hdd что это такое в ноутбуке

Как выбрать диск для ноутбука, что лучше: SSD накопитель или HDD (жесткий диск)

Я к вам уже обращался насчет шума жесткого диска. В общем, шум я так и не смог убрать, и решился на покупку нового диска. Подумываю о SSD, не подскажите на каком остановиться? Или может выбрать HDD бесшумный (а то на SSD меньше места за эти же деньги).

Всем доброго времени!

Ну для начала следует определиться со своими задачами и приоритетами. Например, что важнее: шум или цена? Скорость работы или количество свободного места?

В статье я постараюсь привести самые нужные моменты, которые пригодятся при выборе диска для ноутбука. Так сказать, постараюсь в статье провести параллель, сравнить, разные накопители, их плюсы и минусы в каждом случае (будет полезно тем, кто хочет купить новый диск). Тем не менее, сам выбор оставляю, все-таки, за вами 👌.

Выбор диска для ноутбука

Виды накопителей

В современных ноутбуках встречаются несколько видов накопителей (иногда, устанавливают сразу 2, например, под систему — SSD, под документы — HDD). Немного подробнее о них ниже.

HDD (классический жесткий диск).

Самые распространенные диски на сегодняшний день. Вся информация на таком носителе содержится на магнитных дисках (пластинах), расположенных в герметичном корпусе. Магнитная головка, быстро перемещаясь по ним, считывает и записывает информацию (кстати, именно из-за нее и наблюдается легкий скрежет и шум при работе HDD).

В настоящее время по скорости HDD диски проигрывают SSD накопителям, но они существенно дешевле их. Поэтому, чаще всего прибегают к комбинированному использованию: для Windows можно купить небольшой SSD накопитель на 60-100 ГБ, а для всего остального HDD на 1-2 ТБ.

SSD (твердотельный накопитель).

SSD накопитель представляет из себя (если сказать очень грубо) «большую» флешку, поэтому у него нет движущихся частей (а значит нет шума, скрежета, они не так сильно греются, и меньше бояться встряски или удара).

Однако, у них есть серьезный недостаток: их стоимость в несколько раз выше (по крайней мере, пока)! К тому же, их ресурс использования ограничен: можно записать/стереть лишь определенное число Гигабайт.

SSHD (гибридный жесткий диск).

Этот накопитель представляет из себя жесткий магнитный диск, в которой интегрировали небольшой твердотельный накопитель.

Все данные хранятся, как и на жестком диске — на магнитных пластинах, но часто-используемая информация подгружается в спец. область (в кэш-память, в своего рода небольшой SSD) для более быстрого доступа к ней. Все это работает в автоматическом режиме, поэтому, от пользователя не нужно никаких сложных настроек или «телодвижений».

Габариты дисков

В ноутбуках используются диски 2,5 дюйма (обычно сокращенно пишут просто: 2,5″), в ПК — 3,5″ (3,5″ заметно больше, чем 2,5″). Сравнение габаритов представлено на скрине ниже.

Сравнение габаритов дисков 2,5″ и 3,5″

Здесь нужно обратить внимание на один важный момент — диски 2,5″ могут быть разными: у одного толщина 9.5 мм, а другого 5 мм (популярны также 7 мм).

Обычно, в тонких ультрабуках стоят диски 7 мм (иногда 5мм), в обычных ноутбуках — или 7 мм, или 9.5 мм. Если диск толщиной 7 мм (скорее всего) подойдет в оба эти ноутбука, то вот диск толщиной 9.5 мм — в тонкий ультрабук вы уже не вставите.

Толщины HDD 7 мм и 9.5мм

ДОПОЛНЕНИЕ!

Кстати, насчет габаритов, также стоит отметить, что сейчас начинают набирать популярность SSD M2 накопители. Представляют они из себя небольшую платку, шириной 22 мм и длиной от 40 до 80 мм. Более подробно о них можете узнать из этой статьи: https://ocomp.info/ssd-m2-kak-vyibrat-nakopitel.html

Скорость работы и интерфейс подключения

Скорость работы диска зависит от множества факторов. Один из основных — это интерфейс подключения диска к мат. плате.

Вообще, в современных ноутбуках, обычно, установлены разъемы SATA III (пропускная способность до 6 Гбит/с). В ноутбуках, выпущенных несколько лет назад, часто встречается SATA II (SATA II и SATA III взаимозаменяемы, т.е. можно диск от одного разъема подключить к другому, и будет все работать (только скорость работы снизится)).

Объем буфера памяти (кэш).

Эта память необходима HDD диску для хранения часто-используемой информации в «отдельном» месте, чтобы лишний раз не тревожить магнитные пластины. Естественно, доступ и скорость считывания с нее выше, чем с магнитных пластин. Особенно, размер кэша заметен при работе с мелкими файлами. Современные жесткие диски выпускаются с размером кэша от 8 до 128 МБ. Предпочтительно, чтобы кэш в диске был больше.

Скорость вращения шпинделя.

Кстати, диски с 5400 RPM, как правило, работают тише, чем диски с 7200 RPM, служат дольше, меньше греются. Если выбираете диск для ноутбука, я бы рекомендовал остановиться на накопителях с 5400 RPM.

Что касается скорости работы, то те же диски с 5400 RPM могут обеспечить скорость обмена данными до 100-110 Мбайт/с (что будет вполне достаточно и для работы ОС Windows, и для других игр и программ).

Что касается SSD диска.

При выборе SSD обратите внимание на скорость чтения/записи. В отличие от HDD, в характеристиках SSD диска всегда указывается максимальная скорость чтения и записи (см. пример ниже). Но, хотелось бы подчеркнуть, что указанная скорость, далеко не всегда соответствует данным на практике.

Объем

Чем больше — тем лучше, это правило работает до сих пор и для дисков. Почему-то, места никогда не бывает много, рано или поздно оно заканчивается.

100-300 ГБ — сейчас этот объем подойдет разве только офисному ПК: для ОС Windows, документов и пр. этого хватит, а вот о многом остальном придется забыть. (либо пользоваться облачными дисками).

500-2000 ГБ — самый часто-встречаемый объем жесткого диска в современном ноутбуке. Позволяет, в принципе, хранить десятки фильмов, игр, документы, фото и все, что необходимо большинству пользователей. На данный момент, один из самых универсальных вариантов.

>2000 ГБ — сейчас в продаже появляются диски более 2000 ГБ, но сразу хочу подчеркнуть, что с надежностью у них есть некоторые проблемы.

Если вам нужен на ноутбуке диск более, чем 2000 ГБ, рекомендую установить 2 диска по 2 ТБ (1 ТБ = 1000 ГБ). Сделать это можно, если вместо привода для CD/DVD дисков установить специальный слот под установку еще одного диска (такой слот можно купить в каком-нибудь китайском магазине). Кстати, у некоторых ноутбуков есть специально 2 слота под установку жестких дисков.

Прочие важные характеристики

Шум во время работы.

Любое механическое устройство при работе издает шум (да, он может быть почти не слышимым, но он есть). Поэтому, в этом плане SSD выиграет у HDD (даже несмотря на то, что сейчас есть HDD которые работают с 15 Дб шума — это практически бесшумно, например, шепот — около 25 Дб).

Здесь выигрывают пока что HDD диски у SSD. Посудите сами, сейчас в продаже есть 1,2, 3 и даже 4 ТБ HDD диски, в то время как SSD по приемлемой цене от 60 до 512 ГБ, диски более объемные — стоят уже не прилично дорого.

Скорость чтения и записи.

SSD диски в разы выигрывают у HDD дисков в этом качестве. Например, HDD диск с 5400 RPM в среднем обеспечивает скорость чтения около 100-110 Мбайт/с, а «средний» SSD диск, подключенный к этому же порту SATA III — способен обеспечить скорость до 550 Мбайт/с.

Ударостойкость (тряска, толчки и пр.).

В этом плане SSD накопители выигрывают на порядок у HDD — они более ударостойкие, т.к. в них нет механических движущихся частей (хотя, против лома — нет приема ☺, если сильно ударить — сломать можно и тот, и другой диск).

Цикл использования // время работы диска

В SSD диске срок службы зависит от количества циклов перезаписи (у каждого производителя дисков свое ограничение). Хотя, это число у современных SSD дисков довольно большое, и все же, если вы каждый день десятками Гигабайт записываете и стираете данные с накопителя, предпочтительнее выбрать HDD. Жесткий диск никак не ограничен циклами записи/перезаписи.

Хотя, сегодняшний «средний» SSD диск на 240 ГБ позволяет записать около 80000 ГБ, прежде чем будет «испорчен». Если вы в среднем за день — будете записывать на него 20-30 ГБ, то вам его хватит лет на 6-8! За это время, он устареет просто морально.

В этом плане SSD выигрывает у HDD.

Возможность восстановить данные при поломке.

Правда стоит отметить, что SSD диск по своей технологии устроен так, что как на него будет записано макс. возможное количество информации, он должен продолжать работать: с него можно будет все считать, но нельзя ничего записать (то бишь, что с диском что-то не так, вы узнаете сразу и сможете сделать бэкап). Поэтому, совсем «умирают» SSD не так уж и часто.

На этом всё, дополнения в комментариях — приветствуются.

Источник

Анатомия накопителей: жёсткие диски

Он магнитный. Он электрический. Он фотонный. Нет, это не новое супергеройское трио из вселенной Marvel. Речь идёт о хранении наших драгоценных цифровых данных. Нам нужно где-то их хранить, надёжно и стабильно, чтобы мы могли иметь к ним доступ и изменять за мгновение ока. Забудьте о Железном человеке и Торе — мы говорим о жёстких дисках!

Итак, давайте погрузимся в изучении анатомии устройств, которые мы сегодня используем для хранения миллиардов битов данных.

You spin me right round, baby

Механический накопитель на жёстких дисках (hard disk drive, HDD) был стандартом систем хранения для компьютеров по всему миру в течение более 30 лет, но лежащие в его основе технологии намного старше.

Первый коммерческий HDD компания IBM выпустила в 1956 году, его ёмкость составляла аж 3,75 МБ. И в целом, за все эти годы общая структура накопителя не сильно изменилась. В нём по-прежнему есть диски, которые используют для хранения данных намагниченность, и есть устройства для чтения/записи этих данных. Изменился же, и очень сильно, объём данных, который можно на них хранить.

В 1987 году можно было купить HDD на 20 МБ примерно за 350 долларов; сегодня за такие же деньги можно купить 14 ТБ: в 700 000 раз больший объём.

Мы рассмотрим устройство не совсем такого размера, но тоже достойное по современным меркам: 3,5-дюймовый HDD Seagate Barracuda 3 TB, в частности, модель ST3000DM001, печально известную своим высоким процентом сбоев и вызванных этим юридических процессов. Изучаемый нами накопитель уже мёртв, поэтому это будет больше похоже на аутопсию, чем на урок анатомии.

Основную массу жёсткого диска составляет литой металл. Силы внутри устройства при активном использовании могут быть довольно серьёзными, поэтому толстый металл препятствует изгибанию и вибрациям корпуса. Даже в крошечных 1,8-дюймовых HDD в качестве материала корпуса используются металл, однако обычно они делаются не из стали, а из алюминия, потому что должны быть как можно более лёгкими.

Перевернув накопитель, мы видим печатную плату и несколько разъёмов. Разъём в верхней части платы используется для двигателя, вращающего диски, а нижние три (слева направо) — это контакты под перемычки, позволяющие настраивать накопитель под определённые конфигурации, разъём данных SATA (Serial ATA) и разъём питания SATA.

Serial ATA впервые появился в 2000 году. В настольных компьютерах это стандартная система, используемая для подключения приводов к остальной части компьютера. Спецификация формата претерпела множество ревизий, и сейчас мы пользуемся версией 3.4. Наш труп жёсткого диска имеет более старую версию, но различие заключается только в одном контакте в разъёме питания.

В подключениях передачи данных для приёма и получения данных используется дифференцированный сигнал: контакты A+ и A- используются для передачи инструкций и данных в жёсткий диск, а контакты B — для получения этих сигналов. Подобное использование спаренных проводников значительно снижает влияние на сигнал электрического шума, то есть устройство может работать быстрее.

Если говорить о питании, то мы видим, что в разъёме есть по паре контактов каждого напряжения (+3.3, +5 и +12V); однако большинство из них не используется, потому что HDD не требуется много питания. Эта конкретная модель Seagate при активной нагрузке использует менее 10 Вт. Контакты, помеченные как PC, используются для precharge: эта функция позволяет вытаскивать и подключать жёсткий диск, пока компьютер продолжает работать (это называется горячей заменой (hot swapping)).

Контакт с меткой PWDIS позволяет удалённо перезагружать (remote reset) жёсткий диск, но эта функция поддерживается только с версии SATA 3.3, поэтому в моём диске это просто ещё одна линия питания +3.3V. А последний контакт, помеченный как SSU, просто сообщает компьютеру, поддерживает ли жёсткий диск технологию последовательной раскрутки шпинделей staggered spin up.

Перед тем, как компьютер сможет их использовать, диски внутри устройства (которые мы скоро увидим), должны раскрутиться до полной скорости. Но если в машине установлено много жёстких дисков, то внезапный одновременный запрос питания может навредить системе. Постепенная раскрутка шпинделей полностью устраняет возможность таких проблем, но при этом перед получением полного доступа к HDD придётся подождать несколько секунд.

Сняв печатную плату, можно увидеть, как она соединяется с компонентами внутри устройства. HDD не герметичны, за исключением устройств с очень большими ёмкостями — в них вместо воздуха используется гелий, потому что он намного менее плотный и создаёт меньше проблем в накопителях с большим количеством дисков. С другой стороны, не стоит и подвергать обычные накопители открытому воздействию окружающей среды.

Благодаря использованию таких разъёмов минимизируется количество входных точек, через которые внутрь накопителя могут попасть грязь и пыль; в металлическом корпусе есть отверстие (большая белая точка в левом нижнем углу изображения), позволяющее сохранять внутри давление окружающей среды.

Теперь, когда печатная плата снята, давайте посмотрим, что находится внутри. Тут есть четыре основных чипа:

Открыть накопитель просто, достаточно открутить несколько болтов Torx и вуаля! Мы внутри…

Учитывая, что он занимает основную часть устройства, наше внимание сразу привлекает большой металлический круг; несложно понять, почему накопители называются дисковыми. Правильно их называть пластинами; они изготавливаются из стекла или алюминия и покрываются несколькими слоями различных материалов. Этот накопитель на 3 ТБ имеет три пластины, то есть на каждой стороне одной пластины должно храниться 500 ГБ.

Изображение довольно пыльное, такие грязные пластины не соответствуют точности проектирования и производства, необходимого для их изготовления. В нашем примере HDD сам алюминиевый диск имеет толщину 0,04 дюйма (1 мм), но отполирован до такой степени, что средняя высота отклонений на поверхности меньше 0,000001 дюйма (примерно 30 нм).

Базовый слой имеет глубину всего 0,0004 дюйма (10 микронов) и состоит из нескольких слоёв материалов, нанесённых на металл. Нанесение выполняется при помощи химического никелирования с последующим вакуумным напылением, подготавливающих диск для основных магнитных материалов, используемых для хранения цифровых данных.

Этот материал обычно является сложным кобальтовым сплавом и составлен из концентрических кругов, каждый из которых примерно 0,00001 дюйма (примерно 250 нм) в ширину и 0,000001 дюйма (25 нм) в глубину. На микроуровне сплавы металлов образуют зёрна, похожие на мыльные пузыри на поверхности воды.

Каждое зерно обладает собственным магнитным полем, но его можно преобразовать в заданном направлении. Группирование таких полей приводит к возникновению битов данных (0 и 1). Если вы хотите подробнее узнать об этой теме, то прочитайте этот документ Йельского университета. Последними покрытиями становятся слой углерода для защиты, а потом полимер для снижения контактного трения. Вместе их толщина составляет не больше 0,0000005 дюйма (12 нм).

Скоро мы увидим, почему пластины должны изготавливаться с такими строгими допусками, но всё-таки удивительно осознавать, что всего за 15 долларов можно стать гордым владельцем устройства, изготовленного с нанометровой точностью!

Однако давайте снова вернёмся к самому HDD и посмотрим, что же в нём есть ещё.

Жёлтым цветом показана металлическая крышка, надёжно крепящая пластину к электродвигателю привода шпинделя — электроприводу, вращающему диски. В этом HDD они вращаются с частотой 7200 rpm (оборотов/мин), но в других моделях могут работать медленнее. Медленные накопители имеют пониженный шум и энергопотребление, но и меньшую скорость, а более быстрые накопители могут достигать скорости 15 000 rpm.

Чтобы снизить урон, наносимый пылью и влагой воздуха, используется фильтр рециркуляции (зелёный квадрат), собирающий мелкие частицы и удерживающий их внутри. Воздух, перемещаемый вращением пластин, обеспечивает постоянный поток через фильтр. Над дисками и рядом с фильтром есть один из трёх разделителей пластин: помогающих снижать вибрации и поддерживать как можно более равномерный поток воздуха.

В левой верхней части изображения синим квадратом указан один из двух постоянных стержневых магнитов. Они обеспечивают магнитное поле, необходимое для перемещения компонента, указанного красным цветом. Давайте отделим эти детали, чтобы видеть их лучше.

То, что выглядит как белый пластырь — это ещё один фильтр, только он очищает частицы и газы, попадающие снаружи через отверстие, которое мы видели выше. Металлические шипы — это рычаги перемещения головок, на которых находятся головки чтения-записи жёсткого диска. Они с огромной скоростью движутся по поверхности пластин (верхней и нижней).

Посмотрите это видео, созданное The Slow Mo Guys, чтобы увидеть, насколько они быстрые:

В конструкции не используется чего-то вроде шагового электродвигателя; для перемещения рычагов по соленоиду в основании рычагов проводится электрический ток.

Обобщённо их называют звуковыми катушками, потому что они используют тот же принцип, который применяется в динамиках и микрофонах для перемещения мембран. Ток генерирует вокруг них магнитное поле, которое реагирует на поле, созданное стержневыми постоянными магнитами.

Не забывайте, что дорожки данных крошечны, поэтому позиционирование рычагов должно быть чрезвычайно точным, как и всё остальное в накопителе. У некоторых жёстких дисков есть многоступенчатые рычаги, которые вносят небольшие изменения в направление только одной части целого рычага.

В некоторых жёстких дисках дорожки данных накладываются друг на друга. Эта технология называется черепичной магнитной записью (shingled magnetic recording), и её требования к точности и позиционированию (то есть к попаданию постоянно в одну точку) ещё строже.

На самом конце рычагов есть очень чувствительные головки чтения-записи. В нашем HDD содержится 3 пластины и 6 головок, и каждая из них плавает над диском при его вращении. Для этого головки подвешены на сверхтонких полосках металла.

И здесь мы можем увидеть, почему умер наш анатомический образец — по крайней мере одна из головок разболталась, и что бы ни вызвало изначальный повреждение, оно также погнуло один из рычагов. Весь компонент головки настолько мал, что, как видно ниже, очень сложно получить её качественный снимок обычной камерой.

Однако мы можем разобрать отдельные части. Серый блок — это специально изготовленная деталь под названием «слайдер»: когда диск вращается под ним, поток воздуха создаёт подъёмную силу, поднимая головку от поверхности. И когда мы говорим «поднимает», то имеем в виду зазор шириной всего 0,0000002 дюйма или меньше 5 нм.

Чуть дальше, и головки не смогут распознавать изменения магнитных полей дорожки; если бы головки лежали на поверхности, то просто поцарапали бы покрытие. Именно поэтому нужно фильтровать воздух внутри корпуса накопителя: пыль и влага на поверхности диска просто сломают головки.

Крошечный металлический «шест» на конце головки помогает с общей аэродинамикой. Однако чтобы увидеть части, выполняющие чтение и запись, нам нужна фотография получше.

На этом изображении другого жёсткого диска устройства чтения и записи находятся под всеми электрическими соединениями. Запись выполняется системой тонкоплёночной индуктивности (thin film induction, TFI), а чтение — туннельным магнеторезистивным устройством (tunneling magnetoresistive device, TMR).

Создаваемые TMR сигналы очень слабы и перед отправкой должны проходить через усилитель для повышения уровней. Отвечающий за это чип находится рядом с основанием рычагов на изображении ниже.

Как сказано во введении к статье, механические компоненты и принцип работы жёсткого диска почти не изменились за многие годы. Больше всего совершенствовалась технология магнитных дорожек и головок чтения-записи, создавая всё более узкие и плотные дорожки, что в конечном итоге приводило к увеличению объёма хранимой информации.

Однако механические жёсткие диски имеют очевидные ограничения скорости. На перемещение рычагов в нужное положение требуется время, а если данные разбросаны по разным дорожкам на различных пластинах, то на поиски битов накопитель будет тратить довольно много микросекунд.

Прежде чем переходить к другому типу накопителей, давайте укажем ориентировочные показатели скорости типичного HDD. Мы использовали бенчмарк CrystalDiskMark для оценки жёсткого диска WD 3.5″ 5400 RPM 2 TB:

В первых двух строчках указано количество МБ в секунду при выполнении последовательных (длинный, непрерывный список) и случайных (переходы по всему накопителю) чтения и записи. В следующей строке показано значение IOPS, то есть количество операций ввода-вывода, выполняемых каждую секунду. В последней строке показана средняя задержка (время в микросекундах) между передачей операции чтения или записи и получением значений данных.

В общем случае мы стремимся к тому, чтобы значения в первых трёх строчках были как можно больше, а в последней строчке — как можно меньше. Не беспокойтесь о самих числах, мы просто используем их для сравнения, когда будем рассматривать другой тип накопителя: твердотельный накопитель.

Источник