هارد دیسک

هارد دیسک
هارد دیسک
هارد دیسک (HDD) ، هارد دیسک ، هارد دیسک یا دیسک ثابت یک وسیله ذخیره الکترونیکی مکانیکی است که از حافظه مغناطیسی برای ذخیره و بازیابی اطلاعات دیجیتالی با استفاده از یک یا چند دیسک سخت چرخان سریع (پلاتر) با مواد مغناطیسی استفاده می کند . پلاترها با سر مغناطیسی ، که معمولاً روی بازوی محرک متحرک چیده شده اند ، جفت شده اند که داده ها را روی سطوح پلاتر می خواند و می نویسد. داده ها به صورت دستیابی تصادفی قابل دستیابی هستند ، به این معنی که بلوک های مجزا از داده ها می توانند به هر ترتیب ذخیره شده یا بازیابی شوند و نه تنها پی در پی. HDD ها نوعی ذخیره سازی غیر فرار هستند و حتی در هنگام خاموش کردن ، داده های ذخیره شده را نیز حفظ می کنند.

در سال 1956 توسط IBM معرفی شد ، HDD ها در اوایل دهه 1960 به وسیله اصلی ذخیره سازی ثانویه برای رایانه های عمومی استفاده شدند. به طور مداوم بهبود یافته ، HDD ها این موقعیت را در عصر مدرن سرورها و رایانه های شخصی حفظ کرده اند. بیش از 224 شرکت از لحاظ تاریخی HDD تولید کرده اند ، اگرچه پس از ادغام گسترده صنعت ، بیشتر واحدها توسط Seagate ، Toshiba و Western Digital ساخته می شوند. HDD ها بر حجم ذخیره سازی تولید شده (اگزابایت در سال) برای سرورها مسلط هستند. اگرچه تولید به آرامی در حال رشد است ، درآمد فروش و محموله های واحدی رو به کاهش است زیرا درایوهای حالت جامد (SSD) نرخ انتقال داده بالاتر ، چگالی تر شدن فضای ذخیره سازی محوطه ، قابلیت اطمینان بهتر و زمان تأخیر و دسترسی بسیار پایین تر دارند.

درآمد SSD ها که بیشتر آنها از NAND استفاده می کنند ، کمی از HDD ها بیشتر است. گرچه SSD ها تقریباً 10 برابر هزینه برای هر بیت دارند ، اما در برنامه هایی که سرعت ، مصرف برق ، اندازه کوچک ، ظرفیت بالا و دوام در آن اهمیت دارند ، جایگزین HDD ها می شوند.

ویژگی های اصلی یک HDD ظرفیت و کارایی آن است. ظرفیت در پیشوندهای واحد مربوط به قدرتهای 1000 مشخص شده است: یک درایو 1 ترابایت (TB) دارای ظرفیت 1000 گیگابایت (گیگابایت ؛ در جایی که 1 گیگابایت = 1 میلیارد بایت) است. به طور معمول ، برخی از ظرفیت HDD در دسترس کاربر نمی باشد زیرا توسط سیستم فایل و سیستم عامل رایانه استفاده می شود و احتمالاً افزایشی برای تصحیح خطا و بازیابی آن نیز وجود دارد. همچنین در مورد ظرفیت ذخیره سازی سردرگمی وجود دارد ، زیرا ظرفیت های موجود در ده گیگابایت اعشاری (قدرت 10) توسط تولید کنندگان HDD بیان شده است ، در حالی که برخی از سیستم عامل ها ظرفیت های موجود در گیجی های باینری را گزارش می کنند ، که در نتیجه تعداد کمتری از تبلیغات نشان می دهد. عملکرد با مدت زمان لازم برای جابجایی سرها به یک مسیر یا سیلندر مشخص شده است (میانگین زمان دسترسی) با اضافه کردن زمان لازم برای حرکت بخش مورد نظر در زیر سر (تأخیر متوسط ​​، که تابعی از سرعت چرخش بدنی در چرخش ها است) در هر دقیقه) ، و سرانجام سرعت انتقال داده ها (سرعت داده).

دو عامل اصلی متداول برای HDD های مدرن 3.5 اینچ ، برای رایانه های رومیزی و 2.5 اینچی در درجه اول برای لپ تاپ ها است. HDD ها توسط کابل های استاندارد رابط مانند کابل های PATA (موازی ATA) ، SATA (سریال ATA) ، USB یا SAS (Serial Attached SCSI) به سیستم ها متصل می شوند.

تاریخچه

اولین دیسک سخت IBM تولیدی ، 350 دیسک ذخیره سازی ، در سال 1957 به عنوان یکی از اجزای سیستم IBM 305 RAMAC ارسال شد. این تقریباً به اندازه دو یخچال فریزر متوسط بود و پنج میلیون کاراکتر شش بیتی (3.75 مگابایت) را روی یک پشته 50 دیسک ذخیره می کرد.

در سال 1962 ، IBM 350 توسط واحد ذخیره دیسک IBM 1301 که شامل 50 پلاتر بود ، هر یک ضخامت در حدود 1/8 اینچ و قطر 24 اینچ متوقف شد. در حالی که IBM 350 فقط از دو سر خواندن و نوشتن استفاده می کرد ، در سال 1301 از یک سری سر استفاده کرد که یکی از آنها در یک بشقاب بود و به عنوان یک واحد حرکت می کرد. عملیات خواندن / نوشتن حالت سیلندر پشتیبانی شد ، و سرها حدود 250 میکرو اینچ (حدود 6 میکرومتر) بالای سطح پلاتر پرواز کردند. حرکت آرایه سر به سیستم افزودنی باینری از محرک های هیدرولیکی بستگی دارد که موقعیت تکرار را تضمین می کند. کابینت سال 1301 تقریباً به اندازه سه یخچال خانگی بود که در کنار هم قرار گرفتند و معادل حدود 21 میلیون بایت هشت بیتی را در آن ذخیره کردند. زمان دستیابی به حدود یک چهارم ثانیه بود.

همچنین در سال 1962 ، IBM دیسک دیسک مدل 1311 را معرفی کرد که تقریباً به اندازه یک ماشین لباسشویی بود و دو میلیون کاراکتر را روی یک بسته دیسک قابل جابجایی ذخیره می کرد. کاربران می توانند بسته های اضافی را خریداری کنند و در صورت لزوم آنها را مبادله کنند ، درست مثل قرقره های نوار مغناطیسی. مدلهای بعدی درایوهای پکیج قابل حمل ، از IBM و سایرین ، در اکثر تاسیسات رایانه ای به عنوان یک هنجار تبدیل شده و تا اوایل دهه 1980 به ظرفیت 300 مگابایت رسیدند. HDD های غیر قابل جابجایی درایوهای “دیسک ثابت” نامیده می شدند.

برخی از HDD های با کارایی بالا با یک سر در هر آهنگ ساخته شده اند ، به عنوان مثال ، Burroughs-B-475 در سال 1964 ، IBM 2305 در 1970 ، به طوری که دیگر هیچ وقت از دست جسمی حرکت سرها به یک مسیر از دست نرفت و تنها زمان تاخیر زمان زمان مورد نظر بود. بلوک داده ها برای چرخاندن به موقعیت در زیر سر. معروف به دیسک های ثابت یا سر درایو ، آنها بسیار گران بودند و دیگر تولید نمی شوند.

در سال 1973 ، IBM نوع جدیدی از کد HDD را با نام “Winchester” معرفی کرد. ویژگی اصلی آن این بود که هنگام خاموش شدن درایو ، سرهای دیسک کاملاً از پشته پلاترهای دیسک خارج نمی شوند. در عوض ، سرها اجازه داشتند “” را به قسمت ویژه ای از سطح دیسک پس از چرخش به زمین “فرود بیاورند” ، هنگامی که بعداً دیسک روشن شد دوباره “خاموش” شد. این امر هزینه مکانیسم محرک را تا حد زیادی کاهش می داد ، اما مانع از بین بردن فقط دیسک ها از درایو همانطور که با دیسک های روز انجام می شد نیست. در عوض ، اولین مدلهای درایوهای “فن آوری وینچستر” دارای یک ماژول دیسک قابل جابجایی بودند ، که هم شامل دیسک بسته و هم مونتاژ سر بود و موتور محرک را بعد از حذف موتور درایو قرار می داد. بعداً درایوهای “وینچستر” مفهوم رسانه قابل جابجایی را رها كردند و به پلاترهای غیر قابل جابجایی بازگشتند.

مانند اولین درایو پکیج قابل جابجایی ، اولین درایوهای “وینچستر” از پلاترهای 14 اینچ (360 میلی متر) به قطر استفاده می کردند. چند سال بعد ، طراحان در حال بررسی این احتمال بودند كه پلاترهای كوچك از نظر جسمی ممكن است مزایایی را ارائه دهند. درایوهایی با پلاترهای هشت اینچی غیر قابل جابجایی ظاهر می شوند ، و سپس درایوهایی که از یک فرم شکل 51 ⁄ 4 در (130 میلیمتر) استفاده می کردند (یک عرض نصب معادل آن با استفاده از دیسک های فلاپی معاصر). این دومی در درجه اول برای بازار رایانه شخصی (PC) آن زمان در نظر گرفته شده بود.

با شروع دهه 1980 ، هارددیسک ها یک ویژگی اضافی کمیاب و بسیار گران قیمت در رایانه های شخصی بودند ، اما در اواخر دهه 1980 هزینه آنها به حدی کاهش یافت که در همه آنها به جز ارزان ترین رایانه ها استاندارد باشد.

بیشتر HDD ها در اوایل دهه 1980 به عنوان یک زیر سیستم خارجی و اضافی به کاربران نهایی رایانه های شخصی فروخته شدند. این سیستم فرعی تحت نام تولید کننده درایو فروخته نشده بلکه تحت نام سازنده زیر سیستم مانند Corvus Systems و Tallgrass Technologies یا تحت نام سازنده سیستم رایانه های شخصی مانند Apple ProFile قرار گرفته است. IBM PC / XT در سال 1983 شامل HDD داخلی 10 مگابایت بود ، و به زودی پس از آن HDD های داخلی در رایانه های شخصی تکثیر شدند.

HDD های خارجی برای مدت طولانی دیگر در Apple Macintosh مشهور بودند. بسیاری از رایانه های Macintosh که بین سالهای 1986 و 1998 ساخته شده بودند از درگاه SCSI در پشت استفاده می کنند و توسعه خارجی را ساده می کنند. رایانه های قدیمی و کامپکت قدیمی Macintosh دارای خلیج دیسک سخت قابل دسترسی برای کاربر نبودند. گسترش در هر فضای ذخیره سازی داخلی.

HDD ها با افزایش چگالی سطح حرکتی ، به طور مداوم بهبود یافته اند. چند جدول برجسته در جدول بالا ذکر شده است. برنامه های بازار در دهه 2000 گسترش یافت ، از رایانه های اصلی اواخر دهه 50 تا اکثر برنامه های ذخیره سازی انبوه از جمله رایانه ها و برنامه های مصرف کننده مانند ذخیره سازی محتوای سرگرمی.

عملکرد NAND سریعتر از HDD ها بهبود می یابد و برنامه های HDD در حال از بین رفتن هستند. در سال 2018 ، بزرگترین هارد دیسک دارای ظرفیت 15 ترابایت بود در حالی که بیشترین ظرفیت SSD دارای ظرفیت 30.72TB است و پیش بینی نمی شود تا حدود 2025 HDD ها به ظرفیت 100TB برسند. 2010. قیمت ذخیره سازی حالت جامد (NAND) ، که توسط قانون مور ارائه شده است ، سریعتر از HDD ها در حال بهبود است. NAND دارای کشش تقاضای بالاتر از HDD است و این باعث رشد بازار می شود. در اواخر دهه 2000 و 2010 ، چرخه عمر محصول HDD وارد فاز بالینی شد و کند شدن فروش ممکن است نشانگر شروع فاز نزولی باشد. فن آوری های نسبتاً جدیدی مانند HDMR ، HAMR و MAMR ، رسانه های الگوی Bit و بازوهای مستقل دوگانه مستقل سرعت و ظرفیت HDD ها را افزایش می دهند و پیش بینی می شود HDD ها با SSD ها رقابتی تر شوند.

سیل 2011 تایلند به کارخانجات تولیدی آسیب رساند و هزینه هارد دیسک را از سال 2011 تا 2013 تحت تأثیر منفی قرار داد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *