Жесткие диски применяются как хранилища файлов, программ и резервных копий в компьютерах, серверах и сетевых хранилищах. Различаются по емкости, скорости, способу подключения, ударо- и виброустойчивости, а также форм-фактору: 3,5″ или 2,5″. Рассмотрены типы HDD и параметры, которые влияют на потребительские качества накопителя.
Что такое жесткий диск и чем отличается от твердотельного SSD
Содержание
Классический HDD является устройством для хранения информации на вращающихся магнитных дисках. Для записи и считывания применяются специальные головки. Издает гудение при чтении/записи. Твердотельный накопитель (SSD) хранит данные во флеш-памяти, поэтому ОС, ПО и файлы запускаются быстрее. Работает бесшумно благодаря отсутствию движущихся деталей. Не подвержен фрагментации, в отличие от HDD. Зато стоимость в пересчете на 1 ГБ у жестких дисков ниже, поэтому такие накопители оптимальны для хранения больших объемов данных.
Какие характеристики относятся к жесткому диску
Основные спецификации, которые отражают производительность и потребительские качества HDD:
- Емкость в гигабайтах (ГБ) или терабайтах (ТБ) определяет, сколько данных (включая ПО, фотографии, видео, игры и документы) поместится на диске.
- Скорость вращения шпинделя (обычно 5400, 7200, реже 10 000 оборотов в минуту) — чем быстрее, тем меньше времени занимает чтение/запись информации.
- Объем кэш-памяти измеряется в мегабайтах (МБ), которая ускоряет доступ к информации.
- Интерфейс подключения определяет формат разъема на диске, а также скорость обмена данными с компьютером или сервером.
- Форм-фактор влияет на совместимость с устройствами: полноразмерный 3,5″ для настольных ПК и серверов или компактный 2,5″ для ноутбуков. Емкость первого может быть выше, поскольку в просторном корпусе помещается больше магнитных пластин.
- MTBF — среднее время наработки на отказ указывает на уровень надежности модели.
- Время доступа в миллисекундах (мс): чем ниже значение, тем быстрее выполняется поиск данных на диске.
- Энергопотребление в ваттах (Вт) — сколько электричества необходимо накопителю в процессе работы. Показатель особо критичен для устройств с аккумуляторами, включая ноутбуки.
Эксплуатация HDD при температурах выше или ниже предельных значений, указанных в спецификациях, может вывести диск из строя. В лучшем случае — снизить производительность. Для использования в неблагоприятной среде или портативных устройствах оптимальны модели с высокой устойчивостью к ударам и вибрациям.
Интерфейс подключения HDD
Жесткие диски различаются по интерфейсу подключения. Параллельный интерфейс IDE (PATA, Parallel ATA) с пропускной способностью до 133 Мбит/с на сегодня уже устарел.
Вытеснен последовательным SATA (Serial ATA), который применяется для установки HDD и SSD в корпус ноутбука, настольного ПК или NAS/DAS. Пропускная способность зависит от поколения стандарта:
- SATA III – до 6 Гбит/с.
- SATA II – до 3 Гбит/с.
- SATA I – до 1,5 Гбит/с.
SAS (Serial Attached SCSI) используется в серверных дисках. Скорость до 12 Гбит/с (для версии SAS-3). Позволяет подключить несколько накопителей одним кабелем.
Внешние жесткие диски упакованы в корпуса, которые обычно выполнены из пластика или металла. Предусмотрен порт под кабель для обмена данными с ноутбуком или стационарным ПК, чаще: USB-A, USB-B, microUSB, miniUSB или USB-C. Нередко присутствует также разъем для подключения дополнительного питания от электрической сети. Внутренний HDD несложно превратить во внешний, если поместить в специальный «карман» — внешнюю оболочку с интерфейсом для соединения с компьютером.
Классификация жестких дисков по емкости
На сегодня HDD малой емкости считаются диски, которые вмещают до 500 ГБ данных. Модели средней вместимости (0,5—2 ТБ) выступают в роли резервных накопителей под мультимедийный контент, включая игры и фильмы. Диски на 2—10 ТБ рассматриваются как большие, подходят для серверов и сетевых хранилищ малых и домашних офисов. Сверхемкие модели (10—20 ТБ) применяются преимущественно в NAS для резервного копирования, облачных хранилищах и серверных фермах, а также в ПК специалистов по производству видеоконтента. Ультравместительные HDD (20 ТБ и более) нужны под видеонаблюдение, архивы и в центрах обработки данных.
Для чего нужен жесткий диск
Желательно использовать накопитель, который соответствует задачам пользователя.
Больше статей и видео в нашем Дзен-канале
Типы HDD по предназначению
Жесткие диски бывают:
- Потребительскими — для домашних и офисных компьютеров с объемом до 2 ТБ и скоростью вращения шпинделя 5400—7200 об/мин.
- Игровыми — для геймерских ПК со скоростью вращения шпинделя от 7200 об/мин для быстрой загрузки игр и кэширования данных.
- Серверными — выдерживают режим 24/7, вместительны, надежны и долговечны, с технологиями защиты данных и коррекции ошибок.
- HDD для NAS — оптимизированы для круглосуточной эксплуатации и работы в RAID-массивах, стабильны и характеризуются низким энергопотреблением.
- Архивными — в приоритете большой объем и длительный срок службы, скорость доступа может быть низкой.
- Промышленными и автомобильными: например, для систем управления станками с ЧПУ и регистраторов в транспортных средствах — устойчивы к перебоям электропитания, экстремальным температурам и вибрациям.
- Surveillance HDD для видеонаблюдения — поддерживают стабильную запись потока с камер, устойчивы к нагрузкам.
Основные сценарии применения
HDD довольно медлительны, зато вместительны. Поэтому успешно выполняют некоторые из ключевых функций накопителя:
- Долгосрочного хранения больших объемов информации.
- Аналитических и архивных баз данных.
- Резервного копирования (бэкапа).
- Видеонаблюдения.
- Серверов и хранилищ, включая сетевые (NAS) и решения с прямым подключением к ПК (DAS), подобные TerraMaster D5-300, который «Блог системного администратора» ранее тестировал:
С меньшей эффективностью классические жесткие диски могут применяться для задач, с которыми лучше справляются SSD благодаря более высокой скорости:
- Операционные системы (включая Windows, macOS, Linux и FreeBSD), виртуальные машины, игры и приложения, а также временные файлы.
- Обработка массивных видео- и графических файлов.
- Виртуальные машины и базы данных с большим числом транзакций, где критичен быстрый доступ.
Как выглядит и устроен жесткий диск
Корпус HDD прямоугольный и выполнен из металла — материала, способного эффективно защитить компоненты и снизить электромагнитные помехи. На торце располагается разъем SATA (в моделях для ПК) или SAS (в серверных решениях). Круглые блестящие пластины-диски, на которых хранятся данные, изготовлены из металла (обычно, алюминия) или стекла с магнитным покрытием. Установлены на общем стальном или алюминиевом цилиндрическом вале диаметром порядка 1—1,5 см. Вал вращает пластины, поскольку приводится в движение расположенным сбоку электромагнитным мотором.
На подвижных рычагах расположены головки, которые записывают и считывают данные, не касаясь поверхности дисков. Контроллер управляет работой HDD и обменивается данными с ноутбуком, настольным ПК или сервером, выполняет кэширование. Благодаря технологии ECC (Error Correction Code) исправляет мелкие ошибки, которые возникают в процессе чтения/записи, что предотвращает повреждение данных и сбои в работе системы. Содержит чип кэш-памяти — временное хранилище информации для повышения быстродействия. Небольшие вентиляционные отверстия способствуют отводу тепла, а фильтры препятствуют попаданию пыли в корпус.
Гелиевые диски HDD оптимальны для корпоративных и облачных решений для хранения информации. Герметичные корпуса таких моделей наполнены гелием — газом, который снижает внутреннее сопротивление, что позволяет:
- Увеличить плотность записи, что актуально для емких моделей, в том числе на 20 ТБ и более.
- Повысить надежность и долговечность.
- Снизить энергопотребление, тепловыделение и уровень шума.
Что такое винчестер и другие названия жесткого диска
«Винчестер» — это широко распространенное до недавних пор неформальное название HDD, употребление которого заметно сократилось с появлением SSD. Произошло от кодового имени модели IBM 3340: «Winchester», которая вышла в 1973 году и пользовалась коммерческим успехом. Краткая форма «винт» (реже: «винч») также была популярна среди программистов, сисадминов и пользователей, поскольку точно отражает принцип работы накопителя с вращающимися дисками. Оба варианта и сегодня порой можно услышать, чаще всего — от IT-специалистов старшего поколения, в разговорах которых порой звучит и третье неформальное название: «хард».
НЖМД (накопитель на жестких магнитных дисках) — русский аналог английского HDD (Hard Disk Drive). Такое название описывает отличие от НГМД (накопителя на гибких магнитных дисках), которые чаще называли просто дискетами. HMDD (Hard Magnetic Disk Drive) — термин, который не получил широкого распространения. Обозначает накопители с магнитными дисками для хранения информации. Изредка встречается в специализированной литературе и технической документации.
У вас в компьютере HDD/SSD или комбинированное решение? Напишите в комментариях.