Как выглядит жесткий диск

Обновлено: 21.11.2024

Жесткий диск компьютера (или жесткий диск, или жесткий диск) – это технология, на которой хранятся операционная система, приложения и файлы данных, такие как документы, изображения и музыка, которые использует ваш компьютер. Остальные компоненты вашего компьютера работают вместе, чтобы показать вам приложения и файлы, хранящиеся на вашем жестком диске.

Как работает жесткий диск?

Жесткий диск (HDD) состоит из пластины с отсеками для хранения данных. Эти данные — ваша операционная система, приложения и любые файлы, которые вы создали. Также имеется рычаг-аккумулятор, который перемещается по пластине для чтения или записи запрошенной информации. Чтобы ускорить этот процесс, диск вращается по мере того, как рычаг привода перемещается по нему.

Отделения, в которых хранятся данные, могут быть разбросаны по всему жесткому диску. То есть данные не записываются последовательно. Существует система индексации, позволяющая аккумулятору находить все соответствующие данные.

Диск и рычаг аккумулятора тонкие, поэтому они закрыты стальным корпусом. Это предотвращает повреждение диска в обычных условиях.

Каковы преимущества и недостатки жесткого диска?

Жесткие диски — это проверенная технология, способная хранить большой объем данных (это зависит от размера диска) и относительно дешевая. При нормальном использовании они достаточно долговечны и хорошо функционируют.

Однако есть и недостатки. Жесткие диски могут работать медленно, особенно при открытии больших приложений или файлов. Поскольку они не записывают данные последовательно, данные могут стать фрагментированными с пустым пространством в каждом отсеке. Это пустое пространство слишком мало, чтобы использовать его для данных, но когда пустое пространство складывается вместе, оно может занимать большую часть диска. Узнайте, как дефрагментировать жесткий диск.

Жесткие диски потребляют много энергии и выделяют много тепла. Это делает их менее полезными в небольших компьютерах, таких как ноутбуки и ноутбуки. В нормальных условиях жесткие диски долговечны. Но когда жесткие диски находятся в портативных компьютерах, которые можно уронить или ударить во время вращения диска, диск может быть поврежден, так что данные на них не смогут быть восстановлены конечными пользователями.

Что такое внешний жесткий диск?

Внешний накопитель — это отдельное устройство, которое подключается к компьютеру, как правило, через порт USB. Хотя внешний диск не отменяет потребность во внутреннем диске, он дает вам больше места для хранения резервных копий файлов, изображений, музыки и многого другого.

Внешние накопители также переносимы; вы можете перемещать их между компьютерами. Это позволит вам легче делиться такими вещами, как изображения.

В чем разница между внутренними и внешними жесткими дисками?

Для работы на вашем компьютере должен быть хотя бы один накопитель. Обычно накопитель представляет собой внутренний диск; находится внутри корпуса компьютера. Внутренние диски бывают разных размеров и могут быть заменены, если у вас недостаточно места для хранения.

Вы можете настроить компьютер с внешним диском в дополнение к внутреннему диску. Внешний диск подключается к компьютеру, как правило, через порт USB. Внешний диск дает вам больше места для хранения резервных копий файлов, изображений, музыки или особенно больших файлов.

Какие другие варианты хранения памяти?

Жесткие диски — это только один из видов накопителей. Твердотельные накопители (SSD) — это накопители, которые выполняют те же функции, что и жесткие диски. В твердотельных накопителях используется технология, отличная от технологии жестких дисков, которая больше похожа на технологию флэш-накопителя USB. Эта технология потребляет меньше энергии и производит меньше тепла. В твердотельных накопителях также нет движущихся частей, поэтому они более долговечны в портативных приложениях. Узнайте больше о преимуществах твердотельного накопителя здесь.

Твердотельные накопители теперь входят в стандартную комплектацию большинства ноутбуков и других портативных компьютеров. Вы можете легко заменить существующий жесткий диск на твердотельный накопитель самостоятельно. Инструмент Crucial® Advisor™ или инструмент System Scanner помогут вам найти подходящий твердотельный накопитель для вашего компьютера.

Каждому компьютеру требуется как минимум один накопитель для хранения операционной системы, приложений и файлов данных. Многие накопители являются жесткими дисками, но есть и другой вариант. Добавление внешнего накопителя — это простой способ расширить возможности хранения.

© Micron Technology, Inc., 2018. Все права защищены. Информация, продукты и/или технические характеристики могут быть изменены без предварительного уведомления. Ни Crucial, ни Micron Technology, Inc. не несут ответственности за упущения или ошибки в типографике или фотографии. Micron, логотип Micron, Crucial и логотип Crucial являются товарными знаками или зарегистрированными товарными знаками Micron Technology, Inc. Microsoft. Все прочие товарные знаки и знаки обслуживания являются собственностью соответствующих владельцев.

Эта запись в блоге была первоначально опубликована в марте 2016 года и обновлена в сентябре 2018 года. С тех пор технология жестких и твердотельных накопителей продолжает совершенствоваться, поэтому мы публикуем в этой публикации наше последнее обновление.

Среди всех доступных компьютерных дисков легко запутаться в различиях между ними. Два основных накопителя, между которыми вы должны знать разницу, — это жесткие диски (HDD) и твердотельные накопители (SSD). Вам может быть интересно, в чем разница между жестким диском и твердотельным накопителем? Какой привод лучше использовать? Какой диск чаще выходит из строя?

Мы тратим много времени на размышления о жестких и твердотельных дисках, поэтому знаем, что использование обоих дисков имеет свои преимущества и недостатки. Если вы хотите обновить свой компьютер с помощью нового диска или вам интересно, как лучше всего использовать любой тип диска, полезно провести параллельное сравнение каждого варианта. Итак, мы разработали этот пост «В чем разница», чтобы помочь разобраться в различиях между этими двумя типами дисков. Читайте дальше, чтобы узнать, как далеко продвинулись технологии накопителей за эти годы и как выбрать лучшее решение для ваших потребностей в хранении данных.

В этом углу: жесткий диск

Традиционный вращающийся жесткий диск был стандартом для многих поколений персональных компьютеров. Постоянно совершенствующиеся технологии позволили производителям жестких дисков увеличить объем хранения, чем когда-либо, при цене за гигабайт, которая по-прежнему делает жесткие диски лучшим соотношением цены и качества.

Какими бы сложными они ни были, жесткие диски существуют с 1956 года. Те, что были тогда, были двух футов в диаметре и могли хранить всего несколько мегабайт информации, но технологии улучшились до такой степени, что вы можете втиснуть 10 терабайт. во что-то размером с кухонную губку.

Внутри жесткого диска есть нечто, более чем похожее на старый проигрыватель: пластина или несколько пластин, которые вращаются вокруг центральной оси — шпинделя — обычно со скоростью от 5400 до 7200 оборотов в минуту. Некоторые жесткие диски, созданные для повышения производительности, работают быстрее.

Информация записывается на накопитель и считывается с него путем изменения магнитных полей на этих вращающихся пластинах с помощью якоря, называемого головкой чтения-записи. Визуально он немного похож на дужку проигрывателя, но вместо иглы, которая проходит в физической канавке на пластинке, головка чтения-записи немного парит над физической поверхностью диска.

Двумя наиболее распространенными форм-факторами для жестких дисков являются 2,5 дюйма, характерные для ноутбуков, и 3,5 дюйма, характерные для настольных компьютеров. Вы также найдете внешние диски с 2,5-дюймовыми и 3,5-дюймовыми дисками. Размер стандартизирован, что упрощает ремонт и замену в случае поломки.

Подавляющее большинство используемых сегодня дисков подключаются через стандартный интерфейс Serial ATA (или SATA). Специализированные системы хранения иногда используют Serial Attached SCSI (SAS), Fibre Channel или другие экзотические интерфейсы, разработанные для специальных целей.

Экономическое преимущество жестких дисков

Проверенная технология, используемая десятилетиями, делает жесткие диски дешевыми — намного дешевле в пересчете на гигабайт, чем твердотельные накопители. Хранилище на жестком диске может стоить всего три цента за гигабайт. Вы не тратите много, но получаете много места. Производители жестких дисков продолжают повышать емкость хранения, сохраняя при этом низкие затраты, поэтому жесткие диски остаются выбором тех, кто ищет много места для хранения, не тратя при этом много денег.

Недостаток заключается в том, что жесткие диски могут потреблять много энергии, генерировать шум, выделять тепло и работать не так быстро, как твердотельные накопители. Возможно, самое большое отличие состоит в том, что жесткие диски, при всем их сходстве с проигрывателями, в конечном счете являются механическими устройствами. Со временем механические устройства изнашиваются. Вопрос не в том, если, а в том, когда.

Технология жестких дисков не стоит на месте, и цена за единицу хранения резко снизилась. Как мы писали в нашей публикации «Жесткий диск или твердотельный накопитель: что ждет будущее для хранения данных? — часть 2», стоимость гигабайта для жестких дисков снизилась примерно в два миллиарда раз примерно за 60 лет.

Производители жестких дисков добились значительного прогресса в технологиях, позволяющих хранить все больше и больше информации на HD-пластинах, что называется плотностью записи. По мере того, как производители жестких дисков пытаются превзойти друг друга, потребители получают все большие и большие размеры дисков. Один из методов заключается в замене воздуха в приводах гелием, который уменьшает трение и поддерживает большую плотность поверхности.Другие новейшие технологии включают микроволновую и магнитную запись с нагреванием, или MAMR и HAMR соответственно. HAMR записывает магнитно с использованием лазерно-тепловой поддержки, а MAMR использует устройство, генерирующее микроволны, называемое осциллятором вращающего момента или лазером, чтобы хранить больше данных на диске привода. Эти накопители находятся на ранних стадиях производства и отправки корпоративным партнерам.

Продолжающаяся конкуренция и гонка за размещением все большего и большего объема хранилища в одном и том же привычном форм-факторе 3,5-дюймового жесткого диска означает, что это будет относительно небольшой выбор очень большой емкости для хранения данных на многие годы вперед.

В противоположном углу: твердотельный накопитель

Твердотельные накопители стали гораздо более распространенными в последние годы. Они являются стандартной проблемой для всей линейки ноутбуков Apple, например, MacBook, MacBook Pro и MacBook Air стандартно поставляются с твердотельными накопителями. Как и Mac Pro.

Твердотельный накопитель – это отраслевое сокращение для обозначения интегральной схемы, и в этом ключевое различие между твердотельным накопителем и жестким диском: внутри твердотельного накопителя нет движущихся частей. Вместо дисков, двигателей и головок чтения-записи в твердотельных накопителях используется флэш-память, то есть компьютерные микросхемы, которые сохраняют свою информацию даже при отключении питания.

Твердотельные накопители в принципе работают так же, как и хранилища на вашем смартфоне или планшете. Но твердотельные накопители, которые вы найдете в современных компьютерах Mac и ПК, работают быстрее, чем хранилище вашего мобильного устройства.

Механическая природа жестких дисков ограничивает их общую производительность. Производители жестких дисков неустанно работают над повышением скорости передачи данных и сокращением задержек и времени простоя, но их возможности ограничены. Твердотельные накопители обеспечивают огромное преимущество в производительности по сравнению с жесткими дисками: они быстрее запускаются, быстрее выключаются и быстрее передают данные.

Если вы все еще используете компьютер с жестким диском SATA, вы можете увидеть значительный прирост производительности при переходе на твердотельный накопитель. Более того, за последние пару лет стоимость твердотельных накопителей резко снизилась, поэтому такая модернизация обходится дешевле, чем когда-либо.

Различные форм-факторы SSD

Твердотельные накопители можно сделать меньше и потреблять меньше энергии, чем жесткие диски. Они также не издают шума и могут быть более надежными, поскольку не являются механическими. В результате компьютеры, предназначенные для использования твердотельных накопителей, могут быть меньше, тоньше, легче и работать на одном заряде батареи гораздо дольше, чем компьютеры с жесткими дисками.

Многие производители твердотельных накопителей производят механизмы твердотельных накопителей, предназначенные для замены 2,5-дюймовых и 3,5-дюймовых жестких дисков по принципу plug-and-play, поскольку существуют миллионы компьютеров (и многие новые компьютеры все еще производятся с жесткими дисками). которые могут извлечь выгоду из изменений. Они оснащены тем же интерфейсом SATA и разъемом питания, что и жесткие диски.

Теперь доступен широкий выбор форм-факторов SSD. Карты памяти Memory Stick, которые когда-то были ограничены максимальным объемом 128 МБ, теперь выпускаются в версиях размером до 2 ТБ. Они используются в основном в мобильных устройствах, где размер и плотность являются основными факторами, таких как камеры, телефоны, дроны и т. д. Другие форм-факторы с высокой плотностью предназначены для приложений центров обработки данных, например Intel P4500 емкостью 32 ТБ. Похожий на стандартную 12-дюймовую линейку, Intel SSD DC P4500 имеет емкость 32 ТБ. Благодаря 64 чрезвычайно тонким слоям 3D NAND, P4500 в настоящее время является самым плотным твердотельным накопителем в мире. Цена пока неизвестна, но, учитывая, что SSD DC P4500 требует только одну десятую мощности и всего одну двадцатую места традиционного жесткого диска, как только цена выйдет из стратосферы, вы можете быть уверены, что будет рынок для него.

В 2018 году компания Nimbus Data анонсировала твердотельный накопитель ExaDrive D100 емкостью 100 ТБ. Этот SSD сам по себе содержит в два раза больше данных, чем первые Storage Pods Backblaze. Когда Exadrive был впервые выпущен, он был доступен только по запросу, но в 2020 году компания объявила о своих первых онлайн-ценах на накопитель. Версия Exadrive емкостью 100 ТБ сейчас продается по цене 40 000 долларов США, а версия на 50 ТБ — 12 500 долларов США.

Производители твердотельных накопителей также ищут способы хранения большего объема данных в меньшем форм-факторе и на более высоких скоростях. Знакомый SSD-накопитель, который выглядит как 2,5-дюймовый HDD, начинает становиться все менее распространенным.Учитывая очень высокие скорости, с которыми данные могут быть прочитаны и скопированы на микросхемы памяти внутри твердотельных накопителей, естественно, что разработчики компьютеров и хранилищ хотят в полной мере использовать эту возможность. Все чаще системы хранения данных подключаются непосредственно к системной плате компьютера и в процессе этого приобретают новые формы.

Сравнение размеров твердотельного накопителя mSATA (слева) и твердотельного накопителя M.2 2242 (справа).

Производители ноутбуков приняли стандарт mSATA, а затем и стандарт M.2, который может быть размером с несколько плиток шоколада, но иметь такую же емкость, как и любой 2,5-дюймовый твердотельный накопитель SATA.

Другая технология интерфейса, называемая NvM Express или NVMe, теперь перенесена с серверов в центрах обработки данных на потребительские ноутбуки. При подключении к слоту PCI Express (PCIe) вместо использования пропускной способности SATA твердотельные накопители NVMe могут достигать более высоких скоростей чтения-записи, чем твердотельные накопители SATA, но их розничная цена почти вдвое превышает цену твердотельного накопителя SATA. Дополнительную информацию о разнице между дисками M.2 и дисками NVMe см. в этом посте.

Твердотельные накопители тоже выходят из строя

Как и жесткие диски, твердотельные накопители могут изнашиваться, но по разным причинам. В случае с жесткими дисками это часто просто механическая реальность вращающегося двигателя, который со временем изнашивается. Хотя внутри SSD нет движущихся частей, каждый банк памяти имеет конечный ожидаемый срок службы — ограничение на количество операций записи и чтения, прежде чем он перестанет работать. Логика, встроенная в диски, пытается динамически управлять этими операциями, чтобы свести к минимуму проблемы и продлить срок их службы.

На практике большинству из нас не нужно беспокоиться о долговечности SSD. SSD, который вы вставили в свой компьютер сегодня, вероятно, переживет компьютер. Но важно помнить, что, хотя твердотельные накопители по своей природе более надежны, чем жесткие диски, они все же подвержены тем же законам энтропии, что и все остальное во Вселенной.

Плюсы и минусы жестких дисков по сравнению с твердотельными накопителями

Плюсы	Против
Жесткие диски	Бюджетный вариант . Много места для хранения. Стандартные размеры облегчают ремонт и замену.	Используйте большую мощность. Шумно. Движущиеся части со временем изнашиваются. Медленнее, чем SSD.
SSD	Быстрее, чем HDD. Не создавайте шума. Используйте меньше энергии, чем жесткие диски. Широкий диапазон форм-факторов. Отсутствие движущихся частей делает их более долговечными, чем жесткие диски.	Меньший объем памяти, чем у жестких дисков. Может быть дорого. Трудно восстановить данные в случае сбоя.

Планирование будущего хранилища

Независимо от того, используете ли вы жесткий диск или твердотельный накопитель, важно иметь хороший план резервного копирования, поскольку рано или поздно любой диск выйдет из строя. У вас должна быть локальная резервная копия в сочетании с безопасной удаленной резервной копией, которая удовлетворяет стратегии резервного копирования 3-2-1. Чтобы начать работу, обязательно ознакомьтесь с нашим руководством по резервному копированию.

Надеюсь, мы дали вам некоторое представление о жестких дисках и твердотельных накопителях. И, как всегда, мы приветствуем ваши вопросы и комментарии, так что стреляйте!

Возможно, вам будет интересно прочитать другие статьи из нашей серии SSD 101 и узнать больше о надежности SSD.

Об Энди Кляйне

Энди Кляйн — главный пропагандист облачных хранилищ в Backblaze. Он имеет более чем 25-летний опыт работы в технологическом маркетинге, и за это время он поделился своим опытом в области облачных хранилищ и компьютерной безопасности на мероприятиях, симпозиумах и панелях в RSA, SNIA SDC, MIT, Федеральной торговой комиссии и сотнях других. В настоящее время он пишет и разглагольствует о статистике дисков, модулях хранения, облачном хранилище и многом другом.

Жесткий диск является важным компонентом многих компьютеров. Устройство сохраняет ваши программы и данные независимо от того, включен ваш компьютер или нет. Это считается полупостоянным хранилищем, потому что, хотя любые данные на жестком диске должны храниться годами без сбоев, никакая цифровая система хранения не является идеальной или постоянной.

Вот что вам нужно знать о жестких дисках.

Как жесткие диски работают на компьютере

На жестком диске традиционно используется набор вращающихся металлических пластин. У каждого диска есть головка, которая быстро перемещается вперед и назад по диску, используя магниты для считывания или записи данных по мере необходимости. Хотя он должен быть полностью герметизирован внутри корпуса жесткого диска, чтобы защитить пластину даже от микроскопической пыли, если бы вы могли видеть жесткий диск, он напоминал бы не более чем крошечный граммофон с тонармом.

Возможно, более точно жесткий диск будет выглядеть как стопка небольших фонографов, потому что практически все жесткие диски состоят из набора пластин. Каждая пластина может содержать ограниченный объем данных, поэтому производители жестких дисков увеличивают емкость, размещая пластины на одном диске.

Стоит отметить, что хотя это описание точно описывает жесткий диск (HDD), люди часто также называют твердотельные накопители (SSD) жесткими дисками. Таким образом, хотя, как правило, жесткий диск – это механическое запоминающее устройство, которое опирается на вращающуюся пластину, неофициально под жестким диском может пониматься жесткий диск или твердотельный накопитель .

Твердотельные накопители все чаще полностью заменяют жесткие диски в компьютерах, поэтому найти традиционный жесткий диск в современном ПК становится все труднее.

Преимущества и недостатки жесткого диска

Прежде всего, жесткий диск — это пережиток прошлого, когда лучшим способом хранения больших объемов данных было использование механической системы с движущимися частями. Жесткий диск — практически единственная движущаяся часть современных компьютеров (кроме петель ноутбука и кнопок питания). Это делает этот компонент наиболее вероятным для отказа, поскольку среднее время наработки на отказ (MTBF) значительно короче, чем у любой другой части компьютера, без исключения.

Однако иногда стоит рискнуть. Жесткий диск может хранить большое количество данных по очень низкой цене, что обычно приводит к низкому соотношению цены и производительности. Срок службы жесткого диска также «достаточно хорош» для большинства ситуаций, поскольку обычно он измеряется годами. Для получения дополнительной информации прочитайте нашу статью о сравнении жестких дисков с твердотельными накопителями.

Когда вы продаете, дарите или утилизируете компьютер, очень важно, чтобы вы случайно не предоставили кому-либо доступ к вашим личным и личным данным, хранящимся на компьютере. Один из способов сделать это — полностью стереть (а не просто стереть) старый жесткий диск. Подробнее о том, как это сделать, читайте в нашей статье о полной очистке жесткого диска вашего компьютера.

Тем не менее, вы можете пойти дальше. Для максимальной личной безопасности вы можете извлечь жесткий диск из своего компьютера, прежде чем отдать его и уничтожить диск. Это не так сложно, как кажется, и гарантирует, что ваши старые данные никогда больше никому не будут доступны.

Инструменты, которые вам понадобятся для извлечения и уничтожения жесткого диска

Чтобы разобрать и испортить жесткий диск, многого не нужно:

Отвертка Torx, чтобы открыть корпус.
Плоская отвертка, чтобы открыть корпус.

Единственный необычный инструмент, который вам понадобится, — это отвертка Torx (не у всех она есть в наборе инструментов). Дэйв Джонсон/Business Insider

Как найти и извлечь жесткий диск из компьютера

Начните с извлечения жесткого диска из компьютера. Если у вас настольный компьютер или ПК в корпусе Tower, отключите его от сети и снимите крышку или боковую панель (в некоторых случаях не требуется инструментов, и вам нужно только ослабить некоторые ограничители, а в других может потребоваться отвертка для удаления винтов).

Ищите жесткий диск, который будет вставлен в отсек для диска или привинчен к боковой части корпуса. В большинстве случаев вы можете просто отсоединить кабели питания и данных и вытащить дисковод из компьютера, но он может быть прикручен на место, и в этом случае вам потребуется отвертка с головкой Philips, чтобы извлечь его из ПК. .

Если у вас есть ноутбук, вам может потребоваться обратиться к руководству пользователя или обратиться в службу поддержки клиентов ноутбука за информацией о том, как извлечь жесткий диск. снимите клавиатуру, чтобы добраться до жесткого диска.

Как быстро уничтожить жесткий диск

Если вы спешите, вы можете повредить его таким образом, что только профессиональный хакер сможет восстановить любые данные.

<р>1. Переверните жесткий диск так, чтобы вы могли видеть основную плату.

Быстрый способ сделать жесткий диск непригодным для использования — удалить внешнюю печатную плату. Дэйв Джонсон/Business Insider

<р>2. Используйте отвертку Torx, чтобы отвинтить печатную плату с помощью четырех винтов Torx.

<р>3. Снимите доску, сломайте ее пополам и выбросьте.

<р>4. Теперь вы можете утилизировать жесткий диск, зная, что кто-то не может просто подключить диск к другому компьютеру, чтобы прочитать его данные, поэтому он в безопасности от случайных пользователей.

Как полностью уничтожить жесткий диск

Если вы собираетесь потратить время на то, чтобы получить драйвер Torx и снять печатную плату, вы можете быть тщательным, поскольку для полного уничтожения диска требуется всего пять минут.

<р>1. Выверните винты Torx вокруг внешнего края верхней пластины корпуса жесткого диска.

<р>2. Обычно под бумажной этикеткой находится один дополнительный «скрытый» винт Torx.Нащупайте пальцем углубление, а затем плоской отверткой оторвите этикетку. Затем используйте отвертку Torx, чтобы удалить последний винт.

<р>3. Снимите верхнюю пластину. Вероятно, вам придется поддеть его плоской отверткой. Если его очень трудно снять, убедитесь, что его не скрепляет дополнительный винт.

<р>4. Теперь вы можете видеть пластины жесткого диска — их может быть несколько, поставленных одна на другую, каждая со своей головкой чтения/записи, которая выглядит как тонарм фонографа.

Сняв крышку, вы увидите тонармы и пластины, которые также удерживаются на месте дополнительными винтами Torx. Дэйв Джонсон/Business Insider

<р>5. Продолжайте разбирать внутренние компоненты, снимая тонарм и сами пластины. Вероятно, на шпинделе будет около трех винтов Torx, удерживающих пластины на месте.

<р>6. На данный момент сам акт воздействия воздуха на пластины и обращения с ними незащищенными пальцами почти наверняка уничтожил данные на диске. Чтобы быть тщательным, используйте плоскую отвертку, чтобы поцарапать поверхность каждого диска. Теперь любому будет сложно восстановить что-либо ценное с этого диска.

Читайте также: