Dari Wikipedia, ensiklopedia bebas
"Hard drive" beralih ke halaman ini. Untuk kegunaan lain, lihat Hardisk (disambiguasi).
Hard disk drive yang
Laptop hard-drive-exposed.jpg
Sebuah 2,5 inci SATA hard drive
Tanggal diciptakan 24 Desember 1954 [a]
Diciptakan oleh tim IBM yang dipimpin oleh Rey Johnson
Sebuah dibongkar dan diberi label 1997 HDD berbaring di atas cermin
File: Harddisk-engineerguy.ogv
Gambaran tentang bagaimana sebuah fungsi HDD
Sebuah hard disk drive (HDD) [b] adalah sebuah perangkat penyimpanan data yang digunakan untuk menyimpan dan mengambil informasi digital menggunakan berputar cepat disk (piringan) yang dilapisi dengan bahan magnetik. [2] Sebuah HDD mempertahankan data bahkan ketika dimatikan. Data dibaca secara random-access, yang berarti individu blok data dapat disimpan atau diambil dalam urutan daripada secara berurutan. HDD terdiri dari satu atau lebih kaku ("keras") berputar cepat disk (piringan) dengan kepala magnet diatur pada lengan aktuator bergerak untuk membaca dan menulis data ke permukaan.
Diperkenalkan oleh IBM pada tahun 1956, [3] HDD menjadi perangkat penyimpanan sekunder yang dominan untuk komputer tujuan umum pada awal tahun 1960-an. Terus ditingkatkan, HDD telah mempertahankan posisi ini ke dalam era modern server dan komputer pribadi. Lebih dari 200 perusahaan telah menghasilkan unit HDD, meskipun sebagian besar unit saat ini diproduksi oleh Seagate, Toshiba dan Western Digital. Pendapatan disk storage di seluruh dunia adalah US $ 32 miliar pada 2013, turun 3% dari tahun 2012. [4]
Karakteristik utama dari sebuah HDD adalah kapasitas dan kinerja. Kapasitas ditentukan dalam awalan satuan sesuai dengan kekuatan 1000: 1-terabyte (TB) drive memiliki kapasitas 1.000 gigabyte (GB, di mana 1 gigabyte = 1 milyar byte). Biasanya, beberapa kapasitas HDD yang tidak tersedia untuk pengguna karena digunakan oleh sistem file dan sistem operasi komputer, dan redundansi mungkin inbuilt untuk koreksi kesalahan dan pemulihan. Kinerja ditentukan oleh waktu yang dibutuhkan untuk menggerakkan head ke track atau silinder (rata-rata waktu akses) ditambah waktu yang diperlukan untuk sektor yang diinginkan untuk bergerak di bawah kepala (rata-rata latency, yang merupakan fungsi dari kecepatan rotasi fisik dalam revolusi per menit), dan akhirnya kecepatan di mana data ditransmisikan (data rate).
Dua faktor bentuk yang paling umum untuk HDD modern 3.5-inci komputer desktop dan 2,5 inci di laptop. HDD yang terhubung ke sistem dengan kabel antarmuka standar seperti SATA (Serial ATA), USB atau SAS (Serial Attached SCSI) kabel.
Pada tahun 2015, teknologi bersaing utama untuk penyimpanan sekunder adalah memori flash dalam bentuk solid-state drive (SSD). HDD adalah media yang dominan untuk penyimpanan sekunder karena keuntungan harga per unit penyimpanan dan kapasitas rekaman. [5] [6] Namun, SSD mengganti HDD di mana kecepatan, konsumsi daya dan daya tahan adalah pertimbangan yang lebih penting.
Sejarah [sunting]
File: HardDisk1.ogg
Video operasi HDD modern (penutup dihapus)
Artikel utama: Sejarah hard disk drive
Peningkatan karakteristik HDD dari waktu ke waktu
Parameter Dimulai dengan maju ke Improvement
Daya Tampung
(diformat) 3,75 megabyte [9] satu dua juta untuk delapan terabyte
Volume Fisik 68 kaki kubik (1,9 m3) [c] [3] 2.1 inci kubik (34 cc) yang 57.000-to-[10]
Berat £ 2000 (910 kg) [3] 2.2 ons (62 g) [10] 15.000-ke-satu
Rata-rata waktu akses sekitar 600 milidetik [3] beberapa milidetik tentang
200-ke-satu
Harga US $ 9.200 per megabyte [11] [meragukan - mendiskusikan] <$ 0,05 per gigabyte pada tahun 2013 [12] 180-juta-ke-satu
Areal density 2.000 bit per inci persegi [13] 826 gigabit per inci persegi pada 2014 [14]> 400-juta-ke-satu
HDD diperkenalkan pada tahun 1956 sebagai penyimpanan data untuk IBM real-time komputer proses transaksi dan dikembangkan untuk digunakan dengan tujuan umum mainframe dan minicomputer. Pertama IBM drive, 350 RAMAC, kira-kira ukuran dua lemari es dan disimpan lima juta karakter enam-bit (3,75 megabyte) [9] pada tumpukan 50 disk.
Pada tahun 1962 IBM memperkenalkan model 1311 disk drive, yang tentang ukuran mesin cuci dan disimpan dua juta karakter pada paket removable disk. Pengguna bisa membeli paket tambahan dan pertukaran mereka sesuai kebutuhan, seperti gulungan pita magnetik. Kemudian model removable drive pak, dari IBM dan lain-lain, menjadi norma di kebanyakan instalasi komputer dan mencapai kapasitas 300 megabyte dengan awal 1980-an. HDD non-removable disebut "fixed disk" drive.
Beberapa HDD kinerja tinggi yang diproduksi dengan satu ekor per track, misalnya, IBM 2305 sehingga tidak ada waktu yang hilang secara fisik memindahkan kepala ke trek. [15] Dikenal sebagai Fixed-Kepala atau Head-Per-Track disk drive mereka sangat mahal dan tidak lagi di produksi. [16]
Pada tahun 1973, IBM memperkenalkan tipe baru HDD dengan nama kode "Winchester". Fitur utama yang membedakan adalah bahwa kepala disk tidak ditarik sepenuhnya dari tumpukan piring-piring disk saat drive tersebut dimatikan. Sebaliknya, kepala diizinkan untuk "tanah" di area khusus dari permukaan disk pada spin-down, "lepas landas" lagi ketika disk kemudian dinyalakan. Ini sangat mengurangi biaya mekanisme aktuator kepala, tetapi tidak memungkinkan menghapus hanya disk dari drive seperti yang dilakukan dengan disk pack hari. Sebaliknya, model pertama dari "Winchester teknologi" drive menampilkan modul removable disk, yang termasuk baik paket disk dan unit kepala, meninggalkan motor aktuator dalam drive pada penghapusan. Kemudian "Winchester" drive meninggalkan konsep removable media dan kembali ke piring-piring non-removable.
Seperti pertama dilepas paket drive, yang pertama "Winchester" drive menggunakan piring 14 inci (360 mm) dengan diameter. Beberapa tahun kemudian, desainer mengeksplorasi kemungkinan bahwa piring-piring fisik lebih kecil mungkin menawarkan keuntungan. Drive dengan non-removable piring delapan inci muncul, dan kemudian drive yang menggunakan 5 1/4 di (130 mm) faktor bentuk (a pemasangan setara lebar dengan yang digunakan oleh disk drive floppy kontemporer). Yang terakhir itu terutama ditujukan untuk kemudian-pemula komputer pribadi (PC) pasar.
Sebagai 1980 dimulai, HDD adalah fitur tambahan langka dan sangat mahal di PC, tetapi dengan akhir 1980-an biaya mereka telah menurun ke titik di mana mereka standar pada semua tapi komputer termurah.
Kebanyakan HDD pada awal tahun 1980 dijual kepada pengguna akhir PC sebagai eksternal, add-on subsistem. Subsistem itu tidak dijual di bawah nama drive produsen tetapi di bawah nama subsistem produsen seperti Corvus Systems dan Tallgrass Technologies, atau dengan nama produsen sistem PC seperti ProFile Apple. IBM PC / XT pada tahun 1983 termasuk internal 10 MB HDD, dan segera setelah itu HDD internal yang menjamur pada komputer pribadi.
HDD eksternal tetap populer lebih lama pada Apple Macintosh. Setiap Mac yang dibuat antara tahun 1986 dan 1998 memiliki port SCSI di bagian belakang, membuat perluasan eksternal mudah; juga, "pemanggang roti" Compact Mac tidak memiliki teluk HDD mudah diakses (atau, dalam kasus Mac Plus, setiap hard drive sama sekali), jadi pada model-model, disk SCSI eksternal adalah satu-satunya pilihan yang masuk akal.
2011 Thailand banjir rusak pabrik, dan berdampak biaya hard disk drive yang buruk di 2011-2013. [17]
Didorong oleh semakin meningkat densitas sejak penemuan mereka, HDD telah terus ditingkatkan karakteristik mereka; beberapa highlights tercantum dalam tabel di atas. Pada saat yang sama, pasar aplikasi diperluas dari komputer mainframe dari akhir tahun 1950 hingga aplikasi penyimpanan massal yang paling termasuk komputer dan aplikasi konsumen seperti penyimpanan konten hiburan.
Teknologi [sunting]
Magnetic penampang & frekuensi modulasi dikodekan data biner
Magnetik rekaman [sunting]
Lihat juga: penyimpanan Magnetic
Sebuah catatan data HDD dengan magnetizing film tipis bahan feromagnetik [d] pada disk. Perubahan berurutan ke arah magnetisasi merupakan bit data biner. Data dibaca dari disk dengan mendeteksi transisi dalam magnetisasi. Data pengguna dikodekan menggunakan skema encoding, seperti run-length encoding terbatas, [e] yang menentukan bagaimana data diwakili oleh transisi magnetik.
Sebuah desain HDD khas terdiri dari spindle yang memegang disk melingkar datar, juga disebut piring, yang memegang data yang tercatat. Piring-piring yang terbuat dari bahan non-magnetik, biasanya aluminium paduan, kaca, atau keramik, dan dilapisi dengan lapisan dangkal bahan magnetik biasanya 10-20 nm secara mendalam, dengan lapisan luar karbon untuk perlindungan. [19] [20] [21] Untuk referensi, sepotong kertas standar copy 0,07-0,18 milimeter (70,000-180,000 nm). [22]
Diagram label komponen utama dari komputer HDD
Rekaman magnetisations tunggal bit pada 200 MB HDD-piring (rekaman dibuat terlihat menggunakan CMOS-MagView). [23]
Perekaman longitudinal (standar) & diagram perekaman tegak lurus
Piring-piring di HDD kontemporer yang berputar pada kecepatan yang bervariasi dari 4.200 rpm dalam perangkat portabel hemat energi, hingga 15.000 rpm untuk server kinerja tinggi. [24] HDD pertama berputar di 1.200 rpm [3] dan, selama bertahun-tahun, 3.600 rpm adalah norma. [25] pada Desember 2013, piring-piring di sebagian besar HDD konsumen kelas berputar di rpm 5.400 baik atau 7.200 rpm.
Informasi tertulis dan membaca dari piring seperti berputar perangkat terakhir disebut membaca-dan-menulis kepala yang beroperasi sangat dekat (sering puluhan nanometer) di atas permukaan magnetik. Membaca-dan-menulis kepala digunakan untuk mendeteksi dan memodifikasi magnetisasi bahan segera di bawahnya.
Dalam drive modern ada satu kepala untuk setiap permukaan platter magnetik pada poros, dipasang pada lengan umum. Lengan aktuator (atau akses lengan) bergerak kepala pada busur (kira-kira radial) di piring-piring mereka berputar, yang memungkinkan setiap kepala untuk mengakses hampir seluruh permukaan piring seperti berputar. Lengan pindah menggunakan voice coil actuator atau dalam beberapa tua desain motor stepper. Awal hard disk drive menulis data pada beberapa bit konstan per detik, sehingga semua trek yang memiliki jumlah yang sama data per lagu tapi drive modern (sejak tahun 1990-an) menggunakan zona bit rekaman-meningkatkan kecepatan tulis dari dalam ke zona luar dan dengan demikian menyimpan lebih banyak data per track di zona terluar.
Dalam drive modern, ukuran kecil daerah magnetik menciptakan bahaya bahwa negara magnet mereka mungkin hilang karena efek termal, termal disebabkan ketidakstabilan magnetik yang dikenal sebagai "batas superparamagnetic." Untuk mengatasi ini, piring-piring yang dilapisi dengan dua lapisan magnet paralel, yang dipisahkan oleh sebuah lapisan 3-atom dari unsur ruthenium non-magnetik, dan dua lapisan magnet dalam orientasi yang berlawanan, sehingga memperkuat satu sama lain. [26] teknologi lain yang digunakan untuk mengatasi efek termal untuk memungkinkan kerapatan perekaman lebih besar adalah perekaman tegak lurus, pertama dikirim pada tahun 2005, [27] dan pada 2007 teknologi ini digunakan dalam banyak HDD. [28] [29] [30]
Komponen [sunting]
HDD dengan disk dan motorik hub dihapus mengekspos tembaga berwarna stator coils sekitarnya bantalan di tengah motor spindle. Oranye garis sepanjang sisi lengan tipis kabel tercetak-sirkuit, bantalan poros adalah di pusat dan aktuator adalah di kiri atas
Sebuah HDD khas memiliki dua motor listrik; motor spindle yang berputar disk dan aktuator (motor) yang menempatkan membaca / menulis kepala perakitan di disk berputar. Motor disk yang memiliki rotor eksternal yang melekat pada disk; gulungan stator tetap di tempatnya. Berlawanan aktuator pada akhir lengan dukungan kepala adalah kepala baca-tulis; kabel tercetak-sirkuit tipis menghubungkan read-write kepala ke amplifier elektronik yang dipasang di poros aktuator. Dukungan kepala lengan sangat ringan, tetapi juga kaku; di drive modern, percepatan di kepala mencapai 550 g.
Kepala tumpukan dengan coil actuator di sebelah kiri dan membaca / menulis kepala di sebelah kanan
Aktuator adalah magnet permanen dan bergerak kumparan motor yang ayunan kepala ke posisi yang diinginkan. Sebuah pelat logam mendukung jongkok neodymium-besi-boron (NIB) magnet tinggi fluks. Di bawah lempeng ini adalah kumparan bergerak, sering disebut sebagai kumparan suara dengan analogi kumparan di pengeras suara, yang melekat pada hub aktuator, dan di bawahnya adalah NIB magnet kedua, dipasang pada pelat bawah motor (beberapa drive hanya memiliki satu magnet).
Kumparan suara itu sendiri berbentuk agak seperti panah, dan terbuat dari dua kali lipat dilapisi kawat magnet tembaga. Lapisan dalam adalah isolasi, dan luar adalah termoplastik, yang obligasi kumparan bersama setelah itu luka pada formulir, sehingga mandiri. Bagian dari kumparan sepanjang dua sisi dari panah (yang mengarah ke pusat bantalan aktuator) berinteraksi dengan medan magnet, mengembangkan gaya tangensial yang berputar aktuator. Arus yang mengalir ke luar secara radial sepanjang satu sisi panah dan radial ke dalam di sisi lain menghasilkan gaya tangensial. Jika medan magnet yang seragam, masing-masing pihak akan menghasilkan kekuatan yang berlawanan yang akan membatalkan satu sama lain. Oleh karena itu permukaan magnet adalah setengah tiang N, S setengah tiang, dengan garis pemisah radial di tengah, menyebabkan dua sisi kumparan untuk melihat medan magnet yang berlawanan dan menghasilkan kekuatan yang menambah bukannya membatalkan. Arus di bagian atas dan bawah kumparan menghasilkan kekuatan radial yang tidak memutar kepala.
Elektronik HDD mengontrol pergerakan actuator dan rotasi disk, dan melakukan membaca dan menulis pada permintaan dari disk controller. Umpan balik dari drive elektronik dilakukan dengan cara segmen khusus dari disk yang didedikasikan untuk servo umpan balik. Ini adalah salah satu lingkaran konsentris lengkap (dalam hal teknologi servo khusus), atau segmen diselingi dengan data real (dalam kasus teknologi servo tertanam). Servo umpan balik mengoptimalkan sinyal untuk rasio kebisingan dari sensor GMR dengan menyesuaikan suara-coil lengan digerakkan. Pemintalan disk juga menggunakan motor servo. Firmware disk yang modern mampu membaca dan menulis penjadwalan efisien pada permukaan platter dan remapping sektor media yang telah gagal.
Tingkat kesalahan dan penanganan [sunting]
Drive modern membuat ekstensif menggunakan kode koreksi kesalahan (ECCs), khususnya koreksi kesalahan Reed-Solomon. Teknik ini menyimpan bit ekstra, ditentukan oleh rumus matematika, untuk setiap blok data; bit ekstra memungkinkan banyak kesalahan yang harus dikoreksi tak terlihat. Bit ekstra sendiri mengambil ruang pada HDD, tetapi memungkinkan kerapatan perekaman yang lebih tinggi untuk dipekerjakan tanpa menyebabkan kesalahan uncorrectable, sehingga kapasitas penyimpanan yang jauh lebih besar. [31] Sebagai contoh, khas 1 TB hard disk dengan sektor 512-byte menyediakan tambahan kapasitas sekitar 93 GB untuk data ECC. [32]
Pada drive terbaru, pada 2009, low-density kode paritas-cek (LDPC) yang menggantikan Reed-Solomon; Kode LDPC memungkinkan kinerja dekat dengan Batas Shannon dan dengan demikian memberikan kepadatan penyimpanan tertinggi yang tersedia. [33]
Khas hard disk drive mencoba untuk "remap" data di sektor fisik yang gagal untuk sektor fisik cadangan yang disediakan oleh "pool sektor cadangan" drive (juga disebut "cadangan kolam renang"), [34] sementara mengandalkan ECC ke memulihkan data yang disimpan sementara jumlah kesalahan di sektor buruk masih cukup rendah. The SMART (Self-Monitoring, Analisis dan Pelaporan Teknologi) fitur menghitung jumlah total kesalahan dalam seluruh HDD ditetapkan oleh ECC (meskipun tidak pada semua hard drive sebagai terkait SMART atribut "Hardware ECC Pulih" dan "Soft ECC Koreksi" adalah tidak konsisten mendukung), dan jumlah total remappings sektor yang dilakukan, seperti terjadinya banyak kesalahan tersebut dapat memprediksi kegagalan HDD.
The "No-ID Format", yang dikembangkan oleh IBM pada pertengahan 1990-an, berisi informasi tentang sektor-sektor mana yang buruk dan mana sektor dipetakan telah ditemukan. [35]
Hanya sebagian kecil dari kesalahan terdeteksi berakhir sebagai tidak diperbaiki. Sebagai contoh, spesifikasi untuk suatu perusahaan SAS disk yang (model tahun 2013) memperkirakan fraksi ini menjadi salah satu kesalahan dikoreksi dalam setiap 1016 bit, [36] dan lain perusahaan disk yang SAS dari 2013 menentukan tingkat kesalahan yang sama. [37] Lain modern (seperti 2013) perusahaan disk SATA menentukan tingkat kesalahan kurang dari 10 kesalahan membaca non-dipulihkan dalam setiap 1016 bit. [38] sebuah hard disk perusahaan dengan antarmuka Fibre Channel, yang menggunakan sektor 520 byte untuk mendukung standar Integritas Data Lapangan untuk memerangi Data korupsi, menentukan tingkat kesalahan yang sama pada tahun 2005. [39]
Jenis terburuk dari kesalahan adalah mereka yang tidak diketahui, dan bahkan tidak terdeteksi oleh firmware disk atau sistem operasi host. Kesalahan ini dikenal sebagai data korupsi diam, beberapa di antaranya mungkin disebabkan oleh kerusakan hard disk drive. [40]
Pembangunan masa depan [sunting]
Terdepan drive hard disk kepadatan areal dari tahun 1956 sampai tahun 2009 dibandingkan dengan hukum Moore
Jangka panjang pertumbuhan eksponensial HDD areal density yang telah mirip dengan 41% per tahun tingkat hukum Moore; tingkat adalah 60-100% per tahun yang dimulai pada awal 1990-an dan berlanjut sampai sekitar 2005, [41] [42] peningkatan yang Gordon Moore (1997) disebut "flabbergasting" dan ia berspekulasi bahwa HDD memiliki "pindah setidaknya secepat sebagai kompleksitas semikonduktor. "[43] Namun, tingkat penurunan drastis sekitar tahun 2006 dan, selama 2011-2014, pertumbuhan berada di kisaran tahunan 5-10%. [44] biaya Disk per byte meningkat hampir -45% per tahun selama 1990-2010, dan melambat setelah 2010 karena banjir Thailand dan kesulitan dalam melakukan migrasi dari perekaman tegak lurus dengan teknologi yang lebih baru. [45] [46] [47] Moore (2005) lebih lanjut mengamati bahwa pertumbuhan tidak dapat terus selamanya. [48]
Peningkatan densitas sesuai dengan ukuran sel bit pernah menurun. Pada 2013 HDD produksi desktop yang 3 TByte (4 piring) akan memiliki densitas sekitar 500 Gbit / in2 yang akan mencapai sel bit yang terdiri dari sekitar 18 butir magnetik (11 1,6 butir). [49] Sejak pertengahan kemajuan densitas -2000s semakin ditantang oleh Trilemma superparamagnetic melibatkan ukuran butir, butir kekuatan magnetik dan kemampuan kepala untuk menulis [50] dalam rangka mempertahankan sinyal diterima noise butir lebih kecil diperlukan.; butir yang lebih kecil mungkin diri terbalik (ketidakstabilan termal) kecuali kekuatan magnet mereka meningkat, tetapi bahan menulis kepala yang dikenal tidak dapat menghasilkan medan magnet yang cukup untuk menulis media. Beberapa teknologi penyimpanan magnetik baru sedang dikembangkan untuk mengatasi atau setidaknya mereda Trilemma ini dan dengan demikian mempertahankan daya saing HDD sehubungan dengan produk-produk seperti berbasis memori flash solid-state drive (SSD).
Salah satu teknologi tersebut, perekaman magnetik shingled (SMR), diperkenalkan pada tahun 2013 oleh Seagate sebagai "langkah pertama untuk mencapai HDD 20 TB pada tahun 2020"; [51] mulai dari 8 TB SMR hard disk drive yang tersedia pada tahun 2015, kecepatan kemajuan akan 20% per tahun. Selain itu, SMR hadir dengan kompleksitas desain yang dapat menyebabkan penurunan kinerja menulis. [52] [53] teknologi rekaman baru lain yang, pada 2015, masih tetap berada di bawah pembangunan meliputi panas-dibantu rekaman magnetik (HAMR), [54] [55] gelombang mikro rekaman magnetik (MAMR), perekaman magnetik [56] dua dimensi (TDMR), [49] [57] bit bermotif rekaman (BPR), [58] dan "saat ini tegak lurus ke pesawat" GMR (CPP / GMR) kepala. [59] [60] [61]
Tergantung pada asumsi kelayakan dan waktu teknologi ini, median perkiraan oleh pengamat industri dan analis untuk 2016 dan seterusnya untuk pertumbuhan densitas adalah 20% per tahun dengan kisaran 10% sampai 40%. [49] [62] [63 ] [64] [65] batas akhir untuk teknologi BPR mungkin batas superparamagnetic dari satu partikel yang diperkirakan sekitar dua kali lipat lebih tinggi dari 500 Gbits / in2 kepadatan diwakili oleh 2.013 HDD desktop yang produksi. [49 ]
Kapasitas [sunting]
Kapasitas HDD dilaporkan ke pengguna akhir dengan sistem operasi kurang dari jumlah yang ditetapkan oleh drive atau sistem produsen karena antara lain, unit yang berbeda kapasitas pengukuran, kapasitas dikonsumsi sistem dan / atau redundansi.
Perhitungan [sunting]
Karena hard disk drive modern muncul untuk antarmuka mereka sebagai satu set bersebelahan blok logika kapasitas kotor mereka dapat dihitung dengan mengalikan jumlah blok dengan ukuran blok. Informasi ini tersedia dari spesifikasi pabrikan dan dari drive itu sendiri melalui penggunaan utilitas khusus memohon perintah tingkat rendah. [66] [67]
Kapasitas kotor HDD tua dapat dihitung dengan mengalikan masing-masing zona drive jumlah silinder dengan jumlah kepala dengan jumlah sektor / zona dengan jumlah byte / sektor (paling sering 512) dan kemudian menjumlahkan total untuk semua zona. Beberapa drive SATA yang modern juga akan melaporkan silinder-head-sektor (C / H / S) nilai ke CPU tetapi mereka tidak lagi aktual parameter fisik karena angka yang dilaporkan dibatasi oleh antarmuka sistem operasi bersejarah.
Skema C / H / S tua telah diganti dengan blok logis. Dalam beberapa kasus, untuk mencoba untuk "memaksa-fit" C / H / S skema untuk drive berkapasitas besar, jumlah kepala diberikan sebagai 64, meskipun tidak ada drive modern memiliki mendekati 32 piring: khas 2 TB hard disk pada 2013 memiliki dua piring 1 TB (dan 4 TB drive menggunakan empat piring-piring).
Redundansi [sunting]
Dalam HDD modern, kapasitas cadangan untuk manajemen cacat tidak termasuk dalam kapasitas yang diterbitkan; Namun dalam banyak HDD awal sejumlah sektor yang disediakan untuk suku cadang, sehingga mengurangi kapasitas yang tersedia untuk pengguna akhir.
Dalam beberapa sistem, mungkin ada partisi tersembunyi yang digunakan untuk pemulihan sistem yang mengurangi kapasitas yang tersedia untuk pengguna akhir.
Untuk subsistem RAID, integritas data dan persyaratan toleransi kesalahan juga mengurangi kapasitas direalisasikan. Sebagai contoh, sebuah subsistem RAID1 akan menjadi sekitar setengah total kapasitas sebagai hasil data mirroring. Subsistem RAID5 dengan x drive, akan kehilangan 1 / x kapasitas untuk paritas. Subsistem RAID beberapa drive yang muncul untuk menjadi salah satu drive atau drive lebih kepada pengguna, tetapi menyediakan banyak toleransi kesalahan. Kebanyakan vendor RAID menggunakan beberapa bentuk checksum untuk meningkatkan integritas data pada tingkat blok. Bagi banyak vendor, ini melibatkan menggunakan HDD dengan sektor 520 byte per sektor mengandung 512 byte data pengguna dan delapan byte checksum atau menggunakan sektor 512-byte terpisah untuk data checksum. [68]
Penggunaan sistem [sunting]
Artikel utama: format Disk
Presentasi dari HDD ke host yang ditentukan oleh controller. Presentasi yang sebenarnya mungkin berbeda secara substansial dari antarmuka asli drive, terutama di mainframe atau server. HDD modern, seperti SAS [66] dan SATA [67] drive, muncul di antarmuka mereka sebagai satu set berdekatan blok logis yang biasanya 512 byte lama, meskipun industri ini dalam proses perubahan ke 4.096-byte blok logis tata letak, yang dikenal sebagai Advanced Format (AF). [69]
Proses inisialisasi ini blok logis pada piring-piring disk fisik disebut tingkat rendah format, yang biasanya dilakukan di pabrik dan biasanya tidak berubah di lapangan. [70] [f] Sebagai langkah berikutnya dalam mempersiapkan HDD untuk digunakan, format tingkat tinggi menulis partisi dan file sistem struktur menjadi blok-blok logis yang dipilih untuk membuat blok logis yang tersisa tersedia untuk sistem operasi host dan aplikasi. [71] sistem file menggunakan beberapa ruang disk untuk struktur HDD dan mengatur file, merekam nama file dan urutan daerah disk yang mewakili file. Contoh struktur data yang disimpan pada disk untuk mengambil file termasuk Tabel Alokasi File (FAT) dalam sistem file DOS dan inodes dalam banyak sistem berkas UNIX, serta struktur sistem operasi data lainnya (juga dikenal sebagai metadata). Akibatnya, tidak semua ruang pada HDD yang tersedia untuk file pengguna, tetapi overhead sistem ini biasanya diabaikan.
Unit [sunting]
Lihat juga: Binary awalan
Prefiks Unit [72] [73]
Diiklankan kapasitas dengan produsen (menggunakan kelipatan desimal) kapasitas Diharapkan konsumen dalam class action (menggunakan kelipatan biner) Dilaporkan kapasitas
Jendela (menggunakan kelipatan biner) Mac OS X 10.6+ (menggunakan kelipatan desimal)
Dengan awalan Bytes Bytes Diff.
100 MB 100.000.000 104.857.600 4,86% 95.4 MB 100 MB
100 GB 100000000000 107374182400 7.37% 93,1 GB, 95.367 MB 100 GB
1 TB 1.000.000.000.000 1,099,511,627,776 9,95% 931 GB, 953674 MB 1.000 GB, 1.000.000 MB
Total kapasitas HDD diberikan oleh produsen dalam megabyte (MB 1 = 1.000.000 bytes), gigabyte (1 GB = 1000000000 byte) atau terabyte (1 TB = 1.000.000.000.000 bytes). [72] [74] [75] [76] [77] [78] konvensi penomoran ini, di mana prefiks seperti "mega" dan "giga" menunjukkan kekuatan 1.000, juga digunakan untuk transmisi data dan kapasitas DVD. Namun, konvensi ini berbeda dari yang digunakan oleh produsen memori (RAM, ROM) dan CD, di mana prefiks seperti "kilo" dan "mega" kekuatan rata-rata 1.024.
Praktek menggunakan prefiks ditugaskan untuk kekuatan 1.000 dalam HDD dan komputer industri tanggal kembali ke hari-hari awal komputasi. [79] Pada tahun 1970-an, juta, mega dan M secara konsisten digunakan dalam "kekuatan 1.000" akal untuk menggambarkan [80] [81] HDD kapasitas. [82]
Komputer tidak secara internal mewakili HDD atau memori kapasitas kekuatan 1,024; melaporkannya dengan cara ini hanya sebuah konvensi. [83] Microsoft Windows menggunakan kekuasaan 1.024 konvensi ketika melaporkan kapasitas HDD, sehingga HDD yang ditawarkan oleh produsen sebagai drive 1 TB dilaporkan oleh OS ini sebagai 931 GB HDD. Mac OS X 10.6 ("Snow Leopard"), menggunakan kekuatan dari 1.000 ketika melaporkan kapasitas HDD.
Dalam kasus "mega", ada perbedaan hampir 5% antara kekuasaan 1.000 definisi dan kekuatan 1.024 definisi. Selain itu, perbedaan tersebut diperparah oleh 2,4% dengan masing-masing awalan bertahap lebih besar (gigabyte, terabyte, dll). Perbedaan antara dua konvensi untuk mengukur kapasitas adalah subyek dari beberapa tuntutan class action terhadap produsen HDD. Para penggugat berpendapat bahwa penggunaan pengukuran desimal efektif menyesatkan konsumen sedangkan terdakwa membantah melakukan kesalahan atau kewajiban, menyatakan bahwa pemasaran dan iklan mereka memenuhi dalam segala hal dengan hukum dan bahwa tidak ada anggota kelas berkelanjutan kerusakan atau cedera. [84] [85 ] [86]
Pada bulan Desember 1998, organisasi standar ditujukan ini definisi ganda dari prefiks konvensional dengan standarisasi pada prefiks biner yang unik dan simbol awalan untuk menunjukkan kelipatan 1.024, seperti "Mebibita (MiB)", yang secara ekslusif menunjukkan 220 atau 1.048.576 byte. [87] Ini standar telah melihat sedikit diadopsi oleh industri komputer, dan bentuk-bentuk konvensional diawali dari "byte" terus menunjukkan nilai yang sedikit berbeda tergantung pada konteks. [88] [89] Mereka kadang-kadang digunakan, namun.
Faktor bentuk [sunting]
Faktor bentuk HDD dulu dan sekarang
Faktor bentuk Status Panjang [mm] Lebar [mm] Tinggi [mm] Platters kapasitas terbesar (max) Kapasitas
Per piring [GB]
3,5 "Saat 146 101.6 19 atau 25,4 8 TB [90] (2014) 5 atau 7 [91] [g] 1149 [90]
2.5 "Saat 100 69,85 5, [92] 7, 9,5, [h] 12,5, 15, atau 19 [93] 2 TB [94] (2012) 4 667 [95]
1.8 "Saat 78,5 [i] 54 5 atau 8 GB 320 [10] (2009) 2 220 [96]
8 "Usang 362 241,3 117,5
5.25 "FH Usang 203 146 82,6 47 GB [97] (1998) 14 3.36
5.25 "HH Usang 203 146 41,4 19,3 GB [98] (1998) 4 [j] 4.83
1.3 "Usang 43 40 GB [99] (2007) 1 40
1 "(CFII / ZIF / IDE-Flex) Usang 42 20 GB (2006) 1 20
0.85 "Usang 32 24 5 8 GB [100] [101] (2004) 1 8
8-, 5.25-, 3.5-, 2.5-, 1.8- dan 1-inci HDD, bersama-sama dengan penggaris untuk menunjukkan panjang piring-piring dan membaca-menulis kepala
Modern 2.5-inch (63,5 mm) 6495 MB HDD dibandingkan dengan yang lebih tua 5,25 inci full-height 110 MB HDD
Mainframe dan komputer mini hard disk yang secara luas berbagai dimensi, biasanya dalam berdiri bebas lemari ukuran mesin cuci atau dirancang agar sesuai dengan "rak 19. Pada tahun 1962, IBM memperkenalkan Model 1311 disk, yang digunakan 14 inci (ukuran nominal) piring-piring. ini menjadi ukuran standar untuk mainframe dan komputer mini drive selama bertahun-tahun. [102] piring-piring besar seperti itu tidak pernah digunakan dengan sistem berbasis mikroprosesor.
Dengan meningkatnya penjualan mikrokomputer yang dibangun di floppy-disk drive (FDD), HDD yang akan cocok dengan mounting FDD menjadi diinginkan. Dengan demikian faktor Form HDD, awalnya diikuti orang-orang dari 8 inci, 5,25 inci, dan floppy disk drive 3,5 inci. Karena ada drive floppy disk tidak lebih kecil, HDD lebih kecil faktor bentuk yang dikembangkan dari penawaran produk atau standar industri.
8 inch
9,5 × 4,624 di dalam × 14,25 di (241,3 mm x 117,5 mm x 362 mm). Pada tahun 1979, SA1000 Shugart Associates 'merupakan faktor bentuk pertama yang kompatibel HDD, memiliki dimensi yang sama dan antarmuka yang kompatibel ke 8 "FDD.
5.25 inch
5.75 di × 3,25 × 8 di dalam (146,1 mm x 82,55 mm x 203 mm). Ini bentuk yang lebih kecil, pertama kali digunakan dalam HDD Seagate pada tahun 1980, [103] adalah ukuran yang sama sebagai full-height 5 1/4 inci diameter (130 mm) FDD, 3,25 inci tinggi. Ini adalah dua kali lebih tinggi sebagai "setengah tinggi"; yaitu, 1,63 di (41,4 mm). Kebanyakan model desktop drive untuk optik 120 mm disk (DVD, CD) menggunakan setengah tinggi 5 ¼ "dimensi, tapi jatuh dari fashion untuk HDD. Format ini distandarisasi sebagai EIA-741 dan co-diterbitkan sebagai SFF-8501 untuk disk drive, dengan standar lainnya SFF-85xx seri yang meliputi terkait 5,25 perangkat inci (optical drive, dll.) [104] The Quantum Bigfoot HDD adalah yang terakhir untuk menggunakannya pada akhir tahun 1990an, dengan "low-profile" (≈25 mm) dan "ultra-low-profile" (≈20 mm) versi tinggi.
3,5 inch
4 × 1 di dalam × 5,75 di (101.6 mm x 25,4 mm x 146 mm) = 376,77344 cm³. Faktor bentuk yang lebih kecil ini mirip dengan yang digunakan dalam HDD oleh Rodime pada tahun 1983, [105] yang merupakan ukuran yang sama sebagai "setengah tinggi" 3 ½ "FDD, yakni 1,63 inci tinggi Today., 1-inci tinggi (" ramping "atau" low-profile ") versi faktor bentuk ini bentuk yang paling populer digunakan di sebagian besar desktop. Format ini distandarisasi dalam hal dimensi dan posisi lubang mounting sebagai EIA / ECA-740, co-diterbitkan sebagai SFF- 8301. [106]
2,5 inch
2,75 × 0,275-0,75 di dalam × 3,945 di (69,85 mm x 7-19 mm x 100 mm) = 48,895-132,715 cm3. Faktor bentuk yang lebih kecil ini diperkenalkan oleh PrairieTek pada tahun 1988; [107] tidak ada FDD yang sesuai. Format 2.5 drive standar dalam EIA / ECA-720 co-diterbitkan sebagai SFF-8201; bila digunakan dengan konektor khusus, spesifikasi yang lebih rinci SFF-8212 untuk 50-pin (ATA laptop) konektor, SFF-8223 dengan SATA, atau konektor SAS dan SFF-8222 dengan konektor SCA-2. [108] Itu datang secara luas digunakan untuk HDD dalam perangkat mobile (laptop, pemutar musik, dll) dan untuk solid-state drive (SSD), pada tahun 2008 menggantikan beberapa drive kelas enterprise 3,5 inci. [109] Hal ini juga digunakan dalam PlayStation 3 [110] dan Xbox 360 [rujukan?] konsol video game. Drive 9,5 mm tinggi menjadi standar resmi untuk semua kecuali drive laptop terbesar kapasitas (biasanya memiliki dua platters di dalam); 12,5 mm tinggi drive, biasanya dengan tiga piring, digunakan untuk kapasitas maksimum, tapi tidak akan cocok kebanyakan komputer laptop. Drive kelas enterprise dapat memiliki ketinggian hingga 15 mm. [111] Seagate merilis 7 mm drive yang ditujukan untuk laptop entry level dan high end netbook pada Desember 2009. [112] Western Digital dirilis pada April 23, 2013 hard drive 5 mm khusus ditujukan untuk Ultrabooks. [113]
1,8 inch
54 mm x 8 mm x 78,5 mm [i] = 33,912 cm³. Faktor bentuk ini, awalnya diperkenalkan oleh Integral Peripherals pada tahun 1993, berkembang menjadi ATA-7 LIF dengan dimensi seperti yang dinyatakan. Untuk waktu itu semakin digunakan dalam pemutar audio digital dan subnotebook, tapi popularitasnya menurun ke titik di mana faktor bentuk ini semakin langka dan hanya sebagian kecil dari pasar secara keseluruhan. [114] Ada upaya untuk membakukan format ini sebagai SFF-8123, tapi itu dibatalkan pada tahun 2005. [115] revisi SATA 2.6 standar Micro SATA konektor dan perangkat dimensi internal.
1 inch
42,8 mm x 5 mm x 36,4 mm. Faktor bentuk ini diperkenalkan pada tahun 1999 sebagai IBM Microdrive untuk muat di dalam slot CF Type II. Samsung menyebut faktor bentuk yang sama "1,3 inch" drive dalam literatur produknya. [116]
0.85 inch
24 mm x 5 mm x 32 mm. Toshiba mengumumkan faktor bentuk ini pada bulan Januari 2004 [117] untuk digunakan dalam ponsel dan aplikasi yang serupa, termasuk slot SD / MMC HDD kompatibel dioptimalkan untuk penyimpanan video pada handset 4G. Toshiba diproduksi 4 GB (MK4001MTD) dan GB (MK8003MTD) versi 8 dan memegang Guinness World Record untuk HDD terkecil. [118] [119]
Pada 2012, 2,5 inci dan 3,5 inci hard disk adalah ukuran paling populer.
Pada tahun 2009 semua produsen telah dihentikan pengembangan produk baru untuk 1,3-inci, 1 inci dan 0,85 inci faktor bentuk karena penurunan harga memori flash, [120] [121] yang tidak memiliki bagian yang bergerak.
Sementara ukuran ini lazim digambarkan oleh tokoh kurang benar dalam inci, ukuran yang sebenarnya telah lama ditetapkan dalam milimeter.
Karakteristik kinerja [sunting]
Artikel utama: Sulit karakteristik kinerja disk drive
Waktu untuk mengakses data [sunting]
Faktor-faktor yang membatasi waktu untuk mengakses data pada HDD yang sebagian besar terkait dengan sifat mekanik yang berputar disk dan bergerak kepala. Mencari waktu adalah ukuran berapa lama kepala perakitan untuk melakukan perjalanan ke trek dari disk yang berisi data. Latency rotasi ini terjadi karena sektor disk yang diinginkan mungkin tidak langsung di bawah kepala saat transfer data yang diminta. Kedua penundaan berada di urutan milidetik setiap. Kecepatan transfer bit rate atau data (setelah kepala berada dalam posisi yang tepat) menciptakan delay yang merupakan fungsi dari jumlah blok yang ditransfer; biasanya relatif kecil, tapi bisa sangat panjang dengan transfer file berdampingan. Keterlambatan juga dapat terjadi jika disk drive yang dihentikan untuk menghemat energi.
Sebuah HDD rata Access Waktu adalah rata-rata mencari waktu yang secara teknis adalah waktu untuk melakukan semua yang mungkin mencari dibagi dengan jumlah semua kemungkinan mencari, tetapi dalam prakteknya ditentukan oleh metode statistik atau hanya diperkirakan sebagai waktu dari mencari lebih dari sepertiga dari jumlah lagu. [122]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar