Жесткий диск (HDD)

Жесткий диск (HDD) — это сложное электромеханическое устройство, предназначенное для долговременного хранения данных. В отличие от SSD, здесь используются вращающиеся магнитные пластины и подвижные головки.

Основные компоненты

Магнитные пластины (Platters)

Это стеклянные или алюминиевые диски, покрытые тонким слоем магнитного материала. Именно на них хранятся ваши файлы в виде последовательности нулей и единиц.

Скорость вращения этих дисков обычно составляет 5400 или 7200 оборотов в минуту (RPM).

Блок магнитных головок

Головки «парят» над поверхностью диска на расстоянии нескольких нанометров. Они считывают и записывают информацию, изменяя магнитное поле участков на пластине.

Шпиндельный двигатель

Обеспечивает стабильное и быстрое вращение пластин. От точности его работы зависит скорость доступа к данным и долговечность устройства.

Плата управления (Контроллер)

Это "мозги" диска. Контроллер управляет движением головок, скоростью вращения, исправляет ошибки чтения и передает данные компьютеру через интерфейс SATA.

    Интересный факт: Расстояние между головкой и вращающимся диском настолько мало, что любая пылинка может привести к поломке. Именно поэтому диски собирают в «чистых комнатах».

Как записываються данные в жесткий диск?

Пластины крепятся на шпиндель электромотора, который заставляют их вращаться со скоростью 7200 об/мин, а контроллер поддерживает постоянную скорость вращения при помощи контактов на обратной стороне корпуса, через них же и осуществляется питание. Именно на пластинах хранятся все данные, причём не только пользовательские, но и служебные необходимые самому устройству.

В результате вращения диска создается воздушный поток, который удерживает головку на расстоянии около 10 нм от поверхности диска (толщина волоса – 70 000 нм). Когда компьютер выключен или диск еще не разогнался, головки находятся в «парковочной зоне».

Схема HDD

Данные хранятся в дорожках на поверхности диска. Каждая дорожка разделена на секторы. Секторы образуют кластер. Ориентируясь на карту дорожек и секторов, контроллер записывает и считывает информацию.

Дорожки: концентрические окружности на магнитных пластинах жесткого диска, предназначенные для записи и считывания данных.

Сектор дорожки: минимальная физическая единица хранения данных, представляющая собой небольшой секторный участок (сегмент) на концентрической магнитной дорожке пластины.

Геометрический сектор: минимальная адресуемая область на поверхности магнитного диска, получаемая при делении кольцевой дорожки (track) радиальными линиями.

Кластер: минимальная логическая область на HDD, выделяемая файловой системой (NTFS, FAT32) для хранения файла, объединяющая один или несколько физических секторов.