Привод жесткого диска - Hard disk drive

«Жесткий диск» перенаправляется сюда. Для использования в других целях см. Жесткий диск (значения).

Привод жесткого диска
Ноутбук-жесткий-диск-экспонированный.jpg
Внутреннее устройство 2,5-дюймового жесткого диска SATA
Дата изобретения24 декабря 1954 г.; 65 лет назад (1954-12-24)[а]
ИзобретенныйIBM команда во главе с Рей Джонсон
Разобранный и маркированный жесткий диск 1997 года, лежащий на зеркале.
Обзор того, как работают жесткие диски
Память компьютера типы
Общий
Летучий
баран
Исторический
Энергонезависимая
ПЗУ
NVRAM
Ранняя стадия NVRAM
Магнитный
Оптический
В развитии
Исторический

А привод жесткого диска (HDD), жесткий диск, жесткий диск, или же фиксированный диск[b] электромеханический устройство хранения данных который хранит и извлекает цифровые данные с помощью магнитное хранилище и один или несколько жестких быстро вращающихся тарелки покрытый магнитным материалом. Пластины в паре с магнитные головки, обычно устраивается на движущемся привод руку, которая считывает и записывает данные на поверхности диска.[2] Доступ к данным осуществляется в произвольный доступ манера, имея в виду, что человек блоки данных можно сохранять и извлекать в любом порядке. HDD - это разновидность энергонезависимая память, сохраняя сохраненные данные даже при выключении питания.[3][4][5]

Представлен IBM в 1956 г.,[6] Жесткие диски были доминирующими вторичное хранилище устройство для универсальные компьютеры с начала 1960-х гг. Жесткие диски сохранили эту позицию в современную эпоху серверы и персональные компьютеры, хотя персональные вычислительные устройства, производимые в больших объемах, такие как сотовые телефоны и планшеты, полагаются на флэш-продукты. Более 224 компаний имеют исторически производили HDD, хотя после обширной консолидации отрасли большинство единиц производятся Seagate, Toshiba, и Western Digital. Жесткие диски преобладают в объеме производимого хранилища (эксабайты в год) для серверы. Хотя производство растет медленно (по отгруженным эксабайтам[7]), выручка от продаж и отгрузки падают, потому что твердотельные накопители (SSD) имеют более высокую скорость передачи данных, более высокую плотность хранения, лучшую надежность,[8] и намного меньшие задержки и время доступа.[9][10][11][12]

Доходы от SSD, большинство из которых используют NAND, немного превышают таковые для жестких дисков.[13] Выручка от флеш-накопителей более чем в два раза превышала выручку жестких дисков по сравнению с 2017.[14] Хотя твердотельные накопители имеют в четыре-девять раз большую стоимость за бит,[15][16] они заменяют жесткие диски в приложениях, где важны скорость, энергопотребление, небольшой размер, большая емкость и надежность.[11][12] Цена за бит для твердотельных накопителей падает, а надбавка к цене по сравнению с жесткими дисками сузилась.[16]

Основными характеристиками жесткого диска являются его емкость и спектакль. Емкость указана в префиксы единиц измерения соответствует степени 1000: 1-терабайт (ТБ) диск имеет емкость 1000 гигабайты (ГБ; где 1 гигабайт = 1 миллиард (109) байты ). Обычно некоторая часть емкости жесткого диска недоступна для пользователя, поскольку она используется файловая система и компьютер Операционная система, и, возможно, встроенное резервирование для исправление ошибки и восстановление. Также существует путаница в отношении емкости хранилища, поскольку емкость указывается в десятичных гигабайтах (степень 10) производителями жестких дисков, тогда как некоторые операционные системы сообщают емкость в двоичных гибибайтах, что приводит к меньшему количеству, чем заявлено. Производительность определяется временем, необходимым для перемещения головок на дорожку или цилиндр (среднее время доступа), добавляя время, необходимое для перемещения желаемого сектора под головкой (среднее задержка, которая является функцией физического скорость вращения в число оборотов в минуту ) и, наконец, скорость передачи данных (скорость передачи данных).

Два самых распространенных форм-факторы для современных жестких дисков 3,5-дюйм, для настольных компьютеров и 2,5 дюйма, в первую очередь для ноутбуков. Жесткие диски подключаются к системам стандартно. интерфейс кабели, такие как PATA (Параллельный ATA), SATA (Serial ATA), USB или SAS (Последовательный SCSI ) кабели.

История

Основная статья: История жестких дисков
Видео работы современного HDD (снята крышка)
Улучшение характеристик HDD со временем
ПараметрНачал с (1957)Разработано в (2019)Улучшение
Емкость
(отформатирован)		3.75 мегабайты[17]18 терабайты (по состоянию на 2020 г.)[18]4,8 миллиона к одному[19]
Физический объем68 кубический фут (1.9 м3 )[c][6]2.1 кубические дюймы (34 см3 )[20][d]56000 к одному[21]
Масса2,000 фунты
(910 кг )[6]		2.2 унции
(62 грамм )[20]		15000 к одному[22]
Средний время доступаок. 600миллисекунды[6]От 2,5 мс до 10 мс; RW RAM зависито
200 к одному[23]
Цена9 200 долларов США за мегабайт (1961)[24]0,024 доллара США за гигабайт к 2020 году[25][26][27]383 миллиона к одному[28]
Плотность данных2,000 биты на квадратный дюйм[29]1.3 терабит за квадратный дюйм в 2015 г.[30]650 миллионов к одному[31]
Средняя продолжительность жизниc. 2000 часов MTBF[нужна цитата ]c. 2500000 часов (~ 285 лет) MTBF[32]1250 к одному[33]

Первый серийный жесткий диск IBM, 350 дисковых накопителей, поставленный в 1957 году как компонент системы IBM 305 RAMAC. Он был размером примерно с два холодильника среднего размера и вмещал пять миллионов шестибитных символов (3,75 мегабайты )[17] на стопке из 52 дисков (использовано 100 поверхностей).[34] У 350 был один рычаг с двумя головками чтения / записи, одна вверху и одна вниз, которые перемещались как горизонтально по паре пластин, так и вертикально от одного набора пластин ко второму набору.[35][36][37] Варианты IBM 350 были IBM 355, IBM 7300 и IBM 1405.

В 1961 году IBM анонсировала, а в 1962 году поставила дисковый накопитель IBM 1301,[38] которые заменили IBM 350 и аналогичные диски. 1301 состоял из одного (для модели 1) или двух (для модели 2) модулей, каждый из которых содержал 25 пластин, каждая пластина примерно 1⁄8-дюйм (3,2 мм) толщиной и 24 дюйма (610 мм) в диаметре.[39] В то время как более ранние диски IBM использовали только две головки чтения / записи на плечо, 1301 использовал массив из 48[e] головки (гребенки), каждый массив движется по горизонтали как единое целое, по одной головке на поверхность. Цилиндровый режим Поддерживались операции чтения / записи, и головки летели примерно на 250 микродюймов (около 6 мкм) над поверхностью диска. Движение группы головок зависело от двоичной сумматорной системы гидравлических приводов, которая обеспечивала повторяемое позиционирование. Шкаф 1301 был размером с три бытовых холодильника, установленных рядом, что соответствовало 21 миллиону восьмибитных байтов на модуль. Время доступа было около четверти секунды.

Также в 1962 году IBM представила модель 1311 диск размером со стиральную машину, на съемном дисковый пакет. Пользователи могли покупать дополнительные пакеты и обмениваться ими по мере необходимости, как катушки магнитная лента. Более поздние модели съемных дисковых накопителей от IBM и других компаний стали нормой для большинства компьютерных систем и к началу 1980-х годов достигли емкости 300 мегабайт. Несъемные жесткие диски были названы жесткими дисками.

В 1963 году IBM представила модель 1302,[40] с удвоенной пропускной способностью и вдвое большим количеством гусениц на цилиндр, чем у 1301. 1302 имел один (для модели 1) или два (для модели 2) модуля, каждый из которых содержал отдельную гребенку для первых 250 гусениц и последних 250 гусениц.

Некоторые высокопроизводительные HDD выпускались с одной головкой на дорожку, например, Берроуз B-475 в 1964 г., IBM 2305 в 1970 году, так что время не было потеряно, физически перемещая головки на дорожку, и единственной задержкой было время для нужного блока данных, чтобы повернуться в положение под головкой.[41] Известные как дисководы с фиксированной головкой или головкой на дорожку, они были очень дорогими и больше не производились.[42]

В 1973 году IBM представила новый тип HDD под кодовым названием "Винчестер ". Его основной отличительной особенностью было то, что головки дисков не были полностью извлечены из стопки пластин диска при отключении питания привода. Вместо этого головкам позволяли" приземлиться "на специальную область поверхности диска при замедлении вращения. , "взлетая" снова, когда диск был позже включен. Это значительно снизило стоимость механизма привода головки, но помешало извлекать из привода только диски, как это делалось с дисковыми пакетами того времени. Вместо этого первые модели приводов по технологии Winchester имели съемный дисковый модуль, который включал в себя как дисковый пакет, так и головку в сборе, оставляя приводной двигатель в приводе после извлечения. Позднее приводы Winchester отказались от концепции съемных носителей и вернулись к несъемным пластинам .

Как и в первом съемном пакете, в первых дисках Winchester использовались пластины диаметром 14 дюймов (360 мм). Спустя несколько лет дизайнеры изучали возможность того, что пластины меньшего размера могут иметь преимущества. Появились диски с несъемными восьмидюймовыми пластинами, а затем диски, которые использовали 5 1⁄4 дюйм (130 мм) фактор формы (монтажная ширина эквивалентна ширине, используемой в современных дисководы для гибких дисков ). Последние в первую очередь предназначались для тогда еще молодого рынка персональных компьютеров (ПК).

В начале 1980-х жесткие диски были редкой и очень дорогой дополнительной функцией ПК, но к концу 1980-х их стоимость снизилась до такой степени, что они стали стандартом для всех компьютеров, кроме самых дешевых.

Большинство жестких дисков в начале 1980-х годов было продано конечным пользователям ПК в качестве внешней дополнительной подсистемы. Подсистема продавалась не под названием производителя накопителя, а под названием производителя подсистемы, например Corvus Systems и Tallgrass Technologies, или от имени производителя системы ПК, например Apple ProFile. В IBM PC / XT в 1983 году в него входил внутренний жесткий диск на 10 Мбайт, а вскоре после этого внутренние жесткие диски стали распространяться на персональных компьютерах.

Внешние жесткие диски долгое время оставались популярными на Apple Macintosh. Многие компьютеры Macintosh, выпущенные между 1986 и 1998 годами, имели SCSI порт на задней панели, что упрощает внешнее расширение. Старые компактные компьютеры Macintosh не имели доступных для пользователя отсеков для жестких дисков (действительно, Macintosh 128K, Macintosh 512 КБ, и Macintosh Plus вообще не имел отсека для жесткого диска), поэтому на этих моделях внешние диски SCSI были единственным разумным вариантом для расширения любого внутреннего хранилища.

Улучшения жестких дисков были вызваны увеличением поверхностная плотность, перечисленных в таблице выше. Приложения расширились в 2000-х годах, начиная с мэйнфреймы конца 1950-х годов для большинства массовое хранилище приложения, включая компьютеры, и потребительские приложения, такие как хранилища развлекательного контента.

В 2000-х и 2010-х годах NAND начала вытеснять жесткие диски в приложениях, требующих портативности или высокой производительности. Производительность NAND улучшается быстрее, чем у жестких дисков, а приложения для жестких дисков разрушаются. В 2018 году самый большой жесткий диск имел емкость 15 ТБ, а самый большой SSD имел емкость 100 ТБ.[43] По состоянию на 2018 год, Прогнозировалось, что емкость жестких дисков достигнет 100 ТБ примерно к 2025 году,[44] но по состоянию на 2019 год ожидаемые темпы улучшения к 2026 году снизились до 50 ТБ.[45] Меньшие форм-факторы, 1,8 дюйма и ниже, были сняты с производства примерно в 2010 году. Стоимость твердотельных накопителей (NAND), представленная Закон Мура, улучшается быстрее, чем жесткие диски. NAND имеет более высокую ценовая эластичность спроса чем жесткие диски, и это стимулирует рост рынка.[46] В конце 2000-х и 2010-х гг. жизненный цикл продукта жестких дисков вошли в фазу зрелости, и снижение продаж может указывать на начало фазы падения.[47]

В 2011 наводнение в Таиланде повредили производственные предприятия и сильно повлияли на стоимость жесткого диска в период с 2011 по 2013 год.[48]

Технологии

Магнитное поперечное сечение и модуляция частоты закодированные двоичные данные

Магнитная запись

Смотрите также: Магнитное хранилище

Современный жесткий диск записывает данные, намагничивая тонкую пленку ферромагнитный материал[f] с обеих сторон диска. Последовательные изменения направления намагничивания представляют двоичные данные биты. Данные считываются с диска путем обнаружения переходов намагниченности. Пользовательские данные кодируются с использованием схемы кодирования, например длина тиража ограничена кодирование[грамм] который определяет, как данные представлены магнитными переходами.

Типичная конструкция жесткого диска состоит из шпиндель который содержит плоские круглые диски, называемые тарелки, в которых хранятся записанные данные. Пластины сделаны из немагнитного материала, обычно из алюминиевого сплава, стекла или керамики. Они покрыты мелким слоем магнитного материала, обычно 10–20 нм в глубину, с внешним слоем углерода для защиты.[50][51][52] Для справки: стандартный кусок копировальной бумаги имеет толщину 0,07–0,18 мм (70 000–180 000 нм).[53] толстый.

Разрушен жесткий диск, виден стеклянный диск
Схема маркировки основных компонентов жесткого диска компьютера
Запись единичных намагничиваний битов на жестком диске объемом 200 МБ (запись сделана видимой с помощью CMOS-MagView).[54]
Продольная запись (стандартная) и перпендикулярная запись диаграмма

Пластины в современных жестких дисках вращаются со скоростью от 4200Об / мин в энергоэффективных портативных устройствах - до 15 000 об / мин для высокопроизводительных серверов.[55] Первые жесткие диски вращались со скоростью 1200 об / мин.[6] и в течение многих лет 3600 об / мин были нормой.[56] По состоянию на ноябрь 2019 г., пластины в большинстве жестких дисков потребительского класса вращаются со скоростью 5400 или 7200 об / мин.

Информация записывается и считывается с диска, когда он вращается мимо устройств, называемых головки для чтения и записи которые расположены так, чтобы работать очень близко к магнитной поверхности, с их высота полета часто в диапазоне десятков нанометров. Головка чтения и записи используется для обнаружения и изменения намагниченности материала, проходящего непосредственно под ней.

В современных приводах на каждую поверхность магнитного диска на шпинделе приходится по одной головке, установленной на общем плече. Рычаг исполнительного механизма (или рычаг доступа) перемещает головки по дуге (примерно в радиальном направлении) по пластинам во время их вращения, позволяя каждой головке получить доступ почти ко всей поверхности диска во время вращения. Рука перемещается с помощью звуковая катушка привод или в некоторых более старых конструкциях шаговый двигатель. Ранние жесткие диски записывали данные с некоторыми постоянными битами в секунду, в результате чего все дорожки имели одинаковый объем данных на дорожку, но современные диски (с 1990-х годов) используют зона битовой записи - увеличение скорости записи от внутренней к внешней зоне и, таким образом, сохранение большего количества данных на дорожку во внешних зонах.

В современных приводах небольшой размер магнитных областей создает опасность потери их магнитного состояния из-за тепловые эффекты ⁠ ⁠ - термически индуцированная магнитная нестабильность, известная как "суперпарамагнитный предел ". Чтобы противостоять этому, пластины покрыты двумя параллельными магнитными слоями, разделенными трехатомным слоем немагнитного элемента. рутений, и два слоя намагничиваются в противоположной ориентации, таким образом усиливая друг друга.[57] Еще одна технология, используемая для преодоления тепловых эффектов с целью обеспечения большей плотности записи, - это перпендикулярная запись, первая поставка в 2005 году,[58] и с 2007 г. используется в некоторых жестких дисках.[59][60][61]

В 2004 году был представлен носитель записи более высокой плотности, состоящий из связанных мягких и твердых магнитных слоев. Так называемый обмен весенними СМИ технология магнитного хранения, также известная как обменно-связанные композитные среды, обеспечивает хорошую возможность записи из-за того, что мягкий слой поддерживает запись. Однако термостойкость определяется только самым твердым слоем и не зависит от мягкого слоя.[62][63]

Составные части

Жесткий диск со снятыми дисками и ступицей двигателя, обнажая медные обмотки статора, окружающие подшипник в центре двигателя шпинделя. Оранжевая полоса по бокам рычага - это тонкий кабель для печатной платы, подшипник шпинделя находится в центре, а привод - в верхнем левом углу.

Типичный жесткий диск имеет два электродвигателя: двигатель шпинделя, который вращает диски, и привод (двигатель), который позиционирует узел головки чтения / записи поперек вращающихся дисков. Дисковый двигатель имеет внешний ротор, прикрепленный к дискам; обмотки статора закреплены на месте. Напротив привода на конце опорной головки плеча является головка чтения-записи; тонкие печатные кабели соединяют головки чтения-записи с усилитель мощности электроника установлена ​​на оси привода. Подголовник очень легкий, но при этом жесткий; в современных приводах разгон головой достигает 550 грамм.

Блок головок с катушкой привода слева и головками чтения / записи справа
Крупный план сингла головка чтения-записи, показывая сторону, обращенную к тарелке

В привод это постоянный магнит и движущаяся катушка мотор, который поворачивает головы в желаемое положение. Металлическая пластина поддерживает приседания неодим-железо-бор (NIB) высокопоточный магнит. Под этой пластиной находится движущаяся катушка, которую часто называют звуковая катушка по аналогии с катушкой в музыкальные колонки, который прикреплен к ступице привода, а под ним находится второй магнит NIB, установленный на нижней пластине двигателя (некоторые приводы имеют только один магнит).

Сама звуковая катушка имеет форму наконечника стрелы и сделана из меди с двойным покрытием. магнитный провод. Внутренний слой представляет собой изоляцию, а внешний - термопласт, который связывает катушку вместе после ее наматывания на форму, делая ее самонесущей. Части катушки вдоль двух сторон наконечника стрелки (которые указывают на центр подшипника привода) затем взаимодействуют с магнитное поле фиксированного магнита. Ток, текущий радиально наружу вдоль одной стороны наконечника стрелки и радиально внутрь на другой, производит касательная сила. Если бы магнитное поле было однородным, каждая сторона генерировала бы противодействующие силы, которые нейтрализовали бы друг друга. Таким образом, поверхность магнита представляет собой половину северного полюса и половины южного полюса с радиальной разделительной линией посередине, в результате чего две стороны катушки видят противоположные магнитные поля и создают силы, которые складываются, а не компенсируются. Токи вдоль верхней и нижней части катушки создают радиальные силы, которые не вращают головку.

Электроника жесткого диска управляет движением привода и вращением диска, а также выполняет чтение и запись по запросу из дисковый контроллер. Обратная связь электроники привода осуществляется с помощью специальных сегментов диска, предназначенных для сервопривод Обратная связь. Это либо полные концентрические круги (в случае специальной сервотехники), либо сегменты, перемежающиеся с реальными данными (в случае встроенной сервотехники). Обратная связь сервопривода оптимизирует отношение сигнал / шум датчиков GMR, регулируя звуковую катушку задействованного рычага. Для вращения диска также используется серводвигатель. Современное микропрограммное обеспечение дисков способно эффективно планировать чтение и запись на поверхности диска и переназначать отказавшие секторы носителя.

Частота ошибок и обработка

Современные приводы широко используют коды исправления ошибок (ECC), особенно Исправление ошибок Рида – Соломона. Эти методы хранят дополнительные биты, определенные математическими формулами, для каждого блока данных; дополнительные биты позволяют незаметно исправлять многие ошибки. Сами дополнительные биты занимают место на жестком диске, но позволяют использовать более высокую плотность записи, не вызывая неисправимых ошибок, что приводит к гораздо большей емкости хранилища.[64] Например, типичный 1Туберкулез жесткий диск с 512-байтовыми секторами обеспечивает дополнительную емкость около 93ГБ для ECC данные.[65]

В новейших дисках, по состоянию на 2009 год,[66] коды с низкой плотностью проверки четности (LDPC) вытеснили Рида – Соломона; Коды LDPC обеспечивают производительность, близкую к Шеннон Лимит и, таким образом, обеспечивает максимальную доступную плотность хранения.[66][67]

Типичные жесткие диски пытаются «переназначить» данные в физическом секторе, который вышел из строя, на резервный физический сектор, предоставляемый «пулом запасных секторов» диска (также называемым «резервным пулом»),[68] полагаясь на ECC для восстановления сохраненных данных, в то время как количество ошибок в плохом секторе все еще достаточно низкое. В УМНАЯ (Технология самоконтроля, анализа и отчетности) подсчитывает общее количество ошибок на всем жестком диске, исправленном с помощью ECC (хотя и не на всех жестких дисках, поскольку соответствующие атрибуты SMART «Аппаратное восстановление ECC» и «Мягкая коррекция ECC» не согласованы друг с другом) поддерживается), и общее количество выполненных перераспределений секторов, поскольку появление многих таких ошибок может предсказать Отказ жесткого диска.

«Формат без идентификатора», разработанный IBM в середине 1990-х годов, содержит информацию о том, какие сектора повреждены и где были расположены повторно отображенные сектора.[69]

Лишь небольшая часть обнаруженных ошибок оказывается неисправимой. Примеры указанной частоты неисправленных ошибок чтения битов включают:

  • В спецификациях 2013 года для корпоративных дисков SAS указывается, что частота ошибок составляет одну неисправленную битовую ошибку чтения из каждых 10.16 прочитанные биты,[70][71]
  • В спецификациях 2018 для потребительских жестких дисков SATA указывается, что частота ошибок составляет одну неисправленную ошибку чтения бита из каждых 10.14 биты.[72][73]

В данной модели производителя частота неисправленных битовых ошибок обычно одинакова, независимо от емкости накопителя.[70][71][72][73]

Наихудший тип ошибок: тихое повреждение данных какие ошибки не обнаружены микропрограммой диска или операционной системой хоста; некоторые из этих ошибок могут быть вызваны неисправностями жесткого диска, тогда как другие возникают где-то в другом месте соединения между диском и хостом.[74]

Разработка

Самые современные жесткие диски с плотностью записи с 1956 по 2009 год по сравнению с законом Мура. К 2016 году прогресс значительно замедлился ниже экстраполированного тренда плотности.[75]

Скорость увеличения площадной плотности была аналогична Закон Мура (удваивается каждые два года) до 2010 г .: 60% в год в 1988–1996 гг., 100% в 1996–2003 гг. и 30% в 2003–2010 гг.[76] Выступая в 1997 году, Гордон Мур назвал увеличение "изумлением",[77] позже заметив, что рост не может продолжаться вечно.[78] Рост цен замедлился до −12% в год в течение 2010–2017 гг.[79] по мере замедления роста площадной плотности. Темпы повышения плотности площадей замедлились до 10% в год в течение 2010–2016 гг.[80] и возникли трудности с переходом от перпендикулярной записи к более новым технологиям.[81]

По мере уменьшения размера битовой ячейки на одну пластину диска можно поместить больше данных. В 2013 году производственный настольный жесткий диск емкостью 3 ТБ (с четырьмя пластинами) имел бы плотность записи около 500 Гбит / дюйм.2 что составило бы битовую ячейку, содержащую около 18 магнитных зерен (11 на 1,6 гран).[82] С середины 2000-х годов прогрессу плотности площадей препятствовали суперпарамагнитный трилемма, включающая размер зерна, магнитную силу зерна и способность головы писать.[83] Для поддержания приемлемого отношения сигнал / шум необходимы более мелкие зерна; более мелкие зерна могут самообратиться (электротермическая нестабильность ), если их магнитная сила не увеличена, но известные материалы пишущей головки не могут генерировать достаточно сильное магнитное поле, достаточное для записи носителя во все меньшем пространстве, занимаемом зернами.

Технологии магнитных накопителей разрабатываются для решения этой трилеммы и конкурируют с флэш-память -основан твердотельные накопители (SSD). В 2013, Seagate представил черепичная магнитная запись (SMR),[84] задуман как своего рода временная технология между PMR и предполагаемым преемником Seagate магнитная запись с подогревом (HAMR), SMR использует перекрывающиеся дорожки для увеличения плотности данных за счет сложности конструкции и более низких скоростей доступа к данным (особенно скорости записи и произвольный доступ 4k скорости).[85][86] Напротив, Western Digital сосредоточены на разработке способов запечатывания гелий -заправленные диски вместо обычного фильтрованного воздуха. Это снижает турбулентность и трение, и вмещает больше пластин в то же пространство корпуса, хотя газообразный гелий, как известно, трудно предотвратить.

Другие технологии записи находятся в стадии разработки с 2019 г., в том числе Seagate магнитная запись с подогревом (HAMR). HAMR требует другой архитектуры с переработанными носителями и головками чтения / записи, новыми лазерами и новыми оптическими преобразователями ближнего поля.[87] Ожидается, что HAMR поступит в продажу в конце 2020 или 2021 году.[88][89] Технические проблемы задержали внедрение HAMR на десять лет по сравнению с более ранними прогнозами на 2009 год.[90] 2015,[91] 2016,[92] и первая половина 2019 года. На некоторых дисках установлены двойные независимые приводные рычаги для увеличения скорости чтения / записи и конкуренции с твердотельными накопителями.[93] Планируемый преемник HAMR, битовая запись (BPR),[94] был удален из дорожных карт Western Digital и Seagate.[95] Магнитная запись с использованием микроволн (MAMR) Western Digital,[96][97] Ожидается, что коммерческая поставка будет произведена в 2021 году, а образцы - в 2020 году.[98] Двумерная магнитная запись (TDMR)[82][99] и «ток, перпендикулярный плоскости» гигантское магнитосопротивление (CPP / GMR) головы появлялись в исследовательских работах.[100][101][102] Была предложена концепция вакуумного привода с трехмерным приводом (3DHD).[103]

Скорость роста плотности местности упала ниже исторической нормы закона Мура, составляющей 40% в год.[75] В зависимости от предположений относительно осуществимости и сроков внедрения этих технологий, Seagate прогнозирует, что в 2020–2034 годах удельная площадь будет расти на 20% в год.[45]

Емкость

Два Seagate Barracuda диски, с 2003 и 2009 годов - соответственно 160 ГБ и 1 ТБ. По состоянию на 2020 год Seagate предлагает емкость до 16 ТБ.

На конец 2019 года у настольных жестких дисков максимальной емкости было 16 ТБ.[104]

Емкость жесткого диска, сообщаемая операционной системой конечному пользователю, меньше, чем объем, заявленный производителем по нескольким причинам: операционная система использует некоторое пространство, использование некоторого пространства для избыточности данных и использование пространства для структур файловой системы. Также разница в емкости, представленная в десятичных единицах СИ с префиксом, по сравнению с двоичные префиксы может создать ложное впечатление о недостающей емкости.

Расчет

Современные жесткие диски представляются своему хост-контроллеру как непрерывный набор логических блоков, а общая емкость диска рассчитывается путем умножения количества блоков на размер блока. Эта информация доступна в спецификации продукта производителя и на самом накопителе с помощью функций операционной системы, которые вызывают низкоуровневые команды накопителя.[105][106]

Некоторые старые диски, например, IBM 1301, CKD, имеют записи переменной длины, и при расчете емкости необходимо учитывать характеристики записей. Некоторые более новые DASD моделируют CKD, и применяются те же формулы емкости.

Общая емкость старых жестких дисков, ориентированных на секторы, рассчитывается как произведение количества цилиндры на зону записи, количество байтов на сектор (чаще всего 512) и количество зоны привода.[нужна цитата ] Некоторые современные диски SATA также сообщают сектор головки блока цилиндров (CHS), но это не физические параметры, поскольку сообщаемые значения ограничены историческими интерфейсами операционной системы. Схема C / H / S заменена на логическая адресация блока (LBA), простая схема линейной адресации, которая определяет местонахождение блоков по целочисленному индексу, который начинается с LBA 0 для первого блока и затем увеличивается на единицу.[107] При использовании метода C / H / S для описания современных больших дисков количество головок часто устанавливается равным 64, хотя по состоянию на 2013 год это типичный жесткий диск., имеет от одной до четырех пластин.

В современных жестких дисках свободная емкость для управление дефектами не входит в объявленную емкость; однако во многих ранних жестких дисках определенное количество секторов было зарезервировано в качестве запасных, что уменьшало емкость, доступную для операционной системы.

За RAID подсистем, целостность данных и требования к отказоустойчивости также снижают реализованную мощность. Например, массив RAID 1 имеет примерно половину общей емкости в результате зеркалирования данных, а массив RAID 5 с п диски проигрывают 1 / п емкости (равной емкости одного диска) за счет хранения информации о четности. Подсистемы RAID - это несколько дисков, которые пользователю кажутся одним или несколькими дисками, но обеспечивают отказоустойчивость. Большинство поставщиков RAID используют контрольные суммы для улучшения целостности данных на уровне блоков. Некоторые производители проектируют системы с использованием жестких дисков с секторами по 520 байт, содержащими 512 байт пользовательских данных и восемь байтов контрольной суммы, или с использованием отдельных 512-байтовых секторов для данных контрольной суммы.[108]

Некоторые системы могут использовать скрытые перегородки для восстановления системы, уменьшая емкость, доступную конечному пользователю.

Форматирование

Основная статья: Форматирование диска

Данные хранятся на жестком диске в виде серии логических блоков. Каждый блок разграничен маркерами, обозначающими его начало и конец, информацию об обнаружении и исправлении ошибок, а также промежуток между блоками, чтобы учесть незначительные изменения синхронизации. Эти блоки часто содержат 512 байт полезных данных, но использовались другие размеры. По мере увеличения плотности дисков инициатива, известная как Расширенный формат увеличил размер блока до 4096 байтов используемых данных, что привело к значительному сокращению объема дискового пространства, используемого для заголовков блоков, данных проверки ошибок и интервалов.

Процесс инициализации этих логических блоков на физических дисках называется низкоуровневое форматирование, который обычно выполняется на заводе и обычно не изменяется в полевых условиях.[109] Форматирование высокого уровня записывает структуры данных, используемые операционной системой для организации файлов данных на диске. Это включает в себя написание раздел и файловая система структуры в выбранные логические блоки. Например, часть дискового пространства будет использоваться для хранения каталога с именами файлов на диске и списка логических блоков, связанных с конкретным файлом.

Примеры схемы отображения разделов включают Главная загрузочная запись (MBR) и Таблица разделов GUID (GPT). Примеры структур данных, хранящихся на диске для извлечения файлов, включают Таблица размещения файлов (FAT) в ДОС файловая система и inodes во многих UNIX файловые системы, а также структуры данных других операционных систем (также известные как метаданные ). Как следствие, не все пространство на жестком диске доступно для пользовательских файлов, но эти системные издержки обычно невелики по сравнению с пользовательскими данными.

Единицы

Смотрите также: Двоичный префикс § дисководы
Десятичный и двоичный префиксы единиц измерения интерпретация[110][111]
Емкость, заявленная производителями[час]Ожидаемая мощность некоторыми потребителями[я]Сообщенная емкость
Windows[я]macOS Версия 10.6+[час]
С префиксомБайтовБайтовDiff.
100 ГБ100,000,000,000107,374,182,4007.37%93,1 ГБ100 ГБ
1 Туберкулез1,000,000,000,0001,099,511,627,7769.95%931 ГБ1000 ГБ, 1000000 МБ

Общая емкость жестких дисков указана производителями с использованием SI десятичные префиксы, такие как гигабайты (1 ГБ = 1 000 000 000 байт) и терабайты (1 ТБ = 1 000 000 000 000 байт).[110] Эта практика восходит к ранним дням развития компьютеров;[112] к 1970-м годам «миллион», «мега» и «M» постоянно использовались в десятичном смысле для обозначения емкости накопителя.[113][114][115] Однако возможности объем памяти цитируются с использованием двоичная интерпретация префиксов, то есть используя степень 1024 вместо 1000.

Программное обеспечение сообщает о емкости жесткого диска или памяти в различных формах с использованием десятичных или двоичных префиксов. В Майкрософт Виндоус Семейство операционных систем использует двоичное соглашение при сообщении о емкости хранилища, поэтому жесткий диск, предлагаемый его производителем как диск емкостью 1 ТБ, указывается этими операционными системами как жесткий диск объемом 931 ГБ. Mac OS X 10.6 ("Снежный барс ") использует десятичное соглашение при сообщении емкости жесткого диска.[116] Поведение по умолчанию df утилита командной строки в Linux - указывать емкость жесткого диска в виде единиц по 1024 байта.[117]

Разница между десятичной и двоичной интерпретацией префикса вызвала некоторую путаницу у потребителей и привела к коллективным искам. против производителей жестких дисков. Истцы утверждали, что использование десятичных префиксов фактически ввело потребителей в заблуждение, в то время как ответчики отрицали какие-либо правонарушения или ответственность, утверждая, что их маркетинг и реклама во всех отношениях соответствовали закону и что ни один член группы не понес каких-либо повреждений или травм.[118][119][120]

Динамика цен

Стоимость жесткого диска за байт росла со скоростью -40% в год в 1988–1996 гг., -51% в год в 1996-2003 гг. И -34% в год в течение 2003-2010 гг.[27][76] Рост цен замедлился до −13% в год в течение 2011–2014 гг., Так как рост плотности территории замедлился, а 2011 наводнение в Таиланде поврежденные производственные мощности[81] и удерживались на уровне -11% в год в течение 2010–2017 гг.[121]

В Совет Федерального Резерва опубликовал скорректированный по качеству индекс цен для крупномасштабных корпоративных систем хранения, включая три или более корпоративных жестких диска и соответствующие контроллеры, стойки и кабели. Цены на эти крупномасштабные системы хранения росли со скоростью 30% в год в течение 2004–2009 годов и 22% в год в течение 2009–2014 годов.[76]

Форм-факторы

Основная статья: Список форм-факторов дисковода
8-, 5,25-, 3,5-, 2,5-, 1,8- и 1-дюймовые жесткие диски вместе с линейкой для отображения размера пластин и головок чтения-записи
Более новый 2,5-дюймовый (63,5 мм) жесткий диск емкостью 6495 МБ по сравнению со старым 5,25-дюймовым жестким диском полной высоты на 110 МБ

Первый жесткий диск IBM, IBM 350, использовала стопку из пятидесяти 24-дюймовых пластин, хранила 3,75 МБ данных (примерно размер одного современного цифрового изображения) и имела размер, сопоставимый с двумя большими холодильниками. В 1962 г. IBM представил свой модель 1311 Диск, в котором использовались шесть 14-дюймовых (номинального размера) пластин в съемной упаковке, и был размером примерно со стиральную машину. На долгие годы это стало стандартным размером тарелки, используемым также другими производителями.[122] В IBM 2314 использовали тарелки одинакового размера в пачке из одиннадцати высот и представили схему «диск в ящике». иногда называют «печь для пиццы», хотя «ящик» не был полным приводом. В 1970-х годах жесткие диски предлагались в виде отдельных шкафов различных размеров, содержащих от одного до четырех жестких дисков.

Начиная с конца 1960-х годов предлагались приводы, которые полностью помещались в шасси, которое можно было установить в 19-дюймовая стойка. Цифровые RK05 и RL01 были ранними примерами, в которых использовались отдельные 14-дюймовые пластины в съемных упаковках, причем весь диск помещался в стойку высотой 10,5 дюймов (шесть единиц стойки). В середине-конце 1980-х годов аналогичного размера Fujitsu Eagle, который использовал (по совпадению) 10,5-дюймовые пластины, был популярным продуктом.

С увеличением продаж микрокомпьютеров со встроенными дисководы гибких дисков (FDD), Стали желательными жесткие диски, которые подходили бы к креплениям FDD. Начиная с Шугарт Ассошиэйтс SA1000, HDD форм-факторы изначально следовали за 8-дюймовыми, 5½-дюймовыми и 3½-дюймовыми дисководами для гибких дисков. Несмотря на эти номинальные размеры, фактические размеры этих трех приводов составляют соответственно 9,5, 5,75 и 4 дюйма в ширину. Because there were no smaller floppy disk drives, smaller HDD form factors such as 2½-inch drives (actually 2.75″ wide) developed from product offerings or industry standards.

По состоянию на 2019 год, 2½-inch and 3½-inch hard disks are the most popular sizes. By 2009, all manufacturers had discontinued the development of new products for the 1.3-inch, 1-inch and 0.85-inch form factors due to falling prices of флэш-память,[123][124] which has no moving parts. While nominal sizes are in inches, actual dimensions are specified in millimeters.

Тактико-технические характеристики

Основная статья: Hard disk drive performance characteristics

The factors that limit the time to access the data on an HDD are mostly related to the mechanical nature of the rotating disks and moving heads, including:

  • Seek time is a measure of how long it takes the head assembly to travel to the track of the disk that contains data.
  • Rotational latency is incurred because the desired disk sector may not be directly under the head when data transfer is requested. Average rotational latency is shown in the table, based on the statistical relation that the average latency is one-half the rotational period.
  • В битрейт or data transfer rate (once the head is in the right position) creates delay which is a function of the number of blocks transferred; typically relatively small, but can be quite long with the transfer of large contiguous files.

Delay may also occur if the drive disks are stopped to save energy.

Дефрагментация is a procedure used to minimize delay in retrieving data by moving related items to physically proximate areas on the disk.[125] Some computer operating systems perform defragmentation automatically. Although automatic defragmentation is intended to reduce access delays, performance will be temporarily reduced while the procedure is in progress.[126]

Time to access data can be improved by increasing rotational speed (thus reducing latency) or by reducing the time spent seeking. Increasing areal density increases пропускная способность by increasing data rate and by increasing the amount of data under a set of heads, thereby potentially reducing seek activity for a given amount of data. The time to access data has not kept up with throughput increases, which themselves have not kept up with growth in bit density and storage capacity.

Задержка

Скорость вращения
[rpm]		Average rotational latency
[ms]
15,0002
10,0003
7,2004.16
5,4005.55
4,8006.25

Data transfer rate

По состоянию на 2010 г., a typical 7,200-rpm desktop HDD has a sustained "disk-to-буфер " data transfer rate up to 1,030 Мбит / с.[127] This rate depends on the track location; the rate is higher for data on the outer tracks (where there are more data sectors per rotation) and lower toward the inner tracks (where there are fewer data sectors per rotation); and is generally somewhat higher for 10,000-rpm drives. A current widely used standard for the "buffer-to-computer" interface is 3.0 Гбит / с SATA, which can send about 300 megabyte/s (10-bit encoding) from the buffer to the computer, and thus is still comfortably ahead of today's disk-to-buffer transfer rates. Data transfer rate (read/write) can be measured by writing a large file to disk using special file generator tools, then reading back the file. Transfer rate can be influenced by file system fragmentation and the layout of the files.[125]

HDD data transfer rate depends upon the rotational speed of the platters and the data recording density. Because heat and vibration limit rotational speed, advancing density becomes the main method to improve sequential transfer rates. Higher speeds require a more powerful spindle motor, which creates more heat. While areal density advances by increasing both the number of tracks across the disk and the number of sectors per track,[128] only the latter increases the data transfer rate for a given rpm. Since data transfer rate performance tracks only one of the two components of areal density, its performance improves at a lower rate.[129]

Прочие соображения

Other performance considerations include quality-adjusted цена, power consumption, audible noise, and both operating and non-operating shock resistance.

Access and interfaces

Основная статья: hard disk drive interface
Inner view of a 1998 Seagate HDD that used the Параллельный ATA interface
2.5-inch SATA drive on top of 3.5-inch SATA drive, showing close-up of (7-pin) data and (15-pin) power connectors

Current hard drives connect to a computer over one of several автобус types, including parallel ATA, Последовательный ATA , SCSI, Последовательный SCSI (SAS), and Fibre Channel. Some drives, especially external portable drives, use IEEE 1394, или же USB. All of these interfaces are digital; electronics on the drive process the analog signals from the read/write heads. Current drives present a consistent interface to the rest of the computer, independent of the data encoding scheme used internally, and independent of the physical number of disks and heads within the drive.

Typically a DSP in the electronics inside the drive takes the raw analog voltages from the read head and uses PRML и Исправление ошибок Рида – Соломона[130] to decode the data, then sends that data out the standard interface. That DSP also watches the error rate detected by обнаружение и исправление ошибок, и выполняет bad sector remapping, data collection for Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology, and other internal tasks.

Modern interfaces connect the drive to the host interface with a single data/control cable. Each drive also has an additional power cable, usually direct to the power supply unit. Older interfaces had separate cables for data signals and for drive control signals.

  • Интерфейс малой компьютерной системы (SCSI), originally named SASI for Shugart Associates System Interface, was standard on servers, workstations, Коммодор Амига, Atari ST и Apple Macintosh computers through the mid-1990s, by which time most models had been transitioned to newer interfaces. The length limit of the data cable allows for external SCSI devices.
  • Встроенная приводная электроника (IDE), later standardized under the name AT Attachment (ATA, with the alias PATA (Параллельный ATA ) retroactively added upon introduction of SATA) moved the HDD controller from the interface card to the disk drive. This helped to standardize the host/controller interface, reduce the programming complexity in the host device driver, and reduced system cost and complexity. The 40-pin IDE/ATA connection transfers 16 bits of data at a time on the data cable. The data cable was originally 40-conductor, but later higher speed requirements led to an "ultra DMA" (UDMA) mode using an 80-conductor cable with additional wires to reduce cross talk на большой скорости.
  • EIDE was an unofficial update (by Western Digital) to the original IDE standard, with the key improvement being the use of direct memory access (DMA) to transfer data between the disk and the computer without the involvement of the ЦПУ, an improvement later adopted by the official ATA standards. By directly transferring data between memory and disk, DMA eliminates the need for the CPU to copy byte per byte, therefore allowing it to process other tasks while the data transfer occurs.
  • Fibre Channel (FC) is a successor to parallel SCSI interface on enterprise market. It is a serial protocol. In disk drives usually the Fibre Channel Arbitrated Loop (FC-AL) connection topology is used. FC has much broader usage than mere disk interfaces, and it is the cornerstone of сети хранения данных (SANs). Recently other protocols for this field, like iSCSI и ATA через Ethernet have been developed as well. Confusingly, drives usually use медь twisted-pair cables for Fibre Channel, not fibre optics. The latter are traditionally reserved for larger devices, such as servers or disk array controllers.
  • Последовательный SCSI (SAS). The SAS is a new generation serial communication protocol for devices designed to allow for much higher speed data transfers and is compatible with SATA. SAS uses a mechanically identical data and power connector to standard 3.5-inch SATA1/SATA2 HDDs, and many server-oriented SAS RAID controllers are also capable of addressing SATA HDDs. SAS uses serial communication instead of the parallel method found in traditional SCSI devices but still uses SCSI commands.
  • Последовательный ATA (SATA). The SATA data cable has one data pair for differential transmission of data to the device, and one pair for differential receiving from the device, just like EIA-422. That requires that data be transmitted serially. Похожий differential signaling система используется в RS485, LocalTalk, USB, FireWire, and differential SCSI. SATA I to III are designed to be compatible with, and use, a subset of SAS commands, and compatible interfaces. Therefore, a SATA hard drive can be connected to and controlled by a SAS hard drive controller (with some minor exceptions such as drives/controllers with limited compatibility). However they cannot be connected the other way round—a SATA controller cannot be connected to a SAS drive.

Integrity and failure

Close-up of an HDD head resting on a disk platter; its mirror reflection is visible on the platter surface.
Основные статьи: Hard disk drive failure, Разрушение головы, и Восстановление данных
Смотрите также: Solid-state drive § SSD reliability and failure modes

Due to the extremely close spacing between the heads and the disk surface, HDDs are vulnerable to being damaged by a head crash – a failure of the disk in which the head scrapes across the platter surface, often grinding away the thin magnetic film and causing data loss. Head crashes can be caused by electronic failure, a sudden power failure, physical shock, contamination of the drive's internal enclosure, wear and tear, коррозия, or poorly manufactured platters and heads.

The HDD's spindle system relies on плотность воздуха внутри disk enclosure to support the heads at their proper flying height while the disk rotates. HDDs require a certain range of air densities to operate properly. The connection to the external environment and density occurs through a small hole in the enclosure (about 0.5 mm in breadth), usually with a filter on the inside (the breather filter).[131] If the air density is too low, then there is not enough lift for the flying head, so the head gets too close to the disk, and there is a risk of head crashes and data loss. Specially manufactured sealed and pressurized disks are needed for reliable high-altitude operation, above about 3,000 m (9,800 ft).[132] Modern disks include temperature sensors and adjust their operation to the operating environment. Breather holes can be seen on all disk drives – they usually have a sticker next to them, warning the user not to cover the holes. The air inside the operating drive is constantly moving too, being swept in motion by friction with the spinning platters. This air passes through an internal recirculation (or "recirc") filter to remove any leftover contaminants from manufacture, any particles or chemicals that may have somehow entered the enclosure, and any particles or outgassing generated internally in normal operation. Very high humidity present for extended periods of time can corrode the heads and platters.

За giant magnetoresistive (GMR) heads in particular, a minor head crash from contamination (that does not remove the magnetic surface of the disk) still results in the head temporarily overheating, due to friction with the disk surface, and can render the data unreadable for a short period until the head temperature stabilizes (so called "thermal asperity", a problem which can partially be dealt with by proper electronic filtering of the read signal).

When the logic board of a hard disk fails, the drive can often be restored to functioning order and the data recovered by replacing the circuit board with one of an identical hard disk. In the case of read-write head faults, they can be replaced using specialized tools in a dust-free environment. If the disk platters are undamaged, they can be transferred into an identical enclosure and the data can be copied or cloned onto a new drive. In the event of disk-platter failures, disassembly and imaging of the disk platters may be required.[133] For logical damage to file systems, a variety of tools, including fsck на UNIX-подобный systems and CHKDSK на Windows, can be used for восстановление данных. Recovery from logical damage can require file carving.

A common expectation is that hard disk drives designed and marketed for server use will fail less frequently than consumer-grade drives usually used in desktop computers. However, two independent studies by Carnegie Mellon University[134] и Google[135] found that the "grade" of a drive does not relate to the drive's failure rate.

A 2011 summary of research, into SSD and magnetic disk failure patterns by Оборудование Тома summarized research findings as follows:[136]

  • Средняя наработка на отказ (MTBF) does not indicate reliability; the annualized failure rate is higher and usually more relevant.
  • По состоянию на 2019 год, a storage provider reported an annualized failure rate of two percent per year for a storage farm with 110,000 off-the-shelf HDDs. The reliability varies between models and manufacturers.[137]
  • Magnetic disks do not tend to fail during early use, and temperature has only a minor effect; instead, failure rates steadily increase with age.
  • УМНАЯ. warns of mechanical issues but not other issues affecting reliability, and is therefore not a reliable indicator of condition.[138]
  • Failure rates of drives sold as "enterprise" and "consumer" are "very much similar", although these drive types are customized for their different operating environments.[139][140]
  • In drive arrays, one drive's failure significantly increases the short-term risk of a second drive failing.

To minimize cost and overcome failures of individual HDDs, storage systems providers rely on redundant HDD arrays. HDDs that fail are replaced on an ongoing basis.[137][90]

Market segments

Desktop HDDs
They typically store between 60 ГБ and 8 TB and rotate at 5,400 to 10,000 об / мин, and have a media transfer rate of 0.5 Gbit/s or higher (1 GB = 109 bytes; 1 Gbit/s = 109 bit/s). Earlier (1980-1990s) drives tend to be slower in rotation speed. По состоянию на май 2019 г., the highest-capacity desktop HDDs stored 16 TB,[141][142] with plans to release 18 TB drives later in 2019.[143] 18 TB HDDs were released in 2020. As of 2016, the typical speed of a hard drive in an average desktop computer is 7200 RPM, whereas low-cost desktop computers may use 5900 RPM or 5400 RPM drives. For some time in the 2000s and early 2010s some desktop users and data centers also used 10k RPM drives such as Western Digital Raptor but such drives have become much rarer as of 2016 and are not commonly used now, having been replaced by NAND flash-based SSDs.
Mobile (laptop) HDDs
Two enterprise-grade SATA 2.5-inch 10,000 rpm HDDs, factory-mounted in 3.5-inch adapter frames
Smaller than their desktop and enterprise counterparts, they tend to be slower and have lower capacity. Mobile HDDs spin at 4,200 rpm, 5,200 rpm, 5,400 rpm, or 7,200 rpm, with 5,400 rpm being the most common. 7,200 rpm drives tend to be more expensive and have smaller capacities, while 4,200 rpm models usually have very high storage capacities. Because of smaller platter(s), mobile HDDs generally have lower capacity than their desktop counterparts.
There are also 2.5-inch drives spinning at 10,000 rpm, which belong to the enterprise segment with no intention to be used in laptops.
Enterprise HDDs
Typically used with multiple-user computers running enterprise software. Examples are: transaction processing databases, internet infrastructure (email, webserver, e-commerce), scientific computing software, and nearline storage management software. Enterprise drives commonly operate continuously ("24/7") in demanding environments while delivering the highest possible performance without sacrificing reliability. Maximum capacity is not the primary goal, and as a result the drives are often offered in capacities that are relatively low in relation to their cost.[144]
The fastest enterprise HDDs spin at 10,000 or 15,000 rpm, and can achieve sequential media transfer speeds above 1.6 Gbit/s[145] and a sustained transfer rate up to 1 Gbit/s.[145] Drives running at 10,000 or 15,000 rpm use smaller platters to mitigate increased power requirements (as they have less сопротивление воздуха ) and therefore generally have lower capacity than the highest capacity desktop drives. Enterprise HDDs are commonly connected through Последовательный SCSI (SAS) or Fibre Channel (FC). Some support multiple ports, so they can be connected to a redundant host bus adapter.
Enterprise HDDs can have sector sizes larger than 512 bytes (often 520, 524, 528 or 536 bytes). The additional per-sector space can be used by hardware RAID controllers or applications for storing Data Integrity Field (DIF) or Data Integrity Extensions (DIX) data, resulting in higher reliability and prevention of silent data corruption.[146]
Consumer electronics HDDs
They include drives embedded into digital video recorders и автомобильная техника. The former are configured to provide a guaranteed streaming capacity, even in the face of read and write errors, while the latter are built to resist larger amounts of shock. They usually spin at a speed of 5400 RPM.

Manufacturers and sales

Diagram of HDD manufacturer consolidation
Смотрите также: История жестких дисков и Список несуществующих производителей жестких дисков

More than 200 companies have manufactured HDDs over time, but consolidations have concentrated production to just three manufacturers today: Western Digital, Seagate, и Toshiba. Production is mainly in the Pacific rim.

Worldwide revenue for disk storage declined eight percent per year, from a peak of $38 billion in 2012 to $22 billion (estimated) in 2019.[45] Production of HDD storage grew 15% per year during 2011–2017, from 335 to 780 exabytes per year.[147] HDD shipments declined seven percent per year during this time period, from 620 to 406 million units.[147][80] HDD shipments were projected to drop by 18% during 2018–2019, from 375 million to 309 million units.[148] In 2018, Seagate has 40% of unit shipments, Western Digital has 37% of unit shipments, while Toshiba has 23% of unit shipments.[149] The average sales price for the two largest manufacturers was $60 per unit in 2015.[150]

Competition from SSDs

HDDs are being superseded by твердотельные накопители (SSDs) in markets where their higher speed (up to 4950 мегабайты per second for M.2 (NGFF) NVME SSD[151] or 2500 megabytes per second for PCIe expansion card drives[152]), ruggedness, and lower power are more important than price, since the bit cost of SSDs is four to nine times higher than HDDs.[16][15] По состоянию на 2016 год, HDDs are reported to have a failure rate of 2–9% per year, while SSDs have fewer failures: 1–3% per year.[153] However, SSDs have more un-correctable data errors than HDDs.[153]

SSDs offer larger capacities (up to 100 TB[43]) than the largest HDD and/or higher storage densities (100 TB and 30 TB SSDs are housed in 2.5 inch HDD cases but with the same height as a 3.5-inch HDD[154][155][156][157][158]), although their cost remains prohibitive.

A laboratory demonstration of a 1.33-Tb 3D NAND chip with 96 layers (NAND commonly used in твердотельные накопители (SSDs)) had 5.5 Tbit/in2 по состоянию на 2019 год,[159] while the maximum areal density for HDDs is 1.5 Tbit/in2. The areal density of flash memory is doubling every two years, similar to Закон Мура (40% per year) and faster than the 10–20% per year for HDDs. По состоянию на 2018 год, the maximum capacity was 16 terabytes for an HDD,[160] and 100 terabytes for an SSD.[30] HDDs were used in 70% of the desktop and notebook computers produced in 2016, and SSDs were used in 30%. The usage share of HDDs is declining and could drop below 50% in 2018–2019 according to one forecast, because SSDs are replacing smaller-capacity (less than one-terabyte) HDDs in desktop and notebook computers and MP3 players.[161]

The market for silicon-based flash memory (NAND) chips, used in SSDs and other applications, is growing faster than for HDDs. Worldwide NAND revenue grew 16% per year from $22 billion to $57 billion during 2011–2017, while production grew 45% per year from 19 exabytes to 175 exabytes.[147]

External hard disk drives

Смотрите также: Класс запоминающих устройств USB и Дисковая полка
Two 2.5" external USB hard drives

External hard disk drives typically connect via USB; variants using USB 2.0 interface generally have slower data transfer rates when compared to internally mounted hard drives connected through SATA. Подключи и играй drive functionality offers system compatibility and features large storage options and portable design. По состоянию на март 2015 г., available capacities for external hard disk drives ranged from 500 GB to 10 TB.[162]

External hard disk drives are usually available as assembled integrated products but may be also assembled by combining an external ограждение (with USB or other interface) with a separately purchased drive. They are available in 2.5-inch and 3.5-inch sizes; 2.5-inch variants are typically called portable external drives, while 3.5-inch variants are referred to as desktop external drives. "Portable" drives are packaged in smaller and lighter enclosures than the "desktop" drives; additionally, "portable" drives use power provided by the USB connection, while "desktop" drives require external power bricks.

Features such as шифрование, Вай фай подключение,[163] biometric security or multiple interfaces (for example, FireWire ) are available at a higher cost.[164] There are pre-assembled external hard disk drives that, when taken out from their enclosures, cannot be used internally in a laptop or desktop computer due to embedded USB interface on their печатные платы, and lack of SATA (or Параллельный ATA ) interfaces.[165][166]

  • В GUI, hard disk drives are commonly symbolized with a drive icon

Смотрите также

Примечания

  1. ^ This is the original filing date of the application which led to US Patent 3,503,060, generally accepted as the definitive hard disk drive patent.[1]
  2. ^ Further inequivalent terms used to describe various hard disk drives include дисковод, disk file, direct access storage device (DASD), CKD disk, и Winchester disk drive (после IBM 3340 ). The term "DASD" includes other devices beside disks.
  3. ^ Comparable in size to a large side-by-side refrigerator.
  4. ^ The 1.8-inch form factor is obsolete; sizes smaller than 2.5 inches have been replaced by flash memory.
  5. ^ 40 for user data, one for format tracks, 6 for alternate surfaces and one for maintenance.
  6. ^ Initially gamma iron oxide particles in an epoxy binder, the recording layer in a modern HDD typically is domains of a granular Cobalt-Chrome-Platinum-based alloy physically isolated by an oxide to enable perpendicular recording.[49]
  7. ^ Historically a variety of run-length limited codes have been used in magnetic recording including for example, codes named FM, MFM и GCR which are no longer used in modern HDDs.
  8. ^ а б Выражено с использованием decimal multiples.
  9. ^ а б Выражено с использованием binary multiples.

Рекомендации

  1. ^ Kean, David W., "IBM San Jose, A quarter century of innovation", 1977.
  2. ^ Arpaci-Dusseau, Remzi H.; Arpaci-Dusseau, Andrea C. (2014). "Operating Systems: Three Easy Pieces, Chapter: Hard Disk Drives" (PDF). Arpaci-Dusseau Books. В архиве (PDF) из оригинала 16 февраля 2015 г.. Получено 7 марта, 2014.
  3. ^ Паттерсон, Дэвид; Hennessy, John (1971). Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface. Elsevier. п. 23. ISBN  9780080502571.
  4. ^ Domingo, Joel. "SSD vs. HDD: What's the Difference?". Журнал ПК ВЕЛИКОБРИТАНИЯ. В архиве from the original on March 28, 2018. Получено Двадцать первое марта, 2018.
  5. ^ Mustafa, Naveed Ul; Armejach, Adria; Ozturk, Ozcan; Cristal, Adrian; Unsal, Osman S. (2016). "Implications of non-volatile memory as primary storage for database management systems". 2016 International Conference on Embedded Computer Systems: Architectures, Modeling and Simulation (SAMOS). IEEE. pp. 164–171. Дои:10.1109/SAMOS.2016.7818344. HDL:11693/37609. ISBN  978-1-5090-3076-7. S2CID  17794134.
  6. ^ а б c d е "IBM Archives: IBM 350 disk storage unit". January 23, 2003. В архиве с оригинала 31 мая 2008 г.. Получено 19 октября, 2012.
  7. ^ Шилов, Антон. "Demand for HDD Storage Booming: 240 EB Shipped in Q3 2019". www.anandtech.com.
  8. ^ "Validating the Reliability of Intel Solid-State Drives" (PDF). Intel. Июль 2011 г. В архиве (PDF) с оригинала 19 октября 2016 г.. Получено 10 февраля, 2012.
  9. ^ Fullerton, Eric (March 2018). "5th Non-Volatile Memories Workshop (NVMW 2018)" (PDF). IEEE. Архивировано из оригинал (PDF) 28 сентября 2018 г.. Получено 23 апреля, 2018.
  10. ^ Handy, James (July 31, 2012). "For the Lack of a Fab..." Objective Analysis. Архивировано из оригинал 1 января 2013 г.. Получено 25 ноября, 2012.
  11. ^ а б Хатчинсон, Ли. (25 июня 2012 г.) How SSDs conquered mobile devices and modern OSes В архиве July 7, 2017, at the Wayback Machine. Ars Technica. Проверено 7 января 2013 года.
  12. ^ а б Santo Domingo, Joel (May 10, 2012). "SSD vs HDD: What's the Difference?". Журнал ПК. В архиве с оригинала 19 марта 2017 г.. Получено 24 ноября, 2012.
  13. ^ Hough, Jack (May 14, 2018). "Why Western Digital Can Gain 45% Despite Declining HDD Business". Barron’s. В архиве с оригинала 15 мая 2018 г.. Получено 15 мая, 2018.
  14. ^ Mellor, Chris (July 31, 2017). "NAND that's that... Flash chip industry worth twice disk drive biz". Получено Двадцать первое ноября, 2019.
  15. ^ а б John C. McCallum (November 2019). "Disk Drive Storage Price Decreasing with Time (1955-2019)". jcmit.com. Получено 25 ноября, 2019.
  16. ^ а б c Mellor, Chris (August 28, 2019). "How long before SSDs replace nearline disk drives?". Получено 15 ноября, 2019.
  17. ^ а б "Time Capsule, 1956 Hard Disk". Oracle Magazine. Oracle. Июль 2014 г. В архиве с оригинала 11 августа 2014 г.. Получено 19 сентября, 2014. IBM 350 disk drive held 3.75 MB
  18. ^ "WD GOLD hard drives with 18 Terabyte Storage Volume start listing for 649 bucks". guru3D. В архиве с оригинала 18 июля 2020 г.. Получено 18 июля, 2020.
  19. ^ 16,000,000,000,000 divided by 3,750,000.
  20. ^ а б "Toshiba Storage Solutions – MK3233GSG". В архиве из оригинала 9 мая 2012 г.. Получено 7 ноября, 2009.
  21. ^ 68 x 12 x 12 x 12 divided by 2.1 .
  22. ^ 910,000 divided by 62.
  23. ^ 600 divided by 2.5 .
  24. ^ Ballistic Research Laboratories "A THIRD SURVEY OF DOMESTIC ELECTRONIC DIGITAL COMPUTING SYSTEMS," March 1961, section on IBM 305 RAMAC В архиве March 2, 2015, at the Wayback Machine (p. 314-331) states a $34,500 purchase price which calculates to $9,200/MB.
  25. ^ Desire Athow (May 2020). "The largest available hard disk is still a 16TB drive". www.techradar.com.
  26. ^ $387.55÷16,000 GB.
  27. ^ а б John C. McCallum (May 16, 2015). "Disk Drive Prices (1955–2015)". jcmit.com. Архивировано из оригинал on July 14, 2015. Получено 25 июля, 2015.
  28. ^ 9,200,000 divided by 0.024.
  29. ^ "Magnetic head development". Архивы IBM. В архиве с оригинала 21 марта 2015 г.. Получено 11 августа, 2014.
  30. ^ а б Shilov, Anton (March 19, 2018). "Unlimited 5 Year Endurance: The 100TB SSD from Nimbus Data". АнандТех. В архиве from the original on December 24, 2018. Получено 24 декабря, 2018.
  31. ^ 1,300,000,000,000 divided by 2,000.
  32. ^ "Ultrastar DC HC500 Series HDD". Hgst.com. В архиве с оригинала от 29 августа 2018 г.. Получено 20 февраля, 2019.
  33. ^ 2,500,000 divided by 2,000.
  34. ^ "IBM Archives: IBM 350 disk storage unit". IBM. January 23, 2003. В архиве из оригинала 17 июня 2015 г.. Получено 26 июля, 2015.
  35. ^ "355 DISK STORAGE", IBM 650 RAMAC Manual of Operations (4th ed.), June 1, 1957, p. 17, 22-6270-3, Three mechanically independent access arms are provided for each file unit, and each arm can be independently directed to any track in the file.
  36. ^ "Disk Storage" (PDF), IBM Reference Manual 7070 Data Processing System (2nd ed.), January 1960, A22-7003-1, Each disk-storage unit has three mechanically independent access arms, all of which can be seeking at the same time.
  37. ^ "IBM RAMAC 1401 System" (PDF), Reference Manual IBM 1401 Data Processing System (6th ed.), April 1962, p. 63, A24-1403-5, The disk storage unit can have two access arms. One is standard and the other is available as a special feature.
  38. ^ "IBM Archives: IBM 1301 disk storage unit". ibm.com. January 23, 2003. В архиве с оригинала 19 декабря 2014 г.. Получено 25 июня, 2015.
  39. ^ "DiskPlatter-1301". computermuseum.li. Архивировано из оригинал on March 28, 2015.
  40. ^ IBM 1301, Models 1 and 2, Disk Storage and IBM 1302, Models 1 and 2, Disk Storage with IBM 7090, 7094 and 7094 II Data Processing Systems (PDF). IBM. A22-6785.
  41. ^ Microsoft Windows NT Workstation 4.0 Resource Guide 1995, Chapter 17 – Disk and File System Basics
  42. ^ P. PAL Chaudhuri, P. Pal (April 15, 2008). Компьютерная организация и дизайн (3-е изд.). PHI Learning Pvt. ООО п. 568. ISBN  978-81-203-3511-0.
  43. ^ а б Alcorn, Paul (March 19, 2018). "Need A 100TB SSD? Nimbus Data Has You Covered With The ExaDrive DC100". Tomshardware.com. Получено 20 февраля, 2019.
  44. ^ Mott, Nathaniel (November 7, 2018). "Seagate Wants to Ship 100TB HDDs by 2025". Tomshardware.com. Получено 20 февраля, 2019.
  45. ^ а б c Mellor, Chris (September 23, 2019). "How long before SSDs replace nearline disk drives?". Получено 15 ноября, 2019. the total addressable market for disk drives will grow from $21.8bn in 2019
  46. ^ Kanellos, Michael (January 17, 2006). "Flash goes the notebook". CNET. В архиве с оригинала 19 мая 2018 г.. Получено 15 мая, 2018.
  47. ^ "Industry Life Cycle - Encyclopedia - Business Terms | Inc.com". Inc Magazine. В архиве из оригинала от 8 июля 2018 г.. Получено 15 мая, 2018.
  48. ^ "Farming hard drives: how Backblaze weathered the Thailand drive crisis". blaze.com. 2013. В архиве с оригинала 25 июня 2014 г.. Получено 23 мая, 2014.
  49. ^ Plumer, M. L.; van Ek, J.; Cain, W. C. (2012). "New Paradigms in Magnetic Recording". arXiv:1201.5543 [Physics.pop-ph ].
  50. ^ "Hard Drives". escotal.com. В архиве from the original on September 3, 2011. Получено 16 июля, 2011.
  51. ^ "What is a "head-crash" & how can it result in permanent loss of my hard drive data?". data-master.com. В архиве из оригинала от 8 июля 2011 г.. Получено 16 июля, 2011.
  52. ^ "Hard Drive Help". hardrivehelp.com. Архивировано из оригинал 3 сентября 2011 г.. Получено 16 июля, 2011.
  53. ^ Elert, Glenn. «Толщина листка бумаги». hypertextbook.com. Архивировано из оригинал 8 июня 2017 г.. Получено 9 июля, 2011.
  54. ^ CMOS-MagView В архиве 13 января 2012 г. Wayback Machine is an instrument that visualizes magnetic field structures and strengths.
  55. ^ Blount, Walker C. (November 2007). "Why 7,200 RPM Mobile Hard Disk Drives?" (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 19 апреля 2012 г.. Получено 17 июля, 2011.
  56. ^ Kozierok, Charles (October 20, 2018). "Hard Drive Spindle Speed". The PC Guide. В архиве с оригинала 26 мая 2019 г.. Получено 26 мая, 2019.
  57. ^ Hayes, Brian. "Terabyte Territory". American Scientist. п. 212. В архиве из оригинала 8 июля 2014 г.. Получено 20 сентября, 2014.
  58. ^ "Press Releases December 14, 2004". Toshiba. В архиве from the original on April 14, 2009. Получено 13 марта, 2009.
  59. ^ "Seagate Momentus 2½" HDDs per webpage January 2008". Seagate.com. 24 октября 2008 г. В архиве с оригинала 11 марта 2009 г.. Получено 13 марта, 2009.
  60. ^ "Seagate Barracuda 3½" HDDs per webpage January 2008". Seagate.com. В архиве с оригинала 14 марта 2009 г.. Получено 13 марта, 2009.
  61. ^ "Western Digital Scorpio 2½" and Greenpower 3½" HDDs per quarterly conference, July 2007". Wdc.com. Архивировано из оригинал 16 марта 2009 г.. Получено 13 марта, 2009.
  62. ^ D. Suess; и другие. (2004). "Exchange spring recording media for areal densities up to 10Tbit/in2". J. Magn. Mag. Мат.
  63. ^ R. Victora; и другие. (2005). "Composite media for perpendicular magnetic recording". IEEE Trans. Mag. Мат. 41 (2): 537–542. Bibcode:2005ITM....41..537V. Дои:10.1109/TMAG.2004.838075. S2CID  29531529.
  64. ^ Kozierok, Charles (November 25, 2018). "Hard Drive Error Correcting Code (ECC)". The PC Guide. В архиве с оригинала 26 мая 2019 г.. Получено 26 мая, 2019.
  65. ^ Curtis E. Stevens (2011). "Advanced Format in Legacy Infrastructures: More Transparent than Disruptive" (PDF). idema.org. Архивировано из оригинал (PDF) 5 ноября 2013 г.. Получено November 5, 2013.
  66. ^ а б "Iterative Detection Read Channel Technology in Hard Disk Drives", Hitachi
  67. ^ "2.5-inch Hard Disk Drive with High Recording Density and High Shock Resistance В архиве May 26, 2019, at the Wayback Machine, Toshiba, 2011
  68. ^ MjM Data Recovery Ltd. "MJM Data Recovery Ltd: Hard Disk Bad Sector Mapping Techniques". Datarecovery.mjm.co.uk. Архивировано из оригинал 1 февраля 2014 г.. Получено 21 января, 2014.
  69. ^ Kozierok, Charles (December 23, 2018). "Hard Drive Sector Format and Structure". The PC Guide. В архиве с оригинала 26 мая 2019 г.. Получено 26 мая, 2019.
  70. ^ а б "Enterprise Performance 15K HDD: Data Sheet" (PDF). Seagate. 2013. В архиве (PDF) из оригинала 29 октября 2013 г.. Получено October 24, 2013.
  71. ^ а б "WD Xe: Datacenter hard drives" (PDF). Western Digital. 2013. В архиве (PDF) из оригинала 29 октября 2013 г.. Получено October 24, 2013.
  72. ^ а б "3.5" BarraCuda data sheet" (PDF). Seagate. Июнь 2018 г. В архиве (PDF) с оригинала 28 июля 2018 г.. Получено 28 июля, 2018.
  73. ^ а б "WD Red Desktop/Mobile Series Spec Sheet" (PDF). Western Digital. Апрель 2018. В архиве (PDF) с оригинала 28 июля 2018 г.. Получено 28 июля, 2018.
  74. ^ Дэвид С. Х. Розенталь (October 1, 2010). "Keeping Bits Safe: How Hard Can It Be?". Очередь ACM. В архиве from the original on December 17, 2013. Получено 2 января, 2014.
  75. ^ а б Hayes, Brian (March 27, 2016). "Where's My Petabyte Disk Drive?". п. chart of historical data courtesy of Edward Grochowski. Получено 1 декабря, 2019.
  76. ^ а б c Byrne, David (July 1, 2015). "Prices for Data Storage Equipment and the State of IT Innovation". The Federal Reserve Board FEDS Notes. п. Таблица 2. В архиве из оригинала 8 июля 2015 г.. Получено 5 июля, 2015.
  77. ^ "Gallium Arsenide". Журнал ПК. March 25, 1997. В архиве с оригинала 21 августа 2014 г.. Получено 16 августа, 2014. Gordon Moore: ... the ability of the magnetic disk people to continue to increase the density is flabbergasting--that has moved at least as fast as the semiconductor complexity.
  78. ^ Dubash, Manek (April 13, 2010). "Moore's Law is dead, says Gordon Moore". techworld.com. Архивировано из оригинал 6 июля 2014 г.. Получено 17 августа, 2014. It can't continue forever. The nature of exponentials is that you push them out and eventually disaster happens.
  79. ^ John C. McCallum (2017). "Disk Drive Prices (1955–2017)". В архиве с оригинала 11 июля 2017 г.. Получено 15 июля, 2017.
  80. ^ а б Gary M. Decad; Robert E. Fontana Jr. (July 6, 2017). "A Look at Cloud Storage Component Technologies Trends and Future Projections". ibmsystemsmag.com. п. Table 1. Archived from оригинал 29 июля 2017 г.. Получено 21 июля, 2014.
  81. ^ а б Mellor, Chris (November 10, 2014). "Kryder's law craps out: Race to UBER-CHEAP STORAGE is OVER". theregister.co.uk. UK: The Register. В архиве с оригинала 12 ноября 2014 г.. Получено 12 ноября, 2014. The 2011 Thai floods almost doubled disk capacity cost/GB for a while. Rosenthal writes: 'The technical difficulties of migrating from PMR to HAMR, meant that already in 2010 the Kryder rate had slowed significantly and was not expected to return to its trend in the near future. The floods reinforced this.'
  82. ^ а б Dave Anderson (2013). "HDD Opportunities & Challenges, Now to 2020" (PDF). Seagate. В архиве (PDF) из оригинала 25 мая 2014 г.. Получено 23 мая, 2014. 'PMR CAGR slowing from historical 40+% down to ~8-12%' and 'HAMR CAGR = 20-40% for 2015–2020'
  83. ^ Plumer, Martin L.; и другие. (Март 2011 г.). "New Paradigms in Magnetic Recording". Физика в Канаде. 67 (1): 25–29. arXiv:1201.5543. Bibcode:2012arXiv1201.5543P.
  84. ^ "Seagate Delivers On Technology Milestone: First to Ship Hard Drives Using Next-Generation Shingled Magnetic Recording" (Пресс-релиз). Нью-Йорк: Seagate Technology plc. 9 сентября 2013 года. Архивировано с оригинал 9 октября 2014 г.. Получено 5 июля, 2014. Shingled Magnetic Technology is the First Step to Reaching a 20 Terabyte Hard Drive by 2020
  85. ^ Jake Edge (March 26, 2014). "Support for shingled magnetic recording devices". LWN.net. В архиве из оригинала 2 февраля 2015 г.. Получено 7 января, 2015.
  86. ^ Jonathan Corbet (April 23, 2013). "LSFMM: A storage technology update". LWN.net. В архиве с оригинала 7 января 2015 г.. Получено 7 января, 2015. A 'shingled magnetic recording' (SMR) drive is a rotating drive that packs its tracks so closely that one track cannot be overwritten without destroying the neighboring tracks as well. The result is that overwriting data requires rewriting the entire set of closely-spaced tracks; that is an expensive tradeoff, but the benefit—much higher storage density—is deemed to be worth the cost in some situations.
  87. ^ Anton Shilov (December 18, 2015). «Жесткие диски с технологией HAMR появятся в 2018 году». В архиве с оригинала 2 января 2016 г.. Получено 2 января, 2016. К сожалению, массовое производство реальных жестких дисков с HAMR уже несколько раз откладывалось, и теперь выясняется, что первые жесткие диски на основе HAMR должны появиться в 2018 году. ... Жесткие диски HAMR будут иметь новую архитектуру, потребуются новые носители. , полностью переработанные головки чтения / записи с лазером, а также специальный оптический преобразователь ближнего поля (NFT) и ряд других компонентов, которые сегодня не используются и не производятся массово.
  88. ^ Шилов, Антон (5 ноября 2019 г.). «Seagate: жесткий диск емкостью 18 ТБ должен быть поставлен в первой половине 2020 года, диск 20 ТБ будет отправлен в конце 2020 года». Получено 22 ноября, 2019.
  89. ^ Меллор, Крис (28 августа 2019 г.). «Как скоро SSD заменит почти линейные диски?». Получено 15 ноября, 2019. Технический директор Seagate д-р Джон Моррис сообщил аналитикам, что компания Seagate построила 55 000 накопителей HAMR и планирует подготовить диски для тестирования заказчиком к концу 2020 года.
  90. ^ а б Розенталь, Дэвид (16 мая 2018 г.). «Более продолжительный разговор на MSST2018». Получено 22 ноября, 2019.
  91. ^ Шилов, Антон (15 октября 2014 г.). «TDK: технология HAMR может позволить использовать жесткие диски емкостью 15 ТБ уже в 2015 году». Получено 15 ноября, 2019.
  92. ^ Оливер, Билл (18 ноября 2013 г.). «WD Demos Future HDD Storage Tech: жесткие диски емкостью 60 ТБ». Архивировано из оригинал 21 ноября 2013 г.. Получено 15 ноября, 2019. … Seagate планирует начать продавать диски HAMR в 2016 году.
  93. ^ «Состояние Союза: жесткие диски Seagate HAMR, Dual-Actuator Mach2 и жесткие диски емкостью 24 ТБ на ходу». Anandtech.com. В архиве с оригинала 20 февраля 2019 г.. Получено 20 февраля, 2019.
  94. ^ «Изменит ли диски Toshiba с битовой структурой ландшафт жестких дисков?». Журнал ПК. 19 августа 2010 г. В архиве из оригинала 22 августа 2010 г.. Получено 21 августа, 2010.
  95. ^ Розенталь, Дэвид (16 мая 2018 г.). «Более продолжительный разговор на MSST2018». Получено 22 ноября, 2019. Согласно последней дорожной карте Seagate, поставки HAMR продвигаются в 2020 г., поэтому теперь они сокращаются быстрее, чем в режиме реального времени. Western Digital отказалась от HAMR и обещает, что магнитная запись с использованием микроволн (MAMR) появится только через год. BPM выпала из дорожных карт обеих компаний.
  96. ^ Маллари, Майк; и другие. (Июль 2014 г.). «Head and Media Challenges за 3 Тб / дюйм.2 Магнитная запись с использованием СВЧ ". IEEE Transactions on Magnetics. 50 (7): 1–8. Дои:10.1109 / TMAG.2014.2305693. S2CID  22858444.
  97. ^ Ли, Шаоцзин; Лившиц, Борис; Бертрам, Х. Нил; Шабес, Манфред; Шрефл, Томас; Фуллертон, Эрик Э .; Ломакин, Виталий (2009). «Перемагничивание с помощью микроволнового излучения в композитных средах» (PDF). Письма по прикладной физике. 94 (20): 202509. Bibcode:2009АпФЛ..94т2509Л. Дои:10.1063/1.3133354. В архиве (PDF) с оригинала 24 мая 2019 г.. Получено 24 мая, 2019.
  98. ^ Меллор, Крис (3 сентября 2019 г.). «Western Digital представляет накопители MAMR емкостью 18 и 20 ТБ». Получено 23 ноября, 2019. … Технология магнитной записи с использованием микроволн (MAMR)… образцы должны быть отгружены до конца года.
  99. ^ Вуд, Роджер (19 октября 2010 г.). «Черепичная магнитная запись и двухмерная магнитная запись» (PDF). ewh.ieee.org. Hitachi GST. В архиве (PDF) из оригинала 4 октября 2014 г.. Получено 4 августа, 2014.
  100. ^ Кафлин, Томас; Гроховски, Эдвард (19 июня 2012 г.). «Годы судьбы: капитальные вложения HDD и развитие технологий в 2012–2016 годах» (PDF). IEEE Общество магнетизма долины Санта-Клара. В архиве (PDF) из оригинала 2 марта 2013 г.. Получено 9 октября, 2012.
  101. ^ Бай, Чжаоцян; Цай, Юнцин; Шэнь, Лэй; Хан, Гучан; Фэн, Юаньпин (2013). "Переходы гигантского магнитосопротивления Гейслера с согласованными энергетическими зонами и поверхностями Ферми". arXiv:1301.6106 [cond-mat.mes-hall ].
  102. ^ «Объяснение перпендикулярной магнитной записи - анимация». В архиве с оригинала 6 октября 2018 г.. Получено 27 июля, 2014.
  103. ^ «Многообещающая новая технология жестких дисков». Получено 1 декабря, 2019.
  104. ^ «Seagate начинает поставки жестких дисков емкостью 16 ТБ». В архиве с оригинала 9 ноября 2019 г.. Получено 9 ноября, 2019.
  105. ^ Информационные технологии - Serial Attached SCSI - 2 (SAS-2), INCITS 457 Draft 2, 8 мая 2009 г., глава 4.1 Обзор модели блочного устройства с прямым доступом, LBA на логической единице должны начинаться с нуля и должны быть смежными до последнего логического блока логической единицы.
  106. ^ ISO / IEC 791D: 1994, Интерфейс подключения AT для дисковых накопителей (ATA-1), раздел 7.1.2
  107. ^ «Стандартный счетчик LBA для дисковых накопителей (документ LBA1-03)» (PDF). IDEMA. 15 июня 2009 г. В архиве с оригинала 22 февраля 2016 г.. Получено 14 февраля, 2016.
  108. ^ «Как измерить эффективность хранения - Часть II - Налоги». Blogs.netapp.com. 14 августа 2009 г. Архивировано с оригинал 20 июля 2011 г.. Получено 26 апреля, 2012.
  109. ^ «Низкоуровневое форматирование». Архивировано из оригинал 4 июня 2017 г.. Получено 28 июня, 2010.
  110. ^ а б «Руководство по решениям для хранения данных» (PDF). Seagate. Октябрь 2012 г. Архивировано с оригинал (PDF) 20 июня 2013 г.. Получено 8 июня, 2013.
  111. ^ "MKxx33GSG MK1235GSL r1" (PDF). Toshiba. Архивировано из оригинал (PDF) 22 ноября 2009 г.. Получено 7 января, 2013.
  112. ^ "Объявление 650 RAMAC". 23 января 2003 г. В архиве из оригинала 5 июня 2011 г.. Получено 23 мая, 2011.
  113. ^ Малвани, Р. Б., "Технический проект дискового хранилища с модулями данных". IBM JRD, ноябрь 1974 г.
  114. ^ Введение в устройства хранения с прямым доступом IBM, М. Бол, публикация IBM SR20-4738. 1981 г.
  115. ^ Карта продуктовой линейки CDC В архиве 5 июня 2011 г. Wayback Machine, Октябрь 1974 г.
  116. ^ Служба поддержки Apple. «Как OS X и iOS сообщают о емкости хранилища». Apple, Inc. В архиве из оригинала 2 апреля 2015 г.. Получено 15 марта, 2015.
  117. ^ "df (1) - справочная страница Linux". linux.die.net. В архиве с оригинала 18 июля 2015 г.. Получено 18 июля, 2015.
  118. ^ "Western Digital урегулирует судебный процесс по поводу емкости жесткого диска, Associated Press, 28 июня 2006 г.". Fox News. 22 марта 2001 г. В архиве с оригинала 24 мая 2019 г.. Получено 24 мая, 2019.
  119. ^ 26 октября 2007 г., Фил Когар (26 октября 2007 г.). «Судебный процесс Seagate завершен, урегулирование объявлено». Bit-tech.net. В архиве из оригинала 20 марта 2012 г.. Получено 26 апреля, 2012.
  120. ^ «Western Digital - электронное письмо с уведомлением о коллективном иске». Xtremesystems.org. Получено 26 апреля, 2012.
  121. ^ «Стоимость жесткого диска за гигабайт». Backblaze. 11 июля 2017 года. В архиве с оригинала 26 мая 2019 г.. Получено 26 мая, 2019.
  122. ^ Эмерсон В. Пью, Лайл Р. Джонсон, Джон Х. Палмер Системы IBM 360 и ранние 370 MIT Press, 1991 ISBN  0-262-16123-0, стр.266.
  123. ^ Падение цен на флэшки потрясает рынок жестких дисков, EETimes Asia, 1 августа 2007 г. В архиве 1 февраля 2008 г. Wayback Machine
  124. ^ В 2008 году Samsung В архиве 16 июня 2011 г. Wayback Machine представила 1,3-дюймовый жесткий диск SpinPoint A1, но к марту 2009 года семейство было указано как Продукты с окончанием срока службы и новые 1,3-дюймовые модели не были доступны в этом размере. В архиве 11 февраля 2009 г. Wayback Machine
  125. ^ а б Кернс, Дэйв (18 апреля 2001 г.). "Как дефрагментировать". ITWorld. В архиве из оригинала 20 февраля 2010 г.. Получено 26 ноября, 2010.
  126. ^ Бройда, Рик (10 апреля 2009 г.). «Отключение дефрагментации диска может решить проблему с медленным ПК». PCWorld. В архиве из оригинала 8 ноября 2010 г.. Получено 26 ноября, 2010.
  127. ^ "Соображения скорости". Seagate. Архивировано из оригинал 10 февраля 2011 г.. Получено 22 января, 2011.
  128. ^ «ГЛОССАРИЙ ПРИВОДНЫХ И КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕРМИНОВ». Seagate. Получено 4 августа, 2018.
  129. ^ Альбрехт, Томас Р .; Арора, Хитеш; Аяноор-Витиккате, Випин; Божур, Жан-Марк; Бедау, Даниэль; Берман, Дэвид; Богданов, Алексей Л .; Шапюи, Ив-Андре; Кушен, Юлия; Добиш, Элизабет Э .; Дерк, Грегори; Хэ Гао; Гробис, Майкл; Гурни, Брюс; Хэнсон, Велдон; Хеллвиг, Олав; Хирано, Тошики; Жубер, Пьер-Оливье; Керчер, Дэн; Лилль, Джеффри; Цзувэй Лю; Мат, К. Мэтью; Обухов, Юрий; Patel, Kanaiyalal C .; Рубин, Курт; Руис, Рикардо; Шабес, Манфред; Лэй Ван; Веллер, Дитер; и другие. (2015). «Магнитная запись с битовой структурой: теория, изготовление носителей и производительность записи». IEEE Transactions on Magnetics. HGST, компания Western Digital. 51 (5): 1–42. arXiv:1503.06664. Bibcode:2015ITM .... 5197880A. Дои:10.1109 / TMAG.2015.2397880. S2CID  33974771.
  130. ^ «Коды Рида-Соломона - Введение». Архивировано из оригинал 8 июля 2011 г.
  131. ^ Мюлер, Скотт (24 февраля 2019 г.). «Аппаратная библиотека Micro House для ПК, том I: жесткие диски». Macmillan Computer Publishing. В архиве с оригинала 24 мая 2019 г.. Получено 24 мая, 2019.
  132. ^ «Дисковые накопители повышенной прочности для коммерческих бортовых компьютерных систем» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 4 мая 2012 г.
  133. ^ Грабяновский, Эд (29 мая 2009 г.). «Как восстановить потерянные данные с жесткого диска». Как это работает. С. 5–6. В архиве из оригинала 5 ноября 2012 г.. Получено 24 октября, 2012.
  134. ^ «Все, что вы знаете о дисках, неверно». Storagemojo.com. 22 февраля 2007 г. В архиве с оригинала 24 мая 2019 г.. Получено 24 мая, 2019.
  135. ^ Эдуардо Пиньейру; Вольф-Дитрих Вебер; Луис Андре Баррозу (февраль 2007 г.). «Тенденции отказов среди большого количества накопителей» (PDF). Google Inc. В архиве (PDF) из оригинала 5 января 2010 г.. Получено 26 декабря, 2011.
  136. ^ Исследование: ваш SSD более надежен, чем жесткий диск? – Оборудование Тома долгосрочный обзор надежности SSD, 2011 г., "заключительные слова"
  137. ^ а б «Данные и статистика жесткого диска». Получено 24 ноября, 2019.
  138. ^ Энтони, Себастьян. «Использование SMART для точного прогнозирования, когда жесткий диск вот-вот умрет». ExtremeTech. В архиве с оригинала 31 августа 2015 г.. Получено 25 августа, 2015.
  139. ^ «Бытовые жесткие диски столь же надежны, как и корпоративное оборудование». Альфр. В архиве с оригинала 11 сентября 2015 г.. Получено 25 августа, 2015.
  140. ^ Бич, Брайан (4 декабря 2013 г.). "Корпоративные диски: факт или вымысел?". Backblaze. В архиве с оригинала 18 августа 2015 г.. Получено 25 августа, 2015.
  141. ^ Доннелл, Дейрдра О. «Seagate представляет первые в мире жесткие диски Exos емкостью 16 ТБ и накопители IronWolf NAS». Notebookcheck.
  142. ^ «BarraCuda en BarraCuda Pro interne harde schijven | Seagate Nederland». В архиве с оригинала 6 мая 2019 г.. Получено 9 ноября, 2019.
  143. ^ «Жесткие диски MAMR емкостью 16 ТБ в 2019 году: Western Digital». В архиве с оригинала 24 мая 2019 г.. Получено 24 мая, 2019.
  144. ^ «Жесткие диски корпоративного класса по сравнению с жесткими дисками для настольных ПК» (PDF). Intel. В архиве (PDF) с оригинала 3 августа 2016 г.. Получено 25 сентября, 2013.
  145. ^ а б «Технические данные Seagate Cheetah 15K.5» (PDF). В архиве (PDF) с оригинала 28 декабря 2013 г.. Получено 19 декабря, 2013.
  146. ^ Мартин К. Петерсен (30 августа 2008 г.). «Целостность данных Linux» (PDF). Корпорация Oracle. Архивировано из оригинал (PDF) 9 января 2015 г.. Получено 23 января, 2015. Большинство дисководов используют сектора размером 512 байт. [...] Корпоративные диски (Parallel SCSI / SAS / FC) поддерживают 520/528 байтовых «толстых» секторов.
  147. ^ а б c Гэри М. Декад; Роберт Э. Фонтана младший (15 мая 2018 г.). «Десятилетний (2008-2017) ландшафт хранения LTO Tape Media, HDD, NAND» (PDF). Получено 23 ноября, 2019.
  148. ^ Шилов, Антон (3 мая 2019 г.). «По прогнозам, в 2019 году поставки жестких дисков для ПК сократятся почти на 50%». Получено 22 ноября, 2019. Согласно данным Nidec, единичные продажи жестких дисков снизились примерно на 43% с 2010 по 2018 год, с примерно 650 миллионов единиц в 2010 году до 375 миллионов единиц в 2018 году. И похоже, что в ближайшие годы продажи будут продолжать падать. Недавно Nidec пересмотрела свой прогноз отгрузки жестких дисков в сторону понижения с 356 миллионов дисков до 309 миллионов дисков в 2019 году, а в 2020 году этот показатель упадет до 290 миллионов единиц.
  149. ^ «Результаты жесткого диска 2018». Forbes. В архиве с оригинала 26 мая 2019 г.. Получено 26 мая, 2019.
  150. ^ Антон Шилов (2 марта 2016 г.). «В 2015 году поставки жестких дисков упали почти на 17%». В архиве из оригинала 7 июля 2016 г.. Получено 5 июля, 2016.
  151. ^ «Твердотельный накопитель Force Series Gen.4 PCIe MP600 2 ТБ NVMe M.2». www.corsair.com. Получено 6 марта, 2020.
  152. ^ «Обзор Intel Optane SSD серии 900P». StorageReview.com. 16 марта 2018 г. В архиве с оригинала 31 декабря 2018 г.. Получено 20 февраля, 2019.
  153. ^ а б Бьянка Шредер; Рагхав Лагисетти; Ариф Мерчант (22 февраля 2016 г.). «Надежность Flash в производстве: ожидаемое и неожиданное» (PDF). Получено 25 ноября, 2019.
  154. ^ «Вы не сможете позволить себе рекордный SSD Samsung на 30 ТБ». Bgr.com. 20 февраля 2018. В архиве с оригинала 10 апреля 2019 г.. Получено 20 февраля, 2019.
  155. ^ Автоматический выключатель. «Samsung представляет самый большой в мире SSD с колоссальным объемом памяти 30 ТБ». Грани. В архиве с оригинала 27 января 2019 г.. Получено 20 февраля, 2019.
  156. ^ "Преимущества". Данные Nimbus. В архиве с оригинала 31 декабря 2018 г.. Получено 20 февраля, 2019.
  157. ^ «Масштабируемые твердотельные накопители». Данные Nimbus. В архиве с оригинала 31 декабря 2018 г.. Получено 20 февраля, 2019.
  158. ^ «Огромный твердотельный накопитель Samsung емкостью 15 ТБ может стать вашим - примерно за 10 тысяч долларов». Computerworld. 27 июля 2016 г. В архиве с оригинала 31 декабря 2018 г.. Получено 20 февраля, 2019.
  159. ^ МакГрат, Дилан (20 февраля 2019 г.). «Toshiba заявляет о высочайшей емкости NAND». Получено 24 ноября, 2019.
  160. ^ Бедфорд, Том (4 декабря 2018 г.). «Seagate представляет самый большой и самый нелепый жесткий диск на 16 ТБ в мире». Альфр. В архиве с оригинала 24 декабря 2018 г.. Получено 24 декабря, 2018.
  161. ^ Кафлин, Том (7 июня 2016 г.). «3D NAND позволяет использовать более крупные потребительские твердотельные накопители». forbes.com. В архиве из оригинала 16 июня 2016 г.. Получено 4 июля, 2016.
  162. ^ «Обзор внешнего жесткого диска Seagate Backup Plus (8 ТБ)». storagereview.com. В архиве с оригинала 25 июля 2015 г.. Получено 20 июля, 2015.
  163. ^ https://www.storagereview.com/review/wd-my-passport-wireless-review
  164. ^ «Резервное копирование важных данных на внешний жесткий диск | Биометрический сейф | Информация и обзоры продуктов о биометрическом устройстве безопасности -». Biometricsecurityproducts.org. 26 июля 2011 г. Архивировано с оригинал 25 мая 2012 г.. Получено 26 апреля, 2012.
  165. ^ «Western Digital My Passport, 2 ТБ». hwigroup.net. Архивировано из оригинал 5 октября 2013 г.. Получено 11 января, 2014. Пример предварительно собранного внешнего жесткого диска без корпуса, который не может использоваться внутри ноутбука или настольного компьютера из-за встроенного интерфейса на его печатной плате
  166. ^ Себин Сюн (5 мая 2010 г.). «Как обойти USB-контроллер и использовать его как диск SATA». datarecoverytools.co.uk. В архиве из оригинала 15 сентября 2014 г.. Получено 11 января, 2014.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка