Categorías: Todo - запись - геометрия - плотность

por Константин Тычинкин hace 8 años

435

НЖМД

Технология записи данных на жёсткие диски включает различные методы, такие как тепловая, продольная и перпендикулярная запись, а также черепичная. Геометрия жёсткого диска определяется дорожками, равноотстоящими от центра, и номерами головок и секторов, которые указывают на конкретные рабочие поверхности и сектора.

НЖМД

НЖМД

Технология записи

Методы записи
Тепловая
Черепичная
Перпендикулярная
Продольная

История

Плотность записи на жёстких дисках за 50 лет (с 1961 по 2011 год) увеличилась в 60 млн раз
1956 год — жёсткий диск IBM 350 в составе первого серийного компьютера IBM 305 RAMAC. Накопитель занимал ящик размером с большой холодильник и имел вес 971 кг, а общий объём памяти 50 вращавшихся в нём покрытых чистым железом тонких дисков диаметром 610 мм составлял около 5 миллионов 6-битных слов (3,5 Мб в пересчёте на 8-битные слова — байты).

1996 год — первый жёсткий диск со скоростью вращения шпинделя 10 000 об/мин, Seagate Cheetah

2010 год — Samsung выпускает жёсткий диск с пластинами, у которых плотность записи — 667 Гб на одной пластине

Производители

Western Digital
Hitachi

IBM

Compaq

Toshiba
Fujitsu
Seagate
Samsung
Maxtor

MiniScribe

DEC

Quantum

Conner Peripherials
Micropolis

Устройство

Блок электронники
Представляет собой систему управления, принимающую электрические сигналы позиционирования головок, и вырабатывающую управляющие воздействия приводом типа «звуковая катушка»
Устройство позиционирования
Устройство, имеющее в своём составе множество деталей, причем детали эти так малы, что изготавливаются с помощью метода фотолитографии, так же как и микросхемы. Степень точности полировки рабочей поверхности магнитной головки ничем не отличается от степени полировки поверхности магнитных пластин.
Гермозона
Включает в себя корпус из прочного сплава, диски (пластины) с магнитным покрытием, блок головок с устройством позиционирования, электропривод шпинделя

Характеристики

Обьём буфера
Скорость передачи данных
Сопротивляемость ударам
Потребление энергии
Надежность
Скорость вращения шпинделя
Время произвольного доступа
Физический размер
Емкость
Интерфейс
SAS
USB
FireWire
SATA
ATA

Геометрия ЖД

Адресация данных
LBA

Адрес блоков данных на носителе задаётся с помощью логического линейного адреса.

CHS

Сектор адресуется по его физическому положению на диске 3 координатами — номером цилиндра, номером головки и номером сектора.

Особенности
Логическая геометрия

По мере роста ёмкости выпускаемых жёстких дисков их физическая геометрия перестала вписываться в ограничения, накладываемые программными и аппаратными интерфейсами. Кроме того, дорожки с различным количеством секторов несовместимы со способом адресации CHS. В результате контроллеры дисков стали сообщать не реальную, а фиктивную, логическую геометрию, вписывающуюся в ограничения интерфейсов, но не соответствующую реальности. Так, максимальные номера секторов и головок для большинства моделей берутся 63 и 255, а число цилиндров подбирается соответственно ёмкости диска. Сама же физическая геометрия диска не может быть получена в штатном режиме работы и другим частям системы неизвестна.

Резервные секторы

Для увеличения срока службы диска на каждой дорожке могут присутствовать дополнительные резервные секторы. Если в каком-либо секторе возникает неисправимая ошибка, то этот сектор может быть подменён резервным. Существует две таблицы переназначения: одна заполняется на заводе, другая — в процессе эксплуатации. Границы зон, количество секторов на дорожку для каждой зоны и таблицы переназначения секторов хранятся в ПЗУ блока электроники.

Зонирование

На пластинах современных «винчестеров» дорожки сгруппированы в несколько зон. Все дорожки одной зоны имеют одинаковое количество секторов. Однако на дорожках внешних зон секторов больше, чем на дорожках внутренних. Это позволяет, используя большую длину внешних дорожек, добиться более равномерной плотности записи, увеличивая ёмкость пластины при той же технологии производства.

Цилиндр — совокупность дорожек, равноотстоящих от центра, на всех рабочих поверхностях пластин жёсткого диска. Номер головки задаёт используемую рабочую поверхность, а номер сектора — конкретный сектор на дорожке.