Жесткий диск ( HDD ), жесткий диск , жесткий диск или фиксированный диск [b] — это электромеханическое устройство хранения данных , которое хранит и извлекает цифровые данные с использованием магнитного накопителя и одной или нескольких жестких быстро вращающихся пластин , покрытых магнитным материалом. Пластины соединены с магнитными головками , обычно расположенными на подвижном рычаге привода , которые считывают и записывают данные на поверхности пластин. [2] Доступ к данным осуществляется методом произвольного доступа , что означает, что отдельные блокиданных можно сохранять и извлекать в любом порядке. Жесткие диски — это тип энергонезависимого хранилища , сохраняющего сохраненные данные даже при выключении питания. [3] [4] [5] Современные жесткие диски обычно имеют форму небольшой прямоугольной коробки .
Представленные IBM в 1956 году [6] жесткие диски были доминирующим вторичным запоминающим устройством для компьютеров общего назначения, начиная с начала 1960-х годов. Жесткие диски сохранили эту позицию в современную эпоху серверов и персональных компьютеров , хотя персональные вычислительные устройства, производимые в больших объемах, такие как сотовые телефоны и планшеты, полагаются на устройства хранения данных с флэш-памятью . Исторически более 224 компаний производили жесткие диски , хотя после обширной отраслевой консолидации большинство единиц производится Seagate , Toshiba и Western Digital .. Жесткие диски доминируют в объеме производимой памяти ( экзабайты в год) для серверов . Хотя производство растет медленно (на эксабайты отгруженных [7] ), доходы от продаж и объемы поставок снижаются, поскольку твердотельные накопители (SSD) имеют более высокие скорости передачи данных, более высокую плотность хранения данных, несколько лучшую надежность [8] [9 ]. ] и гораздо более низкие задержки и время доступа. [10] [11] [12] [13]
Доходы от твердотельных накопителей, в большинстве из которых используется флэш-память NAND , немного превышают доходы от жестких дисков. [14] По состоянию на 2017 год доходы от флеш-накопителей более чем в два раза превышали доходы от жестких дисков [Обновить]. [15] Хотя твердотельные накопители имеют в четыре-девять раз более высокую стоимость за бит, [16] [17] они заменяют жесткие диски в приложениях, где важны скорость, энергопотребление, небольшой размер, большая емкость и долговечность. [12] [13] Стоимость бита для твердотельных накопителей снижается, а ценовая надбавка по сравнению с жесткими дисками сократилась. [17]
Основными характеристиками жесткого диска являются его емкость и производительность . Емкость указывается в префиксах единиц, соответствующих степени числа 1000: диск емкостью 1 терабайт (ТБ) имеет емкость 1000 гигабайт (ГБ, где 1 гигабайт = 1 миллиарду (10 9 ) байт ). Как правило, часть емкости жесткого диска недоступна для пользователя, поскольку она используется файловой системой и операционной системой компьютера.и, возможно, встроенная избыточность для исправления ошибок и восстановления. Также существует путаница в отношении емкости хранилища, поскольку производители жестких дисков указывают емкость в десятичных гигабайтах (степень 1000), тогда как наиболее часто используемые операционные системы сообщают емкость в степени 1024, что приводит к меньшему числу, чем рекламируется. Производительность определяется временем, необходимым для перемещения головок на дорожку или цилиндр (среднее время доступа), добавляя время, необходимое для перемещения желаемого сектора под головкой (средняя задержка , которая является функцией физической скорости вращения в оборотах ). в минуту ) и, наконец, скорость, с которой передаются данные (скорость передачи данных).
Двумя наиболее распространенными форм-факторами современных жестких дисков являются 3,5 - дюймовые для настольных компьютеров и 2,5-дюймовые для ноутбуков. Жесткие диски подключаются к системам стандартными интерфейсными кабелями, такими как кабели PATA (Parallel ATA), SATA (Serial ATA), USB или SAS ( Serial Attached SCSI ).
Первый серийный жесткий диск IBM, 350 disk storage , был поставлен в 1957 году как компонент системы IBM 305 RAMAC. Он был размером примерно с два холодильника среднего размера и хранил пять миллионов шестибитных символов (3,75 мегабайта ) [18] на стеке из 52 дисков (использовалось 100 поверхностей). [35] У 350 был один рычаг с двумя головками чтения/записи, одна из которых была направлена вверх, а другая вниз, которые перемещались как по горизонтали между парой соседних пластин, так и по вертикали от одной пары пластин ко второму набору. [36] [37] [38] Вариантами IBM 350 были IBM 355 , IBM 7300 и IBM 1405 .