Википедия жесткий диск: Жёсткий диск — Википедия – Объём жёсткого диска — Википедия

Содержание

Объём жёсткого диска — Википедия

Объём жёсткого диска (также используются термины размер, ёмкость) — максимальное количество информации, которое способен вместить жёсткий магнитный диск.

По мере развития жёстких дисков их максимальная ёмкость стремительно увеличивалась. На пути этого увеличения время от времени возникали препятствия — ограничения широко используемых программных и аппаратных интерфейсов, используемых способов адресации, а также характеристики ПО. В этом списке приводятся ограничения (большей частью исторические) существующие или существовавшие в персональных компьютерах на размер жёстких дисков, разделов и/или файловых систем.

Ограничение Описание
8 МБ Ограничение на диск в ОС CP/M (при общем числе не более 16 дисков).
10,4 МБ Фиксированный размер диска в PC/XT: 306 цилиндров, 4 головки, 17 секторов на дорожку.
15 MБ Максимальный размер раздела для MS-DOS 1 и 2 при стандартном размере сектора.
[1]
16 МБ Предельный размер для FAT12.[2]
32 МБ Ограничение на размер раздела для MS-DOS 3 для файловой системы FAT16: размер кластера 2 КБ, не более 16 384 кластеров.[2]
128 МБ Ограничение на размер FAT16 в MS-DOS 4: число кластеров до 65 526, размер кластера 2 КБ.[2]
504 МБ Ограничение схемы адресации CHS (см. ниже).
2 ГБ Максимальный размер файловой системы FAT16 при 32-КБ кластере. Для Windows NT это величина за счёт 64-КБ кластеров равна 4 ГБ.[3]
2,1 ГБ Некоторые материнские платы выделяли 12 битов на хранение числа цилиндров (4095 × 16б × 63 → 2,1 ГБ).[4]
3,2 ГБ Ошибка некоторых биосов Phoenix (4.03 и 4.04), приводящая к зависанию в CMOS setup, если диск превышает в размере 3277 МБ.[4]
4 ГБ Лимит на размер FAT16 раздела в Windows NT.
Лимит раздела, создаваемого Windows NT 3.51/4.0 Workstation при установке[5] (связано с тем, что при установке создаётся раздел FAT16, который конвертируется потом в NTFS).
4,2 ГБ Прямая трансляция числа секторов/головок методом последовательного уменьшения в 2 раза числа цилиндров и удвоения числа головок (т. н. Large или ECHS (Extended CHS)) приводила к лимиту в 1024 головки: 1024 × 128 × 63 × 512 → 4,2 ГБ.[4]
7,8 ГБ Лимит на размер системного диска Windows NT 4.0.[6]
7,9 ГБ При уменьшении числа головок до 15 режим ECHS (revised ECHS) позволял методом удвоения получить конфигурацию с 15 × 2 × 2 × 2 = 240 головками, что давало предел в 7,9 ГБ.
8,4 ГБ Ограничение BIOS (см. ниже).
32 ГБ Искусственное ограничение на размер раздела FAT32 в Windows 2000, XP. Разделы большего размера форматировать система отказывалась.[7][8] Причиной является рациональное использование ресурсов: FAT32 при большем размере раздела теряет производительность, а NTFS, напротив, при малом размере раздела (~10 GiB) слишком расточителен.
Максимальный поддерживаемый размер диска Windows 95.
[9]
33,8 ГБ Большие диски сообщают о себе 16 головок, 63 секторах и 16 383 цилиндрах. При использовании для вычисления реального числа цилиндров (деления ёмкости на 16 × 63) число цилиндров получается больше, чем 65 535, что приводит к зависанию некоторых биосов. Именно из-за этой проблемы на многих дисках того времени присутствовали джамперы ограничения ёмкости до 32 ГБ.
128 ГБ
137 ГБ[4]
Ограничение стандартов с ATA-1 по ATA/ATAPI-5 (см. ниже).
Лимит в Windows XP SP1 на размер раздела NTFS (исправлено в SP2).
Максимальный размер FAT32, создаваемый Windows 98.[7]
Максимальный размер SFS в ОС семейства Amiga.
2 ТБ Максимальный размер всего диска (без учёта разделов), поддерживаемый MBR. Ограничения MBR: размер раздела, а также расстояние от начала раздела до контейнера (до начала диска в случае первичного раздела, до начала расширенного раздела в случае логических томов) — 32-битное число секторов, то есть и тот, и другой параметр не может быть больше 2 ТБ.
Максимальный размер файловой системы ext3 на 32-битной архитектуре.
Максимальный размер раздела для загрузки Windows XP (в силу ограничений MBR).
8 ТБ Предел FAT32.[8]
16 ТБ Максимальный размер ext3 на 64-битной архитектуре (4-КБ блок), на Alpha при 8-КБ блоке может быть до 32 ТБ.
Максимальный размер NTFS при 4-КБ кластере.
Максимальный размер файловой системы ReiserFS 3.6.[10]
Максимальный размер файловой системы ISO 9660 (используемой на оптических дисках).
64 ТБ Лимит на размер spanned-массива дисков в Windows 2003.[11]
256 ТБ Максимальный размер файловой системы NTFS (при 64-КБ кластере) в существующих 32-битных реализациях.[7][11]

48-bit LBA способно адресовать до 248=256×240{\displaystyle 2^{48}=256\times 2^{40}} байт, что составляет 256 ТиБ. К концу 2011 года на рынке имелись внутренние жёсткие диски объёмом не более 4 ТБ.

512 ТБ Рекомендуемый максимальный размер файловой системы exFAT.[12]
4 ПБ Лимит JFS при 4-КБ блоке.[10]
8 ПБ Лимит NFS.[10]
137 ПБ Лимит адресации секторов ATA-6 (48-bit LBA).
1 ЭБ Максимальный размер ext4.[13]
8 ЭБ Лимит XFS.[10]
16 ЭБ Лимит HFS+.
64 ЭБ Теоретический максимальный размер файловой системы exFAT.[12]
256 ЗиБ Максимальный размер файловой системы ZFS.
1 ЙБ Теоретический предел NTFS при 64-КБ блоках и 64-битной адресации (в настоящий момент используется 32-битная).[7]

504 МБ[править | править код]

Ограничение MS-DOS на допустимое число головок — 16 (1024 цилиндра, 63 сектора на дорожку, 16 головок, 512 байт на сектор).[4][14]

Программное обеспечение времен начала 1990-х годов, такое как MS-DOS, для работы с жёстким диском использовало вызов Int 13h.

Адресация блоков диска в вызове Int 13h выглядит как номера цилиндра (англ. cylinder), головки (head) и сектора (sector) — C/H/S. При этом на C отводится 10 бит, на H — 8, на S — 6.

Обработчик Int 13h в BIOS вписывает эти номера в управляющие регистры контроллера IDE. В этих регистрах на C отводится 16 бит, на H — 4, на S — 8.

Совокупность того и другого приводит к общему ограничению C/H/S = 10/4/6 бит (всего 20 бит), что позволяет адресовать 210×24×(26−1)=1024×16×63=1032192{\displaystyle 2^{10}\times 2^{4}\times (2^{6}-1)=1024\times 16\times 63=1\,032\,192} секторов[15]. При размере сектора в 512 байт это даёт 528 482 304 байт (504 МБ).

Максимум BIOS IDE Общее ограничение
Секторов на дорожку 63 255 63
Поверхностей (головок) 256 16 16
Дорожек 1024 65536 1024
Объём 8 064 Мбайт 127,5 Гбайт 504 Мбайт

Данное ограничение стало ощутимым в 1994—1995 годах, примерно во время первых микропроцессоров Pentium. Для его обхода была придумана трансляция значений CHS в коде обработчика Int 13h в BIOS. Среди алгоритмов трансляции был и LBA (англ. Linear Block Addressing), когда CHS-адрес преобразовывается в линейный адрес, который уже и передаётся в контроллер диска.

Теоретически разные методы трансляции должны давать одинаковый результат, однако из-за особенностей некоторых реализаций трансляции, а также организации структур данных (разделов) на дисках, информация, записанная на диск в одной трансляции, могла быть недоступна в других трансляциях. Для смены режима трансляции диска необходимо было «переразбить» диск (пересоздать таблицу разделов), что означало потерю информации, уже записанной на диск.

8,4 ГБ[править | править код]

Максимально возможная величина для прерывания INT 13 — 1024 цилиндра, 63 сектора, 255 головок. Ограничение многих BIOS того времени (P1-P2), при попытке определить диск с размером больше 8 ГБ такие BIOS зависали, так как число головок обязано быть меньше 256.[4]

В интерфейсе Int 13h для номера цилиндра отведено 10 бит, для номера головки — 8, для номера сектора — 6, всего 24 бита. Это позволяет адресовать 210×28×(26−1)=1024×256×63=16515072{\displaystyle 2^{10}\times 2^{8}\times (2^{6}-1)=1024\times 256\times 63=16\,515\,072} секторов[15], что при размере сектора в 512 байт даёт 8 455 716 864 байт (8064 МБ, 7,875 ГБ).

