféle módszereket használnak, például a PRML módszert (Partial Response Maximum Likelihood - a maximális valószínűség hiányos válasz esetén). A vett jelet összehasonlítja a mintákkal. Ebben az esetben olyan mintát választunk ki, amely alakjában és időbeli jellemzőiben leginkább a dekódolt jelhez hasonlít.
Makró fotó a mágneses fejről, lent - tükörkép a mágneses lemez felületéről
Mikrofotó a mágneses fejről
Parkolt mágneses fej
Vezérlőkártya 3,5"-os 73 GB-os Fujitsu SAS meghajtón
A mágneses fejek meghajtásának mechanikai és elektromos alkatrészei
Egy vezérlő ( bővítőkártya ) szükséges az MFM-lemez alaplaphoz történő csatlakoztatásához
Vezérlőkártya egy régi IDE-meghajtón
Belső merevlemezekhez:
Sávszélesség, Gbps | Maximális kábelhossz, m | Tápkábel szükséges | Meghajtók száma csatornánként | A vezetékek száma a kábelben | Más funkciók | |
---|---|---|---|---|---|---|
Ultra ATA /133 | 1.2 | 0,46 | Igen (3,5") / Nem (2,5") | 2 | 40/80 | Controller+2Slave, hot swap nem lehetséges |
SATA -300 | 2.4 | egy | Igen | egy | 7 | Host/Slave, néhány vezérlőn üzem közben cserélhető |
SATA -600 | 4.8 | nincs adat | Igen | egy | 7 | |
Ultra -320SCSI | 2.56 | 12 | Igen | 16 | 50/68 | eszközök egyenlőek, üzem közbeni csere lehetséges |
SAS | 2.4 | nyolc | Igen | Több mint 16384 | forrócsere; lehetőség van SATA eszközök csatlakoztatására SAS vezérlőkhöz |
Merevlemezen alapuló külső eszközök esetén, amelyeket szinte mindig belső merevlemezek alapján hoznak létre adapterkártya (interfész konverter) segítségével:
Sávszélesség, Gbps | Maximális kábelhossz, m | Tápkábel szükséges | Meghajtók száma csatornánként | A vezetékek száma a kábelben | Más funkciók | |
---|---|---|---|---|---|---|
FireWire /400 | 0.4 | 4,5 (maximum 72 m-ig százszorszépláncban) | Igen/Nem (az interfész típusától és a meghajtótól függően) | 63 | 4/6 | eszközök egyenlőek, üzem közbeni csere lehetséges |
FireWire /800 | 0.8 | 4,5 (maximum 72 m-ig százszorszépláncban) | Igen/Nem (az interfész típusától és a meghajtótól függően) | 63 | 9 | eszközök egyenlőek, üzem közbeni csere lehetséges |
USB 2.0 | 0,48
(valójában - 0,25) |
5 (akár 72 m, ha hub -on keresztül sorba van kötve ) | Igen/Nem (a meghajtó típusától függően) | 127 | négy | Host/Slave, üzem közben cserélhető |
USB 3.0 | 4.8 | nincs adat | Igen/Nem (a meghajtó típusától függően) | nincs adat | 9 | Kétirányú, USB 2.0 kompatibilis |
Villámcsapás | tíz | |||||
Ethernet | ||||||
eSATA | 2.4 | 2 | Igen | 1 (akár 15 port szorzóval) | 7 | Host/Slave, üzem közben cserélhető |
Címzés céljából a lemeztányérok felületét sávokra - koncentrikus gyűrűs területekre - osztják. Minden sáv egyenlő szegmensekre - szektorokra van felosztva . A CHS - címzés feltételezi, hogy egy adott lemezterületen minden sáv ugyanannyi szektorral rendelkezik.
Henger - a merevlemez-tányérok minden munkafelületén a központtól egyenlő távolságra lévő pályák készlete. A fej száma a használt munkafelületet, a szektorszám pedig egy adott szektort a pályán.
A CHS-címzés használatához ismernie kell a használt lemez geometriáját : a benne lévő hengerek, fejek és szektorok teljes számát. Kezdetben ezeket az információkat manuálisan kellett megadni; az ATA - 1 szabványban bevezették a geometria automatikus felismerésének funkcióját (az Identify Drive parancsot) [23] .
A merevlemez geometriája befolyásolja az olvasási/írási sebességet. A lemeztányér külső széléhez közelebb növekszik a sávok hossza (több szektor fér el, a hengereken lévő szektorok száma korábban ugyanannyi volt), és ennek megfelelően az adatmennyiség, amit a készülék egybe tud olvasni vagy írni. forradalom. Ugyanakkor az olvasási sebesség 210 és 30 MB / s között változhat. Ennek ismeretében célszerű az operációs rendszerek gyökér partícióit elhelyezni. A szektorszámozás a lemez külső szélétől nullától kezdődik.
A modern "merevlemezek" lemezein a sávok több zónába csoportosulnak ( eng. Zoned Recording ). Egy zóna minden sávjának ugyanannyi szektora van. A külső zónák pályáin azonban több szektor található, mint a belső sávokon. Ez lehetővé teszi a hosszabb külső pálya használatával egyenletesebb rögzítési sűrűség elérését, növelve a lemez kapacitását azonos gyártási technológiával.
Tartalék szektorokMinden sávon további tartalék szektorok lehetnek a lemez élettartamának növelése érdekében. Ha valamelyik szektorban helyrehozhatatlan hiba lép fel, akkor ez a szektor helyettesíthető tartalékkal ( angol remapping ). A benne tárolt adatok elveszhetnek vagy visszaállíthatók az ECC segítségével , és a lemez kapacitása változatlan marad. Két átcsoportosítási tábla van: az egyiket gyárilag, a másikat üzem közben töltik ki. A zónahatárok, az egyes zónák sávonkénti szektorainak száma és a szektorleképezési táblázatok az elektronikai egység ROM-jában vannak tárolva.
Logikai geometriaAhogy a legyártott merevlemezek kapacitása nőtt, fizikai geometriájuk már nem fért bele a szoftveres és hardveres interfészek által támasztott korlátozásokba (lásd: Merevlemez kapacitása ). Ezenkívül a különböző számú szektorral rendelkező sávok nem kompatibilisek a CHS címzési módszerrel. Ennek eredményeként a lemezvezérlők nem valós, hanem fiktív, az interfészek korlátaiba illeszkedő, de a valóságnak nem megfelelő logikai geometriáról kezdtek beszámolni. Tehát a legtöbb modellben a szektorok és fejek maximális száma 63 és 255 (a maximális lehetséges értékek a BIOS INT 13h megszakítási funkcióiban), és a hengerek számát a lemez kapacitásának megfelelően választják ki. Magának a lemeznek a fizikai geometriája nem érhető el normál üzemmódban [24] , és a rendszer többi része számára ismeretlen.
A merevlemez minimális címezhető adatterülete egy szektor . A szektor mérete hagyományosan 512 bájt [25] . 2006-ban az IDEMA bejelentette a 4096 bájtos szektorméretre való átállást, amely a tervek szerint 2010-re fejeződik be [26] .
A Western Digital már bejelentette [27] az Advanced Format nevű új formázási technológia bevezetését, és kiadott egy sor meghajtót az új technológiával. Ez a sorozat az AARS / EARS és a BPVT vonalakat tartalmazza.
Mielőtt egy Advanced Format technológiával rendelkező meghajtót használna a Windows XP rendszerhez, el kell végeznie a partíció(k) igazítási eljárását egy speciális segédprogrammal [28] . Ha a lemezpartíciókat Windows Vista , Windows 7 és Mac OS hozták létre , nincs szükség igazításra [29] .
A Windows Vista, a Windows 7, a Windows Server 2008 és a Windows Server 2008 R2 korlátozottan támogatja a túlméretezett lemezeket [30] [31] .
A lemezen lévő szektorok megcímzésének két fő módja van:
CHSEzzel a módszerrel a szektort a lemezen elfoglalt fizikai helyzete határozza meg három koordinátával - hengerszám , fejszám és szektorszám . Az 528 482 304 bájtnál (504 MB) nagyobb, beépített vezérlőkkel rendelkező lemezeken ezek a koordináták már nem felelnek meg a szektor fizikai pozíciójának a lemezen, és "logikai koordináták" (lásd fent ).
LBAEzzel a módszerrel a hordozón lévő adatblokkok címét logikai lineáris címmel adjuk meg. Az LBA címzést 1994-ben kezdték implementálni és használni az EIDE (Extended IDE) szabvánnyal együtt. Az LBA szükségességét részben a nagy kapacitású lemezek megjelenése okozta, amelyeket a régi címzési sémákkal nem lehetett teljes mértékben kihasználni.
Az LBA metódus megfelel az SCSI szektorleképezésnek . Az SCSI vezérlő BIOS -a ezeket a feladatokat automatikusan elvégzi, vagyis a logikai címzési módszer kezdettől fogva jellemző volt az SCSI interfészre.
A zajszint az a zaj, amelyet a hajtás mechanikája a működése során kelt. Decibelben megadva . A csendes meghajtók olyan eszközök, amelyek zajszintje körülbelül 26 dB vagy kevesebb. A zaj az orsó forgási zajából (beleértve az aerodinamikai zajt is) és a pozicionálási zajból áll.
A merevlemez-meghajtók zajának csökkentése érdekében a következő módszereket alkalmazzuk:
A merevlemezeket a működés nagy megbízhatósága és az információk tárolása jellemzi. Évtizedekig tarthatnak. Általában kicserélik, hogy nagyobb kapacitású merevlemezt vásároljanak, jóval a régi meghajtó meghibásodása előtt.
A merevlemezek gyártási folyamata több szakaszból áll:
A mágneses bevonathoz a munkadarabokat a mágneses bevonat zónába kell mozgatni (a tesztzónán belül található, 10. osztály).
A mágneses bevonatok felhordásának folyamata után a lemezeket kazettákba helyezik, és ismét a vizsgálati területre helyezik.
Az eszköz összeszerelésének utolsó szakaszában a lemezek felületét formázzák - pályákat és szektorokat alakítanak ki rajtuk. A konkrét módszert a gyártó és/vagy szabvány határozza meg, de legalább minden sáv mágneses jelöléssel jelzi a pálya kezdetét.
Vannak olyan segédprogramok , amelyek egy lemez fizikai szektorait tesztelhetik, és korlátozott mértékben megtekinthetik és szerkeszthetik annak szolgáltatási adatait [47] . Az ilyen segédprogramok speciális képességei nagymértékben függenek a lemezmodelltől és a megfelelő modellcsalád szoftverének szerzője által ismert műszaki információktól [48] .
Néhány merevlemezt használó eszköz:
Bővítőkártyákban ( Hardcard [ )
Digitális videórögzítőkben
RAID tömbökben
Mivel a laptopok és a monoblokkok DVD-meghajtói jelenleg nem relevánsak, nagyon gyakran egy további HDD-t helyeznek be egy speciális adapterbe (szán)
Digitális hordozható médialejátszókban
A merevlemezek a 21. század első évtizedében is népszerűek maradtak, mivel akkoriban nem volt érdemi pótlásuk: a szilárdtest-meghajtók (SSD-k) még csak most kezdték fejlesztési útjukat, ezért drágák voltak, miközben nagyon kis mennyiségű adatot fogadtak. . A 2020-as évek elején az SSD-k, mint megbízhatóbb és gyorsabb meghajtók népszerűségének folyamatos növekedése (a fogyasztói szegmensben a felhasználók egyre gyakrabban választottak SSD-ket a HDD-k és az azonos méretű SSD-k között) ahhoz a tényhez vezetett, hogy a merevlemez-meghajtók globális mennyiségben szállíthatók. 15%-kal összeomlott (2022-ben 2021-hez képest) [49] .
Kezdetben a merevlemezek széles választéka volt a piacon, amelyeket sok cég gyártott . A kiélezett verseny, a modern technológiát igénylő robbanásszerű kapacitásnövekedés és a csökkenő haszonkulcsok miatt a legtöbb gyártót vagy felvásárolták a versenytársak, vagy más típusú termékekre váltottak.
Az 1990-es évek közepén volt egy Conner Peripherals [en] nevű cég , amelyet a Seagate megvásárolt.
Az 1990-es évek első felében volt a Micropolis Corporation , amely nagyon drága prémium SCSI meghajtókat gyártott szerverekhez. De az iparág első 7200 rpm merevlemezeinek megjelenésével. gyenge minőségű orsócsapágyakat használt, amelyeket a Nidec szállított, és a Micropolis végzetes veszteségeket szenvedett a visszatéréskor, csődbe ment, és a Seagate teljesen kivásárolta.
A merevlemezeket is a NEC gyártotta .
A Fujitsu továbbra is gyárt merevlemezeket laptopokhoz és SCSI-meghajtókhoz, de 2001 -ben elhagyta az asztali meghajtók tömeges piacát a Cirrus Logic vezérlőchip súlyos meghibásodása miatt (a rossz minőségű fluxus forrasztáskorrózióhoz vezetett). Ezt megelőzően a Fujitsu merevlemezeket vették számításba[ kitől? ] a legjobb az asztali szektorban , kiváló forgófelületi jellemzőkkel rendelkezik, gyakorlatilag nincs gyárilag áthelyezett szektor. 2009- ben a merevlemezek gyártása teljesen átkerült a Toshibához [50] .
A 2000-es évek elején az asztali számítógépek lemezeinek tömeges meghibásodásával járó végzetes meghibásodások után (a hermetikus edény sikertelenül elkészített csatlakozójának érintkezői oxidálódnak) 2002-ben a Hitachi megvásárolta az IBM részlegét , amelynek lemezei eddig szinte szabványosnak számítottak. [51] .
Elég fényes nyomot hagyott a merevlemezek történetében a Quantum Quantum Corp. , de a 2000-es évek elején ez is megbukott, még az IBM-nél és a Fujitsunál is tragikusabb: a Quantum CX sorozatú merevlemezeknél a lemez hermetikus bankjában található fejkapcsoló chip meghibásodott, ami nagyon költséges adatkinyeréshez vezetett egy meghibásodott lemez.
A lemezgyártás egyik vezetője a Maxtor volt . 2001- ben a Maxtor felvásárolta a Quantum merevlemez-részlegét, és az úgynevezett "vékony" meghajtókkal is reputációs problémákkal küzdött. 2006 -ban a Maxtort a Seagate megvásárolta [51] .
2011 tavaszán a Hitachi gyártását megvásárolta a Western Digital (a 3,5 hüvelykes meghajtógyárakat 2012-ben a Toshibához helyezték át) [52] [53] [54] ; ugyanakkor a Samsung eladta HDD-részlegét a Seagate-nek [55] [56] .
2012 óta három fő gyártó maradt – a Seagate , a Western Digital és a Toshiba [57] [58] .
LemezgyártókA merevlemezek 1956-os bevezetése óta az ára több tízezer dollárról több tíz dollárra esett a 2010-es évek közepére. A kapacitás költsége 9200 dollárról 0,000035 dollárra csökkent megabájtonként [62] .
A 2011-es thaiföldi árvizek elárasztották a Western Digital , a Seagate Technology , a Hitachi és a Toshiba merevlemez-gyárait . Az IDC szerint ez a merevlemez-gyártás egyharmados visszaeséséhez vezetett [63] . Piper Jaffray szerint 2011 IV. negyedévében 60-80 millió darab lesz a merevlemez-hiány a világpiacon 180 milliós kereslet mellett, 2011. november 9-től a merevlemezek ára már 2011. november 9-én emelkedett. a 10 és 60% közötti tartomány [64] .
2020-ban a COVID-19 világjárvány miatt a merevlemez-gyártók jelentősen csökkentették a meghajtók gyártását, de a jövőben a szakértők szerint ez a piac ismét növekedni fog (legalábbis a tárolómeghajtó-résben). 20 TB-ig terjedő merevlemezekről beszélünk. A nagyobb kapacitású meghajtók a következő egy-két évben áttérnek a fűtött rögzítésre (HAMR), amelyre a vélekedés szerint az üveglapok jobban megfelelnek, mint az alumínium. Az 5G -kommunikáció elterjedésével várható hálózati adatnövekedés új és nagyobb kapacitású tárolórendszereket igényel, amivel az SSD-k nem fognak tudni megbirkózni, a távmunka és a tárgyak internete is a kereslet kézzelfogható növekedésének forrásává válik. HDD meghajtók [65] [66] .
2021 májusában a HDD bányászaton alapuló Chia piacra dobása kapcsán a merevlemezek ára 2-3-szorosára emelkedett [67] [68] [69] [70] [71] .
Szótárak és enciklopédiák | |
---|---|
Bibliográfiai katalógusokban |
|