Почему жесткий диск называют винчестером
Согласно наиболее распространенной версии, жесткий диск называют винчестером, благодаря инженерам компании IBM, впервые выпустившей устройство современного типа (пластины и считывающие головки в герметическом корпусе). В разговорах между собой разработчики называли испытательную модель «30-30» — подразумевая конструкцию из двух модулей по 30 MB. Кеннет Хотон, руководивший проектом, в шутку назвал новый диск «винчестером» из-за аналогии с винтовочным патроном 30-30 Winchester, соответствующей фирмы. Патрон в свое время произвел революцию в оружейном деле, превзойдя по характеристикам все аналоги (именно благодаря ему бледнолицые сумели завоевать прерии).
Диск стал столь же популярен за счет быстродействия и низкой цены: в изобретении IBM, в отличии от дисков других фирм, магнитные головки не выводились за диски после окончания работы. Это ускорило их работу, упростило и удешевило привод головок, сам диск стал компактнее.
Фирма на этом не остановилась: новые технологии позволили отказаться от съемных дисков, их стационарные аналоги оказались проще, надежнее и дешевле. Стандартные (в то время) магнитные диски 14 дюймов в диаметре были заменены на «блины» в 8, затем 5 1/4 дюйма. Последние были использованы во входящих в моду персональных компьютерах.
Изначально такие диски стоили дорого и устанавливались как дополнительное внешнее устройство для самых топовых моделей ПК, но фирмы-производители сумели добиться значительного удешевления винчестера. Уже в начале девяностых он встраивается в каждый компьютер.
Череда усовершенствований и бурная деятельность IBM на рынке ПК привела к тому, что название «винчестер» вошло в обиход пользователей, На Западе оно не прижилось и вышло из употребления еще в прошлом веке, но пришлось по душе жителям СНГ. Оно используется как в технической литературе, так и в сленге программистов. Последние несколько сократили термин: теперь жесткий диск в народе именуют «винт», «винч», или по-свойски — «веник».
Что такое жёсткий диск?
Жёсткий диск, иначе называемый HDD (Hard Disk Drive), НЖМД (накопитель на жёстких магнитных дисках) или винчестер, — это универсальное устройство для хранения, миграции, планового и экстренного использования цифровых данных. На сегодня, несмотря на появление более прогрессивных и надёжных видов носителей, жёсткие диски по-прежнему занимают лидирующую позицию в этой области, и, вероятно, в ближайшие несколько лет ситуация не изменится.
Винчестер
В самом первом компьютере никаких жёстких дисков не было; первая модель, огромная, весящая чуть меньше тонны, появилась в 1956 году в США. Со временем размеры HDD уменьшались, производительность и ёмкость — увеличивались, а требования к материалам изготовления становились жёстче. Так, спустя полвека, и появились современные винчестеры — лёгкие и удобные, в достаточной степени защищённые от механических повреждений.
Жёсткими диски, на которых хранится информация, называются потому, что данные записываются не на гибкий магнитный слой, как в дискетах, а на твёрдые пластины, состоящие:
- из основы из чистого, лишённого магнитных свойств стекла или алюминия;
- и покрытия-ферромагнетика, в большинстве случаев — оксида хрома; на нём и сохраняется цифровая информация.
Теперь — несколько слов о названиях
Самое точное и наиболее редко встречающееся на практике (НМЖД) акцентирует внимание на фактическом наличии в винчестере нескольких магнитных дисков. Так оно и есть; современные накопители высокой ёмкости оснащены двумя, тремя или более «пластинками», посаженными на общую ось и обслуживаемыми каждая своей считывающей головкой, удерживаемой от непосредственного контакта с ферромагнетиком за счёт возникающей во время вращения воздушной подушки
Во время простоя эти головки отводятся в безопасную позицию, в которой просто не могут соприкасаться с дисками.
Второе по популярности наименование жёсткого диска (HDD), используемое, в частности, в названии программы Victoria HDD, означает точно то же самое; иногда оно заменяется русской калькой ХДД; главное её преимущество — отсутствие необходимости переключаться с кириллицы на латиницу и обратно.
Наконец, наименование «винчестер» обязано своим появлением рабочему названию разрабатываемой в 1970-х годах инженерами IBM модели с условным наименованием «30/30», совпавшим с одним из разработанных Winchester калибром патронов. Этот вариант почти совершенно вышел из употребления в европейских и американских странах, однако упорно сохраняется в СНГ — иногда сокращаясь до не менее известного пользователю «винта».
Виды жестких дисков
Рассмотрим детальнее основные виды жестких дисков.
Тип
HHD. Информация, поступающий на винчестер, записывается на диски, покрытые слоем ферромагнитного вещества. Устройство выгодно отличает дешевизна и большой объем памяти.
SSD. В отличии от магнитных жестких дисков, SSD работает по принципу заполнения микросхем памяти. Плюсы: надежность, ударопрочность, бесшумность, низкое энергопотребление, очень высокая скорость передачи информации. Недостатки: высокая цена, ограниченное количество циклов записи, удаленная информация не восстанавливается.
Форм-фактор
Жесткие диски обычно делят на две категории в зависимости от диаметра:
- 3,5 дюйма — устанавливается в домашних компьютерах и обладает относительно большой памятью (до 10 Тб);
- 2,5 дюйма — применяется в ноутбуках, медиаплеерах, портативных внешних дисках.
Преимущества: малый диаметр, быстродействие, экономное потребление энергии.
Недостаток: скромный объем памяти.
Интерфейс
Существует три вида разъемов для подключения винчестера к материнской плате на родном или постороннем компьютере.
IDE. Устройства подключаются через шлейф, причем передача идет в одном направлении (параллельно), менять его приходится вручную, переключая перемычки на шлейфе. Имеет слабую пропускную способность (133 Мб/сек).
SATA. Относительно новый интерфейс. Быстрее подключается (отдельным шлейфом) просто настраивается. Обмен информацией значительно быстрее. Диски с таким интерфейсом потребляют меньше энергии.
SCSI. Диски похожи на собратьев с интерфейсом IDE, но вращаются на большей скорости (до 15 000 оборотов). Это убыстряет получение данных, увеличивая также риск поломки. Диски этого типа имеют дополнительный контролер, управляющий обменом информации.
Устройство жесткого диска компьютера
Жёсткий диск представляет собой несъёмный блок, который через интерфейсный разъём может обмениваться данными. Здесь имеются диски, на которых содержится информация, микросхемы для управления его работой, а также двигатели, обеспечивающие вращение. Корпус блока делают из анодированного алюминия.
В нём ведётся запись на алюминиевые или стеклянные диски, которые покрыты ферромагнитным материалом. В этой роли чаще всего используется диоксид хрома. Расстояние межу поверхностью считывающей головки равно 10 нанометров. Механический контакт между ними отсутствует, что обеспечивает долгий срок службы винчестера. Обычно в одном устройстве используется несколько параллельно расположенных дисков. Это очень чувствительное устройство, которое может выйти из строя даже при очень небольших сотрясениях.
Жёсткий диск также содержит электронную плату, которая управляет записью, хранением и чтением информации. Имеется два разъёма: для питания и для SATA-интерфейса. Плата обеспечивает совместное функционирование с другими узлами персонального компьютера. Основную роль в ней играет микроконтроллер, который управляет работой узла. С магнитной головки поступает аналоговый сигнал, который преобразуется в цифровой вид. При выполнении записи происходит обратная операция.
На плате имеется микросхема памяти. Она обеспечивает работу кэша жёсткого диска. Контроллер VCM непосредственно управляет действиями магнитной головки. Здесь присутствует датчик вибрации. При превышении безопасного уровня он останавливает вращение дисков и осуществляет парковку головки. Он также реагирует при сильных сотрясениях, предохраняя устройство от поломки.
Лучшие жесткие диски для ноутбука
Ассортимент винчестеров формфактора 2,5 дюймов меньше, стоимость у них выше. Они подвергаются большей нагрузке, так как пользователи часто перемещают ноутбуки. Поэтому при выборе накопителя нужно учитывать параметр ударостойкости. Какой жесткий диск для ноутбука лучше выбрать, зависит и от вида используемой информации. При работе с текстовыми документами подойдут устройства небольшой емкости, для мультимедийных файлов советуют выбирать из моделей с объемом 1-2 Тб. На основании этого параметра и других технических характеристик из 10 номинантов были отобраны 3 лучших винчестера.
Western Digital WD Black 500 GB (WD5000LPLX)
Слово Black в названии модели указывает на возможность использования диска для повышенных нагрузок. Накопители устанавливают пользователи, которые работают с ресурсоемкими программами. WD Black 500 GB считают лучшим вариантом для покупателей с небольшим бюджетом. Модель укомплектована 1 пластиной, что позволили снизить уровень шума при работе до 25 дБ. В активном состоянии она выдерживает удары до 1000 G, а в покое – до 400 G.
Достоинства
- Интерфейс SATA III, которые обеспечивает высокую скорость работы диска;
- Минимальный показатель потребляемой мощности;
- Тонкий;
- Легкий;
- Низкая цена.
Недостатки
- Возможен брак;
- Сильный нагрев.
Производительность, долговечность и качество модели респонденты оценили на 4,5. Работает диск от 3 до 5 лет без поломок, не шумит.
Samsung HM160HC
Скорость вращения шпинделя модели снижена производителем до 5400 об/мин, что позволило уменьшить вибрацию и шумность при функционировании. Эти показатели важны для большинства пользователей, так как ноутбуки не редко при работе ставят на колени. Параллельный интерфейс IDE считается устаревшей версией. У него меньшая пропускная способность и скорость передачи данных. Шлейф подключения представляет собой широкую ленту с 80 жилами. Такая форма кабеля становится причиной неправильной циркуляции воздуха в корпусе, мешает установке комплектующих. При этом к нему можно одновременно подключить несколько устройств.
Достоинства
- Компактный;
- Легкий;
- Низкая восприимчивость к механическим воздействиям;
- Средняя цена.
Недостатки
- Малый объем, 160 Гб;
- Питание устройств только через разъем molex.
Удобство использования и функциональность номинанта рейтинга лучшие жесткие диски пользователи оценивают на 5, а вот его качество сборки и надежность на 3,5. При простое он нагревается до 45 градусов, а при работе температура достигает 50 градусов. Пользователи отмечают, что через 1 месяц эксплуатации в диске присутствуют переназначенные сектора. Это указывает на наличие микроскопических повреждений на пластинах.
HGST HTS725032a7e630
Емкость HDD накопителя составляет 320 ГБ, скорость вращения – 7200 об/мин. Поддержка секторов размером 4 Кб позволяет эффективно использовать объем памяти. За счет интерфейса SATA III пропускная способность диска увеличена до 6 Гбит/сек, что обеспечивает хорошую скорость чтения и записи данных. Уровень потребляемой мощности самый минимальный среди номинантов категории. Параметры ударостойкости идентичны модели WD5000LPLX.
Достоинства
- Тихая работа;
- Легкий;
- Тонкий;
- Низкая цена;
- Минимальный нагрев.
Недостатки
- Громкое щелканье головок;
- Возможен брак.
Пользователи отмечают хорошее качество сборки и долговечность эксплуатации накопителя. При работе в офисных приложениях нагревается максимум до 40 градусов. Но достоинства относят лишь к оригинальным моделям, в китайских подделках часто встречается брак.
Антилидеры рейтинга
Во II квартале 2021 г. специалисты Backblaze выявили 439 вышедших из строя жестких дисков. 91 из них – это Seagate модели SD4000DM000 объемом 4 ТБ.
Результаты за II квартал 2021 года
На втором месте оказался 14-терабайтный MG07ACA14TA марки Toshiba – за три месяца «умерло» 55 таких винчестеров. Замыкает топ-3 самых ненадежных накопителей еще один HDD марки Seagate, ST12000NM0008 на 12 ТБ (46 шт.).
Четвертое и пятое место в этом рейтинге тоже удерживает Seagate со своими ST8000NM0055 (8 ТБ, 45 шт.) и ST12000NM0008 (12 ТБ, 41 шт.). Всего в таблице Backblaze представлено 23 модели, 11 из которых произведены Seagate. В общей сложности из общего количества сломавшихся накопителей (439 шт.) на HDD этой марки приходится 333 шт. или около 75,9%.
Типы памяти NAND в SSD
Большая часть SSD в настоящее время использует память NAND (которую мы кратко обсудили выше). Флэш-память NAND – это энергонезависимая структура хранения данных. Она используется и в других электронных устройствах, например, цифровых камерах и USB-накопителях (флэшках).
В рамках архитектуры NAND информация хранится в ячейках. При помощи электрических сигналов они хранят, записывают или считывают биты в данных
Принимая решение, какой SSD лучше выбрать для компьютера, обращайте внимание на типы ячеек флэш-памяти NAND. Их четыре:
- Одноуровневые ячейки (SLC) – каждая ячейка NAND-памяти SSD хранит один бит информации. Поэтому процессы чтения и записи здесь быстрее, а срок службы – чуть дольше, чем у трех остальных типов. Однако, объемы таких накопителей, как правило, меньше.
- Двухуровневые ячейки (MLC) – пришли на смену SLC. В ячейках MLC может храниться два бита данных. Чтение и запись медленнее, чем у SLC, зато такие накопители обычно дешевле.
- Трехуровневые ячейки (TLC) – в ячейках твердотельных накопителей TLC, сменивших MLC, хранится по три бита данных за меньшие деньги. Но они медленнее, чем SSD с ячейками MLC.
- Четырехуровневые ячейки (QLC) – как вы, наверное, догадались, твердотельные накопители QLC хранят в одной ячейке четыре бита данных и чуть медленнее по сравнению с предыдущим поколением.
Вы наверняка заметили тенденцию, что с каждым обновлением флэш-память NAND для SSD становилась медленнее. Но что мы получили взамен? В сущности, скоростью и долговечностью пожертвовали ради увеличения объема. Для повседневных задач и игр эти скорости все равно гораздо лучше, чем у традиционных магнитных жестких дисков.
Метод анализа надежности
Backblaze измеряет надежность HDD с использованием годовой частоты отказов (annualized failure rate, AFR). Чем ниже этот показатель, тем выше надежность жесткого диска.
Как пишет портал ZDnet, самая большая трудность в измерении надежности HDD заключается в том, что это можно сделать только ретроспективно. Чем старше привод, тем ненадежнее он становится.
В российских банках появляются самообучаемые СХД
ИТ в банках
К примеру, упомянутые накопители Seagate ST6000DX000, которые использует Backblaze (у компании 886 действующих), имеют средний возраст более шести лет, но при этом лишь один из них вышел из строя за последний год.
В то же время из более чем 151,2 тыс. жестких дисков Seagate ST14000NM0138 на 14 ТБ, установленных в серверы Dell не позднее шести месяцев назад, 23 вышли из строя, в результате чего AFR этой модели достиг колоссальных 5,55%. Причины «вымирания» этих HDD пока не выявлены.
Средний показатель AFR для жестких дисков за II квартал 2021 г. составил 1,01%, по сравнению с 0,85% в I квартале 2021 г. и 0,81% во II квартале 2020 г.
Какой фирмы жесткий диск выбрать?
В настоящее время главными игроками на рынке являются Western Digital и Seagate. В отличие от других, продукция этих фирм зарекомендовала себя как наиболее надежная и качественная, моделей много, поэтому других не имеет смысла рассматривать вообще. Причем, большее доверие вызывает Western Digital из-за более объемной гарантии. Также они отличаются простотой выбора, так как все модели разделены на несколько групп по цветам их этикеток.
- Cover Blue — самая бюджетная и от этого не очень надежная серия. подойдут для повседневной работы, но не рекомендуются для хранения важных документов.
- Cover Green — малошумные, менее греющиеся и от этого медленные диски, подходящие для хранения данных.
- Cover Black — максимально производительные и надежные жесткие диски с двухядерными контроллерами.
- Cover Red — аналог черных, но отличаются еще более повышенной надежностью для хранения данных.
Проверка программными средствами
Проверка винчестера может выполняться на разных этапах его эксплуатации и с разными целями. После покупки жесткого диска пользователь может проверить реальные скоростные показатели нового накопителя. Или спустя время удостовериться, не ухудшились ли они. Для этих целей можно использовать простую программу HD Speed. Выполнив заданное количество операций чтения и записи, она покажет, с какой скоростью на самом деле работает ваш жесткий диск.
Это же и многое другое умеет программа для винчестера HDTune. Продвинутому пользователю она предоставляет целый набор различных тестов производительности, а также полную информацию о жестком диске, включая данные с термодатчиков. Кроме того, HD Tune умеет проверять поверхность винчестера на наличие поврежденных секторов («бэдов»).
Впрочем, с последней задачей лучше справится специализированный инструмент. Например, HDD Scan. Эта бесплатная утилита в наглядной форме показывает все данные, относящиеся к «здоровью» жесткого диска. Проверка винчестера на «бэды» может быть выполнена в трех различных режимах.
Если плохие сектора есть, а особенно если их много или возникают проблемы при загрузке операционной системы и обращении к некоторым файлам, то следует пустить в ход тяжелую артиллерию. Бесплатная утилита Victoria от белорусского разработчика умеет все то же, что и HDD Scan, но главное ее преимущество заключается в том, что она может «лечить» поврежденные сектора и даже, в некоторых случаях, восстанавливать из них данные.
Неопытного пользователя отпугнет необходимость загружаться в DOS и интерфейс, соответствующий архаичной операционной системе. Но эта программа для более-менее опытных пользователей
Тем более что неосторожное нажатие клавиш с целью «посмотреть, что будет» может закончиться полной и окончательной потерей всех данных на жестком диске. Итак, если используется программа для винчестера Victoria, следует выполнять только те действия, о последствиях которых вы точно осведомлены
Когда Victoria находит сбойный сектор, она делает многократные попытки считать из него информацию и, если это получается, записывает результат в другой, исправный раздел. В любом случае «бэд» получает соответствующую метку, и больше компьютер к нему обращаться не будет. По сути, делается то, что и при полном форматировании диска, только данные при этом не стираются.
Выбор винчестера
Опираясь на знание характеристик жестких дисков, нетрудно будет разобраться, как выбрать винчестер для компьютера.
Прежде всего следует определиться с подходящим по размеру накопителем. Использовать в ПК ноутбучные винчестеры возможно, но нецелесообразно: за те же деньги вы получите устройство меньшей емкости и скорости. Впрочем, диски в 2,5 дюйма менее шумные и потребляют меньше энергии, чем их «коллеги» размером 3,5 дюйма.
С емкостью накопителя тоже все просто: чем больше, тем лучше (и тем дешевле в расчете на один гигабайт). Единственным ограничителем тут выступает кошелек покупателя.
Сильно переплачивать за скоростные показатели для домашнего или офисного компьютера вряд ли стоит: разница в производительности системы будет малозаметна, зато в цене и шуме компьютера – весьма ощутима. А для ноутбука это еще и более быстрая разрядка батареи.
Вот на чем не стоит экономить, так это на буферной памяти. Из моделей одинаковой емкости следует выбрать ту, в которой кэш самый большой.
Уровень шума имеет значение для домашнего компьютера, который предполагается использовать в ночное время в помещении, где спят другие люди, или для офиса, где установлено много машин. В таких случаях разумно будет поступиться производительностью ради комфорта. Шум, особенно ночью, вреден для здоровья.
Разновидности винчестеров
Классифицировать жёсткие диски, работающие в бытовых компьютерах, можно по нескольким признакам. Большая часть будет перечислена далее; сейчас же следует поговорить о самом «наглядном» — необходимости установки в корпус машины.
В соответствии с этим критерием все HDD, вне зависимости от других параметров, наименования производителя и модели, можно разделить на три категории:
Несъёмные. Это привычные для пользователя винчестеры, устанавливаемые (и при должном уровне аккуратности закрепляемые) внутри системного блока — или в корпусе ноутбука. Как правило, они отличаются большими массогабаритами, а также имеют на плате два основных разъёма: для подключения шлейфа считывания информации и подведения электропитания. Зачем нужен первый, понятно; второй необходим, чтобы привести в движение ферромагнитные «пластинки» — иначе будет невозможно получить доступ к данным.
Внешние. Портативные устройства, которые подключаются к компьютеру через USB-разъём при помощи специального шнура, обеспечивающего для HDD как подвод необходимой электроэнергии, так и снятие информации. Отличаются значительно большей мобильностью — с таким НЖМД куда удобнее путешествовать, а в домашних условиях его можно использовать с тем же уровнем комфорта, что и обычную флешку. С другой стороны, винчестеры такого типа существенно чаще выходят из строя или «теряют» пути файлов; чтобы избежать неприятностей, пользователю придётся обращаться с ними как можно бережнее.
Гибридные. В таких жёстких дисках совмещены стандарты «несъёмной» и флеш-памяти. Проще говоря, ёмкость HDD этого типа можно «нарастить» за счёт microSD или флешки, а затем — извлечь носитель и подключить его к другому компьютеру.
Что такое S.M.A.R.T запоминающих устройств и как его читать
S.M.A.R.T – это технология самопроверки здоровья накопителей, включающая алгоритм прогнозирования их жизнеспособности и времени отказа.
S.M.A.R.T отслеживает состояние диска по нескольким десяткам параметров и отображает результаты в таблице атрибутов. Некоторые атрибуты входят в набор анализа любого HDD, некоторые – опционально.
Среди атрибутов есть критические, изменения которых могут указывать на скорый выход устройства из строя, есть важные, а есть просто информационные, показывающие, например, количество циклов включения-выключения.
Так S.M.A.R.T HDD выглядит в программе Hard Disk Sentinel:
К критическим относятся такие атрибуты, как (список неполный):
- Reallocated Sectors Count. Он отображает число переназначенных нечитаемых секторов. Если значение атрибута больше нуля, диск требует повышенного внимания, а при нарастании показателя очень вероятен его скорый отказ.
- Raw Read Error Rate. Фиксирует количество ошибок при чтении с накопителя. Ненулевое значение указывает на дефекты поверхности или неполадки головок чтения/записи.
- Spin-Up Time. Показывает время раскрутки шпинделя диска до набора рабочей скорости. Увеличение свидетельствует об износе или неполадках механики.
- Seek Error Rate. Отображает количество ошибок позиционирования головок чтения/записи. Ненулевой показатель может указывать на неполадки механики, дефекты поверхности, а также на то, что диск подвергался перегреву, ударам или вибрации.
- UDMA CRC / SATA R-Errors Error Count. Показывает количество ошибок при передаче данных между накопителем и хостом. Значение, отличное от нуля, говорит о дефектах интерфейсного кабеля или разъемов подключения.
Полный перечень атрибутов S.M.A.R.T приведен в Википедии, поэтому знать их наизусть необязательно. Кроме того, считывающие утилиты умеют сами анализировать показатели. Если значение в норме, в строке атрибута стоит «ОК», «Пройдено», значок зеленого или другого нейтрального цвета. Показатели с умеренным отклонением от нормы чаще всего помечаются словом «Warning» или желтым цветом, а плохие – «Failed», красным цветом или иконками с восклицательным знаком.
Так выглядит S.M.A.R.T в программе Victoria. Колонка «Health» содержит индикаторы здоровья – цветные точки, а в колонке «Raw» приведены числовые значения атрибутов:
Ниже – три бесплатные переносимые утилиты с функцией анализа SMART. Их можно запускать с флешки под Windows:
- Victoria
- HDDScan
Программа для замера параметров жесткого диска Crystal Disk Mark
Благодаря этой программе можно, к примеру, узнать, какова реальная скорость чтения/записи у любого жесткого диска.
Жесткий диск (HDD) является одним из базовых элементов любого компьютера. Именно он отвечает за хранение всей информации – от операционной системы до отдельных пользовательских файлов. В последние годы классические жесткие диски вытесняются более надежными, но и более дорогими твердотельными накопителями (SSD), однако они выполняются в том же форм-факторе и служат тем же функциями. Поэтому вся изложенная здесь информация применима к обоим видам хранилищ данных. Мы расскажем, как снять их с компьютера и какие правила при этом нужно соблюдать.
