Dysk
stały naszego PC to wirujący talerz lub zespół talerzy o
powierzchni pokrytej nośnikiem magnetycznym, a odpowiednio ustawiane
na tych powierzchniach głowice zapisują i odczytują dane. Głowice
umieszczone są na ramieniu pozycjonującym i dociskane do
powierzchni dysku sprężynami, ale podczas obrotów dysku nie
stykają się z nią – powstająca w wyniku szybkich obrotów
talerzy „poduszka powietrzna” utrzymuje głowice nad
powierzchnią. Rozwiązanie takie nazywane jest „pływającymi
głowicami” i jak na razie jest bezkonkurencyjne i stosowane
powszechnie, chociaż są już w toku prace nad innymi sposobami
prowadzenia głowic. Bez dysku twardego mającego wystarczające
rozmiary (GB) nie moglibyśmy w dzisiejszych czasach normalnie
funkcjonować. Dzisiejsze oprogramowanie jest zbyt duże, aby używać
dysków 80 MB.
Za pierwszy dysk twardy uznaje się
wytworzone przez koncern IBM urządzeni IBM 305 RAMAC (Randmo Access
Method of Accounting and Control). Dysk ten „ujrzał” światło
dzienne 13 września 1956 roku i mógł pomieścić zawrotną w
tamtych czasach ilość danych: ok. 5 MB na, bagatela, 50
talerzach o 20-calowej średnicy każdy!
Na początku 1980 roku
wprowadzono, wraz z rozpowszechnieniem komputerów osobistych,
dostępne dla wszystkich dyski o średnicy 5,25 cala. Ich pojemność
wynosiła od 5 do 10 MB.
Pierwszym dyskiem zastosowanym w
komputerze PC, a dokładniej w firmowanych przez IBM komputerach IBM
PC/XT, był opracowany przez firmę Seagate 5,25-calowy model ST-412.
przy znacznie mniejszych od swojego „przodka” rozmiarach miał aż
10 MB pojemności.
Ten pierwszy stosowany w PC dysk już
znacznie bardziej przypominał obecnie produkowane modele. Głowice
odczytujące i zapisujące dane na talerzach dysku nie dotykały
bezpośrednio powierzchni nośnika, czyli podobnie jak w obecnie
produkowanych modelach. Oczywiście na początku lat 80 nikt nie
słyszał o tak obecnie popularnym w PC interfejsie ATA, a wszystkie
parametry wydajnościowe dysku znacznie odbiegały od tego, co udaje
się uzyskać, stosując obecnie produkowane modele. Jednak sama idea
działania i założenia konstrukcyjne pozostały.
Dziś napędy
HDD wyposażone są w talerze o średnicy 3,5 cala. Ich pojemność
liczona jest w gigabajtach. Twarde dyski z biegiem lat staja się
coraz mniejsze, jeśli chodzi o rozmiary i coraz większe, jeśli
chodzi o pojemność.
Twarde dyski różnią się
wymiarami zewnętrznymi, sposobem podłączenia (interfejsem) oraz
różnymi procedurami zapisu magnetycznego. Wyróżnić możemy (na
podstawie interfejsu) cztery główne typy twardych dysków:
Dyski
ze złączem ST506/ST412
Dyski ze złączem ESDI
Dyski ze
złączem SCSI
Dyski ze złączem (E)IDE
Standardowym
dyskiem w dzisiejszych pecetach jest typ (E)IDE (Enhanced Integrated
Device Electronic) oraz, w wydajniejszych systemach, dysk SCSI, który
doczekał się w międzyczasie kilku różnych specyfikacji. Różnice
w szybkości i przepustowości obu rodzajów dysków są w obecnie
produkowanych modelach praktycznie niezauważalne, a przewaga SCSI
polega raczej na zaletach samego interfejsu, który pozwala na
jednoczesne podłączenie do 7 różnych urządzeń (w wersji
standardowej). Związane z tym możliwości konfiguracyjne są
zdecydowanie większe niż w przypadku EIDE.
Pozostałe rodzaje
twardych dysków to modele już nie produkowane i w zasadzie
przestarzałe. Jednakże, ponieważ jeszcze do niedawna były masowo
montowane w pecetach i do dziś z powodzeniem wypełniają swoje
zadania, zajmiemy się nimi. O tym, czy dany komputer można
wyposażyć w nowy lub w dodatkowy twardy dysk decyduje przede
wszystkim typ interfejsu.
Stosowana w dyskach sztywnych
technika zapisu nie odbiega od tej, z jaką mamy do czynienia w
magnetofonie czy w kartach telefonicznych, a także w dyskietkach.
Wytwarzane przez elektromagnetyczną głowicę pole magnetyczne
powoduje uporządkowanie domen magnetycznych w nośniku
ferromagnetycznym o szerokiej pętli histerezy, a ruch tak zapisanego
nośnika w pobliżu głowicy odczytującej powoduje w niej indukcję
sygnału elektrycznego, odpowiadającego zapisanym danym. Współczesna
technologia do odczytu danych używa, zamiast głowic indukcyjnych,
półprzewodnikowych elementów magnetorezystywnych, umożliwiających
zwiększenie zarówno odczytywalnej gęstości zapisu, jak i
zwiększenie szybkości odczytu.
Odległość głowicy od
nośnika (ok. 2 milionowych części cala), jest o wiele mniejsza od
średnicy ludzkiego włosa, przez tak wąską szczelinkę nie
przechodzi nawet światło!
Wydajność dysku twardego jest na
tyle istotna dla szybkości pracy całego systemu, że w praktyce
dysk twardy jest „wąskim gardłem” w szybkości przetwarzania
danych wewnątrz PC. „Twardziele” mimo wciąż rozwijanej
szybkości transferu danych pozostają najwolniejszymi urządzeniami
wewnątrz komputera (nie bierzemy pod uwagę napędów nośników
wymiennych: dyskietek i płyt CD). Szybkość pracy dysku jest nadal
dużo mniejsza niż np. pamięci RAM.
Oprócz wyżej
wymienionych parametrów istotnym składnikiem wydajności dysku jest
gęstość zapisu. Im więcej bitów daje się upakować na pewnym
obszarze nośnika, tym więcej danych można odczytać, przy
niezmienionych pozostałych parametrach (szybkość obrotowa, czas
wyszukiwania ścieżki itp.). Zwróćmy uwagę, że od dłuższego
czasu dyski ATA dostępne są w dwóch klasach. Pod względem
szybkości obrotowej talerzy dzielą się na dwie kategorie: 5400
obr./min i 7200 obr./min. (od niedawna 10000 obr./min.) Mimo to,
aktualnie produkowane dyski klasy „ekonomicznej” pracujące z
prędkością obrotową 5400 obr./min uzyskują w testach większy
transfer niż „wydajnościowe” dyski 7200 obr./min sprzed około
roku. Lepsze rezultaty wolniej obracających się dysków (ale
nowszych) to zasługa właśnie odpowiednio wyższej gęstości
zapisu. Dlatego gdy zależy nam na wydajności dysku, to porównując
parametry, bierzemy pod uwagę dyski wyprodukowane mniej więcej w
tym samym czasie, w przeciwnym razie możemy się nieco oszukać. Jak
ocenić wiek dysku? Na ogół sposób jest bardzo prosty, wystarczy
sprawdzić datę produkcji umieszczoną na nalepce znamionowej
dysku.
To czy szybkość pracy dysku twardego istotnie
podniesie komfort pracy, zależy głównie od tego, jakiego typu
prace wykonujemy za pomocą komputera. Nie da się zaprzeczyć, ze
szybki dysk da odczuwalną (na korzyść) różnicę w następujących
operacjach: uruchamianie się systemu (kiedy z dysku twardego
ładowane są poszczególne komponenty systemu operacyjnego) oraz
odczyt i zapis dużych plików (np. sekwencje wideo, nieskompresowane
obrazy wysokiej rozdzielczości, wysokiej jakości nieskompresowany
dźwięk itp.). dlatego, gdy zajmujemy się obróbką grafiki,
nieliniowym montażem wideo czy obróbką dźwięku, powinniśmy
zdecydować się na jak najszybszy model. Jeżeli jednak wspomniane
zadania wykonujemy sporadycznie, a komputera używamy głównie do
tworzenia dokumentów o małej objętości (typowe zadnia biurowe,
tworzenie listów, prezentacji, obliczenia w arkuszach kalkulacyjnych
itp.) lub do gier, kupowanie jak najszybszego dysku nie ma
ekonomicznego sensu, bo wolniejsze dyski klasy 5400 obr./min w
zupełności temu sprostają.
Przeglądając
oferty lub informacje dystrybutorów i producentów dysków twardych
niejednokrotnie dokonujemy wyboru na podstawie parametrów, jakie
przedstawia dany model. Tymczasem w przypadku pojemności informacja
podawana na ulotce nie do końca musi odpowiadać temu, co zobaczymy
po sformatowaniu dysku w naszym komputerze. Po pierwsze, dość
często spotykanym „wybiegiem” marketingowym jest podawanie
pojemności danego dysku w mega- lub w gigabajtach, z zastrzeżeniem,
że 1 MB to 1 000 000 bajtów, a 1 GB to 1 000 000 000 bajtów.
Tymczasem stan faktyczny jest inny – 1 kB równy jest 1024 bajtom,
a nie 1000 bajtom. Różnica nie jest co prawda wielka, ale przy
olbrzymich pojemnościach dzisiejszych dysków te zaokrąglenia
powodują, że różnica pomiędzy informacją producenta a wynikiem
formatowania dysku w komputerze może okazać się zaskakująca dla
nieświadomego takiej polityki użytkownika. Przykładowo dla dysku o
pojemności (przy przeliczniku 1 kB = 1000 B) 18 042 MB otrzymamy, że
dysk dysponuje faktyczną pojemnością ok. 17206,20 MB. Jak więc
widać różnica sięga ponad 800 MB, co jeszcze nie tak dawno
stanowiło całkowitą pojemność dysku twardego! Dlatego też
dokonując wyboru musimy pamiętać o tym, w jaki sposób megabajty
czy gigabajty są podawane w informacjach producenta.
Liczba
obrotów na min. – parametr określający, z jaką szybkością
obracają się talerze danego dysku. Im szybkość obrotowa jest
wyższa, tym więcej danych może być odczytywanych przez głowice.
Ten parametr należy oceniać biorąc pod uwagę także gęstość
zapisu. Jednak przy porównywaniu dysków o podobnej pojemności te z
większą szybkością obrotową są zazwyczaj szybsze.
Cache
– pamięć podręczna dysku twardego. Do tej pamięci buforowane są
dane odczytywane i zapisywane na dysku. Im tej pamięci jest więcej,
tym sprawniejszy jest proces przesyłu danych. W dzisiejszych dyskach
najczęściej montowane są 2 MB pamięci Cache, ale na rynku
pojawiły się już dyski z pojemnością 8 MB Cache. Ta funkcja
przydatna jest do kopiowanie/przenoszenia małych ilości plików, w
przenoszeniu np. filmów nie zauważymy różnicy.
Integrated
Drive Electronic (IDE) to określenie techniki realizacji nowego
interfejsu, w którym całość logiki sterownika dyskowego
przeniesiono do konstrukcji dysku, ATA zaś to AT Attachment –
relacja nowego interfejsu do konstrukcji AT.
Oznaczenia producentów:
Seagate
– przyklad: ST340810A
· „ST” określa producenta dysku,
czyli firmę Seagate.
· Pierwsza cyfra określa wysokość
dysku i jego format: „1” określa dysk o wysokości 41mm (3,5
cala), „3” – 25 mm (3,5 cala), „4” – 82 mm (5,25 cala),
„5” – 19 mm (3,5 cala) i „9” na określenie dysków
2,5-calowych o różnych grubościach.
· Kolejne cyfry
informują o pojemności dysku mierzoną w MB.
· Jedna lub
dwie litery na końcu nazwy określają interfejs: „A” oznacza
AT-Bus (EIDE), „N” oznacza SCSI, „W” – Wide SCSI, a „FC”
– Fiber Channel.
Western
Digital przykłady : WDAC36400L i WDE9100-0007A1
· Pierwsza
cyfra informuje z ilu talerzy składa się dysk.
· Nastepne
określają jego pojemność w MB.
· A litera na końcu
oznacza pojemność pamięci podręcznej, gdzie H = 128 KB, a L = 256
KB.
· Pierwsza seria cyfr podaje rozmiar dysku w MB.
·
Pierwsze dwie cyfry po myślniku pozostają do dyspozycji klientów
OEM, czyli firm składających komputery.
· Kolejne cyfry
określają standard SCSI oraz rozmiar pamięci podręcznej: „03”
oznacza interfejs SCSI z 512 KB pamięci podręcznej, „07” –
Wide-SCSI z 512 KB pamięci podręcznej, „16” – Wide-SCSI z 1
MB pamięci podręcznej, a „30” – Ultra-Wide-SCSI z 4MB pamięci
podręcznej.
· Ewentualne kolejne znaki alfanumeryczne w
przykładzie „A1” są oznaczeniami OEM.