Architectuur met harde schijf:een diepe duik

Een harde schijfstation (HDD) is in wezen een mechanisch systeem dat magnetisch gegevens opslaat. Het bestaat uit verschillende belangrijke componenten die in harmonie werken:

1. Schotels:

* Ronde, platte schijven gemaakt van aluminium of glas bedekt met een dunne laag magnetisch materiaal.

* Gegevens worden opgeslagen op de schotels in de vorm van kleine magnetische domeinen, die in een van de twee richtingen (noord- of zuiden) kunnen worden gemagnetiseerd om binaire gegevens weer te geven (0 of 1).

* Moderne HDD's hebben meestal verschillende schotel verticaal gestapeld, waardoor een hogere opslagcapaciteit mogelijk is.

2. Spindelmotor:

* Draait de schotels met hoge snelheden, meestal ongeveer 5400 tot 7200 revoluties per minuut (RPM).

* Snellere spin -tarieven leiden tot hogere snelheden van de gegevenstoegang.

3. Lees/schrijfkop:

* Bevestigd aan een beweegbare arm (actuatorarm), is de lees-/schrijfkop verantwoordelijk voor het lezen en schrijven van gegevens op de platteren.

* Het bestaat uit een elektromagnetische spoel die een magnetisch veld genereert om de magnetische domeinen op de schotels te magnetiseren of demagnetiseren.

* De kop zweeft heel dicht bij het schoteloppervlak, maar raakt het niet echt aan vanwege een luchtlager.

4. Actuatorarm:

* Een mechanische arm die de lees-/schrijfkop over de gewenste locatie op het schotel positioneert.

* Het beweegt radiaal over de schotel en heeft toegang tot verschillende gegevenstracks.

5. Hoofdstapel:

* Een groep lees-/schrijfkoppen die verticaal worden gestapeld, elk toegang tot een overeenkomstige schotel.

6. Gegevenstracks en sectoren:

* Het schoteloppervlak is verdeeld in concentrische cirkels genaamd tracks.

* Elk spoor is verder onderverdeeld in kleinere secties die sectoren worden genoemd.

* Gegevens worden opgeslagen in sectoren en de aandrijfcontroller houdt de sectorlocaties bij om snel toegang te krijgen tot gegevens.

7. Controller:

* Het elektronische brein van de HDD, verantwoordelijk voor het beheren van gegevensoverdrachten, het zoeken naar gegevens en het besturen van de motor en koppen.

* Het communiceert met de computer met interfaces zoals SATA of SAS.

8. Cache:

* Een kleine hoeveelheid snel geheugen in de HDD die vaak toegang heeft opgegeven gegevens.

* Dit versnelt het ophalen van gegevens, omdat de cache sneller gegevens kan verstrekken dan rechtstreeks toegang te krijgen tot de schotels.

9. Behuizing:

* De verzegelde container die alle componenten herbergt en hen beschermt tegen stof en andere omgevingsfactoren.

Hoe HDD's werken:

1. Gegevenstoegang: Wanneer u gegevens aanvraagt, vertaalt de controller het logische adres (bijvoorbeeld bestandsnaam) in fysieke coördinaten op de platteren.

2. Zoek bewerking: De actuatorarm beweegt het hoofd naar het gewenste spoor.

3. Hoofdpositionering: Zodra de kop over het juiste spoor is, positioneert het zich over de specifieke sector die de gegevens bevat.

4. Bewerking lezen/schrijven: De kop leest of schrijft gegevens naar de magnetische domeinen op het schoteloppervlak.

Belangrijkste voordelen van HDD's:

* Hoge opslagcapaciteit: HDD's bieden de meeste opslagruimte per dollar in vergelijking met andere opslagapparaten.

* lage kosten: Over het algemeen betaalbaarder dan SSD's voor grote capaciteiten.

* Betrouwbaarheid: HDD's zijn ontworpen om schokken en trillingen te weerstaan.

Belangrijke nadelen van HDD's:

* langzamere prestaties: In vergelijking met SSD's zijn HDD's veel langzamer vanwege de mechanische componenten die betrokken zijn bij gegevenstoegang.

* Soisier -bewerking: HDD's staan ​​bekend om hun draaiende ruis.

* vatbaarder voor schade: Omdat ze bewegende delen hebben, zijn ze gevoeliger voor schade door shock, trillingen of extreme temperaturen.

Evolutie van HDD -architectuur:

* Verhoogde dichtheid: Na verloop van tijd zijn HDD's steeds dichter geworden, waardoor grotere capaciteiten in kleinere vormfactoren mogelijk zijn.

* Snellere spinsnelheden: HDD's draaien nu met hogere snelheden, wat resulteert in snellere gegevenstoegang.

* verbeterde controllers: Controller -technologieën zijn geëvolueerd om de prestaties en efficiëntie te verbeteren.

* Geavanceerde hoofdtechnologie: Geavanceerde hoofden zijn ontworpen om gegevens nauwkeuriger en betrouwbaarder te lezen en te schrijven.

Conclusie:

De HDD -architectuur is een complex systeem van mechanische en elektrische componenten die samenwerken om gegevens magnetisch op te slaan en op te halen. Hoewel HDD's nog steeds een populaire keuze voor opslag zijn, neemt hun populariteit af vanwege de opkomst van snellere en betrouwbaardere SSD's. HDD's blijven echter een kosteneffectieve oplossing voor gebruikers die grote opslagcapaciteiten nodig hebben.