Конструкция жёсткого диска

Ёмкость винчестера определяется следующими параметрами:

                   Размер пластины — параметр, определяющийся как правило геометрическими размерами винчестера, обычно диаметр на 1-2 см меньше ширины.

                   Плотность записи на единицу площади — определяется технологией изготовления диска. Указывается обычно в гигабитах на квадратный дюйм или квадратный сантиметр. Обычно диски одной серии имеют одинаковую плотность записи.

                   Объём поверхности — параметр, зависящий от плотности записи и размера пластины.

                   Количество рабочих поверхностей — то же, что и количество физических головок. Зависит от конструктивного исполнения. В пределах серии используется для варьирования ёмкости.

Ёмкость — самый динамичный параметр рыночного ассортимента дисков. Ёмкость предлагаемых дисков постянно растёт, а цена за единицу постоянно падает.

Конструктивное исполнение, типоразмеры и области применения

Собственно, жёсткий диск конструктивно приспособлен для установки внутрь устройства. Стандартные разновидности включают в себя винчестеры для стационарных систем, переносных и портативных.

                   5,25-дюймовый — полностью вышел из употребления, использовался в IBM PC XT.

                   3,5-дюймовый — самый распространённый вариант для стационарных компьютеров.

                   2,5-дюймовый — обычный типоразмер для ноутбуков, также используется в некоторых настольных системах Amiga, Set-top box.

                   1,8-дюймовый — для различных портативных устройств.

Винчестеры для носимых устройств (ноутбуков, плееров и т. п.) обладают гораздо большей устойчивостью к механическим воздействиям, но при этом более дороги.

Внешние винчестеры — это винчестеры, установленные внутрь специального защитного контейнера. Контейнеры выпускаются под 3,5- и 2,5-дюймовые винчестеры.

Интерфейсы

Винчестеры могут иметь различные интерфейсы.

                   MFM и ESDI — практически вымерли, использовались на первых винчестерах.

                   IDE/ATA — долгое время держал абсолютное лидерство по распространённости вследствие простоты реализации и дешевизны. Обычный интерфейс для рабочих станций. Технически представляет собой частично выведенную 16-разрядную шину ISA. Развитие стандартов на IDE привело к постепенному увеличению скорости обмена на шине, а также появлению работы через ПДП (DMA) и некоторых других сервисных функций.

                   Serial ATA — разработан как замена IDE. Физически представляет собой две однонаправленные последовательные линии передачи данных. На программном уровне при работе в режиме совместимости во многом аналогичен IDE, в «родном» режиме предоставляет дополнительные возможности.

                   SCSI — универсальный интерфейс, к которому подключались не только винчестеры, но и многие другие устройства. Активно использовался в серверах. Несмотря на большее техническое совершенство по сравнению с IDE не стал распространён, так как относительно дорог. Может использоваться для внешних винчестеров.

                   SAS (Serial Attached SCSI) — последовательная версия SCSI.

                   USB — интерфейс, используемый внешними винчестерами. Для обмена используется протокол USB Mass Storage, универсальный для любых носителей ниформации.

                   FireWire — подобно USB, используется для внешних жёстких дисков.

                   Fibre Channel — высокоскоростной интерфейс для систем высокого класса.

Винчестеры, устанавливаемые во внешние контейнеры с интерфейсами USB, FireWire обычно имеют интерфейс IDE. При этом в контейнере содержится пребразователь интерфейса (переходник).

Быстродействие

Немаловажное значение имеют скоростные характеристики жёстких дисков:

                   Скорость вращения шпинделя (англ. rotational speed, spindle speed) обычно измеряется в оборотах в минуту (об/мин, rpm). Она не даёт прямой информации о реальной скорости обмена, но позволяет различать более скоростные от менее. Стандартные скорости вращения: 4800, 5600, 7200, 9600, 10 000, 15 000 об/мин. Медленные обычно используются на ноутбуках и других мобильных устройствах, самые скоростные — в серверах.

                   Время доступа — количество времени, необходимое винчестеру от момента приёма команды до начала выдачи данных по интерфейсу. Обычно указывается среднее и максимальное время доступа.

                   Время позиционирования головок (англ. seek time) — время за которое головки перемещаются и устанавливаются на трек с другого трека. Различают время позиционирования на соседний трек (track-to-track), среднее (average), максимальное (maximum).

                   Скорость передачи данных или пропускная способность — определяет производительность диска при передаче последовательно больших объёмов данных. Эта величина показывает установившуюся скорость передачи, когда головки диска уже на нужном треке и секторе.

                   Внутренняя скорость передачи данных — скорость передачи данных между контроллером и магнитными головками.

                   Внешняя скорость передачи данных — скорость передачи данных по внешнему интерфейсу.

Энергопотребление

Энергопотребление — немаловажный параметр, особенно в портативных системах. Он определяет необходимые характеристики источника питания и время, которое сожет проработать система от автономного источника питания. Различают энергопотребление в различных режимах:

                   Пиковое энергопотребление — предел энергопотребления, обычно достиганется в момент включения и раскручивания дисков. Пиковое энергопотребления должен выдерживать блок питания. Как параметры пикового энергопотребления обычно указывается максимальный ток по шинам питания.

                   Энергопотребление активного режима определяется во время активной работы накопителя. Это предельное энергопотребление достигаемое продолжительное время. Следует иметь в виду, что практически вся энергия, потребляемая жёстким диском выделяется в виде тепла, следовательно энергопотребление рабочего режима определяет также необходимую интенсивность отвода тепла. Основная статья энергопотребления тут — сервопривод головок, мощность которого определяет быстродействие винчестера в случае произвольного доступа, и следовательно, быстрые винчестеры требуют значительного охлажения.

                   Энергопотребление режима ожидания — во время простоя, когда диск готов выполнять команды.

                   Энергопотребление спящего режима — минимальное энергопотребление включённого винчестера, когда остановлен шпиндельный двигатель.

                   Среднее энергопотребление — интегральный параметр, показывающий, насколько долго сможет проработать диск от батарей.