Из какого металла сделан жесткий диск компьютера

Содержание
  1. Что ценного в жестком диске?
  2. Есть ли драгметаллы в компьютерах
  3. Какие детали компьютера содержат золото
  4. Материнские платы
  5. Процессоры
  6. Жесткие диски
  7. Где в компьютере больше всего золота
  8. Какое количество золота содержится в процессорах старого типа
  9. Сколько золота содержится в ноутбуке
  10. Легальность подобной добычи
  11. Что потребуется для извлечения золота из компьютера в домашних условиях
  12. Процесс добычи
  13. Вариант 1
  14. Вариант 2
  15. Из какого металла сделан жесткий диск компьютера?
  16. Устройство жесткого диска
  17. Принцип работы жесткого диска
  18. Магнитный принцип чтения и записи информации
  19. Из какого металла сделан жесткий диск компьютера
  20. Для чего нужен HDD и его функционал
  21. Распространённые названия жёсткого диска, откуда появилось название «Винчестер»
  22. Основные моменты в работе HMDD
  23. Так же к немаловажной внутренней составляющей жёсткого диска относятся:
  24. Внешний и гибридный жёсткий диск
  25. Основные особенности жёстких дисков
  26. 1. Объём HDD и скорость вращения шпинделя
  27. 2. Рамер кеш-памяти HDD
  28. 3. Популярный HDD интерфейсы подключения
  29. Жесткий диск: устройство и характеристики
  30. Гермозона
  31. Блок головок
  32. Пластины
  33. Устройство позиционирования головок
  34. Блок электроники
  35. Характеристики жесткого диска
  36. Как устроен жесткий диск компьютера (HDD)
  37. Устройство жесткого диска компьютера
  38. Как и в каком виде хранятся данные на жестком диске компьютера
  39. Жесткий диск состоит из

Что ценного в жестком диске?

Из какого металла сделан жесткий диск компьютера

Доброго дня, дорогие читатели! Сегодня мы окунемся в атмосферу Клондайка. В конце XVIII в. Калифорнию охватила золотая лихорадка. Люди приезжали со всех концов света в погоне за крупицами драгоценного металла. Читайте эту статью, и вы сможете почувствовать себя на золотых приисках, не выходя из дома. Я расскажу, как можно добыть золото из компьютера.

Золотая лихорадка запомнилась одним интересным случаем — играя в ручье возле своего дома, двенадцатилетний мальчик Конрад Рид нашел массивный желтоватый булыжник. И долгое время семья подпирала дверь дома золотым камнем весом в 7 кг. А потом слиток продали за впечатляющую цену — 3$.

Поразительно, но многие из нас поступают столь же нерационально, выбрасывая на свалку бытовую технику, старые материнские платы и микросхемы.

Есть ли драгметаллы в компьютерах

Если приблизительно подсчитать вес всего ранее добытого (легальным путем) золота, цифра получится внушительной — 189 000 тонн. И около 10% этого веса приходится на электротехнику.

Однако если разобрать современный компьютер на составные части и детально выяснить, что ценного, помимо информации, находится внутри, результаты будут неутешительными: все «золотоносные» детали компьютера в сумме содержат не больше тридцати миллиграмм золота. А вот детали древнего мастодонта — ЭВМ начала девяностых — содержали до 3 грамм драгметалла.

Так есть ли смысл заниматься золотодобычей из вычислительной техники? Если вы кинетесь разбирать свой игровой компьютер на части в поисках золота, то общая сумма добытого не превысит сотни рублей. А вот если у вас имеется собственная мастерская компьютерной техники, а под столом накопился ворох нерабочих микросхем — выбрасывать их не стоит.

Какие детали компьютера содержат золото

Золото — инертный металл, практически не подвергается коррозии и окислению. К тому же отличный проводник. Поэтому им покрывают контакты, разъемы, слоты памяти, порты, перемычки. Конденсаторы, платы, видеокарты, даже компьютерные вентиляторы и клавиатура содержат драгоценные металлы, причем не только Au, но и Ag, Pt, Pd.

Я расскажу подробней, какие детали самые золотосодержащие.

Материнские платы

Материнская плата — основная деталь любого компьютера. Именно здесь осуществляется контроль над взаимодействием всех составных частей машины. Ее контроллеры, микросхемы чипсета, разъемы и контакты содержат львиную долю (если так можно назвать 3 мг) золота компьютера. Если присмотреться, на этом фото видны позолоченные детали материнской платы:

Нерабочие материнки — неплохой источник Au, если у вас их скопилось несколько десятков.

Процессоры

Процессор — главная деталь программного обеспечения компьютера. Он выполняет всю вычислительную работу. Здесь также много позолоченных деталей. золотого песка в микропроцессоре intel Pentium pro — свыше 2 мг.

Посмотрите это видео, где показан аффинаж золота из процессора.

А вот в 1 кг микропроцессоров Pentium pro содержится 11,4 гр. золота. Простому обывателю вряд ли удастся собрать столько, а для сисадмина это не проблема.

Жесткие диски

Основной накопитель информации, хард драйв также содержит металлы платиновой группы. Так, золота в одном винчестере — 0,034 гр., а серебра — 0,013 гр.

Чем старше запоминающее устройство — тем больше в нем драгметаллов. И дело даже не в пресловутом качестве приборов советского производства, а в элементарном техническом прогрессе. Стоит вспомнить эволюцию дисков — от массивных виниловых пластинок до микро-CD карточек современных смартфонов.

Сегодняшние детали гораздо тоньше и легче. Соответственно, и золота в них содержится в разы меньше.

Где в компьютере больше всего золота

С уверенностью можно сказать, что чем выше ценность детали компьютера, тем больше в нем драгоценного металла:

  • первое место занимает материнская плата (0,3 гр.);
  • второе — микропроцессор (в среднем 0,2 гр.).

Напомню, что чем старше деталь, тем больше вероятность получить реальную прибыль.

Какое количество золота содержится в процессорах старого типа

Если вам повезло раздобыть коллекцию процессоры старого типа, можно сказать, что это настоящая золотая жила.

Так, в десяти процессорах типа AMD с коричневым корпусом содержится целый грамм драгоценного металла. А в советских процессорах, особенно для военного применения, счет идет на несколько грамм золота в одном процессоре. Согласно паспорту, старая ЭВМ Эльбрус -2 содержала больше трех кг золота.

Сколько золота содержится в ноутбуке

Ноутбук, как и любая вычислительная техника, содержит драгоценные металлы. Для него применимы все выводы, которые мы с вами сделали в отношении обычного ПК, однако в лаптопе золота еще меньше в силу его размеров. Его количество не превышает 0,3 мг. Существует легенда, что элитные ноутбуки VIP-класса содержат золота в разы больше.

Фактически добыча золота из компьютеров имеет смысл только в промышленных масштабах. На утилизационных заводах счет добытого солнечного металла высшей пробы идет на килограммы.

Легальность подобной добычи

Если вы всерьез решили добывать золото из старой компьютерной техники, стоит почитать административный кодекс РФ, поскольку согласно закону все золото, находящееся в электронике, принадлежит государству.

Задача пользователей, если техника вышла из строя, — утилизировать ее соответствующим образом. Проще говоря, не выбрасывать на свалку, загрязняя окружающую среду, а сдать в специальные пункты приема, которые потом отвезут партию на утилизационный завод:

  • рабочие вручную разберут и отсортируют все детали, которые потом отправятся на переработку;
  • золотосодержащие детали измельчат и аффинируют.

Дома заняться аффинажем можно только ради интереса, поскольку процесс этот достаточно увлекательный.

Что потребуется для извлечения золота из компьютера в домашних условиях

Для аффинажа нам потребуются в первую очередь хорошие средства защиты: следует защитить руки, глаза, органы дыхания, надеть плотный фартук. Неплохо также иметь мощную вытяжку или проводить химические реакции в хорошо проветриваемом помещении либо на открытом воздухе.

Материалы и реактивы:

  • плоскогубцы;
  • отвертки;
  • газовая или бензиновая горелка;
  • точные весы;
  • фильтры;
  • химический стакан из жаропрочного стекла;
  • концентрированная соляная и азотные кислоты;
  • перекись водорода;
  • метиловый спирт;
  • электрическая плитка.

Процесс добычи

Есть несколько способов, чтобы добыть драгоценные металлы из радиодеталей. Я расскажу о самых простых. Но в любом случае для начала следует хорошо измельчить золотосодержащие детали. Максимально отделить металл от пластика.

Вариант 1

Вытравливание.

Измельченную массу опускаем в химический стакан с раствором соляной кислоты и перекиси водорода в пропорции 1/3. Напомню, что нужно наливать перекись в кислоту, а не наоборот. Не забывайте о технике безопасности и мерах защиты! Оставляем раствор на пять-семь дней.

Периодически помешиваем, чтобы ускорить реакцию. Весь не золотой. А иной металл за это время должен раствориться. Далее золото фильтруется и плавится.

Вариант 2

Собственно аффинаж.

Способ основывается на способности царской водки (смеси соляной и азотной кислот в соотношении 1/3) растворять золото.

Итак, отсортированные и измельченные детали помещаем в царскую водку. Для ускорения процесса смесь можно немного подогреть.

Не забывайте о мерах предосторожности! После полного растворения золото можно восстановить из раствора. Доступные восстановители — пиросульфит натрия и железный купорос.

Добавлять восстановитель следует понемногу, поскольку реакция восстановления идет с выделением газа.

После того как золото выпадет в осадок, тщательно промываем его водой, не менее пяти раз, промываем спиртом, сушим и плавим с добавлением борной кислоты. Полученное таким образом золото получается высшей пробы.

Из какого металла сделан жесткий диск компьютера?

Из какого металла сделан жесткий диск компьютера

HDD — довольно сложно сконструированное хранилище, которое при этом отличается весьма простым принципом работы. О том, из чего состоит такой девайс, как пишет и читает данные, а также о других любопытных и полезных вещах рассказывает эта статья.

Устройство жесткого диска

Винчестер состоит из многих элементов. Так, его физическая структура представлена комплектом пластин, которые еще называют дисками. Их покрывает магнитный слой — плоттер. Вращающийся вал — шпиндель — служит соединительной деталью. Есть еще намагниченные головки. Каждая из них движется по одной из пластин, таким образом считывая и записывая информацию.

Примечание: диски обладают толщиной примерно в пару миллиметров. Их чаще всего делают из металла, но встречаются и керамические, стеклянные варианты.

Обе поверхности пластин задействованы во время записи файлов. Шпиндель крутится на одной и той же скорости. К примеру, у терабайтного WD 3.5″ SATA 3.0 он за минуту поворачивается 7200 раз.

Данные пишутся по трекам — концентрическим дорожкам. Они поделены на сектора, которые содержат конкретный информационный объем.

Инфообмен между оперативной памятью системы и накопителем происходит поэтапно и выражен кластером. Он представляет собой целое число, состоит из цепочки расположенных последовательно секторов: 1, 2, 3, 4 и т. д.

Дорожки «харда», размещенные на разных частях устройства, но которые имеют один и тот же номер, называют цилиндром.

Примечание: жесткие носители бывают двух типов — внутренние и внешние. Их механическая часть практически идентична. Отличия — лишь в интерфейсе подключения и корпусе. Внутренние аппараты подключаются по SATA, а портативные — по USB. Переносные модели заключены в корпуса, которые защищают их от внешнего воздействия.

История: Кто и как изобрел первый жесткий диск: 4 эпохи истории HDD

Принцип работы жесткого диска

Этот раздел тесно перекликается с предыдущим.

Информационные носители магнитного типа имеют довольно сложное строение, а вот принцип их функционирования довольно прост. Что нужно знать:

1. Двигатель, который вращает диск, включается при подаче питания на устройство и остается включенным до его снятия. Получается, если девайс включен в ПК, он работает, пока пользователь не выключит системник.

Примечание: если в разделе под названием «Power Management» в БИОСе был изменен параметр отключения HDD в случае отсутствия обращения к нему, то двигатель может выключить сама подсистема.

2. Каждая пара головок одета на «вилку», которая обхватывает каждый диск. Эта «вилка» перемещается над поверхностью. За это отвечает специальный серводвигатель — не шаговый, хотя такое заблуждение встречается довольно часто. 

3. У всех хдд есть запасные сектора. Схема управления аппаратом задействует их, если повреждается какой-то из основных.

Подборка: ТОП-5 лучших HDD на 2 TB – внутренних жестких дисков на 2000 Гб

Магнитный принцип чтения и записи информации

Информация пишется на магниточувствительный материал. Такое покрытие очень тонкое (несколько микрометров) и обладает доменной структурой.

Совет: если нужен вместительный носитель, например, для видеоигр, то трехтерабайтный WD30EFRX подойдет. Он способен передавать 1200 Мбит данных в секунду.

Такой домен является малюсенького размера областью, которая содержится в ферромагнитных образцах и намагничена однородным образом. Она отделена от соседних с ней таких же зон тоненькими переходными прослойками. Их называют границами.

Винты записывают и считывают инфо по такому принципу:

  • В то время, пока действует наружное силовое поле, его линии движутся в направлении, которое соответствует доменным областям. После того, как прекращается воздействие, остаются участки, которые становятся намагниченными. За счет этого и осуществляется сохранение данных.
  • Когда записываются файлы, головка формирует наружное поле, о котором говорилось в предыдущем пункте. Когда данные прочитываются, области остаточной намагниченности, которые оказались напротив, образуют в ней электродвижущую силу.
  • Направленность ЭДС меняется за конкретный временной промежуток. Такой процесс представлен в виде единицы в двоичной системе. Если же ничего не меняется, процесс отождествляется с 0.
  • Закрепленная на кронштейне головка движется над требуемой дорожкой. Когда диск поворачивается, она размещается как раз над нужным сектором.
  • Все головки движутся в одно и то же время, при этом они считывают данные с одинаковых треков различных пластинок.
Основные характеристики накопителей на магнитных носителях
ОбъемИзмеряется в мегабайтах — Мб, гигабайтах — Гб, терабайтах — Тб. Показатель отображает максимальную вместимость пространства накопителя.
Современные HDD способны вмещать несколько терабайт данных. Оптимальный объем зависит от задач. Для системного диска хватает моделей до 1 Тб, для ресурсоемких графических программ, игр и мультимедиа нужно больше.
Примечание: обычно места на диске немного меньше, чем заявлено производителем, поскольку часть пространства занимает предустановленное ПО. Например, вместе с WD20EZRZ пользователь получает бесплатный доступ к софту для быстрого резервного копирования.
Форм-фактор3,5-дюйма — стандартный вариант для стационарных сборок.
2,5-дюйма — чаще устанавливается в сборки компактные или же в лэптопы. В настольный ПК такой девайс тоже станет, но здесь уже может понадобиться переходник.
В большинстве современных корпусов есть специально отведенные места под жесткие носители информации разных форм-факторов.
Время доступа к файлам и скорость записи данныхВлияют на производительность HDD диска. В характеристиках указывается среднее значение, которое необходимо аппарату для получения информационной единицы. Оно показывает, насколько быстро механизм накопителя будет считывать информацию.
Чем выше показатель, тем быстрее жесткий носитель способен обработать запрос пользователя. За счет этого сокращается время, необходимое диску, чтобы записать информацию. Например, серверный 00WG700 способен передать 1,2 гигабита данных в секунду.
Скорость вращения шпинделяИзмеряется в оборотах в минуту. Этот параметр, как и предыдущий, влияет на быстродействие винчестера: от скорости вращения зависит оперативность поиска трека с нужной информацией.
Для большинства пользовательских задач хватает диска, чей шпиндель совершает 5,4-7,2 тысячи оборотов в минуту. Но это не предел: встречаются устройства, шпиндели которых вращаются со скоростью до 15000 об./мин. Например, A03-D300GA2. Но для домашних ПК такая быстрота не нужна. Подобные «монстры» устанавливаются в серверы непрерывного действия.
Объем буфера / кэш-памятиВнутренняя память устройства, которая отвечает за обработку, управление и хранение файлов. Чем больше объем буфера, тем быстрее осуществляется процесс получения доступа к файлам. Диапазон данного параметра составляет около 16-256 МБ.
Если магнитный носитель будет использоваться исключительно как хранилище информации, то переплачивать за самые высокие объемы, как у WD101PURZ, нет смысла. А вот если накопитель нужен как серверный — такой кэш пригодится.
ИзносостойкостьОбозначается как интенсивность отказов. Внутри HDD находятся механические части, которые изнашиваются через определенный период эксплуатации.
В критических ситуациях механический износ становится причиной безвозвратной потери информации, которая хранится на устройстве. Нет возможности точно определить, какая из деталей подвижного механизма окажется выносливее, а какая придет в негодность первой.
Однако в этой ситуации полагаться можно не только на отзывы пользователей об интересующей модели винчестера. Есть гарантия от производителя, а в характеристиках прописывается показатель наработки мотора на отказ, который измеряется в количестве часов. Например, у WD1003FZEX этот показатель составляет аж 300 тысяч часов.
Способ установки / подключенияВнутренний накопитель подключается по SATA интерфейсу и устанавливается непосредственно в ПК или лэптоп.
Внешний магнитный носитель подключается к девайсу по USB, имеет прочный корпус, обеспечивающий защиту внутреннего механизма при встряске, ударах, падении, а также способствует снижению вибраций и шума, издаваемого механикой при активном режиме работы. 
Этот вариант отлично подходит в качестве резервного хранилища данных, или когда нужно перенести солидный объем информации, который флешка вместить не в состоянии.
Интересно: внешний винчестер AC630 оснащен быстрым USB 3.1, а также заключен в крепкий противоударный корпус.

Из какого металла сделан жесткий диск компьютера

Из какого металла сделан жесткий диск компьютера

Что такое HDD, жёсткий диск и винчестер — эти слова являются разными широко распространёнными терминами одного и того же устройства, входящего в состав компьютера. В связи с необходимостью хранения информации на компьютере появились устройства, хранители информации как жёсткий диск и стали неотъемлемой частью персонального компьютера.

Ранее на первых вычислительных машинах информация хранилась на перфолентах — это картонная бумага с пробитыми дырками, следующим шагом человека в развитие компьютера появилась магнитная запись, принцип работы которой сохранён в нынешних жёстких дисках. В отличие от сегодняшних терабайтных HDD, информация для сохранения помещаемая на них насчитывала десятки килобайт, это ничтожные размеры по сравнению с сегодняшней информацией.

Для чего нужен HDD и его функционал

Жёсткий диск — это постоянное запоминающее устройство компьютера, то есть, его основная функция — долговременное хранение данных.

HDD в отличие от оперативной памяти не считается энергозависимой памятью, то есть, после отключения питания от компьютера, а потом как следствие и от жёсткого диска, вся информация, ранее сохранённая на этом накопителе, обязательно сохранится.

Получается, что жёсткий диск служит лучшим местом на компьютере для хранения личной информации: файлы, фотографии, документы и видеозаписи, явно будут долго храниться именно на нём, а сохранённую информацию можно будет использовать и в дальнейшем в своих нуждах.

Операционная система, чаще всего это именно Windows, тоже устанавливается в раздел жёсткого диска.

Сама информация, сохранённая на компьютерном жёстком диске совсем не обязательно должна храниться на нём вечно, а даже наоборот, по мере её ненадобности, HDD нужно от неё очищать, путём её удаления.

Распространённые названия жёсткого диска, откуда появилось название «Винчестер»

Ответ на вопрос что такое HDD можно сформулировать как накопитель на жёстких магнитных дисках, пожалуй, самая профильная формулировка, но также этот накопитель правильно называть: HMDD (hard magnetic disk drive от англ.), жёсткий диск, винчестер и разными производными.

  1. HDD или HMDD — здесь всё просто, перевод с английского языка — накопитель на жёстких магнитных дисках.
  2. Жёсткий диск и почему не мягкий, всё просто внутри жёсткого диска имеются пластины, они твёрдые, примерно в одно время с ним появились дискеты, у этого носителя информации, составляющей частью были гибкие (мягкие) магнитные диски — флоппи. Поэтому смех, вызванный из-за фразы: почему жёсткий диск не мягкий совершенно не обоснованный, разве только у незнающего человека.
  3. Само название винчестер ближе уже к профессиональному сленгу, появление данного названия наверняка, не известно, но существует наиболее популярная трактовка, которую рассмотрим ниже.

Опять для понимания появления другого имени жёсткого диска как компьютерного винчестера, нужно обратиться к истории. Винчестеры раньше имели немного больший размер чем в наше время.

В 1973 году выл выпущена моделью HDD 3340, сам диск же для краткости обозначался инженерами, разработавшими его «30-30», обозначавшее 2 модуля по 30 мегабайт, что дало повод найти соотношение с американской винтовкой Winchester, у которой патроны имели созвучное название 30-30 Winchester, отсюда и его название — винчестер.

Основные моменты в работе HMDD

HDD — это устройство хранения информации по принципу магнитной записи. Информация записывается на пластины, имеющие покрытие ферримагнитным материалом, которые расположены на одной оси. Пластины называют магнитными дисками, а в самом винчестере могут использоваться несколько магнитных пластин.

Запись ровно так же, как и чтение осуществляется при помощи частей подвижной считывающей головки.

Хорошим и наглядным примером работы HDD будет сравнение с работой граммофона и его пластинками, но в отличие от его иглы, которая соприкасается с грампластинкой, головка жёсткого диска делает свою работу на расстояние. Само расстояние очень мало, что сквозь воздушный зазор могут пройти частицы пыли или даже табачного дыма.

По мнению экспертов, в прокуренных и запылённых помещения жёсткие диски выходят из строя гораздо чаще.

Головка парит во время работы, а точнее её части для записи и считывания данных, но во время отключения она возвращаются к месту окончанию работы и её же начала, парковочной зоне.

Так же к немаловажной внутренней составляющей жёсткого диска относятся:

Двигатели, предназначенные для вращения магнитных пластин HDD и блок управляющей электроники — руководящий всеми процессами.

Для хранения информации HDD форматируют, то есть он разбит на равные дорожки, которые разбиваются на секторы свою очередь образующие кластеры.

Необходимо знать, что сам жёсткий диск не герметичен, а герметичен его гермоблок, вскрытие которого непременно приведёт к неработоспособности всего жёсткого диска.

Внешний и гибридный жёсткий диск

Внешние HDD ещё называют переносными, сами по себе такие носители информации являются обыкновенными жёсткими дисками, но в их основе лежит низкое электропотребление, ведь они подключаются к интерфейсам USB и IEEE 1394, а их размеры должны быть наименьшими, это: 1.8 и 2.5 дюйма. Такие переносные устройства чаще всего имеют ударозащитный корпус и выполняют роль мобильный устройств хранения данных. Как же это удобно, когда необходимости взять всю нужную информацию с собой.

К гибридным HDD относятся те накопители в состав которой входит флешь память. Такие жёсткие диски можно назвать более быстрыми в обмене данных: при записи и чтение информации.

Основные особенности жёстких дисков

Существует довольно много особенностей HDD, но для выбора или работы необходимы лишь некоторые:

1. Объём HDD и скорость вращения шпинделя

Размер памяти жёсткого диска — с увеличением размеров информации, требуется место для её хранения, поэтому размер считается одной из важнейших основополагающих HDD.

Необходимо понимать, что производители жёстких дисков немного не честны к покупателям, округляя значения размера памяти: 1 килобайт равен 1000 байт, хотя на самом деле 1024 байта, поэтому заявленный размер памяти отличается от того, который имеется на самом деле.

Скорость обмена данными зависит от вращения шпинделя, на котором крепятся магнитные пластины с данными, принято считать обороты вращения в минуту:

5400 оборотов в минуту — жёсткие диски с такими оборотами вращения используются чаще всего в некоторых моноблоках и ноутбуках, низкая скорость вращения обуславливает большую вероятность безотказной работы и более низкие энергозатраты, пониженные шумовыделение и тепловыделение.

7200 оборотов в минуту – наибольшее количество компьютерных систем оборудованы именно HDD с такой скоростью вращения шпинделя, более производительны чем винчестеры с более низкой скоростью вращения шпинделя.

Так как ПК имеют постоянный источник питания в отличие от ноутбуков, энергопотребление не является главной характеристикой при выборе, но их производительность будет выше при больших оборотах вращения всё того же шпинделя.

Такие носители информации являются оптимальными для большинства компьютеров.

10000 и 15000 оборотов в минуту — такие винчестеры имеют наибольшую производительность, но их надежность ставится по сомнение, ведь такие большие обороты вращения обуславливают излишний нагрев пластин, механический износ, повышенное энергопотребление и уровень шума скорее всего будет выше.
Существуют и другие скорости вращения, но они не столь популярны чем описанные выше или уже совсем не используются в современных компьютерных системах.

2. Рамер кеш-памяти HDD

Кеш-память (cache memory англ.) работает по принципу оперативной памяти (буфера памяти), используется для хранения часто используемых данных и хранения информации которая пока ещё не передана жёсткому диску, но вот-вот будет на нём.

В современных винчестерах кеш-память имеет размер 8, 16, 32 и 64 мегабайта, что обуславливает производительность жёсткого диска, хотя не всегда используется в полной мере, поэтому кеш-память может быть 16 мегабайт, а в работе разницы от памяти 32 мегабайта можно совсем и не заметить.

3. Популярный HDD интерфейсы подключения

Интерфейс необходим для обеспечения взаимодействия HDD и системной платы ПК.

ATA/PATA (IDE) — этот параллельный интерфейс служит не только для подключения жёстких дисков, но и устройств для чтения дисков — оптических приводов.

Ultra ATA является самым продвинутым представителем стандарта и имеет возможную скорость использования данных информации до 133 мегабайт в секунду.

Указанный способ передачи данных считается сильно устаревшим и в сегодняшние дни используются в устаревших компьютерах, на современных системных платах разъёма IDE уже найти не получится.

SATA (Serial ATA) – представляет из себя последовательный интерфейс, который стал хорошей заменой для устаревшего PATA и в отличие от него имеется возможность для подключения только одного устройства, но на бюджетных системных платах, имеется несколько разъёмов для подключения. Стандарт подразделяется на ревизии, имеющие разные скорости передачи/обмена данных:

  • SATA имеет скорость обмена данных возможную до 150 Мб/с. (1.2 Гбит/с);
  • SATA rev. 2.0 — у данной ревизии скорость обмена данными в сравнение с первым SATA интерфейсом выросла в 2 раза до 300 МБ/с (2,4 Гбит/с);
  • SATA rev. 3.0 — обмен данных у ревизии стал ещё выше до 6 Гбит/с (600 МБ/с).

Все вышеописанные интерфейсы подключения семейства SATA взаимозаменяемы, но подключив, например, жёсткий диск с интерфейсом SATA 2 в разъём материнской платы SATA, обмен данных с жёстким диском будет проходит на основе самой старшей ревизии, в данном случает SATA ревизии 1.0.

USB (Universal Serial Bus) – этот интерфейс и служит он для обмена/передачи данных с различных подключаемых к компьютеру устройств, в том числе и переносных жёстких дисков.

В отличие от работы жесткого диска в других интерфейсах, данный, поддерживает извлечение устройства во время работы ПК, исключая возможность потери уже сохранённой информации. У USB rev 3.

0 скорость обмена данных возросла до 380 Мб/с, а это 4,8 Гбит/с.

Жесткий диск: устройство и характеристики

Из какого металла сделан жесткий диск компьютера

Жёсткий диск (HDD) – энергонезависимое запоминающее устройство, назначение которого длительное хранение данных. Информация сохраняется на жестких носителях (дисках из специальных сплавов) имеющих ферромагнитное покрытие (двуокись хрома).

Гермозона

Включает в себя: корпус из прочного сплава, диски с магнитным покрытием, блок головок с устройством позиционирования, электропривод шпинделя.

Блок головок

Пакет рычагов из пружинистой стали с закрепленными головками на концах.

Пластины

Изготовлены из металлического сплава и покрыты напылением ферромагнетика (окислов железа, марганца и других металлов). Диски жёстко закреплены на шпинделе, который вращается со скоростью несколько тысяч оборотов в минуту.

При такой скорости вблизи поверхности диска создаётся мощный воздушный поток, который приподнимает головки и заставляет их парить над поверхностью 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 диска.

Устройство позиционирования головок

Состоит из неподвижной пары сильных постоянных магнитов, а также катушки на подвижном блоке головок.

Гермозона — заполняется очищенным и осушенным воздухом или нейтральными газами, в частности, азотом, а для выравнивания давления устанавливается тонкая металлическая или пластиковая мембрана.

Выравнивание давления необходимо, чтобы предотвратить деформацию корпуса гермозоны при перепадах атмосферного давления и температуры, а также 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.

Блок электроники

Содержит: управляющий блок, постоянное запоминающее устройство, буферную память, интерфейсный блок (передача данных, подача питания) и блок цифровой обработки сигнала.

Блок управления представляет собой систему:

  • позиционирования головок;
  • управления приводом;
  • коммутации информационных потоков с различных головок;
  • управления работой всех остальных узлов — приёма и обработки сигналов с датчиков устройства:
    • одноосный акселерометр — используемый в качестве датчика удара,
    • трёхосный акселерометр — используемый в качестве датчика свободного падения,
    • датчик давления,
    • датчик угловых ускорений,
    • датчик температуры.

Блок постоянного запоминающего устройства хранит управляющие программы для блоков управления и цифровой обработки сигнала, а также служебную информацию жесткого диска.

Буферная память сглаживает разницу скоростей интерфейсной части и накопителя (используется быстродействующая статическая память).

Блок цифровой обработки сигнала осуществляет очистку считанного аналогового сигнала и его декодирование (извлечение цифровой информации).

Характеристики жесткого диска

Интерфейс — поддерживаемый стандарт обмена данными с накопителями информации: ATA (IDE, PATA), SATA.

Ёмкость — объём данных, которые может хранить жесткий диск (ГБ, ТБ).

Форм-фактор — физический размер диска с ферромагнитным покрытием: 3,5 или 2,5 дюйма.

Время доступа — время, за которое жесткий диск гарантированно выполнит операцию чтения или записи на любом участке магнитного диска (диапазон от 2,5 до 16 мс).

Скорость вращения шпинделя – параметр от которого зависит время доступа и средняя скорость передачи данных. Жесткие диски для ноутбуков имеют скорость вращения 4200, 5400 и 7200 оборотов в минуту, а для стационарных компьютеров 5400, 7200 и 10 000 об/мин.

Ввод-вывод — количество операций ввода-вывода в секунду. Обычно жесткий диск производит около 50 операций в секунду при произвольном доступе и около 100 при последовательном.

Потребление энергии — потребляемая мощность в Ваттах, важный фактор для мобильных устройств.

Уровень шума – шум в децибелах, который создает механика жесткого диска при его работе (вращение шпинделя, аэродинамика, позиционирование). Тихими накопителями считаются устройства с уровнем шума около 26 дБ и ниже.

Ударостойкость — сопротивляемость накопителя резким скачкам давления или ударам. Измеряется в единицах допустимой перегрузки (G) во включённом и выключенном состоянии.

Скорость передачи данных – скорость чтения/записи при последовательном доступе (внутренняя зона диска — от 44,2 до 74,5 Мб/с, внешняя зона диска — от 60,0 до 111,4 Мб/с).

Объём буфера — промежуточная память (Мб), предназначенная для сглаживания разницы скорости чтения/записи и передачи по интерфейсу. Обычно варьируется от 8 до 64 Мб.

Как устроен жесткий диск компьютера (HDD)

Из какого металла сделан жесткий диск компьютера

Приветствую всех читателей блога pc-information-guide.ru. Многих интересует вопрос — как устроен жесткий диск компьютера. Поэтому я решил посвятить этому сегодняшнюю статью.

Жесткий диск компьютера (HDD или винчестер) нужен для хранения информации после выключения компьютера, в отличие от ОЗУ (оперативной памяти) — которая хранит информацию до момента прекращения подачи питания (до выключения компьютера).

Жесткий диск, по-праву, можно назвать настоящим произведением искусства, только инженерным. Да-да, именно так. Настолько сложно там внутри все устроено.

На данный момент во всем мире жесткий диск — это самое популярное устройство для хранения информации, он стоит в одном ряду с такими устройствами, как: флеш-память (флешки), SSD.

Многие наслышаны о сложности устройства жесткого диска и недоумевают, как в нем помещается так много информации, а поэтому хотели бы узнать, как устроен или из чего состоит жесткий диск компьютера. Сегодня будет такая возможность).

Устройство жесткого диска компьютера

Жесткий диск состоит из пяти основных частей. И первая из них — интегральная схема, которая синхронизирует работу диска с компьютером и управляет всеми процессами.

Вторая часть — электромотор (шпиндель), заставляет вращаться диск со скоростью примерно 7200 об/мин, а интегральная схема поддерживает скорость вращения постоянной.

А теперь третья, наверное самая важная часть — коромысло, которое может как записывать, так и считывать информацию.

Конец коромысла обычно разделен, для того чтобы можно было работать сразу с несколькими дисками. Однако головка коромысла никогда не соприкасается с дисками.

Существует зазор между поверхностью диска и головкой, размер этого зазора примерно в пять тысяч раз меньше толщины человеческого волоса!

Но давайте все же посмотрим, что случится, если зазор исчезнет и головка коромысла соприкоснется с поверхностью вращающегося диска.

Мы все еще со школы помним, что F=m*a (второй закон Ньютона, по-моему), из которого следует, что предмет с небольшой массой и огромным ускорением — становится невероятно тяжелым.

Учитывая огромную скорость вращения самого диска, вес головки коромысла становится весьма и весьма ощутимым. Естественно, что повреждение диска в таком случае неизбежно. Кстати, вот что случилось с диском, у которого этот зазор по каким то причинам исчез:

Так же важна роль силы трения, т.е. ее практически полного отсутствия, когда коромысло начинает считывать информацию, при этом смещаясь до 60 раз за секунду.

Но постойте, где же здесь находится двигатель, что приводит в движение коромысло, да еще с такой скоростью? На самом деле его не видно, потому что это электромагнитная система, работающая на взаимодействии 2 сил природы: электричества и магнетизма.

Такое взаимодействия позволяет разгонять коромысло до скоростей света, в прямом смысле.

Четвертая часть — сам жесткий диск, это то, куда записывается и откуда считывается информация, кстати их может быть несколько.

Ну и пятая, завершающая часть конструкции жесткого диска — это конечно же корпус, в который устанавливаются все остальные компоненты. Материалы применяются следующие: почти весь корпус выполнен из пластмассы, но верхняя крышка всегда металлическая. Корпус в собранном виде нередко называют «гермозоной». Бытует мнение, что внутри гермозоны нету воздуха, а точнее, что там — вакуум.

Мнение это опирается на тот факт, что при таких высоких скоростях вращения диска, даже пылинка, попавшая внутрь, может натворить много нехорошего. И это почти верно, разве что вакуума там никакого нету — а есть очищенный, осушенный воздух или нейтральный газ — азот например. Хотя, возможно в более ранних версиях жестких дисков, вместо того, чтобы очищать воздух — его просто откачивали.

Это мы говорили про компоненты, т.е. из чего состоит жесткий диск. Теперь давайте поговорим про хранение данных.

Как и в каком виде хранятся данные на жестком диске компьютера

Данные хранятся в узких дорожках на поверхности диска. При производстве, на диск наносится более 200 тысяч таких дорожек. Каждая из дорожек разделена на секторы.

Карты дорожек и секторов позволяют определить, куда записать или где считать информацию. Опять же вся информация о секторах и дорожках находится в памяти интегральной микросхемы, которая, в отличие от других компонентов жесткого диска, размещена не внутри корпуса, а снаружи и обычно снизу.

Сама поверхность диска — гладкая и блестящая, но это только на первый взгляд. При более близком рассмотрении структура поверхности оказывается сложнее. Дело в том, что диск изготавливается из металлического сплава, покрытого ферромагнитным слоем. Этот слой как раз и делает всю работу. Ферромагнитный слой запоминает всю информацию, как? Очень просто.

Головка коромысла намагничивает микроскопическую область на пленке (ферромагнитном слое), устанавливая магнитный момент такой ячейки в одно из состояний: о или 1. Каждый такой ноль и единица называются битами.

Таким образом, любая информация, записанная на жестком диске, по-факту представляет собой определенную последовательность и определенное количество нулей и единиц. Например, фотография хорошего качества занимает около 29 миллионов таких ячеек, и разбросана по 12 различным секторам.

Да, звучит впечатляюще, однако в действительности — такое огромное количество битов занимает очень маленький участок на поверхности диска. Каждый квадратный сантиметр поверхности жесткого диска включает в себя несколько десятков миллиардов битов.

Жесткий диск состоит из

Из какого металла сделан жесткий диск компьютера

Жесткий диск состоит из пяти основных частей. И первая из них — интегральная схема, которая синхронизирует работу диска с компьютером и управляет всеми процессами.

Вторая часть — электромотор (шпиндель), заставляет вращаться диск со скоростью примерно 7200 об/мин, а интегральная схема поддерживает скорость вращения постоянной.

А теперь третья, наверное самая важная часть — коромысло, которое может как записывать, так и считывать информацию.

Конец коромысла обычно разделен, для того чтобы можно было работать сразу с несколькими дисками. Однако головка коромысла никогда не соприкасается с дисками.

Существует зазор между поверхностью диска и головкой, размер этого зазора примерно в пять тысяч раз меньше толщины человеческого волоса!

Но давайте все же посмотрим, что случится, если зазор исчезнет и головка коромысла соприкоснется с поверхностью вращающегося диска.

Мы все еще со школы помним, что F=m*a (второй закон Ньютона, по-моему), из которого следует, что предмет с небольшой массой и огромным ускорением — становится невероятно тяжелым.

Учитывая огромную скорость вращения самого диска, вес головки коромысла становится весьма и весьма ощутимым. Естественно, что повреждение диска в таком случае неизбежно. Кстати, вот что случилось с диском, у которого этот зазор по каким то причинам исчез:

Так же важна роль силы трения, т.е. ее практически полного отсутствия, когда коромысло начинает считывать информацию, при этом смещаясь до 60 раз за секунду.

Но постойте, где же здесь находится двигатель, что приводит в движение коромысло, да еще с такой скоростью? На самом деле его не видно, потому что это электромагнитная система, работающая на взаимодействии 2 сил природы: электричества и магнетизма.

Такое взаимодействия позволяет разгонять коромысло до скоростей света, в прямом смысле.

Четвертая часть — сам жесткий диск, это то, куда записывается и откуда считывается информация, кстати их может быть несколько.

Ну и пятая, завершающая часть конструкции жесткого диска — это конечно же корпус, в который устанавливаются все остальные компоненты. Материалы применяются следующие: почти весь корпус выполнен из пластмассы, но верхняя крышка всегда металлическая. Корпус в собранном виде нередко называют «гермозоной». Бытует мнение, что внутри гермозоны нету воздуха, а точнее, что там — вакуум.

Мнение это опирается на тот факт, что при таких высоких скоростях вращения диска, даже пылинка, попавшая внутрь, может натворить много нехорошего. И это почти верно, разве что вакуума там никакого нету — а есть очищенный, осушенный воздух или нейтральный газ — азот например. Хотя, возможно в более ранних версиях жестких дисков, вместо того, чтобы очищать воздух — его просто откачивали.

Это мы говорили про компоненты, т.е. из чего состоит жесткий диск. Теперь давайте поговорим про хранение данных.

Сделай сам
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: