Buluş tarihi | 13 Eylül 1956 |
---|---|
Tarafından icat edildi | Reynold Johnson |
aracılığıyla bağlanır |
(Küçük Bilgisayar Sistem Arayüzü) (Gelişmiş Küçük Disk Arayüzü) (Entegre Sürücü Elektroniği) (Gelişmiş Entegre Tahrik Elektroniği) (Seri İleri Teknoloji Eklentisi) (Seri Bağlı SCSI) |
Pazar bölümlendirme |
|
Ortak üreticiler |
Bir sabit disk (bazen DD olarak kısaltılır ; İngilizce'de sabit disk sürücüsü , HD veya HDD'de ) dönen bir manyetik disk yığın belleğidir ve esas olarak bilgisayarlarda , aynı zamanda dijital müzik çalarlarda , video kameralarda , DVD oynatıcılarda/kaydedicilerde , video oyun konsollarında da kullanılır. , vb.
1956'da icat edilen sabit disk, önemli ölçüde kapasite ve performans evrimi geçirirken, maliyetinin düşmesi, özellikle bilgi işlemde kullanımının yaygınlaşmasına katkıda bulunmuştur . SSD'lerin gelişiyle, sabit disklerin pazar payı düşüyor.
In 1956 , ilk sabit disk sistemi O kullanıldı IBM 350. denilen RAMAC 305 ( “için RAMAC Muhasebe ve Kontrol Rasgele Erişim Yöntemi ”). IBM tarafından halka tanıtıldı . Ticari üretim Haziran 1957'de başladı ve 1961'e kadar bin adetten fazla satıldı. O zaman fiyatı megabayt başına 10.000 dolar . RAMAC 305 50 diskleri 24 oluşuyordu inç bir saniyeden daha kısa bir süre içinde başka bir plakalı hareket olabilir çapı, iki okuma / yazma kafası. Toplam kapasite beş milyon karakterdi.
RAMAC'ın zaten bir rakibi vardı: Her biri 180.000 karakter kapasiteli 10 manyetik tamburdan oluşan Univac Dosya Bilgisayarı . İkincisi daha yüksek bir hıza sahip olmasına rağmen, en fazla sayıda uygulama için en ilginç maliyet / performans oranına sahip olan, üç kat daha fazla bilgi depolayabilen RAMAC'tır.
In Haziran 1954 , JJ Hagopian, bir IBM mühendisi, hava yastığı üzerinde, plaka yüzeyi üzerinde "uçmak" okuma / yazma kafalarının yapma fikri vardı. Bu kafaların şeklinin tasarımını önermektedir. Eylül 1954'te, mevcut sabit disklerin eşdeğerini tasarladı: üst üste bindirilmiş plakalar ve okuma / yazma kafalarının sabitlendiği bir eksen. Bu 1961 yılında " IBM 1301 Disk Storage " adı altında ticari bir ürün haline gelecektir .
Olarak 1962 IBM bir çamaşır makinesinin bir boyut ve bir iki milyon karakter kadar kayıt olabilir onun Model 1311 çıkarılabilir sabit disk depolama aygıtı, serbest diskler istifinin . Kullanıcılar, manyetik bant makaraları gibi ek disk paketleri satın alabilir ve gerektiğinde bunları değiştirebilir . IBM ve diğerlerinden çıkarılabilir disk dizisi sürücü birimlerinin sonraki modelleri, günün çoğu bilgisayar tesisinde standart hale geldi. 1980'lerin başında 300 MB kapasiteye ulaştılar.Çıkarılamayan sabit disk sürücülerine "sabit" sabit disk sürücüsü kaydedicileri deniyordu.
1969'un sonunda , üç mühendis kendileri için ideal disk sisteminin ne olabileceğini düşünüyordu. Biri çıkarılabilir, diğeri sabit, her biri 30 MB'lık iki diskten oluşan bir model üzerinde anlaşıyorlar . Bir Winchester tüfeği modelininki gibi " 30 - 30 " olarak adlandırılır . Ad takıldı ve bugün bile bir " Winchester " sürücüsü, çıkarılamayan bir sabit sürücüye atıfta bulunuyor (1990'lardan bu yana neredeyse tüm dahili sürücüler).
Gelen 1970'lerin , HP, kafaları hareketli ilk diskleri piyasaya; önce HP-7900A, ardından HP-7905, 7920 ve 7925, bu disklerin hepsinde çıkarılabilir kartuşlar bulunur.
Aynı zamanda, sabit kafalı sabit diskler de vardı: belirli sayıda kafa, elbette, hareketli kafalı disklerden daha düşük bir kapasiteyle, ancak mekanik olarak daha az kırılgan olan çok hızlı parçadan parçaya erişime izin verdi; özellikle sismik yansımada yerleşik uygulamalar için kullanılmıştır .
Bu zamana kadar, sabit disk davulları ve bantları etkili bir şekilde değiştirdi ve 1990'larda kademeli olarak ikincisini arşivleme ve yedekleme uygulamalarına bıraktı .
In 1980 , HP, yeni, daha verimli sürücüler, HP-7933 ve HP-7935 çıkarılabilir paketi yayınladı.
Şu anda, diskler doğrudan bağlı NAS ve SAN ağları göründü sabit disk kullanımını bulduğu diğer uygulamalar tarafından takip: Bilgi depolama kameralar , ev DVD oynatıcılar / kaydediciler , konsolları video oyunları , vs.
Sırasında 1990'larda , sabit disklerin boyutu çalışmalarına önemli ölçüde sayesinde azalabilir Albert Fert ve Peter Grünberg üzerinde dev magnetorezistans . Fiyatları daha demokratik hale gelecek ve tüm kişisel bilgisayarlar artık sadece disket sürücülerle değil, bir sabit sürücüyle donatılacak .
In 1998 , (Danimarka tarafından icat manyetik kayıt yüzüncü yıl Valdemar Poulsen ), IBM, ilk 25 gigabayt sabit disk (pazarlanan Deskstar 25 GP ), ihtiyaçlara orantısız olarak basın tarafından zamanında sunulan bir kapasiteye. Fiili bireyler . Gerçekten de: İnternete ve indirmeye, özellikle de yasadışı indirmeye henüz toplu erişimleri yoktu .
Gelen 2000'lerin , o sebebiyle a maliyetin azalmasına geçmişte rekabet başladı giga bayt ve erişim onun büyük kolaylık; aynı on yılın sonuna doğru, küçük kapasiteler (4 ila 32 GB ) için yığın bellek olarak, daha pahalı olmasına rağmen , bilgisayarın dönmesi nedeniyle gecikme gecikmesi gerektirmeyen flash bellek depolama ile değiştirilmeye başlandı . tabaklar.
In 2011 , sabit diskler için pazar ihtiyacı yılda 700 milyon adet olarak tahmin edilmiştir.
2011'in dördüncü çeyreğinde, Tayland'daki sel, sabit disk sıkıntısına neden oldu ve birçok fabrikayı çalışmaz hale getirdi ve fiyatların keskin bir şekilde yükselmesine neden oldu. Bazı modeller fiyatlarını ikiye hatta üçe katladı.
5 MB kapasiteli ST-506'nın piyasaya sürüldüğü 1980 ile 2008 arasında, diskteki bir miktar bilginin kapladığı ortalama alan 100.000'den fazla bir faktörle azaldı ( 1980'de bir tepsi için 5 MB ve 2008'de 500 GB , yani 100.000 kat daha fazla yoğunluk).
Aynı zamanda, megabaytın fiyatı enflasyonu hesaba katmadan bir milyondan fazla bölündü, çünkü:
Piyasadaki en büyük kapasiteye sahip sabit diskler 14 aşan TB (terabayt) (2017) ve 16 TB üreticisi Western Digital açıklandı 2019 yılındaeylül 2019sonraki 20 TB (terabayt) modeli. Sabit sürücülerin kapasitesi, mekanik tarafından sınırlanan hızlarından çok daha hızlı büyüdü. Okuma erişim süresi, diskin dönüş hızına ve okuma kafalarının konumlandırma süresine bağlıdır. Diskin yoğunluğu ve dönüş hızı ne kadar yüksek olursa, bilgi akış hızı o kadar iyidir.
Kapasite | Yıl | yapıcı | modeli | Kesmek |
---|---|---|---|---|
5 MB | 1956 | IBM | 350 Ramak | 24" |
28 MB | 1962 | IBM | 1301 modeli | |
1.02 GB | 1982 | Hitachi | H8598 | 14" |
25 GB | 1998 | IBM | Masa yıldızı 25 GP | 3.5" |
500 GB | 2005 | Hitachi | ||
1 TB | 2007 | Hitachi | Masa yıldızı 7K1000 | |
2 TB | 2009 | Batı Dijital | Havyar Yeşili WD20EADS | |
3 TB | 2010 | Seagate | ||
4 TB | 2011 | Hitachi | 7K4000 | |
6 TB | 2013 | HGST | WD Kırmızı Profesyonel | |
8 TB | 2014 | Seagate | HDD Arşivi | |
10 TB | 2015 | HGST | süper yıldız He10 | |
14 TB | 2018 | Seagate | Exos X14 | |
16 TB | 2019 | Seagate | Exos X16 | |
18 TB | 2020 | Seagate | Exos X18 |
2,5 inç (2,5 "):
1956 gibi erken bir tarihte, bir sabit diskte sert dönen plakalar vardır. Her plaka, hafif, kolay işlenebilir ve paramanyetik olma avantajlarına sahip, genellikle alüminyumdan yapılmış bir diskten oluşur . 1990'dan itibaren, yeni teknikler, alüminyumdan daha pürüzsüz yüzey koşullarına izin veren cam veya seramik kullanır. Bu plakaların yüzleri, verilerin depolandığı manyetik bir tabaka ile kaplanmıştır. Bu veriler , manyetik malzemeye çok yakın olan küçük bir anten olan bir okuma/yazma kafası sayesinde disk üzerine ikili kod {0/1} olarak yazılır . İçinden geçen elektrik akımına bağlı olarak , bu kafa yerel manyetik alanı disk yüzeyine 1 veya 0 yazacak şekilde değiştirir. Okumak için aynı malzeme kullanılır, ancak diğer yönde: yerel manyetik alanın hareketi, kafanın terminallerinde daha önce yazılan değere bağlı bir elektrik potansiyeli oluşturur, böylece 1 veya 0 okunabilir .
Tipik bir sabit sürücü, plakaların sabit bir dönüş hızında döndüğü merkezi bir eksen içerir. Tüm okuma/yazma kafaları, plaka başına bir veya iki kafa (her iki tarafta bir kafa kullanılır) ile plakaların yüzeyi boyunca hareket eden bir armatüre bağlanır. Çerçeve, kafaları dönerken plakalar boyunca radyal olarak hareket ettirerek tüm yüzeylerine erişim sağlar.
Disk, duruma göre yatay veya dikey olarak yerleştirilebilir.
İlgili elektronikler , armatürün hareketini ve plakaların dönüşünü kontrol eder ve gelen taleplere göre okuma ve yazma işlemlerini gerçekleştirir. Güncel sabit disklerin yazılımları , istekleri verilere erişim süresini en aza indirecek ve dolayısıyla diskin performansını en üst düzeye çıkaracak şekilde organize edebilmektedir.
Tepsi sabit diskleri mekanik bileşenlerdir ve bu nedenle kırılgandır. Diskleri, dahili veya harici, rulmanlara zarar verebilecek darbelere veya yağı çok viskoz hale getirecek ve çalışmayı önleyecek düşük depolama sıcaklıklarına maruz bırakmamak önemlidir.
tepsilerHasarlı sabit sürücü plakaları.
Birkaç plakalı bir sabit diskin yapısı.
Plakalar, bilyalı veya yağ yatakları üzerinde bir eksen ile entegredir. Bu eksen bir elektrik motoru tarafından hareket halinde tutulur. Dönme hızı şu anda (2013) 3.600 ile 15.000 dev/dak arasındadır (tipik hız değerleri 3.600 ile 10.000 dev/dak veya hatta 15.000 dev/dak arasındadır ). Zaman zaman belirsiz teknik özellikler aksini düşündürse de RPM tüm modellerde sabit tutulur . Aslında, çevresel kaygılardaki artışın ardından üreticiler, genellikle " Yeşil " olarak adlandırılan enerji tasarrufuna yönelik diskler ürettiler ; bunların değişken dönüş hızına sahip olduğu ilan edilir (dönüş hızı değişken değildir, ancak disk uzun süre kullanılmadığında disk elektroniği tamamen dönmeyi durdurur; " yeşil " olarak adlandırılmayan diğer diskler de aynı şeyi yapıyor gibi görünüyor , daha kısa bekleme süresi) , böylece hareketsiz durumdayken güç tüketimini azaltırken daha yavaş çalışacaklarını ve stres durumunda bu hızı artıracaklarını öne sürüyor. Bununla birlikte, bu bilgilerin yanlış olduğunu (akustik testlerle, özellikle) teyit edilmiştir: bu diskler standart hızından daha düşük, sabit bir hızda iyi iş 7,200 rpm'de (yani 5,400 rpm'de Batı dijital için ve 5 900 rpm Seagate'te için).
Diskler, koruyucu bir katmanla kaplanmış ferromanyetik de dahil olmak üzere çeşitli katmanlarla işlenen, daha önce alüminyumdan (veya çinkodan), giderek daha sık olarak camdan oluşan bir substrattan oluşur .
Yüzey cilası mümkün olan en iyi şekilde olmalıdır.
Not: CD / DVD'den farklı olarak , ilk yazılanlar (ve "diskin başlangıcı" olarak tanınan) çevresel parçalardır (yani, tabağın merkezinden en uzak olanlar), çünkü c 'performansın olduğu yerdir. maksimumdadır: gerçekten de, disk üzerindeki bir noktanın doğrusal hızı diskin dışında daha yüksektir (sabit dönüş hızında), bu nedenle okuma/yazma kafası diskin ortasına göre bir turda daha uzun bir veri serisini kapsar.
İki okuma/yazma kafasını destekleyen kol. Tabağın yüzeyinde görünen çizikler, sabit sürücünün "indiğini" gösterir.
1970'den sabit disk kafası.
2011 yılında sabit disk kafası.
WD Havyar WD205AA - 1999
Seagate - 2003
WD800JD Havyar SE - 2003
ST3146707LC-146GB - 2005
Bir kolun ucuna bağlı olarak, plakaların yüzeyinde bir dairenin yayı içinde dönmelerine izin veren ikinci bir eksen ile entegredirler. Bu nedenle tüm kafalar aynı anda döner. Yüzey başına bir kafa vardır. Geometrileri, dokunmadan plakanın yüzeyinin üzerinde uçmalarına izin verir: plakaların dönüşüyle oluşturulan bir hava yastığına dayanırlar. 1997'de kafalar tabakların yüzeyinden 25 nanometre uzağa uçuyordu; 2006 yılında bu değer 10 nanometre civarındaydı.
Onları çalıştıran motor çok güçlü bir hızlanma ve yavaşlama sağlayabilmelidir. Kafa destek kolunun hareketlerini kontrol etmek için kullanılan algoritmalardan biri, kafanın doğru silindir üzerinde konumlandırılması için maksimuma hızlanmak, ardından maksimuma fren yapmaktır. Daha sonra bu frenlemenin yarattığı titreşimlerin azalması için kısa bir süre beklemek gerekecektir.
Dururken, kafalar ya özel bir bölgeye (merkeze en yakın, o zaman bu yerde veri yoktur) ya da ızgaraların dışına park edilmelidir.
Bir veya daha fazla kafa plakaların yüzeyi ile temas ederse, buna "iniş" denir ve çoğu zaman orada bulunan bilgilerin yok olmasına neden olur. Toz gibi yüzeydeki bir kusur aynı etkiye sahip olacaktır. Bu nedenle sabit disklerin mekaniği temiz bir odaya monte edilir ve kasanın içine herhangi bir yabancı maddenin girmemesi için tüm önlemler (mühürler vb.) alınır ( İngilizce'de " Baş Disk Montajı " için "HDA" olarak adlandırılır ).
Kafaların tasarım teknikleri (2006'da):
İki kafa.
Kafalar ve kabloları.
Sabit diskin kafaları
Sabit diskin kafaları
Motorların servo kontrolüne ayrılmış bir bölümden ve okuma kafaları ile plakaların yüzeyleri arasındaki elektromanyetik etkileşimden kaynaklanan elektriksel bilgilerin kullanılmasına ayrılmış bir bölümden oluşur. Daha bilgisayarlı bir parça dış kısımla arayüz oluşturacak ve bir bloğun mutlak adresini 3 boyutlu koordinatlara (kafa, silindir, blok) çevirecektir.
Elektronikler ayrıca yazılım hatalarını (yazma hataları) düzeltmeyi de mümkün kılar.
DenetleyiciBir disk denetleyicisi olan elektronik tertibatı bir sabit disk mekaniğini kontrol eder. Bu düzeneğin görevi , dönüş motorlarını sürmek, okuma/kayıt kafalarını konumlandırmak ve bu kafalardan alınan elektrik sinyallerini yorumlayarak kullanılabilir verilere dönüştürmek veya cihazın belirli bir yerindeki verileri kaydetmektir. sabit diski oluşturan diskler.
İlk sabit disklerde, örneğin ST-506'da , bu işlevler mekanik tertibattan bağımsız bir elektronik kart tarafından gerçekleştirildi. Hacimli ara bağlantı kabloları, daha kompakt bir çözüm arayışını hızla teşvik etti: disk denetleyicisi daha sonra diske bağlanarak SCSI , IDE ve şimdi de SATA standartlarını doğurdu .
"Disk Denetleyici" terimi, genellikle " ATA Denetleyicisi " veya " SCSI Denetleyicisi " yerine gevşek bir şekilde kullanılır . Sabit disk dolayısıyla değil, aynı zamanda: "Disk denetleyicisi" da çevre birimleri veya depolama donanımları diğer türleri için uygun olan bir jenerik addır CD çalar , manyetik teyp açma birimi , tarayıcı , vb
Bir de kişisel bilgisayar , güç sabit sürücüden arayüzü bir IDE içinden alınan Molex konektör . Bazı Seri ATA arabirimi sabit diskleri, başlangıçta mevcut güç kaynaklarıyla uyumlu olması için aynı Molex konektörünü kullandı , ancak hepsi yavaş yavaş belirli bir uzun ve düz sokete (SATA güç kaynağı) geçti.
Her plaka (genellikle iki kullanılabilir yüzeye sahiptir), başlangıçta birbirinden “izler arası boşluk” adı verilen bir alanla ayrılan eşmerkezli yollardan oluşur. Bu alan, daha büyük kapasiteli sabit diskler için kaybolur ve parçalar , daha yoğun ancak yazması daha yavaş olan, manyetik fıçı tahtası kaydı adı verilen bir SMR formatında birbiri üzerine bindirilir .
Dönme ekseninden aynı uzaklıkta bulunan paletler bir silindir oluşturur.
İz, verileri içeren bloklara ( sektörlerden oluşan ) bölünmüştür .
CHS adreslemede bu nedenle bir disk bloğuna (veya sektöre) erişmek için üç koordinata ihtiyacınız vardır:
Bu dönüştürme çoğunlukla disk denetleyicisi tarafından LBA adı verilen mutlak bir blok adresinden yapılır (0 ile diskteki toplam blok sayısı eksi 1 arasında bir sayı).
İzler dairesel olduğu için (çevreleri yarıçapın bir fonksiyonudur - c = 2 × pi × r ), dış izler iç hatlardan daha uzundur (çevreleri daha büyüktür). Kafa tarafından okunan / yazılan parça ne olursa olsun disklerin dönme hızının sabit olması bu nedenle sorunludur. İlk sabit disklerde ( örneğin ST-506 ), dönüş başına sektör sayısı, parça numarasından bağımsızdı (bu nedenle bilgi, yola bağlı olarak değişken bir uzaysal yoğunlukla depolandı). 1990'lardan ve bit kayıt alanının genelleştirilmesinden bu yana, kayıt yoğunluğu, parçaya bağlı olarak sektör sayısında bir değişiklikle sabit hale geldi.
İlk disklerde, fabrikada bir yüzey biçimlendirildi ve sistemin senkronize olmasına (her zaman kafaların konumunun ne olduğunu bilmek) izin veren bilgileri içeriyordu. Bu yüzeye “servo” adı verildi. Daha sonra, bu senkronizasyon bölgeleri veri blokları arasına yerleştirildi, ancak yine de fabrikada formatlandılar ( SCSI standardında , tüm yüzeylerin tüm bilgilerini tamamen yeniden kaydeden bir FORMAT komutu vardır, tüm yüzeylerde uygulanması zorunlu değildir). diskler). Bu nedenle, tipik olarak, her bir iz üzerinde aşağıdakilerin art arda geldiğini bulacağız:
Sabit sürücü arabirimleri, veri taşıyan konektörler ve kablolardır. Kompaktlık, ergonomi ve artan performans adına zaman içinde büyük ölçüde geliştiler. İşte günümüzdeki 2 ana arayüz:
Daha spesifik veya daha eski arayüzlerin yanı sıra:
Not: M2 arabirimleri yalnızca SSD'lerle ilgilidir, sabit disklerle ilgili değildir.
Sabit diskler de dahil olmak üzere bir depolama birimiyle iletişim protokolleri bağlantı arayüzüne çok bağlıdır, ancak bunlar karıştırılmamalıdır:
USB ve Firewire / IEEE 1394 (ve ağ bağlantıları) sabit disk arabirimleri değildir: çıkarılabilir harici USB veya Firewire sabit diskleri dahili olarak bir USB / S-ATA arabirim adaptörü veya Firewire / S-ATA ile donatılmıştır. Bu diskler üç biçimde bulunur: 1.3, 1.8 ve 2.5 inç, ancak dahili disklerin ayrı güç kaynakları ve genellikle USB olan arabirimleriyle harici disklere dönüştürülmesine izin veren durumlar da vardır.
Bağlantıların uyumluluğuna ek olarak, son teknoloji disklerin kullanımı, bu yeni teknolojiyi destekleyebilecek bir adaptör kutusu gerektirebilir. Ayrıca, bazı harici sabit diskler bir bütün oluşturduklarından (ortak baskılı devre) adaptörlerinden ayrılamazlar; bu durumda, sabit disk bir kişisel bilgisayara monte edilmek üzere çıkarılamaz.
Nisan 2014 itibariyle piyasadaki mevcut kapasiteler 160, 250, 320, 500, 640, 750 GB ve 1, 2, 3, 4, 5, 6 TB'dir . Biyometrik güvenlik veya çoklu arayüzler gibi özellikler daha pahalı modellerde mevcuttur.
Bir sabit diskin kapasitesi şu şekilde hesaplanabilir: silindir sayısı × kafa sayısı × iz başına sektör sayısı × sektör başına bayt sayısı ( genellikle 512 ).
Ancak, bit kayıt alanını (sabit yoğunluk kaydı) veya LBA adres çevirisini kullanan diskler için silindir, kafa ve sektör sayıları yanlıştır . 8 GB'den büyük ATA sürücülerinde değerler, eski işletim sistemleriyle uyumluluğu korumak için sürücünün gerçek kapasitesine bağlı olarak 255 kafa, 63 sektör ve birkaç silindirde sabitlenir.
Örneğin Hitachi S-ATA sabit disk sonu 2005 ile: 63 sektör × 255 × 10 011 kafa silindiri × 512 bayt / sektör = 82.343.278.080 bayt veya 76.688 Gio (veya 82.343 GB ).
FAT12 , ilk sürümünü başlattı PC-DOS için tasarlanmış, diskler , 4096 olarak göndermesine izin kümeleri olan boyutu 4096 kadar olabilir, bayt altında PC-DOS 2 . Bu, PC-DOS 2 altında bölüm başına 16 MiB'lik fiili bir sınırla sonuçlandı .
İle başlatılan MS-DOS 3.0, FAT16 2.048 bayt veya 32 16.384 kümelerinin adresleme izin MiB için dört bölüm, maksimum bölüm başına MS-DOS 3.0 .
DOS 4 ile küme sayısı 128 bölümleri sağlayan 65,526 kadar artabileceğini MiB hala 2048 bayt değil aşabileceğiniz ama kümelerin büyüklüğü.
MS-DOS 5 ve 6, daha büyük kümelerin kullanılmasına izin vererek, 32 KiB kümeli 2 GiB bölümünün yönetimine izin verdi , ancak INT-13 CHS arabirimini kullandıkları için 7.88 GiB'den büyük diskleri desteklemedi (AH = 02h ve AH = 03h) BIOS'un .
MS-DOS 7.0 , yeni Gelişmiş Disk Sürücüsü Spesifikasyonu ( LBA) INT-13 arabirimini kullanarak 7.88 GiB sınırını kaldırdı , ancak 32 KiB kümesiyle FAT16'da bulunan bölüm başına 2 GiB sınırlamasını korudu .
Windows 95 OSR/2 ve Windows 98 ile dağıtılan MS-DOS 7.1, FAT32'yi destekleyerek , MS-DOS 7.1 için teorik sınırı 2 TiB'ye indirdi . Ancak ATA diskinde, Windows 9x'in 32 bit sürücüsü, LBA-48'in değil, yalnızca LBA-28'in kullanılmasına izin vererek, 128 GiB'lik disklerin yönetiminin pratik sınırını azalttı .
BIOS'ların kendi adresleme sınırları vardı ve 504 MiB , 1.97 GiB , 3.94 GiB , 7.38 GiB , 7.88 GiB boyutları için BIOS'a özel sınırlar belirdi .
7.88 GiB'lik bu son sınır, yalnızca BIOS INT-13 arabiriminin BIOS Gelişmiş Disk Sürücüsü Spesifikasyonu tarafından genişletilmesiyle aşılabilir .
Microsoft'un 16 bit araçlarının 32 GiB ve 64 boyutları için kendi sınırları vardı .
LinuxIDE sürücülerinde yalnızca CHS adresleme kullanan çekirdeklerle , kapasite 8 GiB ile sınırlıydı .
Doğal olarak 48 bit LBA adresleme kullanan çağdaş çekirdeklerle , kapasite sınırı artık 128 PiB'dir .
yapısal sınırIn 2010 , ATA 128 sınırlıydı adresleme Pio kullanarak LBA -48 standardını .
Disk sıkıştırma bir sabit disk üzerinde bilgi depolanabilir miktarını artıran bir tekniktir.
Disk sıkıştırma yardımcı programları , kişisel bilgisayar sabit disklerinin hala nispeten küçük (20 ila 80 megabayt ) ve oldukça pahalı (yaklaşık 10 [ megabayt başına ABD doları ) olduğu 1990'ların başında popülerdi . Disk sıkıştırma yardımcı programları daha sonra bir sabit diskin kapasitesini düşük bir maliyetle artırmayı mümkün kıldı, bu maliyet daha sonra daha büyük kapasiteli bir diskle aradaki farkı büyük ölçüde telafi etti.
İyi bir disk sıkıştırma yardımcı programı, ihmal edilebilir hız kaybıyla ortalama olarak kullanılabilir alanı ikiye katlayabilir .
Disk sıkıştırma, 1990'ların ortalarından itibaren kullanım dışı kaldı , sabit disk teknolojisi ve üretimindeki ilerlemeler artan kapasiteye, daha düşük fiyatlara yol açtığında ve günün büyük işletim sistemleri bu işlevi standart olarak dahil etti. Ancak bazı harici sabit disklerde ve hatta SSD'lerde kullanılmaya devam ediyor .
Bir sabit sürücünün erişim süresi ve verimi, performansını ölçmek için kullanılır. Dikkate alınması gereken ana faktörler şunlardır:
Gecikme süresi plakaların dönme hızı faktörü. Gecikme süresi (saniye cinsinden), dakikadaki devir cinsinden dönüş hızına bölünen 60'a eşittir. Ortalama gecikme, gecikme süresinin ikiye bölünmesine eşittir (çünkü verilerin istatistiksel olarak kafaların yakınında yarım dönüş olduğu tahmin edilmektedir). 1970'e kadar ilk sabit disklerde, gecikme süresi bir turdu: ev adresini , orijinal yarıçapı ( 1 ⁄ 2 tur) kafaların önünde görünmesini beklemek zorundaydık , sonra veya sektörleri aradık. bu ev adresinden ilgili ( 1 ⁄ 2 dönüş). IBM , ev adresi ihtiyacını ortadan kaldıran, adresleme için sabit bir yolun tamamına sahip 3033 disk sağladı ; konumlandırma zamanı (İngilizce arama zamanı ) kafanın seçilen silindire ulaşması için geçen süre. İzlenecek süre ile mümkün olan en uzun ( tam vuruş ) arasındaki bir ortalamadır ; transfer zamanı verinin sabit disk ile bilgisayar arasında arayüzü aracılığıyla aktarılması için geçen süredir.Toplam transfer süresini tahmin etmek için önceki üç zamanı ekliyoruz.
Örneğin kontrolörün tepki süresini ekleyebiliriz. Üreticilerin spesifikasyonlarına dikkat etmek çoğu zaman gereklidir, sürekli değerler (örneğin akış oranları için) yerine tepe değerleri iletme eğiliminde olacaklardır.
Disk denetleyicisine RAM eklemek performansı artırır. Bu bellek , veri erişiminin sıralı olacağını umarak, istenen bloğu takip eden bloklar tarafından doldurulacaktır . Yazma modunda, veri henüz medyanın kendisine yazılmamışken disk, aktarımı başlatan ana bilgisayara aktarımın tamamlandığını bildirebilir. Herhangi bir önbellek sistemi gibi , bu da bir veri tutarlılığı sorunu yaratır.
Ekipmanların periyodik olarak değiştirilmesine yol açan sistemlerin hızlı gelişimi, birçok geri dönüştürülmüş sabit disk gizli olabilecek bilgiler (banka hesapları, kişisel bilgiler vb.) içerir. Manyetik medyayı silmek için kılavuzlar mevcuttur.
Daha iyi güvenlik koşulları elde etmek için sabit disklerin içeriği giderek daha fazla şifrelenmektedir. Şifreleme, yazılım olabilir (işletim sistemi tarafından yönetilir) veya sabit diske entegre bir çip tarafından yönetilebilir.
Diskin ortasında.
Diskin kenarında.
İlk pistlerde.
Maxtor XT-2190 gibi Modifiye Frekans Modülasyonu (in) arabirimini kullanan eski sabit diskler , bozuk sektörleri tanımlamak için bir etikete sahipti. Biçimlendirme sırasında ve bu nedenle kullanıma hazırlanırken, işletim sisteminin erişmemesi için bu bozuk sektörler listesine manuel olarak girmek gerekiyordu. Bu liste, satın alma sırasında mutlaka boş değildi.
Zamanla, sabit disklerin elektronik denetleyicileri kötü sektörleri fiziksel olarak ele geçirdi. Sabit sürücünün bir alanı, bozuk sektörlerin yeniden tahsisi için ayrılmıştır. Performans düşer, ancak sektör sayısı düşük olduğundan kullanıcı için etkisi ihmal edilebilir düzeydedir.
İlk sabit disklerde önemli olan ancak giderek azalan manyetik tabakanın aşınması, veri sektörlerinin kaybına neden olabilir.
Sabit sürücünün yerleşik elektronik denetleyicisi, kötü sektörlerin kurtarılmasını kullanıcı için şeffaf bir şekilde yönetir, ancak durumu SMART ( Kendi Kendini İzleme, Analiz ve Raporlama Teknolojisi ) ile kullanıcıya bildirir . Çoğu durumda, denetleyici yeni bozuk sektörleri kurtarmaya çalışmaz, yalnızca bunları kullanılamaz olarak işaretler. Bir sonraki düşük seviyeli biçimlendirmede , mükemmel okunabilir yedek sektörlere yeniden tahsis edilecekler . Ancak, kontrolöre ve kullanılan algoritmaya bağlı olarak, çalışma sırasında yeniden tahsis gerçekleşebilir.
Bozuk kesimleri bir sabit disk donanım yedekleri yansıtma (ister çevrimdışı bir basılı kopya cihazı veya benzeri bir komutla ikili rıhtım kullanarak blok tökezleyerek edilmektedir gg de Linux bu sektörler değil, diğer yanda disk üzerinde mevcut, hatta olabilir gibi) her diskte farklı yerler, fiziksel kopyayı kusurlu hale getirir.
Sabit disklerin boyutları standartlaştırılmıştır:
Daha küçük sürücüler mevcuttur, ancak 1 inç (2,54 cm ) boyutuyla mikro sürücüler kategorisine girer .
Önceki standart formatlar, tepsilerin boyutuna göre tanımlanır. Ayrıca, tüm üreticilerin sabit disklerinin tüm bilgisayarlara sığmasına izin vermek için kasaların boyutunda bir standardizasyon vardır.
Form faktörü (şekil faktörü) |
Genişlik (inç / mm) |
Uzunluk (inç / mm) |
Yükseklik (inç / mm) |
Uygulama |
---|---|---|---|---|
2.5 ″ 19 mm yükseklik | 2,75 / 70 | 3,94 / 100 | 0.75 / 19 | Dizüstü bilgisayarlarda kullanılan en yüksek kapasiteli 2,5 inç sürücüler |
2.5 ″ 17 mm yükseklik | 2,75 / 70 | 3,94 / 100 | 0.67 / 17 | Bazı dizüstü bilgisayar sistemlerinde kullanılan orta kapasiteli sürücüler |
2,5 ″ 12,5 mm yükseklik | 2,75 / 70 | 3,94 / 100 | 0.49 / 12.5 | Küçük dizüstü bilgisayarlarda ( dizüstü bilgisayarlarda ) kullanılan düşük kapasiteli sürücüler |
2.5 ″ 9.5 mm yükseklik | 2,75 / 70 | 3,94 / 100 | 0.37 / 9.50 | Çok küçük dizüstü bilgisayarlarda ( mini dizüstü bilgisayarlar ) kullanılan çok düşük kapasiteli sürücüler |
2.5 ″ 7 mm yükseklik | 2,75 / 70 | 3,94 / 100 | 0.28 / 7.00 | Çok küçük dizüstü bilgisayarlarda ( mini dizüstü bilgisayarlar ) kullanılan SSD'ler için ortak format olan "ince" olarak adlandırılan diskler |
3.5 ″ yarım yükseklik | 4.0 / 101 | 5,75 / 146 | 1,63 / 41.5 | Üst düzey, yüksek kapasiteli sabit diskler |
3.5 ″ Düşük Profil | 4.0 / 101 | 5,75 / 146 | 1.0 / 25.4 | Standart endüstriyel sürücüler, en yaygın sabit sürücü biçimi |
Microdrive diski , 1998 yılında IBM tarafından oluşturuldu . Microdrive , dijital müzik çalarların ve özellikle dijital fotoğrafçılığın ihtiyaçlarını karşılamak için 1999'dan itibaren geliştirilen ve daha sonra pazarlanan çok küçük bir sabit disk için tescilli bir ticari markadır .
Mikro sürücü boyutları ve bağlantıları ödünç Compact bellek kartı ( CF tip 2 ) ve aynı şekilde kullanılır. Kapasitesi 170 MB ile 8 GB arasında değişmektedir . O zamanlar bu disk hafıza kartlarından daha yüksek bir kapasiteye sahipti, ancak daha pahalıydı (şok emici sistemli hassas mekanik), daha kırılgandı ve mikromotoru nedeniyle daha fazla elektrik tüketiyordu. Büyük kapasitesi nedeniyle ağırlıklı olarak profesyonel kameralarda ve bazı MP3 çalarlarda kullanıldı. 2007'den bu yana, bu tür sabit diskler, darbelere karşı daha az hassas olan flash bellek kartlarıyla doğrudan rekabet halindedir , çünkü bunlar saf elektronikten yapılmıştır ve fiyatları sürekli olarak düşmektedir.
Bir sanal disk Eğer merkez bellekte ayrılan bir alandan bir disketi taklit sağlayan yazılımdır. Oluşturulması sanal disk sürücüsü tarafından yapılır, imhası bilgisayarı sıfırlayarak veya kapatarak yapılır (daha nadiren sürücü tarafından), erişim gerçek disklerle aynı sistem çağrılarıyla yapılır ( çekirdek doğru sürücüleri içermelidir ) . Erişim süreleri son derece hızlıdır, ancak doğası gereği sanal diskin kapasitesi ana belleğin boyutunu aşamaz.
Belleğe artık elektrik sağlanmadığında veriler kaybolduğundan, dosyalar genellikle salt okunur, diskteki dosyaların kopyaları veya kaybı çok önemli olmayan ara dosyalar için bir sanal diske yazılır, örneğin:
Tarihsel olarak, ilk yaygın olarak dağıtılan çıkarılabilir sabit sürücü, bir sabit sürücü içeren ve bir IDE arabirimi ile donatılmış rafa monte bir kasaydı; bu tür bir teknolojiyle, çalışırken takmak mümkün değildi. Daha sonra pazarlanan, çalışırken takılabilir harici sürücülerde çoğunlukla bir FireWire , eSata veya USB bağlantı noktası bulunur .
Bir USB bağlantı noktası aracılığıyla bağlanan harici sabit sürücüler giderek daha uygun maliyetlidir ve büyük verilerin (fotoğraflar, müzik, video) tipik olarak yedeklenmesi için örneğin 500 GB , 1 veya 2 TB kapasiteye sahiptir . Arayüz USB 2.0 veya USB 3.0'dır ve güç kaynağı için de kullanılır. Bazen iki USB soketi ile donatılırlar, ikincisi daha iyi bir güç kaynağı sağlar, bir port 500 mA ile sınırlıdır ; iki bağlantı noktasının kullanılması 1000 mA'ya ulaşır .
Bir SSD ( katı hal sürücüsü için ), arabirim dahil olmak üzere dışarıdan klasik bir sabit sürücü görünümüne sahip olabilir veya daha küçük bir biçime (mSATA, mSATA yarı boyutlu, diğer bir deyişle yarı biçimli) sahip olabilir, ancak herhangi bir birkaç flash bellek yongasından oluşan ve herhangi bir mekanik eleman içermeyen kasa .
Bir sabit sürücü ile karşılaştırıldığında erişim süreleri genellikle daha düşük bir tüketim için çok hızlıdır, ancak ateşlendiğinde kapasiteleri hala 512 MB ile sınırlıydı ve fiyatları çok yüksekti.
2008'den beri , büyük üreticilerin çoğu ( Apple , Acer , Asus, Sony, Dell, Fujitsu, Toshiba, vb. ) tarafından sabit disk yerine SSD ile donatılmış dizüstü bilgisayarların (genellikle ultra taşınabilirler ) pazarlandığını gördük . Bu modeller, örneğin bir veriyolunda kullanılabilir; bu, fiziksel sabit diskli bir model için tavsiye edilmez, çünkü okuma kafası daha sonra diskle temas edebilir ve her ikisine de zarar verebilir.
Her yeni teknoloji gibi, özellikler de çok hızlı değişir:
Sabit sürücü ve SSD'nin ortasında yer alan hibrit sabit sürücüler (SSHD), küçük bir flash bellek modülü ( üreticiye bağlı olarak 8 ila 64 GB ) ve bir önbellek ( üreticiye bağlı olarak 64 MB'de 8 ) ile birlikte gelen geleneksel manyetik sürücülerdir .
Öncelikle dizüstü bilgisayarlar için geliştirilen bu sürücülerin avantajı, güç tüketimini azaltması, başlatma hızını artırması ve nihayetinde sabit sürücünün ömrünü uzatması gerçeğinde yatmaktadır.
Hibrit sürücüye sahip bir dizüstü bilgisayarın veri depolaması gerektiğinde, bunları geçici olarak flash bellekte saklayarak mekanik parçaların çalışmaya başlamasını engeller.
Flash bellek kullanmak, bilgisayar yüklemelerini ve önyükleme süresini %20 oranında iyileştirmelidir. Dizüstü bilgisayarlar, en yeni nesil dizüstü bilgisayarlara göre 30 dakikalık bir kazanıma dönüşebilecek %5 ila %15'lik bir özerklik artışından faydalanmalıdır .
Şirketlerin çeşitli devralmaları veya birleşmeleri ve hatta bazı şirketlerin bu faaliyetten vazgeçmeleri nedeniyle günümüzde sabit disk üreticilerinin sayısı oldukça sınırlıdır.
Kalan küresel üreticiler şunlardır:
Tarihsel üreticiler şunlardır: