Устройство HDD

1.

УСТРОЙСТВО HDD
Группа ИС-20-1
Кравчук Р.О.
Мельник А.Н.
Елисеева С.В.

2.

Содержание
1)
Определение
2)
Магнитная запись
3)
Область применения
4)
История развития HDD
5)
Основные элементы HDD
6)
Логическая структура и разметка
поверхности
7)
Размеры кластера и сектора
8)
Самодиагностика, SMART

3.

10) Технологии магнитной записи
–
Параллельная и
перпендикулярная запись
–
HAMR
–
MAMR
–
SMR
–
SOMA
11) Характеристики жестких дисков
12) Основные меры предосторожности
13) Гелиевый жесткий диск
14) Форматирование жесткого диска
15) Лидеры на рынке в 2020
16) Современные модели HDD
17) RAID
18) Вопросы
19) Тестовые вопросы

4.

Определение
HDD (hard disk drive — «жесткий
диск», «винчестер») запоминающее устройство
произвольного доступа,
основанное на принципе
магнитной записи.
Технология энергонезависимая:
информация остается на диске и
без подключения электричества.

5.

Магнитная запись
В
магнитных
носителях
информации
цифровая
запись
производится
на
магниточувствительный материал. Магнитное покрытие наносится на немагнитную основу и
имеет доменную структуру, Магнитный домен представляет собой строго ограниченную
намагниченную область ферросплава. Каждый домен кодирует один бит информации,
принимая логическое значение «0» или «1» в зависимости от направления вектора
намагниченности. Под воздействием внешнего магнитного поля собственные магнитные поля
доменов ориентируются в соответствии с направлением магнитных силовых линий. После
прекращения воздействия внешнего поля на поверхности домена образуются зоны
остаточной намагниченности, в которых сохраняется информация.
За создание внешнего поля при
записи отвечает считывающая
головка, а при чтении зона
остаточной намагниченности,
оказавшись напротив головки,
создает электродвижущую силу
(ЭДС).

6.

Область применения
• В системных блоках
настольных компьютеров
• В ноутбуках
• В цифровых системах
видеонаблюдения
• В RAID-массивах
• В цифровых портативных
мультимедийных
проигрывателях

7.

История развития HDD
В 1953 году IBM решила найти
решение
для
хранения
так
называемого
файла
случайного
доступа (Random Access File), которое
позволяло бы обеспечить быстрый
случайный доступ по сравнительно
низкой цене. После изучения таких
технологий, как запись данных на
проволоке или барабанах, инженеры
IBM в калифорнийской лаборатории
Сан-Хосе изобрели жесткий диск. Он
стал еще одним звеном в иерархии
хранения данных. Тогда жесткие
диски
назывались
хранилищем
случайного доступа (Random Access
Storage), они были медленнее и
дешевле оперативной памяти (на
магнитных барабанах, позднее на
сердечниках), но быстрее и дороже
стримеров на магнитной ленте.

8.

В сентябре 1956 года компания IBM представила миру первый жёсткий диск
IBM 350 Disk Storage Unit. Он имел очень внушительные размеры по
сравнению с современными жёсткими дисками:
■ 1,5 м высота;
■ 1,7 м толщина;
■ 0,74 м ширина;
■ 971 кг вес.
IBM 350 Disk Storage Unit состоял из магнитного диска с механизмом
доступа, электрическими и пневматическими приводами, небольшим
воздушным компрессором. Внутри работали 50 магнитных дисков с 50.000
секторами в сумме. Емкость сектора составляла 100 алфавитно-цифровых
символа (6 бит), что давало суммарную емкость 5 млн. символов или 3,75
Мбайт. Диски диаметром 24" (61 см) вращались на 1.200 об/мин, дорожки
(20 на дюйм) записывались со скоростью до 100 битов на дюйм. Время
доступа составляло порядка 600 мс.

9.

Первые головки на
воздушной подушке (1962):
IBM model 1301.
впервые использовались
магнитные головки, летящие на
воздушной подушке, снизив таким
образом расстояние между
головками и дисками до 250
микродюймов.
Первый накопитель со
съемными дисками (1965):
IBM model 1311.
использовались сменные
картриджи, каждый из которых
содержал шесть 14-дюймовых
магнитных пластин. Съемный
накопитель весил 4,5 килограмма.

10.

Первые ферритовые головки
(1966):
IBM model 2314
был
первым жестким диском, который
использовал ферритовый сердечник
в головках.
Прародитель современных
жёстких дисков (1973):
IBM model 3340
использовал много ключевых
технологий, которые до сих пор
используются в современных
жестких дисках. В IBM 3340 было
две пластины, при этом одна из них
была съемной. Объем каждой
пластины равнялся 30 Мбайт.

11.

Первые тонкопленочные
головки (1979): IBM model
3370.
был первым жестким диском,
использующим тонкопленочные
головки, которые намного позже
станут применяться повсеместно в
дисках для ПК. Имел семь
фиксированных 14-дюймовых
дисков, каждый емкостью 571 МБ.
Первый жесткий диск в 8"
форм-факторе (1979): IBM
model 3310
был первым жестким диском,
использующим 8-дюймовые диски,
до этого почти на протяжении
десятилетия использовались 14-ти
дюймовые диски. Имел емкость 64,5
МБ

12.

Первый жесткий диск в 5,25" форм-факторе (1980): Seagate
ST-506. Имел ёмкость в 5 Мбайт
Первый жесткий диск в 3.5" форм-факторе (1983):
Rodime RO352. Имел ёмкость в 10 Мбайт

13.

Первый жесткий диск,
использующий соленоидный
привод перемещения головок
(1986): Conner Peripherals
CP340. Имел ёмкость в 40
Мбайт.
Первый "низкопрофильный" 3,5"
жесткий диск (1988): Conner
Peripherals CP3022, имевший
высоту в 1 дюйм. Имел ёмкость
в 21 Мбайт.

14.

Первый 2,5" жесткий диск (1988):
PrairieTek 220 первый жесткий
диск, использующий 2,5" пластины.
Имел ёмкость в 20 Мбайт.
Первый жесткий диск,
использующий
магниторезистивные головки и
PRML декодирование данных
(1990):
IBM model 681, имел емкость в
857 мегабайт.
Первые тонкопленочные диски
(1991):
IBM "Pacifica" диск для
мэйнфремов.

15.

Изначально пластины жесткого диска
диск имели диаметр 24 дюйма, но со
временем уменьшились до
современных 3,5“, 2,5“ и 1,4".
Накопители с 24" и 14" дисками
обычно монтировались в виде
отдельных стоек (в чем-то
напоминавших стиральные машины).
При этом они потребляли весьма
значительную мощность из-за
двигателей, которым приходилось
раскручивать массивные диски.
Емкость жестких дисков с годами росла
экспоненциально. Первые HDD для
персональных компьютеров имели
емкость 5 Мбайт (Seagate ST-506). В
середине 90-х типичная емкость
жесткого диска для ПК составляла 1
Гбайт. Сегодня чаще всего встречаются
модели от 1 до 8 Тбайт. В сегменте
ноутбуков емкость 2,5" HDD достигла 5
Тбайт.

16.

Основные элементы HDD

17.

Жесткий диск состоит из двух частей:
гермоблока и платы контроллера

18.

Гермоблок
Гермоблок — это герметичная
камера, заполненная чистым,
не содержащим пыли
воздухом, и содержащая в
себе пакет магнитных дисков
и блок магнитных головок.
Несмотря на герметичность,
камера сообщается с
окружающей средой через
барометрический фильтр,
обеспечивающий
выравнивание давлений вне
и внутри камеры.

19.

Управляющая плата
В самом центре схемы расположен
большой чип — микроконтроллер
(MCU). Он состоит из двух
компонентов:
Центральный вычислительный
блок — выполняет все расчёты.
Канал чтения и записи —
устройство, которое переводит
аналоговый сигнал с головки в
дискретный и наоборот — из
цифрового сигнала в аналоговый.
На микропроцессоре также есть
порты ввода/вывода, через которые
он управляет остальными
элементами в плате и обменивается
информацией через интерфейс SATA,
используемый для подключения к
материнской плате.

20.

Второй чип, который мы обнаруживаем на плате, — DDR SDRAM память. От
его объёма зависит количество доступного кэша на диске. Чип разделён на
память прошивки, которая частично содержится во флеш-накопителе, и
буферную память, используемую процессором для загрузки прошивки.
вращением шпинделя и движением головок.
Третий чип — контроллер управления
двигателем и головками (VCM
controller). Он также отвечает за
работу дополнительных источников
питания, расположенных на плате.
От них получают энергию
микропроцессор и предусилителькоммутатор — элемент из
герметичного блока. VCM controller
потребляет больше энергии, чем
остальные компоненты, потому что
занимается вращением шпинделя и
движением головок.
Каждый элемент выполняет свою задачу и обеспечивает общую связь
между всеми компонентами жёсткого диска.

21.

Кэш жесткого диска
Функция кэша — это
буферизация между
быстрым и медленным
устройствами.
Кэш используется для
временного хранения
результатов последнего
чтения с диска, а также
для предвыборки
информации, которая
может быть запрошена
несколько позже.
Например, ряд
секторов после
текущего
запрошенного сектора.

22.

Магнитные диски
Магнитные диски состоят из основы, сделанной обычно из
алюминия, реже из стекла или керамики и магнитного
покрытия, в виде тонкой пленки магнитотвердого материала
(ферромагнетика), который служит собственно носителем
информации. Технологии нанесения пленки: гальванопокрытие
или распыление. Пластины после нанесения магнитного
материалом покрывается тонким защитным слоем, состоящим
из карбона. Сверху наносится слой смазывающего материала.
В качестве магнитного материала в старых винчестерах
использовался оксид железа.

23.

Фотография двух пластин: верхняя (современная) — с
тонкопленочным напылением, а нижняя (давно снятая с
производства) — с использованием оксида железа.

24.

Шпиндельный двигатель
Скорости вращения,
об/мин:
У HDD в 2.5”:
• 3600
• 5400
• 7200
У HDD в 3.5”:
• 5400
• 7200
У серверных HDD:
• 10000
• 15000

25.

Блок магнитных головок (БМГ)
Миниатюрная
электромагнитная
система,
обеспечивающая
локальное
намагничивание
поверхности диска
и локальное
измерение его
намагниченности
при считывании
информации

26.

Функционирование БМГ
В выключенном положении головки лежат на дисках в
специальной зоне парковки. Во избежание повреждений при
транспортировке, головки в этом положении заблокированы, и
не могут перемещаться до тех пор, пока диски не крутятся. При
работе головки парят над поверхностью вращающихся дисков
на расстоянии порядка от десятых долей до единиц
микрометров. Таким образом поверхность дисков не
изнашивается (как это происходит у дискет).

27.

Привод головок жесткого диска
Все современные
жесткие диски
используют звуковую
катушку в приводе
магнитных головок.
Такой тип привода не
только адаптирован и
не чувствителен к
тепловым
расширениям, он еще
и намного быстрее и
надежнее, чем привод
с использованием
шагового двигателя.

28.

Система позиционирования БМГ
На заводе-изготовителе на диск записываются серво-метки,
обеспечивающие
синхронизацию
вращения
дисков,
позиционирование головок на нужные треки.
Синхронизационная
последовательность
обеспечивает
стабильность вращения диска и точное определение моментов
прохождения головкой различных областей на диске.
По номеру трека
обеспечивается
позиционирование
головок на нужный
трек.

29.

Логическая структура и разметка
поверхности
Кластер – это логическая
единица дискового пространства,
минимальный его блок,
выделяемый для записи файла.
Данные на диски записываются
секторами.
Сектор — это непрерывный
фрагмент трека фиксированной
информационной емкости.
Во время форматирования съёмного накопителя вся его память
разбивается на ячейки, в которые далее будут помещаться данные.
Эти ячейки и называются кластерами, а кластеры, в свою очередь,
разбиваются на сектора.

30.

Размеры кластера и сектора
Файловые системы предлагают следующие размеры кластеров:
• NTFS кластеры размером от 512 байт до 64 Кб;
• FAT только один вариант – 64 Кб;
• FAT32 кластеры от 1024 байт до 32 Кб;
• exFAT (FAT64) – максимальный диапазон, поддерживает
варианты от 512 байт до 32768 Кб или 32 Мб.
Размер сектора нельзя изменить, размер задаётся при
производстве жесткого диска.
Первоначально у большинства устройств размер сектора
составляет 512 байт (например, у жестких и гибких дисков),
либо 2048 байт (например, у оптических дисков). Новые
жесткие диски используют размер сектора 4096 байт (4 Кбайт),
известный как расширенный формат (Advanced Format).

31.

Подробнее о секторах
Вместе с каждым сектором записывается его заголовок (prefix
portion), где хранится начало и конец сектора, а в конце —
заключение (suffix portion), в котором содержится контрольная
сумма (checksum), обеспечивающая проверку сохранности
данных. При считывании посчитанная контрольная сумма
сравнивается с записанной, и несовпадение означает, что
данный сектор сбойный, он называется — бэд. При
форматировании в секторе записывается их номера и
служебная информация позволяющая определить начало и
конец сектора. А так же то что помогает определить
форматированную или не отформатированную область диска.
Поэтому из-за служебной информации емкость диска после
форматирования немного меньше. На самом деле хоть и
говорят что размер сектора 512 байт(обычно он 512 байт), но
это только объем информации, а сам размер его составляет
571 байт.

32.

Самодиагностика, S.M.A.R.T.
Современный жесткий диск — уникальный компонент
компьютера. Он уникален тем, что хранит в себе
служебную информацию, изучая которую, можно
оценить «здоровье» диска. Эта информация содержит
в себе историю изменения множества параметров,
отслеживаемых в процессе функционирования.
Информация о состоянии диска доступна благодаря
комплексу технологий, называемых общим именем
S.M.A.R.T. (self-monitoring analysis and report
technology — технология самоотслеживания, анализа и
отчётности).

33.

Самодиагностика, SMART
Программы для
самодиагностики:
■ HD Tune
■ DiskCheckup
■ CrystalDiskInfo
Здесь можно узнать,
как читать SMART

34.

Технологии магнитной записи
Параллельная и перпендикулярная запись
HAMR
MAMR
SMR
SOMA

35.

Параллельная и
перпендикулярная запись
Позволяет достичь
плотности записи 1
Тбит возможна 1 кв.
дюйм, что
эквивалентно
записать более 1
Тбайт информации
на стандартный
трехдюймовый диск.
Подробную
информацию
можно найти
Здесь

36.

HAMR
Новым знаковым этапом на пути к повышению емкости
жестких дисков стала технология термомагнитной записи (HeatAssisted Magnetic Recording, HAMR), разработанная Seagate.
Чтобы на диск помещалось больше данных, инженеры
стараются увеличить количество и плотность битов, или
магнитных зерен, на пластинах. Чем больше зерен, тем
больше информации можно записать на диск. Но если
расположить зерна слишком близко, биты начинают
перемагничиваться под воздействием соседних зерен,
уничтожая записанную на диске информацию. Чтобы избежать
этой
проблемы,
понадобилось
изобрести
новые
термостабильные материалы, в которых биты сохраняют заряд
при нормальных температурах и не воздействуют друг на
друга. Эти материалы очень хорошо показали себя с точки
зрения стабильности, но тут возникает новая проблема: как
перемагнитить бит, устойчивый к перемагничиванию? Как
записать на диск новые данные, когда сам материал
сопротивляется перезаписи?

37.

Технология HAMR решает обе эти проблемы. В ней используется
новый способ магнитной записи, который позволяет уменьшить
размеры магнитной области, хранящей один бит информации, и
увеличить плотность размещения битов. При этом накопитель
сохраняет магнитную и термальную стабильность. Когда на диск
нужно записать новые данные, маленький лазерный диод,
установленный на каждой головке записи, ненадолго нагревает
небольшую область пластины. Пока она горячая, головка записи
перемагничивает биты по одному, меняя их полярность.
Процесс
нагрева-охлаждения
занимает считаные наносекунды,
поэтому лазер совершенно не
влияет на температуру отдельной
пластины и накопителя в целом,
равно как и на стабильность и
надежность хранения данных.
HAMR
позволяет
добиться
плотности записи в 2 Тбит/дюйм2.
Более подробную информацию про HAMR можно найти Здесь

38.

MAMR
Альтернативой
перечисленным
технологиям является
инновационная
разработка Western
Digital — MAMR
(Microwave Assisted
Magnetic Recording —
микроволновая
магнитная запись).

39.

Принцип ее действия во многом аналогичен HAMR с той лишь
разницей, что для возбуждения магнитного домена в
записывающем слое используется генератор поворота
спинового момента (STO — Spin Torque Oscillator). MAMR
совместима с классической PMR, при этом позволяет
сократить размер «зерна» (участка, необходимого для записи
одного бита информации) с 8–12 нм до рекордных 4 нм и даже
меньше. Так же удалось добиться рекордной плотности записи
до 4 Тбит/дюйм2, что в перспективе позволит создавать
накопители объемом 40 ТБ и выше в классическом корпусе с
форм-фактором 3,5. Если же говорить о миграции с SSDнакопителей на жесткие диски, основанные на MAMR, то их
внедрение поможет сократить затраты на хранение каждого
гигабайта информации в 10 раз.
Дополнительную информацию про MAMR можно найти Здесь

40.

SMR
Черепичная магнитная запись (SMR) - это технология, которая
увеличивает емкость жестких дисков (HDD) c помощью записи
перекрывающихся дорожек. Для обычных жестких дисков
используется традиционная магнитная запись (CMR), что и
отличает их от SMR дисков, при этом минимальная ширина
дорожек при записи для таких дисков определяется размером
записывающей головки, которая сконструирована так, чтобы
производить запись надежным образом. Традиционные диски
не имеют перекрывающихся дорожек. SMR диски получают
преимущество от того факта, что головка для чтения HDD диска
имеет гораздо меньшую ширину, чем головка для записи,
чтобы читать данные надежно.

41.

Традиционная запись CMR
В CMR-накопителях при записи информации треки (дорожки)
накладываются параллельно, не взаимодействуя друг с другом.
Технологически считывающие и записывающие элементы в
современных жестких дисках на основе перпендикулярной
магнитной записи достигли предела своих возможностей. В
рамках существующих технологий дальнейшее уменьшение
размеров как этих элементов, так и дорожек, на которых они
производят чтение и запись, невозможны.

42.

SMR Запись
SMR – черепичная магнитная запись. Все треки
записываются, частично накладываясь на предыдущий, словно
черепица на крыше.
Этот рисунок показывает, как SMR диски осуществляют
перекрытие дорожек во время записи, чтобы увеличить
плотность размещения данных, что приводит к увеличению
полезной емкости диска. Такой подход обеспечивает
выигрыш по емкости до 20%. Все работает хорошо, пока
данные добавляются в конце записи. Если данные должны
быть добавлены где-то в середине, для записи придется
перезаписать много дорожек для выполнения этой операции.
Более подробно про SMR можно узнать Здесь и Здесь

43.

SOMA
Одним из перспективных направлений
для увеличения плотности записи на
магнитных пластинах для жёстких дисков
считается выпуск структурированных
магнитных поверхностей. Это подход, при
котором каждая пластина заранее
подвергается сложной обработке на
заводе, после которой вся магнитная
поверхность пластины превращается в
массив
«магнитных
островков»
—
физических магнитных объектов с
регулярной структурой.
Чтобы добиться этого необходимо
настоящее
литографическое
оборудование, работающее по тем же
принципам, что и оборудование для
выпуска
микросхем.
Вопрос
себестоимости
такого
производства
разработчики
старательно
обходят
стороной, взамен этого рассказывая о
тех огромных ёмкостях HDD, которых
можно будет достичь с использованием
новой технологии.

44.

Предполагается, что данная технология позволит достичь
плотности записи на магнитный диск 50 Тбит на 1 кв. дюйм
Немного про SOMA можно узнать Здесь

45.

Характеристики жестких дисков
•Скорость вращения шпинделя
•Время доступа
•Время позиционирования головок
•Скорость передачи данных или пропускная способность
•Внутренняя скорость передачи данных
•Внешняя скорость передачи данных
•Надёжность.
•Сопротивляемость механическому воздействию
•Уровень шума

46.

Основные меры
предосторожности
•Берегите накопитель от сильных механических воздействий
•Соблюдайте температурный режим
•Не допускайте попадания на диск и внутрь влаги и других
жидкостей
•Не вскрывайте жёсткий диск и не снимайте плату
контроллера
•Не подносите близко к диску предметы, обладающие
магнитным полем или электромагнитным излучением
•Не допускайте замыкания находящихся снаружи контактов
посторонними предметами

47.

Гелиевый жесткий диск
Гелиевый диск - это жесткий
диск большой
емкости, заполненный
гелием. Эта технология жесткого
диска заменяет воздух внутри
жесткого диска гелием и
герметично закрывается во
время
производства. Технология
гелиевого привода совместима
с большинством стандартных
технологий магнитной записи.

48.

По сравнению с воздухом гелий составляет одну седьмую
плотность. В традиционных приводах воздух внутри обычно
создает некоторое сопротивление на пластинах, требуя больше
энергии для вращения. Замена воздуха гелием уменьшает
количество энергии, необходимое для вращения пластин. По
некоторым оценкам, гелиевые жесткие диски могут быть на 20
процентов более эффективными, чем заполненные воздухом
накопители. Кроме того, гелиевые накопители обеспечивают
более высокую скорость последовательной передачи данных в
результате общей увеличенной плотности записи.

49.

Форматирование жесткого диска
Высокоуровневое
форматирование — это процесс
записи структуры файловой
системы на диск, которая
позволяет использовать диск в
операционной системе для
хранения программ и данных.
Высокоуровневое
форматирование выполняется
после процесса разбивки диска
на партиции (разделы), даже
если будет использоваться
только один раздел во весь
объем накопителя.

50.

Высокоуровневое форматирование разделяется на два типа: быстрое и
полное.
В процессе быстрого происходит обновление файловой таблицы, в которой
хранятся названия файлов и пути к ним, атрибуты и т.д. После этого
формируется ее новая структура, а также создается главная загрузочная
запись диска или его логического раздела. По завершении процесса
операционная система определит жесткий или логический диск как чистый,
хотя физически вся информация на нем останется нетронутой, за
исключением файловой таблицы – все данные в ней отметятся как
несуществующие и в процессе работы будут перезаписаны новыми битами
информации.
Полное форматирование – это процедура очистки файловой таблицы, как и
во время быстрого форматирования, но с последующей перезаписью
каждого сектора нулевыми битами информации. Также при полном
форматировании
все
сектора
винчестера
проверятся
на
работоспособность. В случае обнаружения битого сектора он будет заменен
на работоспособный, находящийся в резерве, или просто исключен, в
результате чего незначительно уменьшится полезный объем HDD.
Низкоуровневое форматирование происходит в процессе изготовления
жёсткого диска, наносятся сервометки.

51.

Лидеры на рынке в 2020 году

52.

Western Digital
Корпорация Western Digital была основана 23 апреля 1970 года Alvin
Phillips’ом, служащим корпорации Motorola и называлась сначала она General Digital Corporation. Современное имя корпорация получила в июле
1971 года. Зарегистрирован этот бренд в США, откуда и было начато
производство, однако с повышением спроса были открыты заводы в
Малайзии и Таиланде. Конечно, на качестве продукции это никак не
отразилось, но цена на изготовление была понижена, поэтому сейчас
стоимость накопителей от данной фирмы более чем приемлема.
Главная особенность WD — наличие шести различных линеек, каждая из
которых обозначена своим цветом и предназначена для использования в
определенных областях. Обычным пользователям советуем обратить
внимание на модели серии Blue, поскольку они являются
универсальными, отлично подходят для офисных и игровых сборок, а также
обладают демократичной ценой. Тип конструкции винчестера выполнен в
таком виде, что оборудование становится слишком чувствительным к
повышенному давлению и другим физическим воздействиям. Ось
фиксируется с блоком магнитных головок с помощью крышки, а не
отдельным винтом, как это делают другие производители. Такой нюанс
повышает шансы сдвигов и деформаций при надавливании на корпус.

53.

Seagate
Изначально компания зародилась на свет в Дублине 1 ноября 1979 года и
носила название Shugart Technology, но вскоре была переименована в
Seagate Techology, дабы не путать название с Shugart Associates. Если
сравнивать Seagate с предыдущим брендом, можно провести параллель
по линейкам. У WD есть Blue, которую считают универсальной, а у Seagate
— BarraCuda. Характеристиками различаются они лишь в одном аспекте —
скорости передачи данных. WD заверяет, что диск сможет разогнаться до
126 МБ/c, а Seagate указывает скорость в 210 МБ/c, при этом цены у двух
накопителей на 1 ТБ практически одинаковы. Другие серии — IronWolf и
SkyHawk — предназначены для работы на серверах и в системах
видеонаблюдения. Заводы по производству накопителей этого
производителя находятся в Китае, Таиланде и Тайване. Главным
преимуществом этой фирмы считается работа HDD в режиме
кеширования в несколько уровней. Благодаря этому все файлы и
приложения загружаются быстрее, это же относится и считыванию
информации.

54.

Toshiba
Корпорация Toshiba была основана в 1875 году и стала первым в Японии
производителем телеграфного оборудования. Первоначально она
называлась Tanaka Engineering Works. После длительного процесса
слияний и преобразований - в 1978 году - компания получила свое
современное название - Toshiba. Основатель компании г-н Хисашиге
Танака (Hisashige Tanaka) был известным в Японии изобретателем.
Жесткие диски этой марки славятся надежностью, приемлемой ценой и
оптимальными для бытового использования техническими
характеристиками. Именно благодаря этим качествам компания заняла
место в рейтинге популярных производителей. Как показывают
тестирования, диски от TOSHIBA ломаются достаточно редко и обычно изза банального износа. Со временем смазка подшипника испаряется, а как
известно, постепенное усиление трения ни к чему хорошему не приводит —
появляются заусенцы во втулке, вследствие чего ось и вовсе перестает
вращаться. Долгий срок службы приводит и к заклиниванию двигателя, что
иногда делает невозможным восстановление данных. Поэтому сделаем
вывод, что диски TOSHIBA служат долго без появления неисправностей,
однако через несколько лет активной работы стоит задуматься об
обновлении. внутренних винчестеров.

55.

Современные модели HDD
Объем HDD
Объекм кэш-памяти
Скорость вращения шпинделя
Максимальная скорость передачи данных
Максимальное энергопртребление
Ударостойкость при работе
Уровень шума при чтении
Уровень шума в режиме ожидания
2 ТБ
256 МБ
7200 об/мин
215 МБ/с
5.6 Вт
30 G
27 дБ
25 дБ
Объем HDD
Объекм кэш-памяти
Скорость вращения шпинделя
Максимальная скорость передачи данных
Максимальное энергопртребление
Ударостойкость при работе
Уровень шума при чтении
Уровень шума в режиме ожидания
2 ТБ
256 МБ
7200 об/мин
220 МБ/с
5.6 Вт
30 G
28 дБ
26 дБ

56.

Объем HDD
Объекм кэш-памяти
Скорость вращения шпинделя
Максимальная скорость передачи данных
Максимальное энергопртребление
Ударостойкость при работе
12 ТБ
256 МБ
7200 об/мин
255 Мбит/с
6.9 Вт
70 G
Объем HDD
Объекм кэш-памяти
Скорость вращения шпинделя
Максимальная скорость передачи данных
Максимальное энергопртребление
Ударостойкость при работе
16 ТБ
256 МБ
7200 об/мин
261 Мбит/с
10 Вт
50 G

57.

RAID
RAID — метод виртуализации,
позволяющий
объединять
несколько дисков в единый
логический том, имеющий
лучшие характеристики.
Массивы
RAID
были
разработаны
в
целях
повышения
надежности
хранения данных, увеличения
скорости работы с дисками и
для обеспечения возможности
объединения
нескольких
дисков в один большой диск.

58.

RAID 0
RAID 0 (Stripe). Режим, при
использовании
которого
достигается
максимальная
производительность.
Данные
равномерно распределяются по
дискам
массива,
диски
объединяются в один, который
может
быть
размечен
на
несколько.
Распределенные
операции чтения и записи
позволяют значительно увеличить
скорость
работы,
поскольку
несколько дисков одновременно
читают/записывают свою порцию
данных.

59.

RAID 1
RAID 1 (Mirror). Несколько дисков
(обычно
2),
работающие
синхронно на запись, то есть
полностью
дублирующие
друг
друга.
Повышение
производительности
происходит
только
при
чтении.
Самый
надежный
способ
защитить
информацию от сбоя одного из
дисков. Из-за высокой стоимости
обычно
используется
при
хранении очень важных данных.
Высокая стоимость обусловлена
тем, что лишь половина от общей
емкости дисков доступна для
пользователя.

60.

RAID 10 (1+0)
RAID 10, также иногда называется
RAID 1+0 - комбинация двух первых
вариантов. (Массив RAID 0 из
массивов RAID 1). Имеет все
скоростные преимущества RAID 0 и
преимущество надежности RAID 1,
сохраняя недостаток - высокую
стоимость дискового массива, так как
эффективная емкость массива равна
половине емкости использованных в
нём дисков. Для создания такого
массива требуется минимум 4 диска.
(При этом их число должно быть
чётным).
RAID 10 (1+0)

61.

RAID 5
RAID 5 - массив, также
использующий
распределенное
хранение
данных аналогично RAID 0 (и
объединение в один большой
логический
диск)
+
распределенное
хранение
кодов
четности
для
восстановления данных при
сбоях.
Относительно
предыдущих конфигураций
размер Stripe-блока еще
больше увеличен. Возможно
как одновременное чтение,
так и запись.
RAID 5

62.

RAID 6
RAID 6 - аналог RAID 5 c большим уровнем избыточности информация не теряется при отказе двух любых дисков,
соответственно, общая ёмкость массива уменьшается на
емкость двух дисков. Минимальное количество дисков,
необходимое для создания массива такого уровня - 4. Скорость
работы в общем случае примерно аналогична RAID 5.
Рекомендуется для применений, где важна максимально
высокая надёжность.
RAID 6

63.

Вопросы
1.
Что такое HDD и где его применяют?
2.
Основные элементы HDD?
3.
Для чего нужна управляющая плата и из чего состоит?
4.
Из чего состоит логическая структура и разметка поверхности?
5.
Размеры кластера и сектора в системе NTFS и FAT?
6.
Что такое SMART и как его читать?
7.
Технологии записи HDD?
8.
Характеристики HDD?
9.
Что такое форматирование?
10. Виды форматирования?
11. Что такое RAID?
12. Виды RAID?

64.

Тестовые вопросы
1.За создание внешнего поля при записи отвечает:
a)
электродвижущая сила (ЭДС)
b)
считывающая головка
c)
магнитный домен
2.Гермоблок - это герметичная камера, заполненная чистым, не содержащим
пыли …
a) воздухом или гелием
b) гелием
c) воздухом
3.Элементы управляющей платы:
a) MCU, CMR, DDR SDRAM
b) VCM, CMR, SATA
c) VCM, MCU, DDR SDRAM

65.

4. Кластер - это:
a) непрерывный фрагмент трека фиксированной информационной
емкости
b) логическая единица дискового пространства, минимальный его
блок, выделяемый для записи файла
c) географическая концентрация взаимосвязанных индустрий(что?)
5. Одной из особенностей HAMR является ...:
a) специальный лазер
b) структурированные магнитные поверхности
c) микроволны
6. SMR может:
a) создать массив «магнитных островков»
b) осуществить перекрытие дорожек во время записи
c) выполнить запись на необходимую дорожку, не затрагивая
соседние
7. Форматирование разделяется на:
a) низкоуровневое и высокоуровневое
b) быстрое и долгое
c) быстрое и полное

66.

8. Что относится к RAID 1:
a) массив, использующий распределенное хранение данных +
распределенное хранение кодов четности для восстановления данных при
сбоях
b) несколько дисков, работающие синхронно на запись, то есть полностью
дублирующие друг друга
c) данные равномерно распределяются по дискам массива, диски
объединяются в один, который может быть размечен на несколько
9. Высокоуровневое форматирование a) это процесс записи структуры файловой системы на диск, которая
позволяет использовать диск в операционной системе для хранения
программ и данных
b) это процесс хранения структуры файловой системы, который позволяет
использовать диск в операционной системе для записи звука
c) это процесс считывания структуры файловой системы, который позволяет
удалять данные с диска в операционной системе
10. Что не относится к шпиндельному двигателю?
a) верхняя шайба
b) разъем питания
c) пластина
d) разделительное кольцо