К тому времени, когда это стало проблемой — около 1997—1998 годов — стали массово использоваться полноценные многозадачные ОС, такие, как GNU/Linux, FreeBSD и Windows NT. Так как код Int 13h в BIOS никогда не разрабатывался с учётом многозадачности (в частности, он нагружает процессор бесконечным циклом в ожидании прерывания от контроллера), эти ОС не могли пользоваться Int 13h в своей работе. Вместо этого они — как ранее Novell NetWare — включали драйвер IDE, напрямую обращающийся к аппаратуре контроллера. Это снимало связанные с Int 13h ограничения при работе уже загруженной ОС, но проблема с загрузкой (запуском загрузчика системы из раздела диска, расположенного за доступной для BIOS границей) оставалась.

Для решения проблемы разработчики BIOS расширили Int 13h новыми подфункциями, принимавшими номер сектора как 64-битное целое число (LBA) без деления на C/H/S. Разработчики ОС внедрили поддержку этого новшества в загрузчики (в Windows — это один из пакетов обновления для Windows NT 4.0 в 1997 году), после чего проблема перестала существовать.

128 ГБ[править | править код]

Аппаратный интерфейс регистров IDE-контроллера стандартов с ATA-1 по ATA/ATAPI-5 использует 16 бит для номера C, 4 — для H и 8 — для S, всего 28 бит. Это позволяет адресовать 216×24×(28−1)=65536×16×255=267386880{\displaystyle 2^{16}\times 2^{4}\times (2^{8}-1)=65536\times 16\times 255=267\,386\,880} секторов[15], что при размере сектора в 512 байт даёт 136 902 082 560 байт (127,5 ГБ).

Решение проблемы с таким ограничением возможно только на уровне аппаратуры (и обновления драйверов для использования новых возможностей аппаратуры). Оно было принято в стандарте ATA/ATAPI-6 в виде отправки адреса в контроллер дважды в определённой последовательности (48-bit LBA).[16]

В семействе Windows поддержка 48-bit LBA была добавлена в SP4 для Windows 2000 и в SP2 для Windows XP. Кроме того, в Windows 2000 также требуется явно активизировать эту поддержку с помощью редактирования реестра.[17]

Другие ограничения[править | править код]

Помимо ограничений интерфейсов IDE и BIOS, имелись и другие барьеры — ошибки и ограничения в программах, ОС и в коде BIOS.

Например, DOS не поддерживает работу с количеством головок больше 255, поэтому в этой операционной системе не приемлема геометрия, в которой количество головок равно 256. Это означает, что в компьютерах, где в BIOS не поддерживалась трансляция с заменой количества головок 256 на 255, доступ к дискам объёмом больше 210×27×(26−1)=1024×128×63=8257536{\displaystyle 2^{10}\times 2^{7}\times (2^{6}-1)=1024\times 128\times 63=8\,257\,536} секторов был под вопросом. При размере сектора в 512 байт это даёт 4 227 858 432 байт (4032 МБ, 3,94 ГБ).

Винчестер (винтовка) — Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Винчестер.

Винче́стер (англ. Winchester rifle) — общее название для винтовок и ружей, производившихся Winchester Repeating Arms Company в США во второй половине XIX века. Винчестеры с перезаряжанием при помощи рычага-спусковой скобы (скоба Генри) и с подствольным трубчатым магазином были одними из первых широко распространившихся многозарядных ружей и пользовались огромной популярностью, хотя их распространённость в США того времени и несколько преувеличена благодаря литературе и кинематографу XX века.

Наиболее известные модели фирмы Winchester[править | править код]

  • Henry Rifle Model 1860 (англ.)русск. — прототип всех последующих винтовок Winchester, первая винтовка с рычагом-скобой и трубчатым подствольным магазином. От последующих моделей отличалась несколько иной конструкцией магазина и механизма перезарядки. С 1864 года выпускалась фирмой Winchester, но под оригинальным названием.
  • Winchester Model 1866 (англ.)русск.
  • Winchester Model 1873 — винтовка рычажного действия, известна как «ружье, завоевавшее Запад» (англ. The Gun that Won the West).
  • Winchester Model 1887 — ружьё рычажного действия, разработанное Джоном М. Браунингом.
  • Winchester Model 1894 (известный как «.30-30») — одна из самых известных и популярных охотничьих винтовок рычажного действия, выпускалась до 2006 года.
  • Winchester Model 1895 — рычажная модель 1895 года (M1895) с серединным магазином, разработанная по специальному заказу для Российской империи под патрон 7,62×54R и снабжённая плоским клинковым штык-ножом.
  • Winchester Model 1897 — «помповое» гладкоствольное ружьё (дробовик), разработанное Джоном Браунингом.
  • Winchester Model 1912 — «помповое» гладкоствольное ружьё (дробовик), разработанное Томасом Кросли Джонсоном.
  • Winchester 1300 — «помповое» гладкоствольное ружьё, развитие модели 1200.
Пистолет «Вулканик» (Volcanic). Винтовка Генри 1860 года (вверху) и Винчестер 1866 года.

Винтовка с трубчатым подствольным магазином, продольно скользящим затвором и перезаряжанием от рычага, расположенного под шейкой приклада разработана и выпущена в конце 1850-х годов американским изобретателем Генри на основе пистолета «Волканик» фирмы «Смит и Вессон». В 1857 году, после банкротства предприятия, все активы компании выкупил бизнесмен Оливер Винчестер, реорганизовав её в New Haven Arms Company[1]. Компания продолжила выпуск ружей и пистолетов «Волканик» под руководством Бенджамина Тайлера Генри (англ.)русск.. Помимо этого, Генри продолжил эксперименты с новым типом патронов и успешно переработал ружьё под калибр .44. Так в 1860 году появилось Ружьё Генри (англ.)русск.. По окончании Гражданской войны, Оливер Винчестер, возглавлявший компанию, переименовал её в Winchester Repeating Arms Company, и с 1866 года модифицированное ружьё стало выпускаться под названием Винчестер[1]. Винтовка претерпела некоторые изменения в магазине — теперь он стал наполняться через боковое окошко, а не со стороны дула, как в первоначальном образце. Правда, ёмкость магазина уменьшилась с 15 патронов до 12, но при этом ускорилось заряжание.

Обычно под названием «винчестер» подразумевают наиболее популярную модель 1866 года. Первые рекламные объявления гласили, что опытный стрелок мог израсходовать магазин винтовки за 15 секунд. Это говорит о том, что у этой винтовки была высокая скорострельность — около 60 выстрелов в минуту. К концу 1860-х годов боеприпасы кольцевого воспламенения для винтовок практически перестали использоваться. С появлением патрона центрального воспламенения была выпущена новая винтовка Винчестера — легендарная модель 1873. У этой модели усовершенствованный механизм, а латунная ствольная коробка заменена на стальную. Значительным достижением был новый патрон .44-40 (11 мм), хотя он не произвёл впечатления на артиллерийско-техническую службу армии США, так как являлся довольно слабым патроном, a армии требовалось более мощное оружие. Гражданский рынок, напротив, отнёсся к новому патрону весьма благосклонно, и в 1878 году фирма Colt’s Manufacturing Company выпустила некоторое количество своих «Писмейкеров» и армейских пистолетов двойного действия под патрон .44-40. Это оружие было названо «ФронтиерСиксШутер». Винтовки Винчестера так и не были приняты на вооружение армии, но были очень популярны среди гражданского населения в качестве охотничьего оружия и оружия самообороны и оставалась в массовом производстве до 1919 года.

Механизм винтовки 1873 года.

Винтовки Винчестер с рычажным взводом фигурируют практически во всех вестернах, действие которых происходит в соответствующий период. Так, например, сюжет фильма Энтони Манна «Винчестер '73» (1950) завязывается вокруг винтовки модели 1873 года, которая разыгрывается как приз на соревнованиях стрелков.

Вследствие широкой известности, винчестеры использовались в фильмах и иных жанров. В научно-фантастическом фильме «Терминатор 2» герой Арнольда Шварценеггера пользовался обрезом гладкоствольного ружья Винчестер модели 1887 года, а в фильме «Назад в будущее 3» винтовкой Winchester пользовался доктор Эмметт Браун в исполнении Кристофера Ллойда. В фильме «На грани» присутствует винтовка Winchester образца 1886 года.

Винчестеры встречаются и в российском кинематографе. В фильме «Турецкий гамбит», в самом начале фильма, Фандорин стреляет в преследующих его турецких солдат из винтовки Winchester образца 1894 года, причём в современном исполнении, хотя действие происходит во время русско-турецкой войны 1877—1878 г.г. В кинофильме «Свои» персонаж Богдана Ступки использует так называемый «русский винчестер» — вариант винтовки Винчестер М1895 под патрон 7,62×54R, которая была произведена в США по заказу Российской Империи и в небольших количествах поставлялась в войска.

Винтовки и дробовики Винчестер широко представлены в компьютерных играх. Это оружие присутствует в таких популярных играх, как «Mafia: The City of Lost Heaven», «GTA: San Andreas», в сериях Call of Duty (серия игр), Call of Juarez (серия игр), Fallout (серия игр) и множестве других. В оружейном симуляторе-игре «World of Guns:Gun Disassembly» можно ознакомиться с реальным функционированием 3D моделей Винчестер 1873, Винчестер1897.

Винчестер 1894 года увековечен в известной песне солдат Панчо Вильи «Carabina Treinta Treinta» («Карабин 30-30»)[2][3].

Мистический триллер Винчестер. Дом, который построили призраки, рассказывает историю наследницы оружейной компании «Winchester Repeating Arms Company» Сары Винчестер, которую сыграла английская актриса Хелен Миррен.

Популярное в России обиходное название накопителя на жёстких магнитных дисках — «винчестер» — образовалось от названия винтовки. Созданный компанией IBM первый накопитель с неразъёмным блоком головок и дисков модели 3340, содержавший два модуля по 30 МБ, во время разработки носил внутреннее название «30-30», и руководитель проекта Кеннет Хотон (Kenneth E. Haughton), подметив сходство с популярным названием Winchester Model 1894 (англ. Winchester .30-30 rifle), сказал

[4][5]: «Раз уж 30-30, то это точно Винчестер».

Обсуждение:Жёсткий диск — Википедия

Убрал фразу: сильные магниты применяются для преодоления инерции и ускорения смещения головок в ответ на управляющий сигнал. Магниты применяются не сильные и не слабые, а достаточные для того, чтобы обеспечить требуемую константу Kt/J, где Kt - коэффциент усиления по току, а J - момент инерции. Dstary 00:30, 1 октября 2008 (UTC)

Добавил и значительно подправил про устройство. --StrannikM 11:13, 15 ноября 2008 (UTC)

Народ, хорош мусолить (извините за просторечие, но другого слова не подберу) абзац про емкость. А если все же редактируете - тогда, начиная с этого момента, приводим здесь обоснование.

Итак, я восстанавливаю абзац в его, по моему стойкому убеждению, идеальном виде:

Ёмкость (англ. capacity) — количество данных, которые могут храниться накопителем. Ёмкость современных устройств достигает 4000 Гб. В отличие от принятой в информатике (случайно) системе приставок, обозначающих кратную 1024 величину (кило=1024, мега=1 048 576 и т. д.; позже для этого были не очень успешно введены двоичные приставки), производителями при обозначении ёмкости жёстких дисков используются кратные 1000 величины. Так, напр., «настоящая» ёмкость жёсткого диска, маркированного как «200 Гб», составляет 186,2 ГиБ. 84.163.153.87 10:14, 25 декабря 2008 (UTC)

  • В отличие от принятой в информатике (случайно) системе приставок - это - "идеальный вид"?! Это, извините, не энциклопедический текст, это стенограмма кухонного трёпа. -- AVBtalk 18:41, 26 января 2009 (UTC)
Я извиняюсь, но не следует ли поправить "б" на "Б", или 200 ГигаБИТ не то же самое, что 200 ГигаБАЙТ.--Peguser 17:56, 8 января 2009 (UTC)
  • но не следует ли поправить "б" на "Б", или 200 ГигаБИТ - поскольку "бит" по стандарту не сокращается (см.: Байт#Обозначение), то не всё ли равно, "б" или "Б"? Но даже если придираться к "б" (стандарт действительно говорит о "Б" для "байт"), то я лично предпочитаю "Гбайт", а не "ГБ". Не надо нам (мне) "Конструкторских Бюро" (КБ) и "ГосБезопасностей" (ГБ). --
    A
    VBtalk 18:41, 26 января 2009 (UTC)

В СИ приставка "кило" никогда не писалась с большой буквы, а безопастность как ни зови приходит без приглашения). Традиционно сложилось писать "бит", но "Байт" и тут наверное стоит соблюдать традицию. А все эти "Кбайты" напоминаю мне бездарных "копипастеров", не вникающих в суть текстаMixabest 23:53, 4 января 2010 (UTC)mixabest

На жестком диске цилиндровые дорожки или спираль? 92.255.150.214 13:57, 26 января 2009 (UTC)

  • Дорожки. Спирали - это на оптических дисках. -- AVBtalk 18:41, 26 января 2009 (UTC)
    Интересно, но факт: перед разметкой служебных секторов, они зачастую записываются на одну из поверхностей в виде спирали, а затем устройство само копирует на свои поверхности в виде цилиндров. Процесс называется Ammonite Self Servo Copy. --Dstary 23:07, 9 сентября 2009 (UTC)

Господин SkyBon, а зачем Вы удалили плотности в Гб/дюйм2? Конечно, у нас принята система СИ… Однако, во всех публикациях плотность указывается в Гб/дюйм2. И когда читаешь статью о новинках, трудно как-то сопоставить. По-моему, следует вернуть американские единицы, хотя бы в скобках. --StrannikM 08:35, 7 февраля 2009 (UTC)

Расстояние между головкой и диском составляет несколько нанометров (в современных дисках 5-10 нм)

Я читал, что расстояние между головкой и диском всё-таки несколько микрометров: http://www.3dnews.ru/storage/seagate-fab/index2.htm --95.55.26.251 19:17, 30 марта 2009 (UTC)

Журналамеры 🙁 Безусловно правильно - нанометров. --Dstary 04:40, 31 марта 2009 (UTC)

Гермоблок, а не гермозона[править код]

Во-первых, так в специальной литературе, а во-вторых — Яндекс находит 12 тыс. страниц по запросу «гермоблок жесткого диска» и только 2,5 тысячи по «гермозона жесткого диска».--93.84.40.28 15:52, 9 сентября 2009 (UTC)

Гермоблок предпочтительнее также потому, что проще произнести - это не маловажно. --ALEF7 08:43, 10 ноября 2009 (UTC)
Гермоблок - часть винчестера, а гермозона - место, где их собирают и ремонтируют 🙂 --DiVersant 14:41, 10 ноября 2009 (UTC)
  • Укажите ВП:АИ и можете заменить в тексте. В подписях к фотографиям я назвал "гермозоной" исходя из названия в статье. Ural-66 (обс.) 10:16, 13 августа 2019 (UTC)

Думается мне, что этой предельно искажённой форме всё же не место в статье. Если поискать по гуглю, то находится 1400 ссылок, причём сканирование первых ста показывает, что большинство - это либо копии википедии (которая на первом месте), либо копия дефиниции "Веник — Винчестер, жесткий диск" (неизвестно, из какого источника это пошло впервые). Для сравнения, "винт" даёт уже 17 тыс. попаданий. -- AVBtalk 01:34, 29 октября 2009 (UTC)

тем не менее, "веник" - достаточно часто употребляемый жаргонизм. "Веник накрылся" - на каждом шагу... --DiVersant 11:30, 29 октября 2009 (UTC)
Я тоже был удивлён, узнав о такой словоформе привычного «винчестера», но, увидев цитату в bash.org.ru, понял, что люди и правда иногда так говорят. --Алекс Hitech 11:21, 31 октября 2009 (UTC)
Это 8917? Так они сами не поняли. А за "шутку" из 401326 Administrator'а просто на берёзу( А почему тогда не венчик? Есть же такое слово, не хуже приснопамятного насоса) Mixabest 05:15, 5 января 2010 (UTC)mixabest
"винт" и "веник" часто употребимы, считаю что должны в статье остаться. "Винч" я уже удалил, гугл его не находит, а за свои >10 лет в ИТ я такое слово слышал лишь пару раз и то от недохакеров. --ALEF7 15:35, 4 ноября 2009 (UTC)
  • Ха. А я стораз слышал-говорил (постоянно) "винч" и с немалым удивление узнал тут про некий "веник".. )) --Tpyvvikky 22:05, 19 августа 2015 (UTC)

Ни разу не слышал про керамику, как материал пластины( Зато стекло, от IBM - неоднократно! Напр. некоторые, по горячим следам: - Тестирование HDD EIDE `2001 Автор: Владимир Лабазов Дата: 12/07/2001 http://www.3dnews.ru/storage/hdd-2001/print/ - Высокие технологии современных HDD http://www.xard.ru/post/13265/default.asp?print=true (Тут есть упоминание: Seagate тоже использует стеклянные пластины в сериях Barracuda 7200.7 и Barracuda ATA IV.) - Убили DяTLA. Сухо замочили. (IBM HDD: осторожно, стекло?) Автор: Александр Карабутов Опубликовано 04 мая 2001 года http://www.computerra.ru/storage/9119/Mixabest 00:10, 5 января 2010 (UTC)mixabest

Керамика используется точно (http://hackedgadgets.com/2009/12/15/hard-drive-platter-wallet/), про стекло совершенно верно. Так что надо указать все три: стекло, керамику и алюминий. Dstary 07:58, 5 января 2010 (UTC)
Честно говоря, не нашел я по ссылке упоминаний о керамике... Цитатку можно? DiVersant 02:32, 6 января 2010 (UTC)
Я извиняюсь, кинул не ту ссылку. Вот правильная: http://www.pcmech.com/article/hard-drives-how-they-work/: (The newest and largest drives make use of a new technology of glass/ceramic platters). --Dstary 00:05, 7 января 2010 (UTC)
ОК, будем считать, что в PCMech статьи пишут одуренно грамотные и конкретно продвинутые журналисты. Я соглашусь с керамикой. При одном условии. Приведите в пример хотя бы одну модель серийного жесткого диска с керамическими пластинами. Желательно - с ссылкой на даташит. DiVersant 04:03, 7 января 2010 (UTC)
хотя бы для общего развития было бы интересно взглянуть...--Mixabest 19:17, 10 января 2010 (UTC)
В даташитах материал пластин обычно не пишут. Я вам могу из интернета надергать несколько десятков ссылок на различные статьи про керамику как материал пластин. Почему вас это не устраивает? --Dstary 01:07, 11 января 2010 (UTC)
Не устраивает форма диск из керамики с практической точки зрения - материал, технологии и способы обработки как то не вяжется с применением в жёстких дисках. Простите за скепсис, но я имею некоторое отношение к практическому производству керамики...--Mixabest 02:55, 12 января 2010 (UTC)
Так что, керамику выносим из статьи? DiVersant 01:39, 27 июня 2010 (UTC)
Если серьезно - я бы вынес. Никаких АИ так и предоставленно.--Mixabest 19:21, 26 августа 2010 (UTC)
А я так и сделал... DiVersant 21:27, 26 августа 2010 (UTC)

характеристики - Интерфейс[править код]

Может сделаем ссылку на связанную статью "Интерфейс (компьютеры)"?Mixabest 05:16, 5 января 2010 (UTC)mixabest

Перечитал спецификацию CAM Committee 408-867-6630 от 11 июня 1990, черновик стандарта ATA версии 2.1 Ни о каком LBA в 1990 году речь не шла! И адресование не сектора, а блока - есть в названии метода указание именно на это.--Mixabest 02:44, 12 января 2010 (UTC)


И только в 1994 году, в документе

WORKING X3T10 DRAFT 791D Revision 4c

представляющем собой:

This is a draft proposed American National Standard of Accredited Standards Committee X3. As such this is not a completed standard. The X3T10 Technical Committee may modify this document as a result of comments received during public review and its approval as a standard.

В подразделе 7.1.2 Environment раздела 7 Logical interface появилось буквально следующее указание:

A drive can operate in either of two addressing modes, CHS or LBA, on a command by command basis. A drive which can support LBA mode indicates this in the Identify Drive Information. If the host selects LBA mode in the Drive/Head register, Sector Number, Cylinder Low, Cylinder High and HS3-HS0 of the Drive/Head Register contains the zero based-LBA.


In LBA mode, the sectors on the drive are assumed to be linearly mapped with an Initial definition of:

LBA 0 = Cylinder 0/head 0/sector 1.

Irrespective of translate mode geometry set by the host, the LBA address of a given sector does not change:

LBA = [ (Cylinder * no of heads + heads) * sectors/track ] + (Sector-1)

Предпоследняя строка текста, в свободном переводе, может означать следующее:

Независимо от режима трансляции геометрии, установленную узлом, LBA адрес данного сектора не изменяется.

Может есть какие то документы, указывающие связь CHS и LBA трансляций?--Mixabest 03:24, 12 января 2010 (UTC)

  • Вообще-то, "не меняется" в данном случае означает, что указанная следом формула всегда верна, независимо от геометрии, указанной хостом, и именно она и является тем, что связывает CHS и LBA. Тут следует уточнить про "режим трансляции геометрии". Имеется в виду вот что: ATA-интерфейс имеет ограничение на номер поверхности (всего 16), а API BIOS (Int13) - ограничение на номер сектора и цилиндра (всего 63 и 1024 соответственно). Отсюда появилось ограничение диска на 504 Мб. Чтобы обойти это, придумали транслирование геометрий: например, для девайса с CHS 4092*16*63 можно в настройках BIOS указать геометрию 1023*64*63. Так вот, речь о том, что независимо от указанной CHS-геометрии, перевод из неё всегда должен давать один и тот же LBA сектора. Иными словами, некоторый сектор в разных CHS-геометриях может иметь разные CHS-адреса, но при трансляции этих CHS-адресов в LBA всегда должен получаться один и тот же LBA-адрес. -- AVBtalk 04:05, 12 января 2010 (UTC)

На сайте уже решают вопрос использования терабайтного винчестера фирмы Western Digital, модель WD10EARS-00Y5B1 использующего сектора по 4k, под Линуксом.--Mixabest 17:32, 5 июня 2010 (UTC)

Накопитель на жёстких магнитных дисках или НЖМД по английски будет Hard (Magnetic) Disk в силу особенностей английского языка - через "K" то есть Disc будет правильно писаться слово диск в названии «компакт-диск», но не Жёсткий диск. Обсуждение, например здесь.

Написание же blu вместо blue в Blu-ray Disc — намеренное.--Mixabest 17:53, 5 июня 2010 (UTC)

Важность статьи "высшая", а в статье к сожалению нет про такую немаловажную тему, как температурные условия эксплуатации. В английской статье есть, но было бы лучше на русском.

что насчет производителя Exelstor (Китай, [1] eng), помимо трёх прочих ? --Tpyvvikky 00:27, 5 февраля 2013 (UTC)

также en:HGST (Hitachi Global Storage Technologies, дочернее предприятие Western Digital)

Диски Самсунг[править код]

Почему вы думаете, что Seagate купила подразделение жёстких дисков компаний Samsung? На самом деле, по другой версий, дальнейшая судьба производства жёстких дисков компаний Samsung неизвестна и она остаётся под вопросом. Существует и третья версия, что Toshiba тоже купила подразделение жёстких дисков компаний Samsung, как и Seagate. Отвечайте. --128.71.80.158 16:11, 15 июля 2015 (UTC)

  • Отвечаю :-). Во первых я не думаю, а указываю факт, подтвержденный АИ. Обратил внимание что ссылка на старое АИ оказалась битая, в связи с этим удалил ее и добавил два других АИ. Могу еще хоть 10 добавить (из сайтов, журналов, газет), но и этих более чем достаточно, являющихся первоисточниками. Во вторых, предоставьте АИ, подтверждающих что: «дальнейшая судьба производства жёстких дисков компаний Samsung неизвестна и она остаётся под вопросом» или что: «Toshiba тоже купила подразделение жёстких дисков компаний Samsung, как и Seagate» и мы конечно же добавим такую информацию в статью, а я лично скажу вам спасибо. А если каждый на вики будет указывать какие то слухи, ни чем не подтвержденные, то википедия превратиться в свалку. Вам участник Draa_kul кажется уже разъяснял об этом моменте. Ну и наконец в третьих, сам факт того что вы желаете сделать википедию лучше, несомненно похвален (все с этого начинают), но нужно понимать что здесь имеются грамотные правила, создаваемые и редактируемые на протяжении нескольких лет и их требуется соблюдать. Volovik Vitaly 18:10, 15 июля 2015 (UTC)
2-терабайтовый диск

Насколько я помню, в 2007 году 2-х терабайтовый диск предлагали Apple --92.112.196.252 12:32, 10 декабря 2008 (UTC)

  • И... и что? -- AVBtalk 13:00, 10 декабря 2008 (UTC)
4 Тб от Western Digital

Разве в статье по ссылке сказано, что это не одиночный диск? --V0d01ey 04:47, 2 марта 2011 (UTC)

  • В статье по ссылке много разных глупостей. Рекомендую обратиться к первоисточнику - сайту WD. DiVersant 20:31, 2 марта 2011 (UTC)
" Verbatim выпустила первый съемный жёсткий диск на 8 Тб"

Фраза весьма сомнительная. В интернете нашёл только упоминание про Verbatim PowerBay. Но это не является жёстким диском, а просто внешняя коробка с RAID-массивом для 4 жёстких дисков. С таким же успехом можно любой файловый сервер на несколько десятков терабайт обозвать жёстким диском. Гуманоид 18:07, 31 мая 2013 (UTC)

Почему орисс? Это вполне известные мнения. Как минимум, есть пруфы раз, два, три. И в английской Википедии: Hard disk drive failure --mrDoctorWho 08:40, 1 августа 2013 (UTC)

Я думаю, лучше переводить из английской Википедии, поскольку во-первых, в приведенных выше русскоязычных ссылках неточности практически в каждой фразе, а во-вторых, Википедия не инструкция по эксплуатации. --Dstary 09:10, 1 августа 2013 (UTC)
Разве приведённые мной пункты учат использовать HDD? Или вы про возможный ремонт после повреждений? Так это тоже вполне имеет право быть в Википедии, поскольку процесс описывается в общих чертах. --mrDoctorWho 10:10, 1 августа 2013 (UTC)
Быть может, вы лучше укажете на ошибки и мы вместе их исправим? --mrDoctorWho 10:27, 1 августа 2013 (UTC)
Честно говоря, очень трудно что-то предложить, поскольку концепция этого раздела изначально неверна, как мне кажется. Неисправностей жестких дисков сотни, причин тысячи, а симптомов - десятки. Те ссылки, которые вы выше привели, вряд ли могут являться АИ, поскольку это сайты технарей-ремесленников, на коленке чинящих жесткие диски. Ну, например, первый же абзац:
«* Бэд-блоки HDD. Наиболее распространённая неисправность.
Симптомы: снижение скорости чтения/записи данных на HDD.
Причины и ремонт: заводской брак. В ремонте не нуждается, поскольку, фактически, диск не сломан. При обнаружении таких блоков, информация о их количестве заносится в S.M.A.R.T.. Для копирования информации с повреждённого HDD используют посекторное чтение;»
снижение скорости чтения/записи - это симптом не только бэд-блоков, причин снижения скорости может быть масса. И обратно - бэд-блоки совершенно необязательно приводят к снижению скорости, поскольку обычно прошивка делает re-mapping и скорость не падает. Ну и, конечно, заводской брак как причина бэд-блоков это неграмотное утверждение. И что это за зверь такой: посекторное чтение? И почему именно оно используется для копирования информации с такого диска? В общем, я предлагаю просто сделать в этом разделе конспект английской статьи - там вроде косяков почти нет. Dstary 02:26, 2 августа 2013 (UTC)
прим.: ремаппинг таки некоторое снижение скорости дает) но это к слову. --Tpyvvikky 02:32, 2 августа 2013 (UTC)
В целом да, но не всегда. Dstary 05:05, 2 августа 2013 (UTC)
Полностью с вами согласен, но согласитесь, что вообще такой раздел нужен. Пусть даже не мой вариант. Я перечислил самые распространённые причины, с которыми сталкивался лично. Насчёт связи бэдблоков и снижения скорости I/O я уточнил, добавив, что информация о них заносится в S.M.A.R.T. Один из приведённых сайтов [2] я бы не называл «мастерской на коленке», об этом говорит, как минимум, их список оборудования. —mrDoctorWho 07:39, 2 августа 2013 (UTC)

Бесплатные программы-анализаторы[править код]

Вот обзор программ для анализа дискового пространства (может пригодится): Лучшие бесплатные анализаторы дискового пространства. --178.162.2.33 01:39, 26 декабря 2013 (UTC) Tutanhamon

Имеется ли какой график/таблица роста емкости ЖД по годам? (аля Закон Мура) --Tpyvvikky 22:07, 19 августа 2015 (UTC)

Объём жёсткого диска. Oleg3280 14:39, 10 сентября 2015 (UTC)

важную информацию по содержанию статьи.

В данной статье отсутствует полезная информация по перемычкам жёстких дисков , особенно с целью ограничения их ёмкости для старых мат. плат . Подскажите кто-то или дайте ссылку - список материнских плат , где необходимо устанавливать перемычку-ограничитель на жёсткий диск ? — Эта реплика добавлена с IP 93.73.93.165 (о)

  • Возможно вы про них найдёте информацию в статье ATA, так как эти перемычки касаются не только жёстких дисков, а и других устройств с данным интерфейсом? Ural-66 (обс.) 10:01, 13 августа 2019 (UTC)

Сравнение интерфейсов[править код]

Таблица на данный момент в статье, а также текст в некоторых разделах соответствует действительности? Сдаётся, мне, что к примеру USB, FireWire и ряд других касаются не интерфейса жёсткого диска, а интерфейса внешнего жёсткого диска, то есть не самого жёсткого диска как такового, а интерфейса внешней платы-переходника (адаптера). Ural-66 (обс.) 10:05, 13 августа 2019 (UTC)

usb: Внешние жесткие диски - это вариант исполнения жестких дисков (и может быть кратко описан в этой статье). Иногда внешний представляет собой обычный "внутренний" диск в коробке с отдельной платой-переходником sata-usb. Однако также встречаются т.н. non-shuckable [3] внешние диски, которые не используют переходника. Они имеют плату контроллера с выходом сразу на usb3, при этом да, это может быть тот же самый мост usb-sata но на той же плате - для восстановления разрывают линии сата и добавляют разъем [4] (но это не запрещает существования hdd контроллеров с usb выходом). esata - возможно бывают hdd контроллеры с выходом, совместимом с уровнями esata. fc hdd - да, тоже бываю платы преобразователя sata в fc - [5]. Для текста вики-статьи лучше подумать, как описать ситуацию наиболее полезно для неподготовленного читателя и поискать источники. В Upgrading and Repairing PCs нашел только интерфейсы для оптических движков. `a5b (обс.) 01:33, 10 сентября 2019 (UTC)

Диск — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 28 апреля 2019; проверки требуют 11 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 28 апреля 2019; проверки требуют 11 правок.

Диск (от греч. δίσκος(Дискос) — «круглое блюдо») — круг (низкий цилиндр) или предмет в виде круга.

Слово диск может означать следующее.

  • Колёсный диск с креплением на 5 болтов или гаек

  • 12-сантиметровый DVD-RW диск (оптический носитель информации)

  • Теоретическое изображение протопланетного диска

  • Диск — другое название Плоского мира в произведениях Терри Пратчетта.

Обсуждение:Объём жёсткого диска — Википедия

Оставлено Эта статья выставлялась на удаление и была оставлена.
Пояснение причин и соответствующее обсуждение вы можете найти на странице Википедия:К удалению/7 июня 2009.
Для повторного выставления статьи на удаление нужны веские основания, иначе такое действие будет нарушать правила (см. п. 8).

Содержание

  • 1 Хронология возникновения проблем с ёмкостью жёстких дисков.
  • 2 134Mb, год 1990-й.
  • 3 528Mb, год 1993-й.
  • 4 2.11Gb, год 1996-й.
  • 5 2.15 Gb, год 1996-й.
  • 6 3.28Gb, год 1996-1997-й.
  • 7 4.23Gb, год 1997-й.
  • 8 7.93Gb, год 1997-1998-й.
  • 9 8.46Gb, год 1998-й.
  • 10 33.8Gb, год 1999-й, лето.
  • 11 65.5Gb, год 2000-й, зима.
  • 12 137.4Gb, год 2002-й.
  • 13 8.4 ГБ (512 байт даёт)
  • 14 Возможно информация не соответствует действительности.

Хронология возникновения проблем с ёмкостью жёстких дисков.[править код]

Здесь в качестве обозначения:

"кБ" = 2^10 = 1024 Байт

"МБ" = 1024 кБ = 1024*1024 Байт = 1 048 576 Байт

"ГБ" = 1024 МБ = 1024*1024*1024 Байт = 1 073 741 824 Байт


"Мб" = 1 000 000 Байт, 1МБ = 1.05Mb

"Гб" = 1 000 000 000 Байт, 1ГБ = 1.07Gb

Самая старая проблема касается времён 100Mb винчестеров и больше для которых использовалась FAT12, для которой максимальным был раздел:2^12*32кБ = 134 217 728 = 134Mb (128МБ)

Самая первая, самая известная и самая серьёзная проблема, затронувшая CHS. Проблема была из-за того, что Int13h и IDE имели следующие ограничения на значение CHS:

C H S
Int13h 1 024 256 63
IDE 65 536 16 255
Максимальный вариант, удовлетворяющий оба случая 1 024 16 63

Значит наибольший установленный винчестер мог быть: 1024*16*63*512 = 528 482 304 = 528Mb (504МБ)

Многие BIOS не учли предыдущего опыта и добавили в BIOSе всего 2 бита на цилиндры. В итого получалось: 2^12*16*63*512 = 2 113 929 216 = 2.11Gb (1.97ГБ) Причём некоторые версии определяли только "часть" винчестера (например, 2.5Gb определялся как 425Mb), а некоторые просто зависали при автоопределении винчестера из-за неправильного перерасчёта головок.

Windows 95 ("A", не OSR) использовала DOS-овскую FAT16 и потому наследовала все её проблемы - вышеописанное ограничение в 2.15 Gb на один раздел. У FAT32, применяемой Windows 95B OSR2 максимальный раздел: 2^32*32кБ = 17 042 430 230 528 = 17 042 Gb (15 872 ГБ)

В Phoenix BIOS (версий 4.03 и 4.04) была ошибка с определением винчестеров более 3.277Mb.

Не всем известное ограничение вытекающее из способов решения "проблемы 528Mb". Чтоб преодолеть барьер 528Mb BIOS могла использовать один из двух способов: "LBA assist translation" или "Bit shift translation ("Large" Mode)". Метод "LBA-трансляции" при наличии в системе LBA-винчестера для совместимости с ПО, использовавшим Int 13h, высчитывал значение CHS по следующему алгоритму:

Общее число секторов на диске, S_lba 1 - 1 032 192 1 032 192 - 2 064 384 2 064 384 - 4 128 768 4 128 768 - 8 257 536 8 257 536 - 16 450 560
"Пересчитанное" число цилиндров, C S_lba / (63*16) S_lba / (63*32) S_lba / (63*64) S_lba / (63*128) S_lba / (63*255)
H 16 32 64 128 255
S 63 63 63 63 63
Максимальная ёмкость 528Mb 1.06Gb 2.11Gb 4.23Gb 8.42Gb

однако до появления LBA-винчестеров появилось много не поддерживающих LBA винчестеров ёмкостью больше 528Mb. Для работы с такими винчестерами использовался следующий пересчёт цилиндров:

Число цилиндров на диске, c 1 - 1 024 1 024 - 2 048 2 048 - 4 096 4 096 - 8 192 8 192 - 16 384 16 384 - 32 768 32 768 - 65 536
Число головок, h 1-16 1-16 1-16 1-16 1-16 1-8 1-4
Преобразованное число цилиндров, C C=c C=c/2 C=c/4 C=c/8 C=c16 C=c/32 C=c/64
Преобразованное число головок, H H=h H=h*2 H=h*4 H=h*8 H=h*16 H=h*32 H=h*64
Максимальная ёмкость 528Mb 1.06Gb 2.11Gb 4.23Gb 8.47Gb 8.47Gb 8.47Gb

в результате BIOS, использующие такую трансляцию для винчестеров 4.23Gb (и больше) и имеющие 16 головок, "переводили" их количество в 256. Однако DOS и Windows95 использовали только значения 0-255 и 256 головок воспринималось ими как "0".

В тех же что и в предыдущем случае BIOS, только более продвинутых, описанная выше проблема обходилась приравниванием числа головок к 15. В результате получалось не 256, а 240 дорожек и максимальный размер диска составлял: 1024*240*63*512 = 7 927 234 560 = 7.93Gb (7.38ГБ)

Вышеописанное ограничение Int 13h. Правда, конфигурации с 256-ю головками не встречались, потому реальное ограничение: 1024*255*63*512 = 8 422 686 720 = 8.42Gb (7.84ГБ)

После исправления в BIOSе "проблемы Int 13h", ограничивающей диски до 8.4Gb, схема адресации стала аналогичной ATA-интерфейсу:

В режиме CHS В режиме LBA
С максимум = 2^16 = 65536 (16 бит) 16+4+8=28 бит
H максимум = 2^4 = 16 (4 бит)
S максимум = 2^8 = 255 (8 бит)

Т.е. теоретически можно было работать с самыми большими дисками 137.4Gb. НО, при пересчёте цилиндров по старой схеме, 16 бит не хватит. Например, диск на 41.2Gb с конфигурацией 19 710/16/255, получал от винчестера LBA-значение количества секторов 80 416 800 шт. и при пересчёте по "стандартному" алгоритму с 16-ю головками и 63-мя секторами получалось: 80 416 800 / (16*63) = 79 778 цилиндра. 79 778 > 65 536 (2^16) и поэтому не помещалось в 16 бит. Соответственно использующийся алгоритм с 16-битным делением просто зависал из-за ошибки переполнения. Для решения проблемы нужно было заменить все инструкции 16-битного деления на 32-битные и добавить условие: если LBA-значение количества секторов диска превышает: 65 536x16x63 = 66 060 288 секторов = 33.8Gb (31.5ГБ), то количество секторов приравнивается к 255.

Не все BIOS решили "проблему 32Gb" и в результате была исправлена лишь одна ошибка, связанная с переполнением при 16-битном делении. Дело в том, что для вывода на экран объёма винчестера использовался 16-битный регистр, объём выводился в мегаБайтах, итого максимальный диск мог быть: 2^16 - 1 = 65 535Mb = 65.5Gb (64ГБ). Позже для исправления этой проблемы было сделано следующее условие: до 64Гб - выводить ёмкость в мегаБайтах, выше - в гигаБайтах.

Диски достигли предела стандарта ATA. Для его преодоления нужно менять сам "интерфейс". Что, например, и предложил Maxtor в своей спецификации на UDMA133. --Mixabest 21:19, 24 января 2010 (UTC)

Оставлено скриншот части статьи

Сколько байт даёт? Мой Skype плагин в Гугл Хром v16 из кода делает телефонный номер! --ЗЕМЛЕРОЙКА 18:18, 22 декабря 2011 (UTC)

Возможно информация не соответствует действительности.[править код]

"Максимальный размер диска (не раздела!), поддерживаемый MBR." Скорее всего MBR поддерживает диски емкостью более 2 TB. Судя по структуре Partition Table с помощью MBR можно создать два раздела, общим размером чуть менне 4 TB(точнее наверное 4 TB - 2*512). Например по этой ссылке с помощью MBR был размечен жесткий диск размером 3 TB. http://forum.ru-board.com/topic.cgi?forum=84&topic=3742 В частности в англовики есть "Sector indices have always begun with a 1, not a zero, and due to an early error in MS-DOS, the heads are generally limited to 255[citation needed] instead of 256. Both the partition length and partition start address are sector values stored as 32-bit quantities. The sector size is fixed at 512 (29) bytes, which implies that either the maximum size of a partition or the maximum start address (both in bytes) cannot exceed 2 TiB−512 bytes (2,199,023,255,040 bytes or 4,294,967,295 (232−1) sectors × 512 (29) bytes per sector). Alleviating this capacity limitation was one of the prime motivations for the development of the GUID partition table (GPT)."

НЖМД - это... Что такое НЖМД?

Схема устройства накопителя на жёстких магнитных дисках.

Накопи́тель на жёстких магни́тных ди́сках, НЖМД, жёсткий диск, винче́стер (англ. Hard (Magnetic) Disk Drive, HDD, HMDD; в просторечии винт, хард, харддиск) — энергонезависимое перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство. Является основным накопителем данных практически во всех современных компьютерах.

В отличие от «гибкого» диска (дискеты), информация в НЖМД записывается на жёсткие (алюминиевые или стеклянные) пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала, чаще всего двуокиси хрома. В НЖМД используется от одной до нескольких пластин на одной оси. Считывающие головки в рабочем режиме не касаются поверхности пластин благодаря прослойке набегающего потока воздуха, образуемого у поверхности при быстром вращении. Расстояние между головкой и диском составляет несколько нанометров (в современных дисках 5-10 нм), а отсутствие механического контакта обеспечивает долгий срок службы устройства. При отсутствии вращения дисков, головки находятся у шпинделя или за пределами диска в безопасной зоне, где исключён их нештатный контакт с поверхностью дисков.

Название «Винчестер»

По одной из версий название «винчестер» накопитель получил благодаря фирме 1973 году выпустила жёсткий диск модели 3340, впервые объединивший в одном неразъёмном корпусе пластины диска и считывающие головки. При его разработке инженеры использовали краткое внутреннее название «30-30», что означало два модуля (в максимальной компоновке) по 30 Мб каждый. Кеннет Хотон, руководитель проекта, по созвучию с обозначением популярного охотничьего ружья «Winchester 30-30»[1] предложил назвать этот диск «винчестером»[2].

В Европе и США название «винчестер» вышло из употребления в 1990-х годах, в русском же языке сохранилось и получило полуофициальный статус, а в компьютерном сленге сократилось до слов «винт» (наиболее употребимый вариант), «винч» и «веник».

Характеристики

Разобранный жёсткий диск Quantum fireball (модель 2001 года)

Интерфейс (англ. interface) — набор, состоящий из линий связи, сигналов, посылаемых по этим линиям, технических средств, поддерживающих эти линии, и правил обмена. Современные накопители могут использовать интерфейсы Serial ATA, SAS, FireWire, Fibre Channel.

Ёмкость (англ. capacity) — количество данных, которые могут храниться накопителем. Ёмкость современных устройств достигает 2000 Гб. (2 Тб) В отличие от принятой в информатике (случайно) системе приставок, обозначающих кратную 1024 величину (кило=1024, мега=1 048 576 и т. д.; позже для этого были не очень успешно введены двоичные приставки), производителями при обозначении ёмкости жёстких дисков используются кратные 1000 величины. Так, напр., «настоящая» ёмкость жёсткого диска, маркированного как «200 Гб», составляет 186,2 ГиБ.[3]

Физический размер (форм-фактор) (англ. dimension) — почти все современные (2001—2008 года) накопители для персональных компьютеров и серверов имеют размер либо 3,5, либо 2,5 дюйма. Последние чаще применяются в ноутбуках. Так же получили распространение форматы — 1,8 дюйма, 1,3 дюйма, 1 дюйм и 0,85 дюйма. Прекращено производство накопителей в формфакторах 8 и 5,25 дюймов.

Время произвольного доступа (англ. random access time) — время, за которое винчестер гарантированно выполнит операцию чтения или записи на любом участке магнитного диска. Диапазон этого параметра невелик от 2,5 до 16 мс, как правило, минимальным временем обладают серверные диски (например, у Hitachi Ultrastar 15K147 — 3,7 мс[4]), самым большим из актуальных — диски для портативных устройств (Seagate Momentus 5400.3 — 12,5[5]).

Скорость вращения шпинделя (англ. spindle speed) — количество оборотов шпинделя в минуту. От этого параметра в значительной степени зависят время доступа и скорость передачи данных. В настоящее время выпускаются винчестеры со следующими стандартными скоростями вращения: 4200, 5400 и 7200 (ноутбуки), 7200 и 10 000 (персональные компьютеры), 10 000 и 15 000 об/мин (серверы и высокопроизводительные рабочие станции).

Надёжность (англ. reliability) — определяется как среднее время наработки на отказ (Mean Time Between Failures, MTBF). См. также: Технология SMART (S.M.A.R.T. (англ. Self Monitoring Analysing and Reporting Technology) — технология оценки состояния жёсткого диска встроенной аппаратурой самодиагностики, а также механизм предсказания времени выхода его из строя).

Количество операций ввода-вывода в секунду — у современных дисков это около 50 оп./сек при произвольном доступе к накопителю и около 100 оп./сек при последовательном доступе.

Потребление энергии — важный фактор для мобильных устройств.

Уровень шума — шум, который производит механика накопителя при его работе. Указывается в децибелах. Тихими накопителями считаются устройства с уровнем шума около 26 дБ и ниже. Шум состоит из шума вращения шпинделя (в том числе аэродинамического) и шума позиционирования.

Сопротивляемость ударам (англ. G-shock rating) — сопротивляемость накопителя резким скачкам давления или ударам, измеряется в единицах допустимой перегрузки во включённом и выключенном состоянии.

Скорость передачи данных (англ. Transfer Rate):

  • Внутренняя зона диска: от 44,2 до 74,5 Мб/с
  • Внешняя зона диска: от 60,0 до 111,4 Мб/с

Объём буфера — буфером называется промежуточная память, предназначенная для сглаживания различий скорости чтения/записи и передачи по интерфейсу. В современных (2008 год) HDD он обычно варьируется от 8 до 32 Мб.

Производители

Большая часть всех винчестеров производятся всего несколькими компаниями: Seagate, Western Digital, Samsung, а также ранее принадлежавшим Hitachi. Fujitsu продолжает выпускать жёсткие диски для ноутбуков и 2001 году. Maxtor. В 2006 году состоялось слияние Seagate и Maxtor. В середине 1990-х годов существовала компания Conner, которую купила Seagate. В первой половине 1990-х существовала ещё фирма Micropolice, производившая очень дорогие диски premium-класса. Но при выпуске первых в отрасли винчестеров на 7200 об/мин ею были использованы некачественные подшипники главного вала, поставленные фирмой Nidek, и Micropolice понесла фатальные убытки на возвратах, разорилась и была на корню куплена той же Seagate.

Устройство

Жёсткий диск состоит из гермозоны и блока электроники.

Гермозона

Гермозона включает в себя корпус из прочного сплава, собственно диски (пластины) с магнитным покрытием, блок головок с устройством позиционирования, электропривод шпинделя.

Блок головок — пакет рычагов из пружинистой стали (по паре на каждый диск). Одним концом они закреплены на оси рядом с краем диска. На других концах (над дисками) закреплены головки.

Диски (пластины), как правило, изготовлены из металлического сплава. Хотя были попытки делать их из пластика и даже стекла, но такие пластины оказались хрупкими и недолговечными. Обе плоскости пластин, подобно магнитофонной ленте, покрыты тончайшей пылью ферромагнетика — окислов железа, марганца и других металлов. Точный состав и технология нанесения держатся в секрете. Большинство бюджетных устройств содержит 1 или 2 пластины, но существуют модели с большим числом пластин.

Диски жёстко закреплены на шпинделе. Во время работы шпиндель вращается со скоростью несколько тысяч оборотов в минуту (4200, 5400, 7200, 10 000, 15 000). При такой скорости вблизи поверхности пластины создаётся мощный воздушный поток, который приподнимает головки и заставляет их парить над поверхностью пластины. Форма головок рассчитывается так, чтобы при работе обеспечить оптимальное расстояние от пластины. Пока диски не разогнались до скорости, необходимой для «взлёта» головок, парковочное устройство удерживает головки в зоне парковки. Это предотвращает повреждение головок и рабочей поверхности пластин.

Устройство позиционирования головок состоит из неподвижной пары сильных, как правило неодимовых, постоянных магнитов и катушки на подвижном блоке головок.

Вопреки расхожему мнению, внутри гермозоны нет вакуума. Одни производители делают её герметичной (отсюда и название) и заполняют очищенным и осушенным воздухом или нейтральными газами, в частности, азотом; а для выравнивания давления устанавливают тонкую металлическую или пластиковую мембрану. (В таком случае внутри корпуса жёсткого диска предусматривается маленький карман для пакетика силикагеля, который абсорбирует водяные пары, оставшиеся внутри корпуса после его герметизации). Другие производители выравнивают давление через небольшое отверстие с фильтром, способным задерживать очень мелкие (несколько микрометров) частицы. Однако в этом случае выравнивается и влажность, а также могут проникнуть вредные газы. Выравнивание давления необходимо, чтобы предотвратить деформацию корпуса гермозоны при перепадах атмосферного давления и температуры, а так же при прогреве устройства во время работы.

Пылинки, оказавшиеся при сборке в гермозоне и попавшие на поверхность диска, при вращении сносятся на ещё один фильтр — пылеуловитель.

Низкоуровневое форматирование

На заключительном этапе сборки устройства поверхности пластин форматируются — на них формируются дорожки и секторы.

Ранние «винчестеры» (подобно дискетам) содержали одинаковое количество секторов на всех дорожках. На пластинах современных «винчестеров» дорожки сгруппированы в несколько зон. Все дорожки одной зоны имеют одинаковое количество секторов. Однако, на каждой дорожке внешней зоны секторов больше, и чем зона ближе к центру, тем меньше секторов приходится на каждую дорожку зоны. Это позволяет добиться более равномерной плотности записи и, как следствие, увеличения ёмкости пластины без изменения технологии производства.

Границы зон и количество секторов на дорожку для каждой зоны хранятся в ПЗУ блока электроники.

Кроме того, в действительности на каждой дорожке есть дополнительные резервные секторы. Если в каком либо секторе возникает неисправимая ошибка, то этот сектор может быть подменён резервным (англ. remaping). Конечно, данные, хранившиеся в нём, скорее всего, будут потеряны, но ёмкость диска не уменьшится. Существует две таблицы переназначения: одна заполняется на заводе, другая в процессе эксплуатации.

Таблицы переназначения секторов также хранятся в ПЗУ блока электроники.

Во время операций обращения к «винчестеру» блок электроники самостоятельно определяет, к какому физическому сектору следует обращаться и где он находится (с учётом зон и переназначений). Поэтому со стороны внешнего интерфейса «винчестер» выглядит однородным.

В связи с вышеизложенным существует очень живучая легенда о том, что корректировка таблиц переназначения и зон может увеличить ёмкость жёсткого диска. Для этого существует масса утилит, но на практике оказывается, что если прироста и удаётся добиться, то незначительного. Современные диски настолько дёшевы, что подобная корректировка не стоит потраченных на это ни сил, ни времени.

Блок электроники

В ранних жёстких дисках управляющая логика была вынесена на MFM или RLL контроллер компьютера, а плата электроники содержала только модули аналоговой обработки и управление шпиндельным двигателем, позиционером и коммутатором головок. Увеличение скоростей передачи данных вынудило разработчиков уменьшить до предела длину аналогового тракта, и в современных жёстких дисках блок электроники обычно содержит: управляющий блок, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), буферную память, интерфейсный блок и блок цифровой обработки сигнала.

Интерфейсный блок обеспечивает сопряжение электроники жёсткого диска с остальной системой.

Блок управления представляет собой систему управления, принимающую электрические сигналы позиционирования головок, и вырабатывающую управляющие воздействия приводом типа «звуковая катушка», коммутации информационных потоков с различных головок, управления работой всех остальных узлов (к примеру, управление скоростью вращения шпинделя).

Блок ПЗУ хранит управляющие программы для блоков управления и цифровой обработки сигнала, а также служебную информацию винчестера.

Буферная память сглаживает разницу скоростей интерфейсной части и накопителя (используется быстродействующая статическая память). Увеличение размера буферной памяти в некоторых случаях позволяет увеличить скорость работы накопителя.

Блок цифровой обработки сигнала осуществляет очистку считанного аналогового сигнала и его декодирование (извлечение цифровой информации). Для цифровой обработки применяются различные методы, например метод PRML (Partial Response Maximum Likelihood — максимальное правдоподобие при неполном отклике). Осуществляется сравнении принятого сигнала с образцами. При этом выбирается образец наиболее похожий по форме и временным характеристикам с декодируемым сигналом.

Технологии записи данных

Принцип работы жёстких дисков похож на работу магнитофонов. Рабочая поверхность диска движется относительно считывающей головки (например, в виде катушки индуктивности с зазором в магнитопроводе). При подаче переменного электрического тока (при записи) на катушку головки, возникающее переменное магнитное поле из зазора головки воздействует на ферромагнетик поверхности диска и изменяет направление вектора намагниченности доменов в зависимости от величины сигнала. При считывании перемещение доменов у зазора головки приводит к изменению магнитного потока в магнитопроводе головки, что приводит к возникновению переменного электрического сигнала в катушке из-за эффекта электромагнитной индукции.

В последнее время для считывания применяют магниторезистивный эффект и используют в дисках магниторезистивные головки. В них, изменение магнитного поля приводит к изменению сопротивления, в зависимости от изменения напряженности магнитного поля. Подобные головки позволяют увеличить вероятность достоверности считывания информации (особенно при больших плотностях записи информации).

Метод параллельной записи

На данный момент это всё ещё самая распространенная технология записи информации на НЖМД. Биты информации записываются с помощью маленькой головки, которая проходя над поверхностью вращающегося диска намагничивает миллиарды горизонтальных дискретных областей — доменов. Каждая из этих областей является логическим нулём или единицей, в зависимости от намагниченности.

Максимально достижимая при использовании данного метода плотность записи составляет около 23 Гбит/см². В настоящее время происходит постепенное вытеснение данного метода методом перпендикулярной записи.

Метод перпендикулярной записи

Метод перпендикулярной записи — это технология, при которой биты информации сохраняются в вертикальных доменах. Это позволяет использовать более сильные магнитные поля и снизить площадь материала, необходимую для записи 1 бита. Плотность записи у современных образцов — 15-23 Гбит/см², в дальнейшем планируется довести плотность до 60—75 Гбит/см².

Жёсткие диски с перпендикулярной записью доступны на рынке с 2005 года.

Метод тепловой магнитной записи

Метод тепловой магнитной записи (англ. Heat-assisted magnetic recording, HAMR) на данный момент самый перспективный из существующих, сейчас он активно разрабатывается. При использовании этого метода используется точечный подогрев диска, который позволяет головке намагничивать очень мелкие области его поверхности. После того, как диск охлаждается, намагниченность «закрепляется». На рынке ЖД данного типа пока не представлены (на 2009 год), есть лишь экспериментальные образцы, но их плотность уже превышает 150 Гбит/см². Разработка HAMR-технологий ведется уже довольно давно, однако эксперты до сих пор расходятся в оценках максимальной плотности записи. Так, компания Hitachi называет предел в 2,3−3,1 Тбит/см², а представители Seagate Technology предполагают, что они смогут довести плотность записи HAMR-носители до 7,75 Тбит/см².[6] Широкого распространения данной технологии следует ожидать после 2010 года.

Сравнение интерфейсов

Пропускная способность, Мбит/с Максимальная длина кабеля, м Требуется ли кабель питания Количество накопителей на канал Число проводников в кабеле Другие особенности
Ultra 2 40/80 Controller+2Slave, горячая замена невозможна
FireWire/400 400 4,5 (при последовательном соединении до 72 м) Да/Нет (зависит от типа интерфейса и накопителя) 63 4/6 устройства равноправны, горячая замена возможна
FireWire/800 800 4,5 (при последовательном соединении до 72 м) Нет 63 4/6 устройства равноправны, горячая замена возможна
USB 2.0 480 5 (при последовательном соединении, через хабы, до 72 м) Да/Нет (зависит от типа накопителя) 127 4 Host/Slave, горячая замена возможна
Ultra-320
SAS 3000 8 Да Свыше 16384 горячая замена; возможно подключение
eSATA 2400 2 Да 1 (с умножителем портов до 15) 4 Host/Slave, горячая замена возможна

История прогресса накопителей

Примечания

См. также

Wikimedia Foundation. 2010.

Дисковый массив — Википедия

Дисковый массив — внешнее устройство хранения, состоящее из нескольких жёстких дисков.

Дисковый массив Mid-range класса EMC CLARiiON CX500 (Крышка одной из полок открыта). Дисковый массив Hi-End класса EMC Symmetrix DMX-1000.

В отличие от отсека для установки жёсткого диска в корпусе компьютера или специального конструктива для крепления одиночного диска, включающего в себя средства реализации физического и механического (соответствующие разъёмы) интерфейса, и, при необходимости, крепежа внутри такого конструктива дискового накопителя иного формата, (например 3½" в конструктиве 5¼") — т. н. «кармана», представляет собой куда более сложную систему, состоящую из следующих компонентов:

  • контроллеры, обладающие способностью виртуализации, и способные создавать RAID.
  • Кэш-память. В зависимости от конструкции может быть на борту контроллера, так и отдельным конструктивом дискового массива.
  • Блоки питания. Промышленные дисковые массивы имеют избыточное резервирование блоков питания.
  • Отдельное резервное питание для контроллера и кэш-памяти.
  • Средства охлаждения дисков и контроллеров, вентиляторы и т. д.
  • Контроллеры доступа потребителей к дисковому пространству: FC, SCSI, Ethernet.
  • Корзины для дисков. Блоками на несколько дисков или отдельные диски.
  • Собственно сами диски.

Некоторые из этих блоков могут быть выполнены в виде единой платы, например: RAID-контроллер, вместе с кеш-памятью, резервным питанием кеша, и контроллером доступа.

Также в некоторых менее дорогих устройствах могут отсутствовать какие-то компоненты или их резервирование.

Резервирование блока питания (дублирование).

Обычно дисковый массив обеспечивает высокую доступность благодаря:

Также дисковые массивы могут обеспечивать повышенную скорость доступа к данным или увеличенную пропускную способность благодаря:

Подключается к серверу по интерфейсам: SCSI, Fibre Channel, ESCON, FiCON, Ethernet, USB и др.

Дисковые массивы условно подразделяются на 3 класса:

  • Entry-level — начального уровня. Для домашнего пользования и малого бизнеса.
  • Mid-Range — среднего уровня. Для небольших организаций и подразделений предприятий.
  • Hi-End или Enterprise — уровня предприятия.

Entry-level[править | править код]

Устройства Entry-level как правило состоят из небольшого (несколько единиц) количества дисков и либо имеют один контроллер либо не имеют его вообще. Обычно реализованы в настольном исполнении, либо в виде одной дисковой полки. Батареи резервного питания как правило не имеет.

Примеры: QNAP TS-459, Synology Disk Station DS207.

Mid-Range[править | править код]

Устройства Mid-Range обычно имеют модульную конструкцию и состоят из одной или нескольких (до нескольких десятков) дисковых полок, монтируемых в стойку.

Характеризуются наличием двух аналогичных контроллеров, каждый из которых имеет свою кэш-память и обслуживает часть дисков и серверных подключений. Имеет дублированные компоненты электропитания и вентиляции, а также резервную батарею. Не имеет единой точки отказа. В случае выхода одного из контроллеров сохраняется доступ ко всей хранимой информации, но утрачивается половина производительности.

Примеры: EMC Clariion СХ-серий, Hitachi AMS-2500, IBM DS-4700

Hi-End[править | править код]

Массивы высшего класса для использования крупными предприятиями. Имеют высшую по сравнению с предыдущими классами производительность и надёжность. Как правило обладают следующими характеристиками:

  • Монолитная или монолитно-модульная конструкция в виде отдельно стоящего шкафа (шкафов).
  • Возможность установки от сотни до тысяч дисков.
  • Симметричная мультипроцессорная архитектура.
  • Имеет до нескольких десятков специализированных контроллеров, каждый из которых предназначен либо для дисковых (BackEnd) либо для хостовых (FrontEnd) операций. Контроллеры разделяют общую память.
  • Устройство полностью резервировано. При выходе из строя любого из компонентов (в том числе диска, контроллера) падение производительности незначительно (менее половины). Особенностью Hi-End систем является поддержка оборудования Mainframe, в том числе интерфейсов ESCON, FiCON.

Примеры: EMC Symmetrix, Hitachi USP-V, Hewlett-Packard XP12000

Дополнительные функции дисковых массивов[править | править код]

Дополнительные функции дисковых массивов. Ранее эти функции были достоянием массивов Hi-End классов, однако со временем стали стандартными функциями класса Mid-Range и даже стали появляться в массивах начального уровня.

Локальная репликация[править | править код]

Создание копий данных средствами дискового массива внутри дискового массива. Применяется для резервного копирования, разработки и др. Имеет две разновидности:

  • Клон — полная копия данных. Занимает такое же пространство что и оригинальные данные. Независим от оригинала.
  • Snapshot — разностная копия данных. Пишутся только данные, отличающиеся от оригинала. Занимает меньше пространства, но зависит от оригинального тома. При утрате исходных данных теряется.

Примеры: TimeFinder (EMC), Copy-on-Write (Hitachi), Shadow Image (Hitachi)

Удалённая репликация[править | править код]

Создание и копий данных средствами дискового массива на другой дисковый массив.

Применяется для резервного копирования, катастрофоустойчивых решений.

Подразделяется на Синхронную, Асинхронную, а также их комбинации.

Примеры: SRDF (EMC), MirrorView (EMC), True Copy (Hitachi)

Dynamic Provisioning, Thin provisioning[править | править код]

Динамические тома. Хосту предоставляется виртуальные тома, размеры которых не равны фактически занимаемому дисковому пространству. Таким образом предоставленный серверу том может быть «снаружи больше чем внутри», например отдаваемый серверу том размером 100 ГБ, фактически расположенный на дисковом массиве размером 10 ГБ. По мере заполнения тома в него незаметно для сервера, добавляются новые физические диски.

Виртуализация[править | править код]

Виртуализация СХД — технология при которой дисковый массив может подключаться к другому дисковому массиву таким образом, что для подключённого к нему серверу они видятся как одно единое устройство, но при этом обладающее совокупной дисковой ёмкостью и функционалом. Применяется в дисковых массивах USP-V, VSP фирмы «Hitachi Data Systems» и др. Пример комплекса: Дисковый массив USP-V подключён к серверу. К нему подключён дисковый массив более низкого класса AMS-2500, таким образом, что USP-V представляет серверу диски подключённого («виртуализированного») устройства AMS-2500 как свои собственные. Это позволяет значительно упростить топологию СХД с точки зрения сервера, а также использовать всю функциональность и производительность устройства более высокого класса USP-V за счёт более дешёвых носителей устройства AMS-2500.

Tiering[править | править код]

Перемещение (либо автоматическое перемещение в фоновом режиме) пользовательских данных между дисками и/или дисковыми массивами различных классов стоимости и производительности. Так например, наиболее востребованные пользовательские данные хранятся на быстрых (Flash SSD, FC) дисках, либо на дисковых массивах Hi-End класса, тогда как данные, к которым давно не было обращения переносятся на более дешёвые носители (SAS, SATA), СХД более низкого класса, либо даже на архивные хранилища.

Примеры реализации: EMC FAST, Hitachi Tiered Storage Manager (HTSM), HP 3Par Dynamic Optimization.

Дедупликация[править | править код]

Устранение дублирующихся частей информации средствами дискового массива с целью сокращения занимаемого дискового пространства и/или времени репликации.

Примеры применения: CAS — Контентно-ориентированное хранилище, EMC Data Domain

По использованию подразделяются на

  • DAS — Direct Attached Storage — Прямого/непосредственного подключения. Блоковое.
  • NAS — Network Attached Storagе — Подключённое к LAN. Файловое.
  • SAN — Storage Area Network — Объединённое в Сеть Хранения. Блоковое.
  • CAS — Content Addressed Storage — Контентно-адресуемое хранилище данных.
  • SAS, NAS, SAN: Шаг к сетям хранения данных / Статья
  • Сети хранения в ретроспективе и перспективе / Статья
  • «Thin provisioning: Особенности применения», Журнал «Storage News» No 1 (38), 2009 / Статья
  • EMC DMX — «крушение границ», Журнал «Storage News» март 2003, № 1(15) / Статья
  • «ЕМС». Производитель дисковых массивов Symmetrix, Clariion и др. / Официальный сайт
  • EMC Symmetrix DMX Architecture
  • «Hitachi Data Systems». Производитель дисковых массивов USP-V, VSP, AMS и др. / Официальный сайт
  • «Hewlett Packard Enterprice». Производитель дисковых массивов EVA, MSA, XP12000 и др. / Официальный сайт

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *