Жесткие диски и дисковые массивы

Жёсткий диск (винчестер, HDD) - это постоянное запоминающее компьютерное устройство, принцип функционирования которого базируется на магнитной записи цифровых данных. Запись производится на магнитные диски, которых в одном винчестере может быть несколько. Данный тип запоминающего устройств является энергонезависимым, то есть после прекращения электрического питания информация на нём не стирается. Основной функцией жёсткого диска в компьютерной системе является долговременное хранение информации. На винчестере хранится операционная система компьютера, а также прочее программное обеспечение и личные файлы пользователей. Механизм работы жёстких дисков построен так, что информация может не только записываться и храниться, а ещё без проблем стираться и заменяться на другую, что отличает жёсткие диски от оптических.

Жесткие диски бывают внутренними, внешними и гибридными. Особенностью внешних HDD является небольшое потребление электроэнергии и компактные размеры. Также они имеют качественный корпус, защищающий механизм устройства от внешних факторов. Гибридные жёсткие диски являются комбинированными устройствами, совмещающими в себе качества обычных винчестеров и SSD, то есть твердотельных быстродействующих накопителей на основе флеш-памяти.

Самым важным параметром любого жёсткого диска является объём данных, который он позволяет хранить. Объём современных винчестеров исчисляется сотнями и тысячами гигабайт. Терабайтные жёсткие диски являются более перспективными, если принимать во внимание соотношение цены к одному гигабайту и размеры современных файлов. Например, один фильм в высоком качестве или современная игра, могут занимать на винчестере до 50 Гб.

Такой параметр жёсткого диска как скорость вращения шпинделя, напрямую влияет на его быстродействие. Он характеризует скорость вращения механического элемента устройства, на котором закреплены магнитные диски с записанными данными, и исчисляется в количестве оборотов за одну минуту. HDD со скоростью равной 5400 обычно используются в портативных компьютерах (ноутбуках), так как небольшая скорость является важным фактором, влияющим на энергопотребление, количество шума во время работы и выделение тепла. В стационарных ПК чаще всего применяются винчестеры, скоростью которых 7200 об/мин, так как они более продуктивные и энергопотребление в этом случае не столь важно, ведь такие ПК подключаются к централизованной сети электропитания.

Размер буферной памяти винчестера характеризует ту часть устройства, которая предназначена с целью ускорения его работы. В неё помещается часть данных, с которыми производится работа в текущий момент. В современных HDD объём этой памяти может достигать значения до 128 Мб.

Интерфейс подключения внутренних винчестеров к системной плате может быть IDE или SATA. IDE - устаревшая технология, которая не обеспечивает высокую скорость передачи информации, потому на смену данному интерфейсу пришёл SATA. Внешние винчестеры подключаются к компьютеру по интерфейсу USB2.0 или USB3.0, лучшим из которых является USB3.0, обеспечивая скорость обмена цифровыми данными в несколько раз выше своего предшественника. Менее распространённые интерфейсы внутренних и внешних HDD - SCSI, SAS и Thunderbolt, которые используются преимущественно в серверных компьютерных системах.

Форм-фактор HDD характеризует его габаритные размеры. Устройства с форм-фактором равным 2.5″ обычно используются в ноутбуках, но также их можно установить в стационарные ПК с помощью специальных переходников, а винчестеры 3.5″ предназначены исключительно для стационарных систем. Форм-фактор большинства внешних HDD может быть 1.8″ или 2.5″.

Установка нескольких жёстких дисков позволяет существенно увеличить свободный объём на ПК для хранения личной информации пользователя. В компьютерных системах крупных организаций несколько жёстких дисков объединяют в  дисковые массивы. С целью увеличения скорости компьютерная система оперирует с несколькими винчестерами как с одним, разбивая информацию на части и записывая соответствующую часть на один из дисков. Если же необходимо обеспечить сохранность данных, то производится дублирование одной информации на несколько жёстких дисков одновременно. Обычно эти два способа объединяют, что позволяет добиться и высокой скорости работы и превосходной сохранности данных.