Каков объем информации на обычном современном жестком диске

Обновлено: 21.11.2024

Купить жесткий диск несложно, если вы знаете несколько основных советов. Ниже приведено руководство по наиболее важным функциям жесткого диска.

Все жесткие диски умирают. Совершенно нормально покупать новый каждые несколько лет, чтобы заменить старый жесткий диск или использовать его в качестве дополнительного резервного диска.

Но какой жесткий диск купить? Какой жесткий диск мне нужен?!

Покупка жесткого диска не должна быть сложной. На самом деле, есть много места для ошибки, так что не беспокойтесь! Просто следуйте этим рекомендациям, и вам не придется беспокоиться о покупке неподходящего жесткого диска.

1. Жесткий диск и твердотельный накопитель

Изображение предоставлено Адрианом/Shutterstock

Первое соображение при принятии решения о покупке диска для хранения данных — нужен ли вам твердотельный накопитель (SSD). Хотя твердотельные накопители выполняют ту же общую функцию, что и традиционные жесткие диски (HDD), у них есть несколько плюсов и минусов.

Твердотельный накопитель – это тип накопителя данных, в котором используется флэш-память вместо вращающихся металлических дисков, используемых в традиционных жестких дисках. Думайте о твердотельном накопителе как о массивном USB-накопителе или SD-карте.

Но насколько важно это различие?

Твердотельные накопители быстрее читают и записывают данные.
Твердотельные накопители потребляют меньше энергии, что экономит энергию и продлевает срок службы аккумулятора ноутбука.
В твердотельных накопителях нет движущихся частей, поэтому они бесшумны и имеют более длительный срок службы.
Твердотельные накопители стоят дороже за гигабайт, а это означает, что они имеют меньшую емкость данных, чем жесткие диски в любой данной ценовой категории.

Если деньги являются ограничивающим фактором и вам нужно как можно больше места для хранения, выберите традиционный жесткий диск. Если вы покупаете диск в основном для резервного копирования и долговременного хранения данных, выбирайте традиционный жесткий диск.

Если на диске будет работать операционная система или много часто используемых файлов и программ, выберите SSD. Скорость и производительность — основные преимущества твердотельных накопителей перед жесткими дисками.

Ищете рекомендации? Вы не ошибетесь, выбрав 3,5-дюймовый внутренний жесткий диск Seagate BarraCuda 4 ТБ или 2,5-дюймовый внутренний твердотельный накопитель Samsung 870 EVO 1 ТБ. Оба являются хорошим выбором для большинства случаев использования.

2. Размеры и интерфейсы жестких дисков

Изображение предоставлено Мати Нусерм/Shutterstock

Выбрав между жестким диском и твердотельным накопителем, необходимо выбрать форм-фактор. К счастью, есть только два «реальных» варианта, и ваша текущая настройка в основном диктует правильный выбор.

Диски данных бывают двух форм-факторов: 3,5-дюймовый и 2,5-дюймовый.

В жестких дисках данные хранятся на вращающихся металлических дисках, а это означает, что для большей емкости данных требуется больше дисков. По этой причине жесткие диски для настольных ПК, как правило, имеют размер 3,5 дюйма и максимальную емкость 10–20 ТБ, а жесткие диски для ноутбуков — 2,5 дюйма и максимальную емкость 5–10 ТБ (на момент написания этой статьи).

Твердотельные накопители не имеют движущихся частей, поэтому их можно сделать меньше, чем жесткие диски. Таким образом, большинство твердотельных накопителей имеют форм-фактор 2,5 дюйма. Что делать, если вам нужно поместить SSD в 3,5-дюймовый корпус? Некоторые адаптеры позволяют превращать 2,5-дюймовые диски в 3,5-дюймовые.

Что касается соединений, большинство современных внутренних накопителей (как HDD, так и SSD) используют разъемы SATA. Вместо этого старые внутренние жесткие диски, которые были изготовлены до стандарта SATA, используют разъемы IDE. Однако внешние диски подключаются к вашей системе через порт USB независимо от того, являются ли они жесткими дисками или твердотельными накопителями.

Примечание. Не знаете, что такое SATA, IDE или USB? Прочтите нашу статью о распространенных компьютерных кабелях.

3. Характеристики и производительность жесткого диска

Вот что нужно искать в современном жестком диске:

Емкость хранилища. Жесткие диски бывают разных емкостей, вплоть до 18 ТБ на диск из-за физических ограничений. Твердотельные накопители не могут вместить столько места, а твердотельные накопители потребительского класса в настоящее время имеют максимальную емкость около 5–8 ТБ на диск.

Скорость передачи. Многие факторы определяют производительность жесткого диска потребительского уровня, но число оборотов в минуту (RPM) является важным. Более высокие обороты означают более быструю передачу данных на диск и с диска.

Вы можете игнорировать скорость SATA диска. Например, современный диск может быть указан как 3,0 ГБ/с и 7200 об/мин. Это первое значение — скорость SATA, которая описывает теоретическую максимальную скорость соединения SATA. Ни один жесткий диск не может передавать данные с такой скоростью. Однако диск на 7200 об/мин всегда будет быстрее, чем диск на 5400 об/мин.

Кэш-память. Когда жесткому диску необходимо передать данные из одной части диска в другую, он использует специальную область встроенной памяти, называемую кешем (или буфером).

Кэш большего размера позволяет передавать данные быстрее, поскольку за один раз можно сохранить больше информации. Современные жесткие диски могут иметь размер кэш-памяти от 8 МБ до 256 МБ.

Время доступа. Традиционные жесткие диски имеют несколько других факторов, влияющих на производительность, например время, необходимое устройству чтения для того, чтобы считывать данные с диска или записывать данные на него.

Несмотря на то, что два диска со скоростью вращения 7200 об/мин могут работать по-разному (например, один из них может работать медленнее при изменении положения устройства чтения дисков), стандартного способа сравнения времени доступа не существует. Кроме того, в наши дни большинство жестких дисков работают примерно на том же уровне, так что не беспокойтесь об этой конкретной детали.

Для твердотельных накопителей обратите внимание на скорости последовательного чтения и записи (также называемые устойчивыми скоростями чтения и записи). Пока эти скорости находятся в пределах максимальной скорости разъема SATA, что, скорее всего, и будет, все будет в порядке.

Частота отказов. Поскольку жесткие диски имеют движущиеся части, со временем ожидается износ, но не все жесткие диски изнашиваются с одинаковой скоростью. Некоторые модели могут выйти из строя в течение 12 месяцев, в то время как средний срок службы других превышает шесть лет. Вы обязаны исследовать это для каждой модели перед покупкой.

В целом современные твердотельные накопители служат дольше (средняя частота отказов – 2 миллиона часов), чем современные жесткие диски (средняя частота отказов – 1,5 миллиона часов). Однако для долговременного хранения данных, которое остается отключенным в течение месяцев или лет, жесткие диски более долговечны, чем твердотельные накопители.

4. Цена и стоимость жестких дисков

При покупке вы столкнетесь с широким диапазоном цен на жесткие диски для устройств, которые на первый взгляд очень похожи. Вы сами решаете, какие факторы и функции больше всего соответствуют вашим потребностям, а затем выбираете жесткий диск, соответствующий этим потребностям.

Однако один из способов определить стоимость — разделить цену диска на его емкость, чтобы получить цену за гигабайт.

Например, рассмотрим серию жестких дисков Western Digital Blue.

Жесткий диск Western Digital Blue емкостью 1 ТБ — отличная покупка для повседневных пользователей по цене 0,03 доллара США за ГБ. Принимая во внимание, что WD 4 ТБ Blue стоит 0,027 доллара США за ГБ, а WD 6 ТБ Blue — 0,021 доллара США за ГБ.

Какой из них предлагает лучшее соотношение цены и качества? Модель на 6 ТБ. Модели емкостью 1 ТБ, 4 ТБ и 6 ТБ имеют значения цены за гигабайт, которые уменьшаются с увеличением объема хранилища. Однако другие диски НЕ становятся более доступными при масштабировании, поэтому нужно быть осторожным: некоторые диски стоят дороже за гигабайт при большей емкости.

Например, внутренний твердотельный накопитель Samsung 860 EVO 250 ГБ доступен по цене, а внутренний твердотельный накопитель Samsung 860 EVO 500 ГБ предоставляет в два раза больше места по цене менее чем в два раза. получить максимальную отдачу от затраченных средств.

Но внутренний твердотельный накопитель Samsung 860 EVO емкостью 2 ТБ стоит более чем в два раза дороже, чем 1 ТБ!

5. Сравнение внешних жестких дисков и внутренних жестких дисков

Еще один момент, который следует учитывать, — будет ли этот жесткий диск размещаться в корпусе настольного компьютера/ноутбука или использоваться снаружи для подключения к множеству различных устройств.

Внешние диски идеально подходят для хранения, резервного копирования и переноса данных. Обычно они подключаются через USB 2.0, 3.0 или 3.1 с максимальной скоростью передачи данных 60 МБ/с, 625 МБ/с и 1250 МБ/с соответственно. USB 3.1, конечно, предпочтительнее, но не обязательно, если только вы не переносите много часов данных туда и обратно каждый божий день.

Внешние диски переносные. Они могут быть разделены между несколькими компьютерами без каких-либо хлопот. Просто отключите USB, подключите его в другом месте, и все готово. Вы также можете подключить его к телевизору или медиацентру для прямого воспроизведения мультимедиа.

Во всех остальных случаях лучше использовать внутренние диски.

Примечание. Любой диск с данными можно использовать как внутри, так и снаружи — внешние диски — это, по сути, внутренние диски, помещенные в специальный защитный кожух. Если вы покупаете внешний диск, вы можете вынуть его из корпуса и использовать внутри!

Как выбрать внешний жесткий диск

Для внешних накопителей, которые в основном используются для передачи файлов туда и обратно, приобретите твердотельный накопитель с поддержкой USB 3.1, обеспечивающий скорость и производительность. Нам очень нравится портативный твердотельный накопитель Samsung T5 емкостью 1 ТБ с интерфейсом USB 3.1, и мы добились большого успеха с ним.

Для внешних накопителей, которые в основном используются для долговременного хранения данных, приобретите большой жесткий диск, например недорогой накопитель WD Elements для настольных ПК Elements емкостью 4 ТБ. Я сам использую это для личного хранения, и в ближайшее время у меня не будет свободного места!

Если безопасность данных является вашей главной задачей, вы можете рассмотреть что-то вроде внешнего жесткого диска Transcend StoreJet M3 емкостью 2 ТБ. Он обладает ударопрочностью военного уровня, противоударным резиновым корпусом, системой внутренней подвески, способной выдерживать падения, и встроенным 256-битным шифрованием AES.

6. Игровые жесткие диски: PlayStation, Xbox, ПК

Выбор жесткого диска может значительно повлиять на производительность игр, поэтому мы всегда рекомендуем твердотельные накопители для игр.

Поскольку скорость SSD намного превышает скорость HDD, игры будут запускаться намного быстрее и быстрее загружаться между уровнями, этапами и картами. Серьезно, разница между твердотельными накопителями и жесткими дисками для игр огромна. Вы пожалеете об использовании жесткого диска!

При выборе диска необходимо придерживаться параметров устройства:

Для ПК: подойдет любой жесткий диск, если вы знаете форм-фактор отсеков для жестких дисков в вашем корпусе и типы разъемов на материнской плате. Опять же, это, скорее всего, 3,5 дюйма для настольных компьютеров и 2,5 дюйма для ноутбуков и, скорее всего, с разъемами SATA.
Для Xbox 360: в оригинальной Xbox 360 используются 2,5-дюймовые жесткие диски, установленные в специальных корпусах. Чтобы обновить или заменить, вам нужно будет купить одну из замен Microsoft по завышенной цене. Диски сторонних производителей можно использовать, но их необходимо применять с прошивкой, совместимой с Xbox, что выходит далеко за рамки этой статьи.
Для Xbox 360 S и E: жесткие диски, используемые в консолях Xbox 360 S и E, несовместимы с оригинальной Xbox 360, и наоборот. Модели на 4 ГБ имеют внутреннюю флэш-память, которую нельзя удалить или заменить. Модели на 250 ГБ можно увеличить до 500 ГБ, купив один из продуктов Microsoft по завышенной цене.
Для Xbox One: Xbox One поддерживает внешние диски через USB 3.0, что означает, что вы можете использовать практически любой твердотельный накопитель. К сожалению, нет простого способа заменить внутренний диск. Узнайте больше в нашей статье о преимуществах внешних дисков Xbox One.
Для Xbox One X: Xbox One X также поддерживает внешние диски с минимальным объемом 256 ГБ через USB 3.0. К сожалению, нет простого способа заменить внутренний диск, и это приведет к аннулированию гарантии.
Для Xbox Series X и S: Xbox Series X и S поставляются с отсеком расширения, подходящим для карты расширения Seagate емкостью 1 ТБ. Карта расширения Seagate оптимизирована для использования с Xbox Series X/S, но с консолями также можно использовать внешние накопители USB 3.0 или 3.1.
Для PlayStation 3: все модели PlayStation 3 оснащены 2,5-дюймовыми дисками SATA, которые пользователи могут без проблем заменять и обновлять.
Для PlayStation 4. Все модели PlayStation 4, включая Slim и Pro, оснащены 2,5-дюймовыми дисками SATA, которые пользователи могут без проблем заменять и обновлять. Они также поддерживают внешние жесткие диски через USB 3.0.
Для PlayStation 5: на момент написания статьи пользователи PlayStation 5 могли использовать внешние накопители USB 3.0 (или быстрее).

7. Внутренние и внешние жесткие диски для Mac

Если вы используете MacBook Air, MacBook Pro, Mac Mini или iMac, при покупке жесткого диска следует учитывать несколько дополнительных соображений.

Внутренние жесткие диски Mac

Самое важное заключается в том, что модернизация жесткого диска Mac в значительной степени выполняется своими руками. Вы должны разобрать свое устройство, чтобы добраться до внутреннего диска, аккуратно заменить его, а затем собрать все обратно. Даже самая простая замена может занять не менее часа. Это также аннулирует вашу гарантию и любую страховку AppleCare, которая у вас может быть.

Все модели MacBook Air, MacBook Pro, Mac Mini и iMac 2012 года выпуска и более поздних моделей имеют внутренний форм-фактор 2,5 дюйма (за исключением 27-дюймовых моделей iMac, в которых используется внутренний форм-фактор 3,5 дюйма). К счастью, существуют переходники с 3,5 на 2,5 дюйма.

Что касается SATA, PCIe, NVMe и AHCI, все становится немного неясным. Например, 21,5-дюймовые iMac 2017 года имеют слот PCIe только в том случае, если устройство изначально было оснащено Fusion Drive. Вы не узнаете, какие соединения доступны именно на вашем устройстве, если не будете искать его специально.

Внешние жесткие диски для Mac

Для внешних дисков у вас есть несколько вариантов подключения, перечисленных в порядке увеличения скорости передачи данных: USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1, Thunderbolt 2 и Thunderbolt 3 (также известный как USB Type-C). Мы рекомендуем USB 3.0 как самый низкий из возможных.

Устройства Mac используют уникальные файловые системы Apple, поэтому для максимальной производительности внешние жесткие диски должны быть отформатированы либо в HFS+ (Mac OS Extended), либо в файловой системе Apple (APFS).

Но учтите, что большинство устройств сторонних производителей не смогут читать диски HFS+ или APFS! Есть способы читать HFS+ в Windows, но APFS настолько нова, что совместимость с ней сильно ограничена. Единственный формат, который корректно работает как с Mac, так и с Windows, — это FAT32 (но он устарел и имеет несколько недостатков).

Позаботьтесь о своих жестких дисках

Если вы позаботитесь о своих жестких дисках и других решениях для хранения данных, они позаботятся о вас. По крайней мере, пока они могут. Жесткие диски не являются неразрушимыми, но если вы будете обеспечивать их безопасность, они смогут защитить ваши данные в течение длительного времени.

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.

Прошел 51 год, прежде чем объем жестких дисков достиг 1 ТБ (терабайта, т. е. 1000 ГБ). Это произошло в 2007 году. В 2009 году появился первый жесткий диск с объемом памяти 2 ТБ. Таким образом, если для достижения первого терабайта потребовался 51 год, то для достижения второго потребовалось всего два года.

Перенесемся на 10 лет вперед. В 2019 году самые большие доступные в продаже жесткие диски могут хранить не менее 15 ТБ данных. Мир твердотельных накопителей предлагает еще больше места — не менее 100 ТБ.

В этой статье рассказывается о том, как эволюционировали жесткие диски с тех пор, как они впервые появились на рынке в 1956 году. Мы рассмотрим радикальные изменения с течением времени для трех различных аспектов жестких дисков: размера, места для хранения и цены.

Изменения физического размера с течением времени

Первый жесткий диск, как и многие инновации в вычислительной технике, был разработан IBM. Он назывался IBM Model 350 Disk File и представлял собой огромное устройство. У него было 50 24-дюймовых дисков внутри шкафа, который был размером со шкаф и совсем не легким. Этот массивный накопитель может хранить колоссальные 5 МБ данных.

Вверху: Дисковый файл IBM Model 350 доставляется. Да, это ОДИН жесткий диск.

Несмотря на то, что жесткие диски продолжали совершенствоваться, самые современные диски создавались в соответствии с концепцией "чем больше, тем лучше" еще в 80-х годах. Жесткие диски обычно использовались вместе с большими мэйнфреймами, так что это не имело большого значения. Под компьютеры уже отведены целые комнаты.

Например, ниже представлен жесткий диск емкостью 250 МБ 1979 года.

Вверху: ультрасовременный жесткий диск 70-х годов.

В 1980 году компания IBM представила первый жесткий диск, преодолевший барьер в 1 ГБ. Он назывался IBM 3380 и мог хранить 2,52 ГБ ("2,52 миллиарда символов информации", согласно данным IBM). Его шкаф был размером с холодильник, и все это весило 550 фунтов (250 кг). Это дало пользователям быстрый доступ к большому объему данных благодаря передаче информации со скоростью три миллиона символов в секунду.

Вверху: модуль дисковода IBM 3380.

В начале 80-х годов, после появления первого микрокомпьютера Altair 8800, начали появляться «потребительские» жесткие диски меньшего размера, предназначенные для использования с набирающими популярность персональными компьютерами (теперь известными как ПК). Самые ранние диски, установленные на этих машинах, доступные с 1980 года, имели размер 5 МБ и форм-фактор 5,25 дюйма (Seagate ST506).

Вверху: три десятилетия усадки.

Изменения объема хранилища с течением времени

Первый жесткий диск (RAMAC 305 производства IBM) еще в 1956 году мог хранить 5 МБ данных, что в то время было огромным объемом. По совпадению, это также размер первого «маленького» 5,25-дюймового жесткого диска, появившегося в 1980 году. Мы перешли от потребности в специальном помещении для жесткого диска и его компьютера к тому, что мы могли поместиться внутри настольного компьютера.

Десять лет спустя, в 1990 году, "обычный" жесткий диск (например, производимый Maxtor) вмещал около 40 МБ, а более дорогие модели могли хранить более 100 МБ.

Перенесемся в наши дни: вы можете купить 3,5-дюймовый жесткий диск емкостью 15 ТБ.

Чтобы проиллюстрировать огромное увеличение объема хранилища, которое мы наблюдаем за последние 38 лет (по сути, с момента появления персональных компьютеров), мы составили параллельную сравнительную диаграмму 1980 года, 2010 и 2019 годов.

Обратите внимание, что на этой диаграмме мы использовали логарифмическую шкалу. Каждый шаг по оси Y в 10 раз больше, чем шаг под ним. Если бы мы использовали обычный линейный масштаб, высота столбцов для 1980 года была бы меньше пикселя.

Примечание. Чтобы оценить нормальный размер жесткого диска на диаграмме, мы использовали данные о средней емкости жестких дисков Seagate.

Как видите, разрыв между обычным жестким диском и первоклассным жестким диском с точки зрения объема памяти стал намного меньше, чем в прошлом. Интересно, что сегодня и максимальный, и «нормальный» накопитель могут иметь одинаковый физический размер, чего точно не было в 1980 году. Никто больше не производит жесткие диски размером с холодильник.

Конечно, в настоящее время у нас есть специальные устройства хранения данных с огромным количеством обычных жестких дисков, забитых внутри, которые взяли на себя корону «смехотворно дорогих».

Кстати, о цене…

Изменение цены во времени

Как и любой другой редкий товар, первые жесткие диски были очень дорогими и использовались с такими же огромными и дорогими мейнфреймами.

Первый жесткий диск, IBM Model 350 Disk File, о котором мы упоминали выше, не был чем-то отдельным. Это даже не то, что вы купили. Вместо этого вы можете арендовать компьютер IBM 305 RAMAC, поставляемый с 350 Disk File, за 3200 долларов в месяц. В 50-х это было намного больше, чем сейчас.

Самые большие и лучшие жесткие диски оставались дорогим предложением. Когда он наконец начал продаваться в 1981 году после некоторых первоначальных проблем с доставкой, цена на IBM 3380 размером с холодильник объемом 2,52 ГБ начиналась с 81 000 долларов. И тогда вам, конечно, нужен был компьютер, чтобы использовать его с…

Первые 5,25-дюймовые жесткие диски емкостью 5 МБ (т. е. потребительский вариант) в 80-х годах стоили более 3000 долларов США. Аналогичные цены остались и на 10-мегабайтные диски, которые вскоре их заменили. Это, вероятно, объясняет, почему большинство ПК изначально продавались без жесткого диска, а вместо этого полагались на дисководы для гибких дисков.

Поскольку объем хранилища увеличился, он стал намного доступнее. Средняя стоимость гигабайта за последние 30 лет выросла со 100 000 долларов до нескольких центов. Вот это инфляция...

Фактоид: в 1981 году жесткий диск Apple емкостью 5 МБ стоил 3 500 долларов США. Это 700 000 долларов США за гигабайт.

Сегодня мы платим около 18 долларов США за 1 ТБ места на жестком диске.

И, конечно же, 38 лет назад объем хранилища в ТБ был неслыханным.

Рекламный ролик первого жесткого диска

В завершение этой ретроспективы мы приводим несколько старинных рекламных материалов о компьютере IBM 305 RAMAC 1956 года и его удивительном новшестве — дисковом файле IBM 350. Это техническое золото. Если вы можете смотреть это без улыбки на лице, обратитесь за помощью.

Еще 30 лет в будущее

Учитывая, что теперь у нас есть крошечные дешевые USB-накопители, которые легко вмещают 256 ГБ данных (а дорогие — 1 ТБ и более), что примерно в 6 500 раз больше, чем у обычного жесткого диска в 1990 году (40 МБ), мы можем сказать: что дела определенно продвинулись вперед.

Точно так же, как сейчас мы оглядываемся назад и качаем головами при мысли о поразительной разнице между сегодняшним днем и несколькими десятилетиями ранее, мы можем оглянуться на 2019 год и с таким же изумлением покачать головой. «Неужели тогда хранилище действительно было таким примитивным?»

Изучите историю ИТ вместе с Royal Pingdom

Ищете другие публикации по истории ИТ? Обязательно прочитайте об истории аппаратного обеспечения ПК, а также о нашей тщательно отобранной подборке первых компьютеров (1940–1960-е годы).

Википедия, как это часто бывает, очень помогла при проверке фактов и цифр.

Примечание. Впервые эта статья появилась в этом блоге в 2010 году, и мы немного подправили ее содержание.

Технология хранения на жестких дисках (HDD) в настоящее время широко используется в бытовых устройствах, предлагая те же преимущества, что и пользователям компьютеров, а именно возможность хранения экономически больших объемов данных с высокой скоростью передачи и быстрым доступом. к любой конкретной части данных [36].

Связанные термины:

Скачать в формате PDF

Об этой странице

Портативные приложения

3.5.1.8 Жесткие диски

В таблице 3.4 устройства, использующие жесткие диски, перечислены вместе с их форм-факторами дисков. Жесткие диски для устройств небольшого размера, например камер, MP3-плееров или сотовых телефонов, представляют собой проблемы с точки зрения форм-фактора (≤1″) и энергопотребления. Действительно, учитывая размер этих устройств, маленькие батареи, которые они используют, скоро разрядятся, если мощность жесткого диска не будет ограничена. В этом отношении первостепенное значение имеет правильная разработка и производство электроники, которая контролирует работу накопителя и управляет его путем передачи данных.

Таблица 3.4. Сравнение форм-фактора жесткого диска для нескольких потребительских устройств.

< td >▪

Потребительское устройство/размер	3,5″	2,5″	1,8″	1″	<1″
Мобильный телефон	▪	▪
Аудио/MP3	▪	▪	▪
Цифровая видеокамера	▪
Цифровой фотоаппарат	▪	▪
Игровые приставки	▪	▪	▪	▪	▪
Цифровые видеомагнитофоны	▪	▪
Ноутбуки	▪	▪

Источник: из ссылки. [36].

Отличный помощник в снижении энергопотребления жестких дисков [37] . С этими предусилителями потребляемая мощность низкая, например, 170 мВт при 450 Мбит/с в режиме записи, что позволяет производителям предлагать более длительный срок службы батареи между зарядками или более компактные продукты с тем же временем работы от батареи, используя меньшую батарею. Кроме того, эти новые продукты потребляют 250 мкВт в спящем режиме, что еще больше увеличивает время работы от батареи.

Хранение данных на основе вращения☆

5.04.4.4 Резюме и выводы

Технология жестких дисков предлагает надежное и недорогое решение для хранения больших объемов данных, но будущие улучшения в разработке жестких дисков создают множество проблем. В современных гранулированных средах один бит информации хранится в нескольких магнитных гранулах, а термостабильность данных определяется термостабильностью каждой гранулы. С 2000 года были достигнуты удивительные улучшения благодаря внедрению перпендикулярной магнитной записи на основе CoCrPt: оксида вместе с очень чувствительными датчиками GMR и TMR.Однако фундаментальные ограничения физики, лежащей в основе технологии HDD, делают распространение этой тенденции на следующее десятилетие очень сложной задачей. В частности, дизайн носителей с хорошей термической стабильностью, возможностью записи и SNR (читаемостью) быстро приближается к фундаментальным пределам. Поиск более подходящих материалов может помочь получить мелкие и однородные зерна, а затем добиться хорошего отношения сигнал/шум. Поиск материалов или методов для получения высокой магнитной анизотропии в носителях записи может помочь улучшить термическую стабильность. Значительная работа также проводится над новыми многоуровневыми концепциями, такими как непрерывная связь с обменом (ECC). Однако вопрос о том, насколько в конечном счете можно увеличить поверхностную плотность с помощью непрерывных гранулированных сред, является открытым вопросом, имеющим большие технологические и экономические последствия. Большинство экспертов в настоящее время ожидают, что она приблизится к 1 Тбит/с, что при нынешних ежегодных темпах роста может быть достигнуто в течение следующих 3–5 лет.

Поэтому перспективы для плотности данных выше 1 Тб на −2 связаны с новыми передовыми схемами носителей либо с использованием структурированных носителей, либо с записью с помощью энергии ( рис. 31 ). С одной стороны, подход с структурированными носителями предлагает либо физически определить дорожку в текущей гранулированной среде (DTM), либо литографически определить магнитные острова (BPM). В предельном случае носителей с битовым рисунком один магнитный остров соответствует одному биту, объем которого может быть увеличен по сравнению с размером зерна в обычных носителях, что приводит к повышению термической стабильности. С другой стороны, магнитная запись с использованием энергии использует тепло или высокочастотное магнитное поле для временного снижения реверсивного поля гранулированных носителей с высоким K_U, сохраняя при этом высокую стабильность в состоянии покоя или во время процесса считывания. Для каждого из этих альтернативных подходов предстоит решить несколько критических вопросов, и какой из них обеспечит наиболее многообещающий и расширяемый вход в Тбит в эпоху магнитной записи -2, на данный момент остается открытым вопросом. Однако задачи на уровне 10 Тб в −2, скорее всего, потребуют объединения двух обсуждаемых подходов, т. е. носителей BP с различными формами записи с использованием энергии. Наконец, есть много технических проблем, связанных с характеристикой и анализом различных типов медиа, обсуждаемых здесь. Некоторые из них включают в себя точную оценку SFD, анализ реверсивных режимов и свойства переключения зерен или наноточек. По мере того, как объем носителя, хранящего немного информации, все больше сокращается до наноразмерного режима, эти проблемы измерения требуют новых инструментов и методов. Следовательно, технология магнитной записи даже спустя 110 лет после ее изобретения все еще развивается быстрыми темпами и предлагает богатое поле для фундаментальных исследований и технологических изобретений.

Рис. 31 . Одна из возможных дорожных карт плотности размещения продуктов с жесткими дисками в зависимости от года. Носители с шаблонами (DTM и BPM) и термозапись должны быть представлены, чтобы решить фундаментальную трилемму, которая требует компромиссов между «возможностью записи», отношением сигнал/шум и температурной стабильностью.

Читайте также: