Hard Drive - semua yang anda perlu ketahui

Penggunaan cakera keras sebagai unit storan utama sudah bernombor. Dengan kemunculan SSD yang sangat pantas, HDD telah diturunkan ke latar belakang, walaupun mereka tidak kurang penting kerana mereka sesuai untuk penyimpanan massa. Unit-unit yang saat ini mencapai 16 TB, dan untuk lebih dari 60 euro, kita boleh mempunyai 2 TB di PC kita, sesuatu yang masih tidak terjangkau untuk kebanyakan kita jika SSD harganya.

Dalam artikel ini, kami akan mengumpulkan semua yang anda perlukan untuk mengetahui tentang cakera keras, operasi, ciri-ciri mereka dan terutamanya kelebihan dan kekurangan yang mereka tawarkan berbanding SSD, sesuatu yang selalu menjadi mustahak.

Fungsi dan komponen dalaman cakera keras

Nama cakera keras berasal dari Pemacu Cakera Bahasa Inggeris, atau akronim HDD di mana kita semua tahu unit storan ini dan yang juga cara paling jelas untuk membezakannya dari SSD (Solic Disk Drive).

Tugas cakera keras tidak lain adalah penyediaan peralatan kami, tempat di mana semua fail, program disimpan dan di mana sistem operasi dipasang. Atas sebab ini ia juga dipanggil penyimpanan utama, yang, tidak seperti memori RAM, menyimpan fail di dalamnya walaupun tanpa elektrik.

Walaupun SSD dibuat sepenuhnya dari komponen elektronik dan menyimpan maklumat mengenai cip yang terdiri daripada pintu NAND, cakera keras mempunyai bahagian mekanikal. Di dalamnya, satu siri cakera berputar pada kelajuan tinggi supaya menggunakan kepala magnet, maklumat mengenainya dibaca dan dipadamkan. Mari kita lihat elemen utama yang menjadi sebahagian daripada cakera keras.

Pinggan mangkuk

Ia akan menjadi tempat maklumat disimpan. Ia dipasang secara mendatar dan setiap dek terdiri daripada dua muka atau permukaan rakaman magnet. Ini biasanya diperbuat daripada logam atau kaca. Untuk menyimpan maklumat di dalamnya, mereka mempunyai sel-sel di mana mereka boleh magnetkan secara positif atau negatif (1 atau 0). Penamatnya adalah seperti cermin, di dalamnya sejumlah besar data disimpan dan permukaan mestilah sempurna.

Membaca kepala

Unsur kedua yang paling penting ialah kepala bacaan, yang mana kita mempunyai satu untuk setiap wajah atau permukaan rakaman. Kepala ini tidak benar- benar bersentuhan dengan piring, jadi tidak ada memakai pada mereka. Apabila hidangan berputar, filem nipis udara dicipta yang menghalang mengira di antara ia dan playhead (kira-kira 3nm berasingan). Itulah salah satu kelebihan utama ke atas SSD, yang sel-selnya merosot dengan pertentangan dan menulis.

Enjin

Kami telah melihat kehadiran banyak elemen mekanikal di dalam cakera keras, tetapi yang paling banyak ditunjukkan adalah kehadiran motor. Kecuali para peminat, ia adalah satu-satunya perkara di PC, dan sumber utama pemacu keras perlahan. Motor memutar plat pada kelajuan tertentu, mungkin 5, 400 RPM, 7, 200 atau 10, 000 RPM untuk yang terpantas. Sehingga kelajuan yang dicapai, anda tidak akan dapat berinteraksi dengan cakera-cakera, dan ia adalah sumber kelambatan yang hebat.

Untuk ini kita menambah motor atau sebaliknya elektromagnet yang menjadikan kepala membaca bergerak berada di tempat di mana data tersebut. Ini juga mengambil masa, menjadi satu lagi kelemahan.

Cache

Sekurang-kurangnya unit semasa mempunyai cip memori yang dibina dalam litar elektronik. Ini bertindak sebagai jambatan untuk pertukaran maklumat dari plat fizikal ke memori RAM. Ia seperti penimbal dinamik untuk meringankan akses kepada maklumat fizikal dan biasanya 64 MB.

Diekstrak

Pengkapsulan adalah sangat penting untuk HDD, kerana, tidak seperti SSD, pedalaman mestilah ditekan sepenuhnya supaya tidak satu jenis habuk masuk. Mari kita ambil kira bahawa plat berputar pada kelajuan yang sangat besar, dan jarum kepala hanya mengukur beberapa mikrometer. Mana-mana unsur pepejal, tidak kira berapa kecil, boleh menyebabkan kerosakan tidak dapat dipulihkan kepada unit.

Sambungan

Untuk menyelesaikannya kita mempunyai seluruh rangkaian sambungan di bahagian belakang pakej, yang terdiri daripada penyambung kuasa SATA dan satu lagi untuk data. Sebelum ini, pemacu keras IDE juga mempunyai panel untuk memilih mod operasi, hamba atau tuan jika pemacu berkongsi bas, tetapi kini setiap pemacu menyambung ke port berasingan pada papan induk.

Faktor bentuk dan antara muka pada HDD

Dalam erti kata ini, maklumat itu agak ringkas pada masa ini, kerana kita hanya mencari dua faktor bentuk. Yang pertama ialah piawaian untuk PC desktop, dengan pemacu 3.5 inci dan ukuran 101.6 x 25.4 x 146 mm. Yang kedua ialah faktor bentuk yang digunakan dalam pemacu notebook 2.5 inci berukuran 69.8 x 9.5 x 100mm.

Bagi teknologi sambungan, kita tidak mempunyai terlalu banyak masa ini untuk HDDs, iaitu dua:

SATA

Ini adalah standard komunikasi dalam HDD PC semasa sebagai pengganti IDE. Dalam kes ini, bas bersiri menggunakan protokol AHCI digunakan berbanding selari untuk menghantar data. Ia jauh lebih cepat daripada IDE tradisional dan lebih cekap dengan pemindahan maksimum 600 MB / s. Di samping itu, ia membolehkan sambungan panas peranti dan mempunyai lebih banyak bas yang lebih kecil dan lebih mudah diurus. Walau bagaimanapun, cakera keras mekanikal semasa hanya boleh mencapai maksimum 400 MB / s dalam bacaan, manakala SATA SSD memanfaatkan sepenuhnya bas ini.

SAS

Inilah evolusi antara muka SCSI, dan ia merupakan bas yang berfungsi serentak seperti SATA, walaupun perintah SCSI-jenis masih digunakan untuk berinteraksi dengan cakera keras. Salah satu sifatnya ialah adalah mungkin untuk menyambungkan beberapa peranti pada bas yang sama dan ia juga mampu menyediakan kadar pemindahan yang berterusan bagi setiap mereka. Kita boleh menyambung lebih daripada 16 peranti dan ia mempunyai antara muka sambungan yang sama seperti cakera SATA, menjadikannya sesuai untuk pemasangan konfigurasi RAID pada pelayan.

Kelajuannya kurang dari SATA, tetapi ciri penting ialah pengawal SAS boleh berkomunikasi dengan cakera SATA, tetapi pengawal SATA tidak dapat berkomunikasi dengan cakera SAS.

Bahagian fizikal, logik dan berfungsi cakera keras

Kami telah melihat bahagian-bahagian asas di dalam, tetapi ini hanya permulaan untuk memahami bagaimana ia berfungsi. Dan jika anda ingin tahu segala-galanya tentang cakera keras ini, maka bahagian ini adalah yang paling penting, kerana ia menentukan bagaimana hard drive berfungsi, yang boleh dilakukan dengan dua cara:

CHS (silinder - kepala - sektor): Sistem ini adalah yang digunakan dalam pemacu keras pertama, walaupun digantikan dengan yang berikut. Dengan menggunakan ketiga-tiga nilai ini adalah mungkin untuk meletakkan kepala membaca di tempat di mana data berada. Sistem ini mudah difahami, tetapi memerlukan arahan kedudukan yang agak panjang.

LBA (alamat yang logik dalam blok): ia adalah yang digunakan saat ini, dalam hal ini kita membahagikan cakera keras ke sektor dan kita memberi nombor unik masing-masing, seolah-olah alamat memori di mana spindle itu harus ditempatkan. Dalam kes ini, rentetan arahan akan lebih pendek dan lebih cekap, dan akan membolehkan cakera itu diindeks oleh sistem.

Struktur fizikal hidangan

Mari kita lihat bagaimana struktur fizikal cakera keras dibahagikan, yang akan menentukan bagaimana ia berfungsi.

• Trek: Trek adalah cincin sepusat yang membentuk permukaan rakaman cakera. Silinder: Silinder dibentuk oleh semua trek yang bertentangan vertikal pada setiap plat dan muka. Ia bukan sesuatu yang fizikal, tetapi silinder khayalan. Sektor: Setiap trek dibahagikan kepada beberapa gerbang yang dipanggil sektor. Dalam setiap sektor data akan disimpan, dan jika salah satu daripada mereka masih tidak lengkap, data seterusnya akan pergi ke sektor seterusnya. Saiz sektor teknologi ZBR (bit-zone) akan bervariasi dari trek ke dalam dan luar untuk mengoptimumkan ruang. Mereka biasanya 4KB, walaupun ia boleh diubah dari sistem operasi. Kluster: Ia adalah kumpulan sektor. Setiap fail akan menduduki sejumlah kluster tertentu, dan tiada fail lain boleh disimpan dalam kelompok tertentu.

Struktur logik cakera keras

Perkara yang lucu adalah bahawa struktur logik cakera keras telah dikekalkan untuk SSD juga walaupun operasi berbeza.

Sektor Boot (MBR atau GPT)

Rekod Boot Induk atau MBR adalah sektor pertama cakera keras, trek 0, silinder 0, sektor 1. Di sini jadual petak seluruh cakera keras disimpan, menandakan permulaan dan akhirnya. Boot Loader juga disimpan, di mana partition aktif di mana sistem atau sistem operasi dipasang dikumpulkan. Pada masa ini ia telah digantikan dalam hampir semua kes dengan gaya partition GPT, yang akan kita lihat dengan lebih terperinci.

Partition

Setiap partition membahagikan cakera keras ke dalam beberapa silinder tertentu dan mereka boleh menjadi saiz yang kita mahu tentukan kepada mereka. Maklumat ini akan disimpan di dalam jadual partition. Pada masa ini terdapat konsep partisi logik, bersama-sama dengan cakera keras dinamik, dengan mana kita bahkan boleh menyertai dua pemacu keras yang berbeza dan memandangkan sistem itu akan berfungsi sebagai satu.

Perbezaan antara MBR dan GPT

Pada masa ini terdapat dua jenis jadual partition yang tersedia untuk HDD atau SSD, jenis MBR atau jenis GPT (Global Unique Identifier). Gaya partition GPT telah dilaksanakan untuk sistem EFI atau Extensible Firmware Interface, yang telah menggantikan sistem komputer BIOS lama. Jadi sementara BIOS menggunakan MBR untuk menguruskan cakera keras, GPT ditujukan ke arah menjadi sistem proprietari untuk UEFI. Paling penting, sistem ini memberikan GUID unik kepada setiap partition, seperti alamat MAC, dan peruntukannya begitu lama sehingga semua partition di dunia dapat bernama unik, hampir menghapuskan keterbatasan fizikal dari cakera keras dari segi pembahagian.

Ini adalah perbezaan pertama dan paling jelas dengan MBR. Walaupun sistem ini hanya membolehkan anda membuat 4 partition utama pada cakera keras dengan maksimum 2 TB, di GPT tidak ada batasan teoretis untuk membuatnya. Ia akan menjadi sistem operasi yang entah bagaimana menjadikan batasan ini, dan pada masa ini Windows menyokong 128 partition utama.

Perbezaan kedua terletak pada sistem permulaan. Dengan GPT, UEFI BIOS itu sendiri boleh membuat sistem boot sendiri, secara dinamik mengesan kandungan cakera setiap kali kami boot. Ini membolehkan kami untuk boot dengan sempurna komputer, walaupun kami menukar cakera keras untuk yang lain dengan pengedaran logik yang lain. Sebaliknya, MBR atau BIOS lama memerlukan eksekusi untuk mengenal pasti partisyen aktif dan dapat mula boot.

Nasib baik, hampir semua cakera keras HDD dan SSD semasa sudah mula dikonfigurasikan dengan sistem partition GPT, dan dalam apa jua keadaan, dari sistem itu sendiri atau dalam mod perintah dengan Diskpart kita boleh mengubah suai sistem ini sebelum memasang Windows.

Sistem fail pada cakera keras

Untuk menyelesaikan operasi cakera keras, kita perlu mengetahui apakah sistem fail utama yang digunakan. Mereka adalah bahagian utama pengguna dan kemungkinan penyimpanan.

• FAT32 ExFAT NTFS HFS + EXT ReFS

Mengabaikan kehadiran sistem FAT kerana ia tidak praktikal dalam sistem penyimpanan semasa, FAT32 adalah pendahulunya. Sistem ini membolehkan menyerahkan alamat 32-bit kepada kelompok, jadi secara teori, ia menyokong saiz storan 8 TB. Kesannya ialah bahawa Windows mengehadkan kapasiti ini kepada 128 GB dengan saiz fail tidak lebih daripada 4 GB, jadi ia adalah sistem yang hanya menggunakan pemacu storan USB kecil.

Untuk mengatasi keterbatasan FAT32, Windows mencipta sistem exFAT, yang menyokong saiz fail teoritis sehingga 16 EB (BI) dan saiz penyimpanan teori 64 ZB (Zettabytes)

Sistem ini digunakan oleh Windows untuk memasang sistem dan menguruskan fail pada hard disk. Ia kini menyokong 16TB, 256TB fail sebagai saiz kelantangan maksimum, dan anda boleh mengkonfigurasi saiz kluster yang berbeza untuk pemformatan. Ia adalah satu sistem yang menggunakan banyak ruang untuk konfigurasi kelantangan anda, jadi saiz partition lebih besar daripada 10 GB disyorkan.

Ia adalah sistem fail Apple sendiri dan menggantikan HFS tradisional dengan menambahkan sokongan untuk fail yang lebih besar dan jumlah yang lebih besar. Saiz ini maksimum 8 EB.

Sekarang kita berurusan dengan sistem fail Linux sendiri, kini dalam versi EXT4. Saiz fail yang disokong adalah maksimum 16TB, dan 1 EB sebagai saiz kelantangan.

Akhirnya, ReFS adalah sistem lain yang dipatenkan oleh Microsoft dan ditakdirkan untuk menjadi evolusi NTFS. Ia telah dilaksanakan dengan Windows Server 2012, tetapi beberapa Windows 10 untuk pengedaran perniagaan pada masa ini menyokongnya. Sistem ini bertambah baik apabila NTFS dalam banyak aspek, misalnya dengan melaksanakan perlindungan terhadap degradasi data, pembetulan dan kegagalan dan redundansi, sokongan RAID, pengesahan integriti data atau penghapusan chkdsk. Menyokong saiz fail 16 EB dan saiz isipadu 1 YB (Yottabyte)

Apakah RAID itu?

Dan berkait rapat dengan konsep sistem fail adalah konfigurasi RAID. Sebenarnya terdapat komputer riba atau PC yang sudah mempunyai konfigurasi RAID 0 untuk kapasiti storan mereka.

RAID bermaksud Array Redundant of Independent Disc dan ia adalah sistem storan data yang menggunakan pelbagai unit storan. Di dalamnya, data diedarkan seolah-olah ia satu unit tunggal, atau ia direplikasi untuk memastikan integriti data terhadap kegagalan. Unit penyimpanan ini boleh sama ada HDD atau cakera keras mekanikal, SSD atau pemacu keadaan pepejal, walaupun M.2.

Pada masa ini terdapat sejumlah besar tahap RAID, yang terdiri daripada mengkonfigurasi dan mengaitkan cakera keras ini dengan cara yang berbeza. Sebagai contoh, RAID 0 menyertai dua atau lebih cakera menjadi satu untuk mengedarkan data pada semua itu. Ia sesuai untuk mengembangkan storan dengan melihat hanya satu cakera keras dalam sistem, sebagai contoh, dua HDT 1TB boleh membentuk 2TB tunggal. Sebaliknya, RAID 1 adalah sebaliknya, ia adalah konfigurasi dengan dua atau lebih cakera cermin supaya data disimpan direplikasi pada setiap satunya.

Kelebihan dan kekurangan HDD berbanding SSD

Dan akhirnya, kita akan merumuskan dan menerangkan perbezaan utama antara cakera keras mekanikal dan pemacu keadaan pepejal. Untuk ini, kita sudah mempunyai artikel di mana semua faktor ini dijelaskan secara terperinci, jadi kita hanya akan membuat sintesis cepat.

Kelebihan yang luar biasa

• Kapasiti: Ini adalah salah satu kelebihan utama yang cakera keras mempunyai SSD, dan ini tidak tepat kerana SSD kecil, tetapi kerana kos mereka meningkat banyak. Kami tahu bahawa HDD lebih lambat daripada SSD, 400MB / s vs 5000MB / s pada pemacu terpantas, tetapi kapasiti storan per pemacu adalah sempurna untuk digunakan sebagai gudang data. Pada masa ini terdapat 3.5 "pemacu HDD sehingga 16TB. Kos rendah setiap GB: Oleh itu, dari atas, kos setiap GB jauh lebih rendah pada HDD daripada SSD, jadi kita boleh membeli unit yang lebih besar, tetapi pada harga yang lebih rendah. Pemacu keras 2 TB didapati pada harga kira-kira 60 euro, manakala SSD 2 TB M.2 sekurang-kurangnya 220 euro atau lebih. Shelf Life: Dan kelebihan ketiga HDD adalah kehidupan rak dari piring anda. Berhati-hati untuk tidak lagi ketahanan dan rintangannya, tetapi sebilangan besar kali kita boleh menulis dan memadamkan sel-sel, yang hampir tidak terbatas pada cakera keras mekanikal. Pada SSD, bilangannya terhad kepada beberapa ribu, menjadikannya pilihan yang kurang menarik untuk pangkalan data dan pelayan.

Kelemahan

• Mereka sangat perlahan: dengan kemunculan SSD, cakera keras mekanikal telah menjadi peranti paling perlahan di dalam komputer walaupun di bawah USB 3.1. Ini menjadikan mereka pilihan yang hampir sekali pakai untuk memasang sistem operasi, yang hanya ditakdirkan untuk data jika kita benar-benar mahukan komputer yang cepat. Kami bercakap mengenai angka-angka yang meletakkan HD 40-50 kali lebih perlahan daripada SSD, ia tidak masuk akal. Saiz dan bunyi fizikal: Sebagai mekanikal dan mempunyai platters, saiznya agak besar berbanding dengan M.2 SSD yang hanya mengukur 22 × 80mm. Begitu juga, mempunyai kepala motor dan mekanikal menjadikannya agak bising, terutamanya apabila fail dipecah. Fragmentasi: pengedaran dalam trek menyebabkan data menjadi lebih terfragmentasi dari masa ke masa. Dengan kata lain, cakera akan mengisi sektor yang dibiarkan kosong apabila dipadamkan, jadi kepala bacaan mesti membuat lompatan banyak untuk membaca fail lengkap. Dalam SSD, sebagai memori sel elektronik, semuanya boleh diakses pada kelajuan yang sama, sama seperti memori RAM, masalah ini tidak wujud.

Kesimpulan pada cakera keras

Dengan cara ini, kita sampai pada akhir artikel kami yang mengembangkan topik memandu cakera keras secara mendalam. Tidak syak lagi, mereka adalah elemen yang sekurang-kurangnya untuk majoriti pengguna memainkan peranan yang agak kecil dengan mempunyai SSD walaupun 2 TB di pasaran. Tetapi mereka masih menjadi pilihan bintang untuk penyimpanan massa, kerana untuk itu kita tidak memerlukan kelajuan yang banyak tetapi banyak ruang.

Bayangkan apa yang akan berlaku sekiranya kita mempunyai 512 atau 256 GB SSD tunggal dan kami mahu menyimpan filem 4K, memasang permainan atau kami pencipta kandungan. Jika kita mahu kelajuan, kita mesti menghabiskan banyak wang, di SSD, sambil mempunyai 20 TB dengan HDD akan menelan kos sekitar 600 €, sedangkan melakukannya dengan SSD SATA boleh menelan kos sekitar € 2000 dan jika NVMe lebih baik, tidak mengira ia.

Kami meninggalkan anda sekarang dengan beberapa artikel yang akan berguna untuk melengkapkan maklumat, dan sudah tentu dengan panduan kami.

Berapa banyak cakera keras yang anda ada pada PC anda dan apakah jenisnya? Adakah anda menggunakan SSD dan HDD?