Μια μονάδα σκληρού δίσκου (HDD) είναι ουσιαστικά ένα μηχανικό σύστημα που αποθηκεύει μαγνητικά δεδομένα. Αποτελείται από διάφορα βασικά συστατικά που εργάζονται σε αρμονία:
1. Πάντες:
* Κυκλικοί, επίπεδες δίσκοι από αλουμίνιο ή γυαλί επικαλυμμένο με λεπτό στρώμα μαγνητικού υλικού.
* Τα δεδομένα αποθηκεύονται στις πιατέλες με τη μορφή μικροσκοπικών μαγνητικών περιοχών, οι οποίες μπορούν να μαγνητοποιηθούν σε μία από τις δύο κατευθύνσεις (βόρεια ή νότια) για να αντιπροσωπεύουν δυαδικά δεδομένα (0 ή 1).
* Τα σύγχρονα δίσκους συνήθως έχουν αρκετές πιατέλες που στοιβάζονται κατακόρυφα, επιτρέποντας υψηλότερη χωρητικότητα αποθήκευσης.
2. Κινητήρας ατράκτου:
* Περιστρέφει τις πιατέλες σε υψηλές ταχύτητες, συνήθως περίπου 5400 έως 7200 περιστροφές ανά λεπτό (RPM).
* Ταχύτερα ποσοστά περιστροφής οδηγούν σε ταχύτερες ταχύτητες πρόσβασης δεδομένων.
3. Διαβάστε/γράψτε κεφάλι:
* Συνδεδεμένο σε ένα κινητό βραχίονα (βραχίονας ενεργοποιητή), η κεφαλή ανάγνωσης/εγγραφής είναι υπεύθυνη για την ανάγνωση και τη σύνταξη δεδομένων στις πιατέλες.
* Αποτελείται από ένα ηλεκτρομαγνητικό πηνίο που παράγει ένα μαγνητικό πεδίο για να μαγνητοποιήσει ή να απομαγνητικοποιήσει τις μαγνητικές περιοχές στις πιατέλες.
* Το κεφάλι αιωρείται πολύ κοντά στην επιφάνεια της πιατέλας, αλλά δεν το αγγίζει πραγματικά, λόγω του ρουλεμάν αέρα.
4. Βραχίονας ενεργοποιητή:
* Ένας μηχανικός βραχίονας που τοποθετεί την κεφαλή ανάγνωσης/εγγραφής πάνω από την επιθυμητή θέση στην πιατέλα.
* Μετακινείται ακτινικά σε όλη την πιατέλα, πρόσβαση σε διαφορετικά κομμάτια δεδομένων.
5. Head Stack:
* Μια ομάδα κεφαλών ανάγνωσης/εγγραφής που στοιβάζονται κάθετα, κάθε μία πρόσβαση σε μια αντίστοιχη πιατέλα.
6. Παρακολούθηση δεδομένων και τομείς:
* Η επιφάνεια της πιατέλας χωρίζεται σε ομόκεντρους κύκλους που ονομάζονται κομμάτια.
* Κάθε κομμάτι χωρίζεται περαιτέρω σε μικρότερα τμήματα που ονομάζονται τομείς.
* Τα δεδομένα αποθηκεύονται σε τομείς και ο ελεγκτής κίνησης παρακολουθεί τις τοποθεσίες του τομέα για να αποκτήσει πρόσβαση στα δεδομένα γρήγορα.
7. Ελεγκτής:
* Ο ηλεκτρονικός εγκέφαλος του σκληρού δίσκου, υπεύθυνος για τη διαχείριση των μεταφορών δεδομένων, την αναζήτηση δεδομένων και τον έλεγχο του κινητήρα και των κεφαλών.
* Επικοινωνεί με τον υπολογιστή χρησιμοποιώντας διεπαφές όπως SATA ή SAS.
8. Cache:
* Μια μικρή ποσότητα γρήγορης μνήμης εντός του σκληρού δίσκου που αποθηκεύει συχνά δεδομένα πρόσβασης.
* Αυτό επιταχύνει την ανάκτηση δεδομένων καθώς η μνήμη cache μπορεί να παρέχει δεδομένα ταχύτερα από την πρόσβαση στις πιατέλες άμεσα.
9. Περίβλημα:
* Το σφραγισμένο δοχείο που φιλοξενεί όλα τα εξαρτήματα, προστατεύοντάς τα από σκόνη και άλλους περιβαλλοντικούς παράγοντες.
Πώς λειτουργούν οι HDD:
1. Πρόσβαση δεδομένων: Όταν ζητάτε δεδομένα, ο ελεγκτής μεταφράζει τη λογική διεύθυνση (π.χ. όνομα αρχείου) σε φυσικές συντεταγμένες στις πιατέλες.
2. Αναζήτηση λειτουργίας: Ο βραχίονας του ενεργοποιητή μετακινεί το κεφάλι στο επιθυμητό κομμάτι.
3. Τοποθέτηση κεφαλής: Μόλις το κεφάλι είναι πάνω από το σωστό κομμάτι, τοποθετείται στον συγκεκριμένο τομέα που περιέχει τα δεδομένα.
4. Λειτουργία ανάγνωσης/εγγραφής: Στη συνέχεια, το κεφάλι διαβάζει ή γράφει δεδομένα στις μαγνητικές περιοχές στην επιφάνεια της πιατέλας.
Βασικά πλεονεκτήματα του HDDS:
* Υψηλή χωρητικότητα αποθήκευσης: Οι σκληροειδείς δίσκοι προσφέρουν το μεγαλύτερο χώρο αποθήκευσης ανά δολάριο σε σύγκριση με άλλες συσκευές αποθήκευσης.
* χαμηλό κόστος: Γενικά πιο προσιτά από τα SSD για μεγάλες δυνατότητες.
* Αξιοπιστία: Οι HDD έχουν σχεδιαστεί για να αντέχουν σε κραδασμούς και δονήσεις.
Βασικά μειονεκτήματα των HDDS:
* πιο αργή απόδοση: Σε σύγκριση με τα SSDs, τα HDD είναι πολύ πιο αργά λόγω των μηχανικών εξαρτημάτων που εμπλέκονται στην πρόσβαση δεδομένων.
* Λειτουργία θορυβώδους: Οι HDD είναι γνωστοί για τον θόρυβο τους.
* πιο ευαίσθητο σε ζημιές: Δεδομένου ότι έχουν κινούμενα μέρη, είναι πιο ευαίσθητα σε ζημιές από σοκ, κραδασμούς ή ακραίες θερμοκρασίες.
Εξέλιξη της αρχιτεκτονικής HDD:
* Αυξημένη πυκνότητα: Με την πάροδο του χρόνου, οι σκληροειδείς δίσκοι έχουν γίνει όλο και πιο πυκνές, επιτρέποντας μεγαλύτερες ικανότητες σε μικρότερους παράγοντες μορφής.
* Ταχύτερα ποσοστά περιστροφής: Οι HDDs περιστρέφονται τώρα σε υψηλότερες ταχύτητες, με αποτέλεσμα την ταχύτερη πρόσβαση δεδομένων.
* Βελτιωμένοι ελεγκτές: Οι τεχνολογίες των ελεγκτών έχουν εξελιχθεί για να βελτιώσουν την απόδοση και την αποτελεσματικότητα.
* Προηγμένη τεχνολογία κεφαλής: Τα προηγμένα κεφάλια έχουν σχεδιαστεί για να διαβάζουν και να γράφουν δεδομένα με μεγαλύτερη ακρίβεια και αξιόπιστα.
Συμπέρασμα:
Η αρχιτεκτονική HDD είναι ένα πολύπλοκο σύστημα μηχανικών και ηλεκτρικών εξαρτημάτων που συνεργάζονται για την αποθήκευση και την ανάκτηση δεδομένων μαγνητικά. Ενώ τα HDD εξακολουθούν να είναι μια δημοφιλής επιλογή για την αποθήκευση, η δημοτικότητά τους μειώνεται λόγω της εμφάνισης ταχύτερων και πιο αξιόπιστων SSD. Ωστόσο, οι σκληροειδείς δίσκοι εξακολουθούν να είναι μια οικονομικά αποδοτική λύση για τους χρήστες που χρειάζονται μεγάλες ικανότητες αποθήκευσης.
Πνευματικά δικαιώματα © Γνώση Υπολογιστών Όλα τα δικαιώματα κατοχυρωμένα