Dysk HDD - co to jest i jak działa dysk twardy?
Co to jest dysk HDD, czyli dysk twardy?
Dysk HDD, czyli hard disk drive to po prostu tak zwany dysk twardy. Innymi słowy, jest to pamięć masowa w naszym komputerze, która do zapisu wykorzystuje nośnik magnetyczny. Wbrew temu co sądzą niektórzy, nazwa twardy pochodzi po prostu od materiału podłoża wspomnianego nośnika. Była to alternatywa dla dysku miękkiego, który znacznie lepiej znamy dzisiaj pod nazwą dyskietka!
Dyski HDD to bardzo stara już technologia. Niemniej, wciąż wykorzystywane są bardzo chętnie na całym świecie zarówno przez zwykłych użytkowników jak i w rozwiązaniach profesjonalnych. Wszystko to ze względu na ich unikalne zalety. Ale o tym później!
Pierwszy dysk twardy zaprezentowała nam firma IBM już w roku 1956. Ich produkt znacznie różnił się jednak od tych, które możemy kupić obecnie w sklepie. Miał aż 24 cale średnicy i mógł przechować zaledwie 5 MB danych. Niemniej, jak na tamte czasy było to dość imponującym wynikiem.
Budowa dysku twardego
Każdy dysk twardy składa się z kilku niezbędnych elementów. Oczywiście najważniejszym z nich jest sam dysk, czyli metalowy lub kompozytowy talerz zamknięty wewnątrz obudowy. To właśnie na nim zapisywane są wszystkie dane. Zamocowany jest on na specjalnej osi z silnikiem elektrycznym, który wprawia go w ruch obrotowy.
Kolejnym elementem jest głowica umieszczona na specjalnym ramieniu, które umiejscawia ją w odpowiedniej pozycji. Na każdy pojedynczy talerz przypada para takich elementów – do zapisu i do odczytu.
Oprócz tego, w każdym dysku twardym znajdziemy też układy sterujące i przetwarzające dane. Mowa tutaj o interfejsie sygnałowym (ATA/SATA), podręcznej pamięci RAM i procesorze sygnałowym. Bez tych elementów nasz komputer nie miałby żadnego pojęcia co znajduje się na dysku!
Jak działa dysk HDD?
Skoro wiemy już jak wygląda budowa dysku HDD to przejdźmy do znacznie ważniejszej rzeczy, czyli do tego jak to wszystko działa. Co sprawia, że nasz dysk twardy pamięta jakie dane na nim zapisujemy? Jak się okazuje, to względnie prosty proces!
Talerz dysku twardego pokryty jest mikroskopijną powierzchnią magnetyczną (ma ona najczęściej grubość kilku mikrometrów – włos ludzki ma ich około 70!). To właśnie dzięki niej możliwy jest zapis i odczyt danych.
Podczas pracy, dysk HDD zaczyna się bardzo szybko obracać, a głowica utrzymywana jest tuż nad nim w odpowiedniej odległości za pomocą poduszek powietrznych. Kiedy tylko dysk stanie, głowica również opada. Stąd też wydajny silnik obrotowy jest kluczowym elementem dysku twardego.
Podczas zapisu głowica zmienia natężenie swojego pola magnetycznego, magnesując w ten sposób odpowiedni obszar dysku. Można w ten sposób zapisać bardzo ważną informację – 1 lub 0. A nasz komputer nie potrzebuje absolutnie niczego więcej. Odczyt danych działa w sposób analogiczny – głowica reaguje na pole magnetyczne dysku i przekazuje informację do procesora sygnałowego.
W bardzo dużym skrócie i w niesamowitym uproszczeniu cały proces możemy porównać trochę do gramofonu i płyty winylowej. Zamiast rowków w płycie i igły mamy jednak pole magnetyczne i cewki.
Dysk HDD – zalety i wady
Dyski twarde to niesamowicie przydatne urządzenia, które na stałe zagościły już w świecie komputerowym. Tak naprawdę, ciężko nawet wyobrazić sobie bez nich dzisiejszy świat! Są stosowane na bardzo szeroką skalę nie tylko w naszych domowych urządzeniach, ale i w centrach danych.
Największą zaletą dysku HDD jest bez wątpienia jego pojemność. Na chwilę obecną są to najwydajniejsze pod tym względem nośniki danych. Najmocniejsze modele mogą zapisać nawet do 18 TB danych a producenci twierdzą otwarcie, że za kilka lat osiągną nawet 50 TB.
Kolejna niewątpliwa zaleta to cena. W stosunku do innych rodzajów pamięci są one zwyczajnie najtańsze. Jeśli planujemy kupić po prostu dysk do swojego komputera to nie jest to jeszcze aż tak bardzo ważne. Centrum danych, które musi kupić ich 50 tysięcy to jednak zupełnie inna sprawa.
Niestety, dyski HDD nie są pozbawione wad. Jedną z nich jest ich prędkość. W stosunku do nowocześniejszych dysków SSD dyski twarde są zwyczajnie powolne. Wynika to bezpośrednio z ograniczeń sprzętowych i nawet fizycznych i nie jest to raczej coś co kiedykolwiek się zmieni.
Nie sposób nie wspomnieć też o trwałości. Dysk HDD jest bardzo wrażliwy na upadki, uderzenia, wstrząsy i pole magnetyczne. Innymi słowy mówiąc – bardzo łatwo go popsuć! Odzyskanie danych w takim przypadku jest możliwe, ale bardzo kosztowne.
HDD czy SSD? Co wybrać do swojego komputera?
Dyski HDD coraz częściej ustępują miejsca nowoczesnym nośnikom SSD w komputerach stacjonarnych. Powodem tej zmiany jest przede wszystkim różnica w wydajności. Dyski SSD oferują znacznie krótsze czasy dostępu i wyższe prędkości odczytu oraz zapisu danych, co przekłada się na szybsze uruchamianie systemu operacyjnego, aplikacji i gier. Tak naprawdę średnio jest już sens wkładać HDD do komputera.
Pomimo mniejszej popularności w komputerach osobistych, dyski HDD wciąż znajdują zastosowanie w wielu innych obszarach. Jednym z nich są serwery NAS (Network Attached Storage), gdzie głównym kryterium wyboru jest duża pojemność i niezawodność przy ciągłej pracy. W serwerach NAS HDD oferują optymalny stosunek ceny do pojemności, co pozwala na przechowywanie dużych ilości danych w przystępnej cenie. Dodatkowo, technologia wielopoziomowego buforowania oraz zaawansowane systemy monitorowania stanu dysku sprawiają, że nowoczesne modele HDD są dostosowane do pracy w środowiskach o wysokich wymaganiach związanych z przepływem danych.
Dyski HDD doskonale sprawdzają się również w systemach monitoringu wideo (DVR i NVR). Ich konstrukcja pozwala na ciągły zapis danych z wielu kamer jednocześnie, co jest kluczowe dla zapewnienia nieprzerwanego monitorowania. Również w domowych serwerach multimedialnych HDD oferują odpowiednią pojemność do przechowywania filmów, muzyki i kopii zapasowych, przy stosunkowo niskich kosztach w porównaniu do SSD.
Jaki dysk HDD wybrać? Polecane modele
Seagate IronWolf 2 TB
Seagate IronWolf 2 TB to dysk twardy dedykowany do zastosowań w systemach NAS, wyróżniający się trwałością i niezawodnością. To model w formacie 3,5 cala, oferując pojemność 2 TB i 256 MB pamięci podręcznej. Zastosowanie technologii CMR oraz interfejsu Serial ATA III o przepustowości 6 Gb/s zapewnia stabilną wydajność, a prędkość obrotowa 5400 RPM wspiera pracę w trybie ciągłym (24/7).
Ważną zaletą tego modelu jest wysoka odporność na obciążenia – limit wynosi aż 180 TB/rok, co czyni go odpowiednim rozwiązaniem do małych biur oraz domowych serwerów multimedialnych. IronWolf Health Management umożliwia monitorowanie stanu nośnika w czasie rzeczywistym, zapewniając prewencję i interwencję w przypadku potencjalnych usterek.
Produkt charakteryzuje się niskim poziomem hałasu (21 dB w spoczynku) i energooszczędnością – pobór mocy w trybie bezczynności to 2,8 W. Jego konstrukcja jest wytrzymała na wstrząsy (do 80 G podczas pracy), a MTBF wynoszący milion godzin świadczy o długiej żywotności. To sprawdzony i solidny wybór!
Western Digital Ultrastar
Western Digital Ultrastar to zaawansowany dysk HDD klasy enterprise, zaprojektowany z myślą o wymagających środowiskach biznesowych i centrach danych. Dzięki współczynnikowi obciążenia wynoszącemu 550 TB rocznie, dziesięciokrotnie przewyższa standardowe dyski przeznaczone do komputerów stacjonarnych. Jego wytrzymałość i wydajność zapewniają niezawodność w długotrwałej pracy, co jest kluczowe dla firm przetwarzających duże ilości danych.
Pod względem parametrów technicznych, Ultrastar wyróżnia się buforem o pojemności 128 MB i średnim opóźnieniem na poziomie 4,2 ms, co przekłada się na wydajną obsługę aplikacji serwerowych. Konstrukcja dysku jest odporna na wibracje i wstrząsy – wytrzymuje obciążenia do 65 G w trakcie pracy oraz do 300 G podczas przechowywania. Pobór mocy w trybie aktywnym wynosi 8,1 W, a w stanie bezczynności 5,9 W
Ultrastar sprawdzi się w serwerach i systemach NAS, gdzie niezawodność i wydajność są kluczowe. Dzięki wysokiej odporności na obciążenia i temperatury robocze od 5°C do 60°C, doskonale nadaje się do intensywnych zadań obliczeniowych oraz przechowywania krytycznych danych.
Seagate SkyHawk 1 TB
Seagate SkyHawk 1 TB to dysk twardy zaprojektowany specjalnie do zastosowań w systemach monitoringu. Dzięki technologii ImagePerfect™ jest zoptymalizowany do pracy w trybie 24/7, umożliwiając obsługę do 64 kamer HD jednocześnie. Dysk oferuje wydajność klasy CMR oraz bufor o pojemności 256 MB, co gwarantuje płynną transmisję danych i minimalizację utraty klatek w trakcie nagrywania. Funkcja Seagate Health Management dodatkowo monitoruje stan dysku, co zwiększa niezawodność w długotrwałej eksploatacji.
Model ten charakteryzuje się wysoką odpornością na obciążenia, obsługując do 180 TB danych rocznie. Wyposażony jest w czujniki drgań obrotowych (RV), które zapewniają stabilność pracy nawet w wielokieszeniowych systemach NVR i DVR. Dzięki temu SkyHawk doskonale sprawdza się w skalowalnych systemach monitoringu, minimalizując ryzyko awarii. Pobór mocy na poziomie 3,7 W oraz niski poziom generowanego ciepła przekładają się na energooszczędność i dłuższą żywotność urządzenia.
Seagate BarraCuda 2 TB
Seagate BarraCuda 2 TB to kompaktowy dysk HDD o rozmiarze 2,5 cala, zaprojektowany z myślą o użytkownikach potrzebujących wydajnej i pojemnej pamięci masowej. Dzięki prędkości obrotowej 5400 RPM i 128 MB pamięci podręcznej, urządzenie oferuje solidną wydajność zarówno w codziennych zastosowaniach, jak i przy bardziej wymagających zadaniach, takich jak uruchamianie aplikacji czy przechowywanie dużych plików multimedialnych. Ale tak jak mówiłem – tutaj raczej lepiej sprawdzi się SSD.
W dysku zastosowano technologię wielopoziomowego buforowania Multi-Tier (MTC), która wykorzystuje pamięć NAND Flash, DRAM oraz zaawansowane mechanizmy cache'owania. Pozwala to na optymalizację operacji odczytu i zapisu, co przekłada się na szybsze ładowanie aplikacji i krótsze czasy dostępu do plików.
Seagate BarraCuda wyróżnia się również niskim poborem mocy – jedynie 1,8 W podczas zapisu i zaledwie 0,5 W w trybie bezczynnym, co sprzyja dłuższej żywotności baterii w urządzeniach przenośnych. Dysk charakteryzuje się wysoką odpornością na wstrząsy (do 400 G w trakcie pracy), co czyni go trwałym rozwiązaniem do mobilnych zastosowań, nawet do laptopa!
Zobacz też:
Jaka drukarka do domu sprawdzi się najlepiej?
Jaki odkurzacz automatyczny kupić?