Artigo sobre Hard Disk Drives

O interior de um disco rígido que indica a cabeça de leitura/gravação que viaja sobre os pratos.

Um disco rígido (ou HD) é um dispositivo de armazenamento de dados permanente que armazena dados em uma superfície magnética mergulhada em pratos do disco rígido.

Mecânica e Magnetismo

Vistas superiores e inferiores de um HD Digital Western WD400 3.5 " :

O interior de um disco rígido com o platter (disco) removido. Abaixo o braço de leitura/gravação. No meio os eletroímãs do motor do platter podem ser vistos.

Um disco rígido usa pratos girando (discos) para armazenar dados. Cada platter tem uma superfície magnética lisa em que os dados digitais são armazenados. A informação é escrita ao disco aplicando um campo magnetico de uma cabeça de leitura/gravação que voa muito próximo sobre a superfície magnética. O meio magnético (película) na superfície de disco muda sua magnetização nos pontos microscópicos (bits) devido à cabeça escreve o campo. A informação pode ser também lida de volta (SR.) por um sensor magnetoresistivo que seja parte da mesma estrutura principal na extremidade arrastando do slider do vôo. O sensor lido detecta o fluxo magnético emanating das transições do bocado que passam debaixo dele através de uma mudança pequena da resistência elétrica do SR. o sensor.

Um projeto típico da movimentação de disco rígido consiste em um eixo em que os pratos giram em um RPM constante. Estão movendo-se ao longo e entre dos pratos em um braço comum as cabeças de leitura/gravação, com uma cabeça para cada superfície do platter. O braço de atuador move as cabeças em um arco (aproximadamente radial) através dos pratos enquanto giram, permitindo que cada cabeça alcance quase a superfície inteira do platter.

O controle associado da eletrônica o movimento do atuador e a rotação do disco, e executa lê e escreve na demanda do controlador de disco. O firmware moderno da movimentação é capaz de programar lê e escreve eficientemente nas superfícies de disco e nos setores remapping do disco que falharam.

Também, a maioria movimentação dura e de vendedores principais do cartão-matriz suportam agora o self-monitoring, a análise, e o relatório da tecnologia (S.M.A.R.T.), por que as falhas impending podem ser preditas, permitindo que o usuário seja alertado para impedir a perda dos dados.

O cerco na maior parte selado protege os internals da movimentação da poeira, da condensação, e das outras fontes da contaminação. As cabeças de leitura/gravação de disco rígido voam em um rolamento de ar que seja um coxim de nanômetros do ar somente acima da superfície de disco. A superfície de disco e o ambiente interno da movimentação devem conseqüentemente ser mantidos immaculate para impedir os danos das impressões digitais, cabelo, poeira, partículas do fumo, etc., dados a abertura submicroscopic entre as cabeças e o disco.

O sistema confia na pressão de ar dentro da movimentação suportar as cabeças em sua altura apropriada do vôo quando o disco estiver no movimento. Uma movimentação de disco rígido requer alguma escala de pressões de ar a fim operar-se corretamente. A conexão ao ambiente externo e a pressão ocorrem através de um orifício pequeno no cerco, caracterizando geralmente também um filtro do carbono no interior (o filtro do respiradouro, vê abaixo). Se a pressão de ar for demasiado baixa, não haverá bastante elevador para a cabeça de vôo, a cabeça não estará na altura apropriada, e há um risco dos ruídos elétricos e da perda principais dos dados. As movimentações seladas e pressurizadas especialmente manufactured são needed para a operação de confiança da elevado-altura, acima de aproximadamente 10.000 pés. Isto não se aplica aos cercos pressurizados, como uma cabine pressurizada avião. As movimentações modernas incluem sensores de temperatura e ajustam sua operação ao ambiente operando-se.

Detalhe de uma cabeça do disco rígido suspendida acima do platter do disco junto com sua imagem do espelho na superfície lisa do platter magnético.

A umidade muito elevada por períodos prolongados pode causar o desgaste acelerado das cabeças e de discos da movimentação pela corrosão. Se os usos da movimentação “contatarem a tecnologia do começo/batente” (CSS) para estacionar suas cabeças no disco ao não se operar, umidade aumentada puderem também conduzir ao stiction aumentado (a tendência para as cabeças à vara à superfície de disco). Isto pode causar os danos físicos ao motor do disco e do eixo e pode também conduzir ao ruído elétrico principal. Os furos do respiradouro podem ser vistos em todo o — que das movimentações têm geralmente uma etiqueta de advertência ao lado deles, informando o usuário para não cobrir os furos. O ar dentro da movimentação operando-se está movendo-se constantemente demasiado, sendo varrido no movimento pela fricção com os pratos girando do disco. Este ar passa através de um filtro interno para remover todos os contaminadores restantes da manufatura, quaisquer partículas ou produtos químicos que puderem de algum modo ter incorporado a movimentação, e todas as partículas ou outgassing geradas internamente na operação normal.

devido ao afastamento extremamente próximo entre as cabeças e a superfície de disco, toda a contaminação das cabeças de leitura/gravação ou pratos do disco pode conduzir a um — principal do ruído elétrico a uma falha do disco em que a cabeça raspa através da superfície do platter, frequentemente moer afastado a película magnética fina. Para Magnetoresistive gigante (GMR) dirigem no detalhe, um ruído elétrico principal menor da contaminação (que não remove a superfície magnética do disco) acalmará o resultado no superaquecimento temporariamente da cabeça, devido à fricção com a superfície de disco, e pode render os dados ilegíveis por um período curto até que a temperatura principal se estabilize (assim que - “asperity térmico chamado,” um problema que possa parcialmente ser tratado de filtrar eletrônico apropriado do sinal lido). Os ruídos elétricos da cabeça podem ser causados pela falha eletrônica, uma falha de poder repentina, choque físico, desgaste e rasgo, corrosão, ou discos e as cabeças mal manufaturados. Em a maioria de movimentações do desktop e do usuário, ao powering para baixo, as cabeças são movidas para uma zona da aterragem, uma área do disco geralmente perto de seu diâmetro interno (ID), onde nenhum dados é armazenado. Esta área é chamada a zona do CSS (começo/batente do contato). Entretanto, especial em modelos velhos, os interruptions repentinos do poder ou uma falha da fonte de alimentação podem às vezes resultar na movimentação que fecha para baixo com as cabeças na zona dos dados, que aumenta o risco da perda dos dados. No fato, usou-se ser procedimento “para estacionar” a movimentação dura antes de fechar abaixo seu computador. Umas movimentações mais novas são projetadas tais que um ou outro uma mola (no início) e a inércia rotatória nos pratos é usada então estacionar com segurança as cabeças no exemplo de perda de poder inesperada.

A IBM ao redor 1995 abriu caminho uma tecnologia onde a zona da aterragem fosse feita por um processo do laser da precisão (textura da zona do laser = LZT) que produz uma disposição de liso nanômetro-escalasse “colisões” na zona da aterragem do ID, assim vastamente melhorando o desempenho do stiction e do desgaste. Esta tecnologia está ainda extensamente no uso hoje (2006). Alguns anos após LZT, inicialmente para aplicações móveis (isto é laptop etc.), e mais tarde também para o outro HDD datilografam, “cabeça introduzida IBM que descarrega” a tecnologia, onde as cabeças são desprendidas dos pratos em “rampas plásticas” perto da borda de disco exterior, assim eliminando o risco do stiction completamente e extremamente melhorando o desempenho inoperante de choque. Todos os fabricantes de HDD usam estas duas tecnologias a este dia. Ambos têm uma lista das vantagens e dos inconvenientes nos termos da perda do espaço de armazenamento, da dificuldade relativa do controle da tolerância mecânica, do custo da execução, etc.

Microfotografia de uma cabeça do disco rígido. O tamanho da cara dianteira (que é “a cara arrastando” do slider) é aproximadamente 0.3 milímetros de × 1.0 milímetros. A cara inferior (nao visível) do slider é aproximadamente 1.0 milímetros de × 1.25 milímetros (assim que - tamanho chamado do “nano”) e caras o disco. Uma porção funcional da cabeça é a estrutura redonda, alaranjada no meio - a bobina de cobre lithographically definida do transdutor da escrita. Anote também as conexões elétricas pelos fios ligados às almofadas ouro-chapeadas.

A IBM criou uma tecnologia para sua linha de Thinkpad dos computadores de laptop chamados o sistema de proteção ativo. Quando um movimento repentino, afiado é detectado pelo sensor de movimento interno no Thinkpad, as cabeças internas do disco rígido descarregam-se automaticamente na zona do estacionamento para reduzir o risco de toda a perda ou riscos potenciais dos dados feita. Apple mais tarde utilizou também esta tecnologia em sua linha de Powerbook (e MacBook), sabida como o sensor de movimento repentino.

A tensão da mola da montagem principal empurra constantemente as cabeças para o disco. Quando o disco girar, as cabeças são suportadas por um rolamento de ar e não experimentam nenhum contato ou desgaste físico. Em movimentações do CSS os sliders que carregam os sensores principais (frequentemente também cabeças chamadas justas) são projetados sobreviver confiantemente um número aterragens e de decolagens da superfície de disco, para desgastar e rasgar though nestes componentes microscópicos fazem exame eventualmente de seu pedágio. A maioria de fabricantes projetam os sliders sobreviver 50.000 ciclos do contato antes que a possibilidade dos danos na partida se levante acima de 50%. Entretanto, a taxa da deterioração não é linear—when uma movimentação é mais nova e tem poucos ciclos start-stop, ele tem uma possibilidade melhor de sobreviver a partida seguinte do que mais velha, movimentação da elevado-milhagem (enquanto a cabeça arrasta literalmente ao longo da superfície da movimentação até que o rolamento de ar esteja estabelecido). Por exemplo, as séries de Maxtor DiamondMax de movimentações duras desktop são avaliadas a 50.000 ciclos start-stop. Isto significa que nenhuma falha atribuída à relação do cabeça-disco estêve vista antes pelo menos de 50.000 ciclos start-stop durante testar.

Usar pratos rígidos e selar a unidade permitem umas tolerâncias muito mais apertadas do que em um de disco flexível. Conseqüentemente, os discos duros podem armazenar muito mais dados do que de disco flexível e alcançam-na e transmitem-n mais rapidamente. Em 2006, um disco rígido da estação de trabalho típica pôde armazenar entre 80 GB e 500 GB dos dados, girar em 7.200 a 10.000 RPM, e ter uma taxa de transferência seqüencial dos meios sobre de 50 MB/S. As movimentações duras as mais rápidas da estação de trabalho e do usuário giram em 15.000 RPM, e podem conseguir velocidades seqüenciais de transferência dos meios até e além do caderno que de 80 MB/S. as movimentações duras, que são fisicamente menores do que suas contrapartes desktop, tendem a ser mais lentas e ter menos capacidade. A maioria giram em somente 4.200 RPM ou em 5.400 RPM, visto que os modelos superiores os mais novos giram em 7.200 RPM.

Um disco rígido da IBM, circa 2002, com a tampa do metal removida. Os pratos são altamente reflexivos.

Os pratos são feitos de um material non-magnetic, geralmente de vidro ou de alumínio, e revestidos em ambos os lados com uma camada fina de material magnético. Umas movimentações mais velhas usaram o óxido do ferro (III), mas as movimentações atuais usam uma película fina de uma liga cobalt-baseada, aplicada sputtering.

A superfície magnética na movimentação dura é dividida em regiões magnéticas secundário-micrometre-feitas sob medida pequenas, cada qual é usada representar uma única unidade binária da informação. Cada uma destas regiões magnéticas é subdividida mais mais em algumas cem grões magnéticas. Cada grão é considerada ser um único domínio magnético. Cada grão será assim um dipole magnético que aponte em um determinado sentido, criando um magnetic field em torno dela. Todas as grões em uma região magnética esperam-se apontar no mesmo sentido, de modo que a região magnética ao todo tenha também um momento de dipole magnético e um magnetic field associado. [1]

A superfície magnética e como se opera. Neste caso os dados binários codificaram usando a modulação da freqüência.

Os dados são codificados com a mudança na magnetização em um limite da região, melhor que o sentido da magnetização de uma região. Se a magnetização inverter entre dois domínios magnéticos, esta significa um estado, quando nenhuma mudança na magnetização significar o outro estado. Para várias razões, os dados binários reais são codificados usando seqüências consecutivas destes dois estados possíveis, melhor que os estados eles mesmos. A maioria de movimentações duras usam um formulário do coding limitado comprimento funcionado, por exemplo. Em um limite aonde a magnetização inverta, as linhas magnéticas serão densas e perpendicular ao meio. A cabeça lida é projetada detectar estas mudanças.

Em umas movimentações duras mais velhas, a cabeça lida era geralmente um indutor pequeno, enchido frequentemente com um material paramagnético a fim realçar o sinal. Enquanto passa sobre um limite com uma reversão da magnetização, a cabeça lida experimenta o fluxo magnético, que é convertido pelo indutor em uma corrente elétrica. As movimentações duras modernas têm geralmente uma cabeça lida que empregue o efeito Magnetoresistive gigante, que faz com que a resistência de determinados materiais mude em resposta a um magnetic field forte. Porque este tipo de cabeça lida passa sobre um limite com uma reversão da magnetização, o magnetic field forte causará sua resistência à mudança em uma maneira detectável. [2]

Comparação da largura da transição causada por Neel Ponto em meios contínuos e em meios granular, em um limite entre duas regiões magnéticas da magnetização oposta

Uma razão que as grões magnéticas são usadas ao contrário de um meio magnético contínuo é que reduzem o espaço necessitado para uma região magnética. Em materiais magnéticos contínuos, as formações chamadas pontos de Neel tendem a aparecer. Estes são pontos da magnetização oposta, e dão forma para a mesma razão que os ímãs de barra tenderão a se alinhar em sentidos opostos. Estes causam problemas porque os pontos cancelam cada um - outro magnetic field para fora, de modo que em limites da região, a transição de uma magnetização à outra aconteça sobre o comprimento dos pontos de Neel. Isto é chamado a largura da transição. As grões ajudam resolver este problema porque cada grão é um único domínio magnético. Isto significa que os domínios magnéticos não podem crescer ou encolher para dar forma a pontos, e conseqüentemente a largura da transição estará na ordem do diâmetro das grões. Assim, muito do desenvolvimento em movimentações duras estêve na redução do tamanho de grão. [1]

Acessos e Interfaces

Os discos duros são alcançados geralmente sobre uma de um número de tipos da barra-ônibus, including ATA (IDE, EIDE), de ATA, de SCSI, do SAS, de IEEE 1394, do USB, e da canaleta de série da fibra.

Para trás nos dias da relação ST-506, o esquema codificando dos dados era também importante. O encoding modificado usado primeiros discos da modulação da freqüência ST-506 (MFM) (que é usado ainda “no MB 1.44 comum” (MIB 1.4) disco flexível de 3.5 polegadas), e dados transferidos em uma taxa de 5 megabits por o segundo. Mais tarde sobre, os controladores que usam um encoding de 2.7 RLL (ou apenas “RLL”) aumentaram a taxa de transferência pela metade, a 7.5 megabits por o segundo; aumentou também a capacidade da movimentação pela metade.

Muitas movimentações de relação ST-506 foram certificadas somente pelo fabricante para funcionar na taxa de dados mais baixa de MFM, quando outros modelos (versões geralmente mais caras da mesma movimentação básica) foram certificados para funcionar na taxa de dados mais elevada de RLL. Em alguns casos, a movimentação estava overengineered apenas bastante para permitir que o modelo MFM-certificado funcione na taxa de dados mais rápida; entretanto, isto era frequentemente unreliable e não foi recomendado. (Uma movimentação RLL-certificada poderia funcionar em um controlador de MFM, mas com 1/3 menos capacidade e velocidade de dados.)

A relação de disco pequeno realçado (ESDI) suportou também taxas de dados múltiplas (as movimentações de ESDI usaram sempre 2.7 RLL, mas em 10, 15 ou 20 megabits por o segundo), mas esta foi negociada geralmente automaticamente pela movimentação e pelo controlador; na maioria das vezes, entretanto, as movimentações de 15 ou 20 megabit ESDI não eram compatíveis descendente (uma movimentação de isto é 15 ou 20 megabit não funcionaria em um controlador de 10 megabit). As movimentações de ESDI tiveram tipicamente também as ligações em ponte para ajustar o número dos setores por o tamanho da trilha e (em alguns casos) do setor.

SCSI teve originalmente apenas uma velocidade, 5 megahertz (para uma taxa de dados máxima de 5 megabytes por o segundo), mas este foi aumentado mais tarde dramàtica. A velocidade da barra-ônibus de SCSI não teve nenhum rolamento na velocidade interna da movimentação por causa de proteger entre a barra-ônibus de SCSI e a barra-ônibus de dados interna da movimentação; entretanto, muitos cedo dirigem tiveram amortecedores muito pequenos, e assim tiveram que reformatted a uma intercalação diferente (apenas como as movimentações ST-506) quando usados em computadores lentos, tais como compatibles do PC da IBM e Apple adiantados Macintoshes.

As movimentações de ATA não tiveram tipicamente nenhum problema com a taxa da intercalação ou de dados, devido a seu projeto do controlador, mas muitas modelos adiantados eram incompatíveis um com o otro e não podiam funcionar em um mestre/instalação slave (duas movimentações no mesmo cabo). Isto foi remediado na maior parte pelos mid-1990s, quando a especificação de ATA foi estandardizada e os detalhes começaram a ser limpados acima, mas causa ainda problemas ocasionalmente (especial com dispositivos movimentações do CD-ROM e do DVD-ROM, e ao misturar Ultra do acesso direto da memória e do non-UDMA).

ATA de série elimina instalações mestras/slave inteiramente, colocando cada movimentação em sua própria canaleta (com seu próprio jogo de portos de I/O) preferivelmente.

O FireWire/discos duros de IEEE 1394 e de USB (1.0/2.0) são unidades externas que contêm geralmente ATA ou SCSI dirige com portos na parte traseira permitindo a expansão e a mobilidade muito simples e eficazes. A maioria FireWire/IEEE 1394 modelos pode a interligado a fim continuar adicionando peripherals sem reque os portos adicionais no computador próprios.

Outras características

Capacidade (medida nos gigabytes)

O tamanho físico (polegadas) quase todos os discos duros é hoje dos 3.5 " ou de 2.5 " variedades, usado nos desktops e nos laptops, respectivamente. 2.5 " movimentações são geralmente mais lentos e têm menos capacidade mas usam menos poder e são mais tolerantes do movimento. Um tamanho cada vez mais comum é os 1.8 " as movimentações usadas nos jogadores MP3 e nos subnotebooks portáteis, que têm o consumo de potência muito baixo e são altamente shock-resistant. Adicionalmente, há o 1 " fator do formulário projetado caber as dimensões do tipo II dos CF, que é usado geralmente como o armazenamento para dispositivos portáteis tais como os jogadores mp3 e câmeras digitais. 1 " era uma ligação do fator do formulário de de facto por Microdrive da IBM, mas é chamado agora genèrica 1 " devido a outros fabricantes produzindo produtos similares. Há também uns 0.85 " fator do formulário produzido por Toshiba para o uso em telefones móveis e em aplicações similares. As designações do tamanho podem ser ligeiramente desconcertantes, por exemplo uns 3.5 " movimentação de disco têm um caso que seja 4 " largamente. Além disso, os discos duros da usuário-classe vêm também em 3.5 " e em 2.5 " fatores do formulário.

Confiabilidade: O tempo médio entre movimentações das falhas (MTBF) SATA 1.0 suporta velocidades até 10.000 RPM e o tempo médio entre a falha (MTBF) nivela até 1 milhão horas sob um eight-hour, ciclo do baixo-dever. As movimentações da canaleta da fibra (FC) suportam até 15.000 RPM e um MTBF de 1.4 milhão horas sob um ciclo de dever de 24 horas.

O número de operações de I/O por discos modernos do segundo pode executar ao redor 50 OPS aleatórios ou 100 seqüenciais

Consumo de potência (especial importante em laptops battery-powered)

ruído audível (em DBA, embora muitos o relatem ainda nos bels, não decibels)

G-choque a avaliação (surprisingly altamente em movimentações modernas)

Zona interna de taxa de transferência: de 44.2 MB/s a 74.5 MB/s

Zona exterior: de 74.0 MB/s a 111.4 MB/s

Tempo de acesso aleatório: 5 ms a 15 ms

Modos de Endereçamento

Há duas maneiras especificar a posição de um bloco dos dados na movimentação.

Um é pelo endereço lógico LBA do bloco, de que faz realmente fácil de calcular como mover “300 blocos ao longo” - adicione apenas 300. O outro é meaning “cilindro de “CHS”, cabeça, setor”.

A modalidade dirigindo-se exata empregada em qualquer camada do sistema é geralmente sem importância, basta-o dizer o seguinte uso LBA dos sistemas operando-se no nível de sistema de lima:

Unix (Unix ou por algum outro marca registrada ou nome… por exemplo Solaris, SunOS, SCO, FreeBSD, SYSV, ou algum outro Unix)

MS-DOS (tudo)

Microsoft Windows (tudo)

Para contrastar, os sistemas operando-se sabidos para usar dirigir-se de CHS são DOS de Apple II e ProDOS, mas aqueles são sistemas de disco flexível da operação.

Entretanto, no PC da IBM, o BIOS usou o sistema dirigindo-se de CHS.

Os sistemas operando-se somente são projetados também e testados com movimentações duras feitas sob medida disponíveis, e o aumento enorme no tamanho de movimentações duras significa que a abilidade se operando dos sytems de segurar movimentações grandes está testada também.

Houve umas limitações particulares em vários sistemas PC-compatíveis que não puderam “vêem” todas as movimentações duras grandes (meaning “grande” maior do que estava disponível quando o BIOS do computador e o sistema se operando foram programados).

Método de endereçamento da IBM

CHS (cilindro, cabeça, setor) descreve o espaço de disco nos termos de suas dimensões físicas, dados-sábios; este é a maneira tradicional de alcançar um disco na ferragem compatível do PC da IBM, e quando trabalhar bem para os discos flexíveis (para quais estêve projetado originalmente) e discos duros pequenos, ele causou problemas quando os discos começaram exceder os limites do projeto do bios dos PCes CHS.

Nota: Microsoft projetou sua tabela da divisória armazenar endereços de CHS e de LBA, e usar endereços de LBA somente. Por essa maneira, Microsoft não impõe limitações do sistema dirigindo-se de CHS dentro de qualquer maneira.

Quando o MIB de 504 das movimentações maior começou a aparecer nos mid-1990s, muitos bios do sistema tiveram problemas que comunicam-se com eles, requerendo melhoramentos do BIOS de LBA ou o software especial do excitador trabalhar corretamente. Este limite de CHS para a família do PC da IBM era os 1024 cilindros, 16 cabeças e limite de 63 setores. Em uma movimentação com 512 setores do byte, isto vem a MIB 504 (528 megabytes). Este limite ocorre ao reque o endereço do bios CHS seja o mesmos que usado pela relação do IDE. A combinação do limite 16 principal da relação do IDE, e o limite do cilindro 1024 e dos 63 setores do BIOS significaram que a geometria estêve limitada a 1024 cilindros, 16 cabeças e 63 setores, que para 512 bytes por o setor significa 504 megabytes.

A solução era modificar - ou diretamente, ou carregando o software da compatibilidade tal como do “o gerente de disco ontrack” - o bios para permitir que “a geometria da movimentação dura” (nos termos de CHS) seja traduzida, assim o bios relata que a movimentação teve um arranjo de CHS ao sistema se operando (o ósmio CHS), e faz exame de comandos do sistema operando-se baseado no ósmio CHS, mas de comandos das edições às bases da movimentação em um outro arranjo de CHS. E assim deve traduzir entre os dois geometries diferentes.

A maneira a mais simples fazer esta tradução era fazer a especificação do ósmio CHS era aumentar o número das cabeças no ósmio CHS e reduzir o número dos cilindros, com o alvo de reduzir o número dos cilindros menos a de 1024. Isto trabalha até 8 gigabytes, porque o limite do bios de 256 cabeças foi funcionado nesse ponto.

Para começar após o limite de 8 gigabyte, o BIOS era prolongado, e assim o sistema operando-se teve que estar ciente das extensões do bios. Esse limita o DOS (exceto como parte de Windows 98) aos primeiros 8 gigabytes da movimentação dura. A extensão do bios permite que o sistema operando-se ou o programa emitam comandos da movimentação dura nos termos 28 de um endereço do bocado LBA, e o padrão misnamed como LBA32.

PCes da IBM ligados então ter duas escolhas para a tradução - grande ou o LBA.

Mesmo após a introdução de LBA, as limitações similares reapareceram excesso de diversas vezes os seguintes anos: na chaveta 2.1, 4.2, 8.4, 32, e 128.

Os 2.1, 4.2 e 32 limites da chaveta são os erros do bios que afetaram ALGUNS computadores do PC e do clone da IBM. Os escritores do BIOS não seguraram a aparência de movimentações maiores do que testaram com, e os fabricantes do cartão-matriz recusados pagar pelo desenvolvimento e pela liberação do bios promovido para resolver o problema. Caber uma movimentação maior do que o limite resultou em um PC que recusasse carregar, a menos que a movimentação incluísse ligações em ponte especiais para o fazer aparecer como uma capacidade menor. (Para o limite de 32 gigabyte, muitas movimentações do IDE têm um comando que lhes diga para retornar a se operar como uma movimentação grande mesmo que a ligação em ponte seja ajustada para a limitar a 32 gigabytes. O software de Suitiable seria instalado no computador a ser começado antes do sistema operando-se, onde pode retificar o ósmio (temporariamente - até o reboot seguinte) e então dizer a movimentação para se operar porque uma movimentação grande outra vez e assim o limite de 32 gigabyte poderia ser resolvida.

Os 8.4 e 128 limites da chaveta são geralmente limites macios: o PC ignora simplesmente a capacidade extra e relata uma movimentação do tamanho que máximo pode se comunicar com. É possível que as versões específicas do bios travaram também acima nestes limites, mas aquele é mais menos comum distante.

O 128GiB é o limite da relação original da especificação do IDE. A solução é usar LBA48 de ATA, que é uma modalidade se dirigindo nova para comandos novos, que reserve emitir 48 um endereço do bocado LBA à movimentação dura ou ao outro dispositivo.

Porque as relações de SCSI usaram sempre LBA que se dirigem, e os ósmio requeridos um CHS geomoetry, e os ósmio fariam chamadas dirigidas CHS ao bios, o bios da relação de SCSI teria que nomear um endereço de CHS e traduzir endereços de CHS a ósmio cientes de LBA addresses.Since LBA32, este transformou-se uma coisa do passado.

Veja também: movimentação de disco rígido que divide, registro mestre do carregador, sistema de lima, atribuição da letra de movimentação, setor do carregador.

Nota: é um mito que ATA dirige o poder acima de “na modalidade CHS”. Não há nenhuma tal de “modalidade CHS”. ou de “modalidade LBA”. Estas são modalidades dirigindo-se, não “modalidade de operação”. Se você escrever um endereço à movimentação de ATA, está marcada enquanto um endereço de LBA ou um endereço de CHS. Se o bios ou o sistema se operando forem programados emitir endereços de LBA, pode emiti-los na vontade, e mistura todos os comandos usando endereços de LBA com os comandos usando endereços de CHS completamente fàcilmente. No nível de relação do IDE, e no cabo do IDE, o endereço de CHS pode dirigir-se a 120 Gigabytes, e assim que enlate o endereço de LBA. O limite de 8 gigiabyte é somente um resultado do BIOS que velho as chamadas que são limitted.

Fabricantes

Hitachi movimentação dura do laptop de 2.5 polegadas

A maioria dos discos duros do mundo são manufaturados agora apenas por um punhado de firmas grandes: Seagate, Maxtor (adquirido por Seagate em 2006), Digital, Samsung, e Hitachi ocidentais, divisão de manufacturing anterior da movimentação da IBM. Fujitsu continua a fazer movimentações do móbil e da usuário-classe mas retirou o mercado da desktop-classe em 2001. Toshiba é um fabricante principal de 2.5 polegadas e o caderno de 1.8 polegadas dirige.

Empresas que vieram e foram

As dúzias de fabricantes de movimentação dura anteriores saíram do negócio, fundiram, ou fecharam-se suas divisões da movimentação dura; como capacidades e demanda para produtos aumentou, os lucros tornaram-se duramente para encontrar, e havia uns shakeouts nos 1980s atrasados e nos 1990s. atrasados. A primeira víctima notável do negócio na era do PC era as memórias de computador Inc. ou CMI; após o incident 1985 com o MB 20 defeituoso nas movimentações [3], a reputação de CMI nunca recuperou, e retiraram o negócio da movimentação dura em 1987. Uma outra falha notável era MiniScribe, que foi falido em 1990 depois que se encontrou que tiveram “cozinharam os livros” e inflaram números das vendas por diversos anos. Muitas outras companhias menores (como Kalok, Microscience, LaPine, Areal, Priam e PrairieTek) também não sobreviveram o shakeout, e tinham desaparecido por 1993; Micropolis podia prender sobre até 1997, e JTS, um latecomer relativo à cena, durada somente alguns anos e foi ido por 1999, após tentar manufaturar movimentações duras em India usando uma 2a fábrica da mão. Rodime era também um fabricante importante durante os 1980s, mas fazer parado dirige nos 1990s adiantados entre o shakeout e concentra agora em licenciar da tecnologia; mantêm um número de patentes relacionadas às movimentações duras do fator do formulário de 3.5 polegadas.

Houve também um número de mergers notáveis na indústria do disco rígido:

Tandon vendeu sua divisão de manufacturing do disco a Western Digital (que era então um fabricante do controlador e casa de ASIC) em 1988; por Western Digital dos 1990s adiantados os discos eram entre os sellers superiores.

Em 1995, os Peripherals de Conner anunciaram um merger com Seagate (que tinha comprado mais cedo Imprimis do CDC), que foi terminado em 1996 adiantado.

JTS fundiu infamously com o Atari em 1996, dando lhe o capital que necessitou trazer sua escala da movimentação na produção - e para conseguir então a falha completa em todo o mercado JTS ou Atari estavam dentro.

Em 2003, seguindo a controvérsia sobre as falhas maciças de sua escala de Deskstar 75GXP (sabido colloquially como “deathstar”), a IBM do pioneiro do disco rígido vendeu a maioria de sua divisão do disco a Hitachi, que a rebatizou Hitachi as tecnologias de armazenamento globais (HGST).

Quantum comprou a divisão do armazenamento do DEC em 1994, e mais tarde (2000) vendeu a divisão do disco rígido a Maxtor para concentrar em movimentações de fita adesiva.

Em março 2006 E.U. DoJ a aprovaçã0 foi dada para que Maxtor seja adquirido por Seagate - para USD1.9 bilhão. (http://www.antitrustlawblog.com/article-entry-eases-merger-approval-of-hardware-and-software-firms.html)

Medidas da capacidade

Os fabricantes de movimentação dura especificam tipicamente a capacidade da movimentação que usa o “SI prefixam”, isto é, a definição do SI dos prefixos “giga” e “mega.” Isto foi pela maior parte para razões históricas, desde que as capacidades de armazenamento da movimentação de disco excederam milhões dos bytes [4] longos antes que houve “uns prefixos binários padrão” (mesmo antes que houve os prefixos do SI, 1960). O IEC estandardizou somente “prefixos binários” em 1999. Enquanto girou para fora, muitos practitioners cedo sobre nas indústrias do computador e do semicondutor adotaram o kilobyte do termo para descrever 210 (1024) bytes porque 1024 são “próximo bastante” ao kilo métrico do prefixo, que é definido como 103 ou 1000. Às vezes este uso non-SI conformando-se inclui um qualificador tal como ““1 kB = 1.024 Bytes”” mas este qualificador foi omitido freqüentemente, particularmente na literatura de marketing. Esta tendência transformou-se hábito e continuou-se a ser aplicada aos prefixos “mega,” “giga,” “tera,” e nivela “Peta (o prefixo).”

Os sistemas operando-se e suas utilidades, particularmente sistemas operando-se visuais tais como sistemas operando-se de Windows de Microsoft vários relatam freqüentemente a capacidade usando os prefixos binários que resultados em uma discrepância entre a capacidade indicada do fabricante da movimentação e o sistema relatados a capacidade. Obviamente a diferença torna-se muito mais visível em capacidades relatadas na escala múltipla do gigabyte, e os usuários observarão frequentemente que a capacidade do volume relatada por seu ósmio é significativamente menos do que aquela anunciada pelo fabricante de movimentação dura. Por exemplo, os relatórios do Windows 2000 de Microsoft dirigem a capacidade no decimal uns dígitos a 12 ou mais significativos e com prefixos binários a 3 dígitos significativos. Assim uma movimentação de disco especificada por um fabricante da movimentação porque uns “30 GB” da movimentação têm sua capacidade relatada pelo Windows 2000 como “30.065.098.568 bytes” e “28.0 GB”. O fabricante da movimentação usou a definição do SI do “giga,” 109 e pode ser considerado como uma aproximação de um gibibyte. Desde que as utilidades fornecidas pelo sistema se operando definem provavelmente um gigabyte como 230, ou 1073741824, os bytes, a capacidade relatada da movimentação serão mais perto de 28.0 GB, uma diferença de bem sobre 7%. Para esta razão very, muitas utilidades que relatam a capacidade começaram a usar os prefixos binários padrão acima mencionados do IEC (por exemplo KiB, MIB, chaveta) desde que suas definições são unambiguous.

Muitos povos atribuem equivocadamente a discrepância em capacidades relatadas e especificadas a espaço reserved usado para o sistema de lima e dividiram a informação de contabilidade. Entretanto, para (diverso chaveta) filesystems grandes, estes dados ocupam raramente mais do que alguns MIB, e não podem conseqüentemente possivelmente esclarecer a “perda aparente” dos dez de GBs.

Uso do disco rígido

Do uso original de uma movimentação dura em um único computador, as técnicas para guardar de encontro à falha do disco rígido foram desenvolvidas como a disposição redundante de discos independentes (INVASÃO). Os discos duros são encontrados também em dispositivos unidos rede do armazenamento (NAS), mas para volumes de dados grandes são usados o mais eficientemente em uma rede da área de armazenamento (SAN). As aplicações para movimentações de disco rígido expandiram para incluir os registradores video, jogadores audio, organizers digitais, e câmeras digitais. Em 2005 os primeiros telefones celulares para incluir movimentações de disco rígido foram introduzidos por Samsung e por Nokia.

Historia

Movimentação de disco rígido antigo da IBM.

A primeira movimentação de disco rígido era a lima de disco da IBM 350, inventava por Reynold Johnson e introduzido em 1955 com o computador da IBM 305. Esta movimentação teve cinqüênta 24 pratos da polegada, com uma capacidade total de cinco milhão caráteres. Uma única cabeça foi usada para o acesso a todos os pratos, fazendo o tempo de acesso médio muito lento.

O sistema 1301 internacional do sistema de controle Meganical da unidade de armazenamento de disco da IBM, anunciado em 1961, introduziu o uso de uma cabeça separada para cada superfície dos dados.

A primeira movimentação de disco para usar meios removíveis era a movimentação da IBM 1311, que usou da IBM o bloco 1316 de disco armazenar dois milhão caráteres.

Em 1973, a IBM introduziu os 3340 “sistema de disco de Winchester”, o primeiro para usar uma cabeça/conjunto selados do disco (TEVE). Quase todas as movimentações de disco modernas usam agora esta tecnologia, e o termo “Winchester” transformou-se uma descrição comum para todos os discos duros, embora geralmente cair fora do uso durante o desenhador da cabeça do projeto dos 1990s./desenhador Kenneth Haughton da ligação o nomeou depois que o rifle de Winchester 30-30 após os colaboradores o chamou o “30-30” por causa de seus dois 30 eixos do MB [5].

Por muitos anos, os discos duros eram dispositivos grandes, incómodos, mais servidos para usar-se no ambiente protegido de um centro de dados ou um escritório grande do que em um ambiente industrial áspero (devido a seu delicacy), ou um escritório ou um repouso pequeno (devido a seu consumo do tamanho e da potência). Antes dos 1980s adiantados, a maioria de discos duros tiveram os pratos de 8 polegadas(20cm) ou de 14 polegadas(35cm), requeridos uma cremalheira de equipamento ou uma quantidade grande de espaço (especial os removível-meios grandes dirigem, a que foram consultados frequentemente como de “máquinas lavagem”), e em muitos casos necessitou a elevado-amperagem ou mesmo as conexões three-phase do poder devido aos motores que grandes se usaram. Por causa deste, os discos duros não foram usados geralmente com os microcomputers até após 1980, quando a tecnologia de Seagate introduziu o ST-506, a primeira movimentação dura de 5.25 polegadas, com uma capacidade de 5 megabytes. No fato, em sua configuração da fábrica o PC original da IBM (IBM 5150) não foi equipado com uma movimentação dura.

5.25 " movimentação dura do MB de MFM 110, (2.5 " movimentação dura, centavo & moeda de um centavo do MB do IDE 6495 para a comparação)

A maioria de movimentações de disco rígido do microcomputer nos 1980s adiantados não foram vendidas sob nomes do seu fabricante, mas por OEMs como parte dos peripherals maiores (tais como o sistema de disco de Corvus e o perfil de Apple). O PC/XT da IBM teve um disco rígido interno, entretanto, e este começou uma tendência para movimentações “desencapadas” de compra (frequentemente pela ordem de correio) e instalá-las diretamente em um sistema. Os fabricantes do disco rígido começaram o marketing terminar - os usuários as well as OEMs, e pelos mid-1990s, discos duros tinham-se tornado disponíveis em prateleiras da loja de varejo.

Quando as movimentações internas se transformaram o sistema da escolha em PCes, as movimentações duras externas remanesceram populares para muito mais longo no Apple Macintosh e outras plataformas. Cada Mac feito entre 1986 e 1998 tem um porto de SCSI no traseiro, fazendo a expansão externa fácil; também, os Macs do “toaster” não tiveram fàcilmente baías acessíveis da movimentação dura (ou, na caixa do Mac mais, de alguma baía da movimentação dura em tudo), assim que naqueles modelos, os discos externos de SCSI eram a única opção razoável. As movimentações externas de SCSI eram também populares com os microcomputers mais velhos tais como a série de Apple II, e foram usadas também extensivamente nos usuários, um uso que fosse ainda popular hoje. A aparência nos 1990s atrasados de relações externas de alta velocidade tais como o USB e o FireWire fêz sistemas de disco externos populares entre usuários regulares uma vez outra vez, especial para os usuários que movem quantidades grandes de dados entre dois ou mais posições, e a maioria de fabricantes do disco rígido fazem agora seus discos disponíveis em casos externos.

A capacidade de movimentações duras cresceu o tempo exponencial excedente. Com os computadores pessoais adiantados, uma movimentação com uma capacidade de 20 megabytes foi considerada grande. Ao último meio dos 1990s, as movimentações com capacidades de 1 gigabyte e mais grande duros tornaram-se disponíveis. Até à data de 2006, o disco rígido desktop “o menor” ainda na produção tem uma capacidade de 40 gigabytes, quando as movimentações internas da grande-capacidade forem/4 um Terabyte 3 (750 gigabytes), com movimentações externas em ou exceder um Terabyte usando discos internos múltiplos.

Famílias de Drives usados em computadores pessoais

As famílias notáveis da movimentação incluem:

As movimentações de MFM (modulação modificada da freqüência) requereram que a eletrônica do controlador fosse compatível com a eletrônica da movimentação.

As movimentações de RLL (comprimento do funcionamento limitado) foram nomeadas após a técnica da modulação que lhes fêz uma melhoria em MFM. Requereram cabos grandes entre o controlador no PC e a movimentação dura, a movimentação não teve um controlador, somente um modulador/demodulador.

ESDI (relação de disco pequeno realçado) era uma relação desenvolvida por Maxtor para permitir uma comunicação mais rápida entre o PC e o disco do que MFM ou RLL.

O IDE (eletrônica integrada da movimentação) foi rebatizado mais tarde a ATA, e então a PATA.

O nome vem da maneira que as famílias adiantadas tiveram o controlador da movimentação dura externo à movimentação. Mover o controlador de disco rígido do cartão de relação para a movimentação ajudou estandardizar relações, reduzindo o custo e a complexidade.

O cabo dos dados era originalmente o condutor 40, mas as modalidades de UDMA das movimentações mais atrasadas requerem usando um cabo de 80 condutores (nota que o cabo de 80 condutores usa ainda um conector de 40 posições.)

A relação mudou de 40 pinos ao pino 39. O pino faltante age como uma chave para impedir a inserção incorreta do conector, uma causa comum da movimentação e os danos do controlador.

SCSI (relação pequena do sistema computatorizado) era um concorrente adiantado com o ESDI, nomeado originalmente SASI para associados de Shugart. As movimentações de SCSI eram padrão em usuários, estações de trabalho, e os computadores de Apple Macintosh com o mid-90s, por que tempo a maioria de modelos tinham sido transitioned às movimentações da família do IDE (e mais tarde, SATA). Somente em 2005 fêz a capacidade de movimentações de SCSI caem atrás da tecnologia da movimentação do IDE, embora as movimentações do elevado-desempenho estão ainda disponíveis em SCSI e em canaleta da fibra somente. As limitações do comprimento do cabo dos dados permitem dispositivos externos de SCSI. Originalmente os dados de SCSI cabografam único de transmissão de dados terminado usado, mas a classe SCSI do usuário poderia usar a transmissão diferencial, e então a relação da canaleta da fibra (FC), e então mais especificamente a canaleta da fibra Arbitrated o laço (FC-AL), movimentações duras conectadas de SCSI usando o sistema ótico de fibra. FC-AL é o cornerstone de redes da área de armazenamento, embora outros protocolos como o iSCSI e o Ethernet excedente de ATA sejam desenvolvidos também.

SATA (ATA de série). O cabo dos dados de SATA tem somente um par dos dados para a transmissão diferencial dos dados ao dispositivo, e um par para receber do dispositivo. Isso requer que os dados estejam transmitidos em série. O mesmo sistema diferencial da transmissão é usado em RS485, em Appletalk, em USB, em Firewire, e em diferencial SCSI. No parlance 2005/2006, 40 o pino IDE/ATA é chamado “PATA” ou paralela ATA, que significa que há 16 bocados dos dados transferidos na paralela em um momento no cabo dos dados.

SAS (SCSI unido de série). O SAS é um protocolo de comunicação de série da geração nova para os dispositivos projetados permitir transferências de dados muito mais elevadas da velocidade e é compatível com SATA. Uma comunicação de série dos usos do SAS em vez do método paralelo encontrou em dispositivos tradicionais de SCSI mas usa ainda comandos de SCSI interagindo com o SAS

EIDE era um update unofficial (por Western Digital) ao padrão original do IDE, com a melhoria chave que é o uso do acesso direto da memória transferir dados entre a movimentação e o computador, uma melhoria adotada mais tarde pelos padrões do oficial ATA. O acesso direto da memória é usado transferir dados sem o processador central ou programar ser responsável transferir cada palavra. Esse deixa o processador central/programa/sistema operando-se para fazer outras tarefas quando transferência de dados ocorrer.

Timeline da capacidade e de outras melhorias técnicas

1956 - disco rígido primeiramente comercial, a movimentação de disco da IBM 350 RAMAC, 5 megabytes.

1973 - O sistema do armazenamento da IBM 3340 prendeu MB 1.7 por a polegada quadrada

1980 - primeira movimentação de Winchester de 5.25 polegadas, o Shugart ST-506, 5 megabytes (CS)

1982 - Hitachi 1.2 GB H-8598 consistiu em 10 pratos de 14 polegadas e em duas cabeças de leitura/gravação

1986 - Estandardização de SCSI

1989 - O Jimmy Zhu e H. Neal Bertram de UCSD propôs o microstructure granular decoupled troca para meios de armazenamento do disco da película fina, usado ainda hoje.

1990 - SR. tecnologia introduzida (sensor lido =MagnetoResistive).

1991 - 2.5 polegadas movimentação dura de 100 megabytes

1991 - Tecnologia de PRML (canaleta lida Digital com “algoritmo da probabilidade máxima da resposta parcial”)

1994 - A IBM introduz as zonas aterrando Textured laser (LZT) movimentação dura de 1995 - 2 gigabyte

1996 - A IBM introduz a tecnologia de GMR (SR. gigante) para sensores lidos movimentação dura de 1997 - 10 gigabyte; Carregue/descarregue a tecnologia introduzida no laptop HDDs

1998 - UltraDMA/33 e ATAPI estandardizado

1999 - A IBM libera o Microdrive em 170 340 do MB capacidades do MB e

2000 - barreira do espaço dirigindo-se de 2002 - 137 GB quebrada

2003 - ATA de série introduzido

2005 - Primeiros 500 GB do transporte da movimentação dura (Hitachi GST)

2005 - ATA de série 3G estandardizado

2005 - Seagate introduz o sensor lido MagnetoResistive do túnel (TMR) e o controle térmico do afastamento

2005 - Introdução de SAS mais rápido (SCSI unidos de série)

2005 - Gravação perpendicular introduzida no consumidor HDDs (Toshiba)

2006 - Primeiros 750 GB de movimentação dura (Seagate)

2006 - Primeiros 200 GB 2.5 " movimentação dura que utiliza a gravação perpendicular (Toshiba)

2006 - Seagate anuncia a pesquisa em HDDs nanotube-lubrificado com as capacidades de diversos terabits por a polegada quadrada, fazendo possível 7.5 um Terabyte 3.5 " HDD [6]

2006 - Western Digital produz o primeiro disco rígido do mundo com uma tampa transparente do polycarbonate

Veja também

Armazenamento de disco

Armazenamento de disco adiantado da IBM

Movimentação dura externa

Sistema de lima

Movimentação Hybrid

Lei de Kryder

PRML

Efeito de Superparamagnetic

Referências

Jorgensen, Finn. “O manual completo da gravação magnética” McGraw-Monte, 1996

Bertram, H Neal. “Teoria imprensa 1994 da universidade de Cambridge da gravação magnética”

Aparentemente as movimentações CMI sofridas de uma taxa de erro macio mais elevada do que outros fornecedores da IBM (Seagate e MiniScribe) mas os erros no sistema operando-se do DOS de Microsoft podem ter girado estes erros recoverable em falhas duras. Em algum ponto, possivelmente o MSDOS 3.0, erros macios foi relatado como erros duros da movimentação e um remendo subseqüente de Microsoft girou erros macios na memória corrupted com os resultados impredizíveis (euphemistically, “ruídos elétricos”). O MSDOS 3.3 resolveu aparentemente esta série dos problemas mas por esse tempo estava demasiado atrasado para CMI.

A primeira movimentação de disco, a IBM RAMAC em 1956 teve uma capacidade de 5 milhão 6 caráteres do bocado.

Ligações externas

As terras comuns de Wikimedia têm os meios relacionados a: disco rígido

TechEncyclopedia sobre discos duros

Como formatar uma movimentação dura

Dentro de uma movimentação dura

O disco rígido conectara pinouts

Whitepaper técnico (non marketing): Vista geral detalhada de técnicas da gravação e de tecnologias modernas da movimentação de disco rígido

Jogo do recurso do usuário de Windows NT: Princípios da gerência do disco (veja a seção “sobre discos e organização do disco”)

Behold a caixa do deus - menos implicações da lei e do futuro do armazenamento de disco rígido barato maciço

Como os discos duros trabalham

Sumário 2005 - Movimentações de disco rígido avançadas em 2005

Movimentações duras do Laptop: Da velocidade matérias também

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Guerra dos discos: Movimentações de disco rígido contra o sólido Flash - expedições dos discos do estado do magneto/guerras flash

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