Перехід на форм-фактор 3,5" відбувся у 1983 році, коли невелика шотландська компанія Rodimeпредставила пристрій RO351з об'ємом 6,38 Мбайт. А перший девайс із форм-фактором 2,5" був випущений американською компанією PrairieTek 1988 року. У тому ж році з'явився і 63-мегабайтний 2,5" вінчестер. Toshiba Tanba-1призначений для встановлення в ноутбуки .

У 90-х роках на розвиток жорстких дисківвплинули дві нові технології, розроблені компанією IBM. Перша їх – це магнітні головки на гігантському магниторезистивном ефекті. Ця технологія дозволила досягти більш високих показників густини запису – до 2,7 Гбіт на квадратний дюйм. Другою інноваційною технологією був новий спосіб форматування пластин під назвою No-ID. Його суть у тому, що ідентифікаційна інформація сектора зберігається не так на поверхні диска, а постійної пам'яті жорсткого диска. Це дозволило підвищити густину запису ще приблизно на 10%.

Не забували виробники про збільшення швидкості роботи жорстких дисків. Довгий часстандартною швидкістю обертання шпинделя був показник 5400 оборотів за хвилину, потім він трохи збільшився і дорівнював вже 7200 об/хв. Періодично на ринку з'являлися пристрої, які мали більш значні показники. Так, 1999 року компанія Seagate представила лінійку швидких жорстких дисків. Cheetah. Їхня висока продуктивність забезпечувалася швидкістю обертання шпинделя, що дорівнює 15000 об/хв, що більш ніж у 2 рази перевищувало стандартний показник. Об'єм такого пристрою становив 36 Гбайт.

Набагато популярнішою стала серія вінчестерів під назвою Raptorкомпанії Western Digital . Спочатку ці жорсткі диски розроблялися для використання в серверних системах, проте міцно закріпилися в сегменті ігрових комп'ютерів. Пластини моделі Western Digital Raptor оберталися дещо повільніше, ніж у Seagate Cheetah. Швидкість обертання шпинделя становила «всього» 10000 об/хв, проте цього було більш ніж достатньо, щоб залишати звичайні жорсткі диски щодо продуктивності далеко позаду. На жаль, лінійка WD Raptor не відрізнялася надійністю.

Наприкінці 2005 року було освоєно метод перпендикулярного запису. До цього моменту абсолютно всі жорсткі диски працювали методом паралельного запису. У чому ж була суть нової технології? При використанні паралельного запису магнітні частинки розташовуються таким чином, що вектор магнітної спрямованості проходить паралельно площині пластини. Такий підхід є найпростішим, однак у нього є один недолік: між доменами (мінімальними осередками інформації) потрібна наявність досить великих буферних зон для зниження сил взаємодії між ними.

Навпаки, при використанні методу перпендикулярного запису вектор магнітної спрямованості розташовується вже перпендикулярно до поверхні диска, що значно знижує сили взаємодії. Отже, зменшується необхідний розмір буферних зон. Це дозволяє збільшити густину запису.

Завдяки методу перпендикулярного запису індустрії жорстких дисків підкорився терабайтний рубіж: у 2007 році компанія Hitachi представила першу у світі модель The Deskstar 7K1000об'ємом 1 Тбайт.

Незважаючи на те, що твердотільні накопичувачі займають дедалі більшу частину ринку сховищ даних, технології жорстких дисків зовсім не йдуть на другий план і продовжують удосконалюватися. Так, дуже перспективно виглядає технологія компанії Western Digital під назвою HelioSealяка передбачає використання гелію замість повітря всередині корпусу вінчестера. Завдяки тому, що гелій легший за повітря, всередині HDD створюється ідеальне середовище для пластин, що рухаються з високою швидкістю. Крім цього, знижуються вібрації між пластинами і головкою, що зчитує.

Перші «гелієві» жорсткі диски були представлені наприкінці 2013 року під назвою Ultrastar He6. А на початку грудня компанія Western Digital оголосила про випуск оновленої лінійки пристроїв Ultrastar He10. Ці девайси використовують метод перпендикулярного запису, які щільність становить 816 Гбіт на квадратний дюйм. Місткість моделі Ultrastar He10 становить 10 Тбайт.

Ще однією цікавою технологією є Seagate SMR (shingled magnetic recording) – метод перпендикулярного запису з перекриттям доріжок. На відміну від звичайного перпендикулярного підходу, де доріжки інформації розташовані пліч-о-пліч, у технології SMR доріжки перекривають один одного, утворюючи щось, що нагадує черепичний дах. Застосування SMR дозволяє підвищити густину запису приблизно на 25%. До речі, Seagate та Western Digital вже взяли на озброєння цю технологію.

Також у найближчому майбутньому планується налагодити виробництво жорстких дисків із застосуванням технології HAMR (Heat-assisted magnetic recording), яка поєднує в собі магнітне читання та магнітооптичний запис. Принцип її роботи полягає в тому, що запис інформації здійснюється шляхом нагрівання домену

Ми вже використовуємо різного роду комп'ютери без "вінчестерів": смартфони, планшети, ноутбуки - будь-які пристрої, в яких замість коробочок з пластинами, що обертаються всередині, встановлені накопичувачі на основі чіпів флеш-пам'яті. І незважаючи на те, що в перерахунку на 1 Гб твердотільні накопичувачі поки не здатні конкурувати за ціною з класичними HDD, результат цього протистояння, здається, зумовлений: висока швидкість, низьке енергоспоживання, висока стійкість до механічних навантажень, мініатюрність – все говорить про те, що рано чи пізно SSD доб'є механіку.
Щоб зрозуміти, як ми до цього дійшли, давайте подивимося, як розвивалася історія накопичувачів останніх 50 років.

Перший жорсткий диск IBM 350 Disk Storage Unit був показаний світові 4 вересня 1956 року. Він був величезною шафою шириною 1,5 м, висотою 1,7 м, товщиною 0,74 м, важив майже тонну і коштував цілий стан. На його шпинделі було 50 дисків розміром 24″ (61 см), покритих фарбою, де містився феромагнітний матеріал. Д

позови оберталися зі швидкістю 1200 оборотів за хвилину, а сумарний обсяг збереженої ними інформації дорівнював фантастичним на той час 4,4 Мб. Привід, на якому кріпилися голівки, важив майже 1,5 кг, але йому потрібно менше секунди на те, щоб переміститися від внутрішньої доріжки верхнього диска до внутрішньої доріжки нижнього. Уявіть собі, як швидко повинен був рухатися цей зовсім не легкий механізм.

Винайдений невеликою групою інженерів IBM 350 Disk Storage Unit був частиною лампової обчислювальної системи IBM 305 RAMAC. Такі системи у 50-х та 60-х роках використовувалися виключно у великих корпораціях та урядових організаціях. Цікаво, що всі ідеї, закладені в першому жорсткому диску, що з'явився ще в епоху лампових комп'ютерів, дожили до сьогоднішніх днів: у сучасних накопичувачах той же набір з дисків, покритих феромагнітним шаром, на які записуються доріжки з даними, та блок головок читання та запису, розміщений на “армі” з електромеханічним приводом. До речі, ідею головок, які піднімаються над поверхнею диска за рахунок потоку повітря, створюваного обертанням самих дисків, також запропонували інженери IBM, і це сталося ще в 1961 році. Та й практично до кінця 60-х років все, що стосувалося жорстких дисків, так чи інакше походило від IBM.

Дискові перегони

У 1979 році Алан Шугарт, який працював раніше в IBM і брав участь у розробці IBM 350 Disk Storage Unit, оголосив про створення компанії Seagate Technology, і, мабуть, саме з цього моменту розпочалася історія жорсткого диска як масового продукту.
У тому ж 1979 році Seagate створила перший диск формфактора 5,25″ ST-506 об'ємом 5 Мб, і через рік його запустили у виробництво. Ще через рік було випущено модель ST-412 об'ємом 10 Мб. Саме ці диски використовувалися у легендарних персональних комп'ютерах IBM PC/AT та IBM PC/XT.
Western Digital, що згодом стала основним конкурентом Seagate, була заснована на дев'ять років раніше і на момент заснування називалася General Digital Corporation (її перейменували в 1971 році, через рік після заснування). Вона займалася виробництвом однокристальних контролерів та різною електронікою. Перший контролер для жорстких дисків Seagate ST-506/ST-412 на одному чіпі в 1981 зробила саме Western Digital, і називався він WD1010. Наступні сім років WD брала участь у спільній розробці стандарту АТА, займалася розробкою чіпів для SCSI- та АТА-дисків, а у 1988 році придбала дисковий підрозділ Tandon Corporation і вже у 1990 році представила власні жорсткі дискисерії Caviar Докладніше про цю техніку обговорюється на форумі електроніки - http://www.tehnari.ru/f30/.
Загалом, у 20-річному проміжку, з 1985 по 2005 рік, стався справжній бум дискового виробництва, і з'явилася величезна кількість компаній, більшість яких до теперішнього часу або увійшла до складу основних гігантів Seagate і Western Digital, або просто припинила своє існування. Згадайте хоча б добре відомі колись дискові бренди – Conner, Fuji, IBM, Quantum, Maxtor, Fujitsu, Hitachi, Toshiba, які зарекомендували себе як виробники гарної техніки. Всі вони так чи інакше брали участь у дисковій гонці, що стартувала з того моменту, коли HDD став невід'ємною частиною персонального комп'ютера.

Паралельний всесвіт

Майже з самого початку в комп'ютерах використовувалося кілька різних видівпам'яті, але тільки тому, що досконалий пристрій так досі і не придумано. Якщо уявити, що нам вдалося отримати чіпи, що працюють так само швидко, як оперативна пам'ять, енергонезалежні, як флеш, але з великим ресурсом перезапису та такого обсягу, як сучасні жорсткі диски, то нам не потрібно було б ділити цю пам'ять на окремі пристрої . Кожен же з існуючих нині видів запам'ятовують недосконалий, причому у зв'язку з тотальною мініатюризацією особливо недосконалими через свою механічну природу виявляються жорсткі диски. Вони з'явилися з ідеї щодо недорого отримати великий обсяг пам'яті, а отже, спочатку вимоги за іншими параметрами, такими, як швидкість і надійність, так чи інакше відходили на другий план. Тому не дивно, що альтернативу HDD завжди шукали.
Ще в 70-80-х роках неодноразово робилися спроби створення твердотільних накопичувачів (Solid State Drive, SSD) на основі динамічної пам'яті, які оснащувалися спеціальним контролером та акумуляторною батареєю на випадок знеструмлення. Тоді це були майже божевільні проекти, що коштували величезних грошей, і втілення вони отримували виключно в суперкомп'ютерах (IBM, Cray) і системах, що використовуються для обробки даних у реальному часі (наприклад, на сейсмічних станціях). Пізніше, коли обсяги чіпів оперативної пам'ятіістотно збільшилися і їх вартість знизилася, подібні накопичувачі з'явилися як рішення для персональних комп'ютерів(наприклад, добре відомий i-RAM виробництва Gigabyte), але все одно залишилися долею гіків, так і не отримавши масового поширення через відносну дорожнечу та малий обсяг.

Інший напрямок SSD народився з ідеї створення чіпа великого обсягу, що електрично перезаписується постійного запам'ятовуючого пристрою (EEPROM). Проблема полягала в тому, що записувані осередки можна розмістити на кристалі досить щільно, але якщо потрібно не тільки записувати, а й прати, а потім записувати знову, то потрібний ланцюг, який відповідає за стирання, який сильно збільшує розмір осередку пам'яті.
Вихід із становища на початку 80-х знайшов учений, який працював у компанії Toshiba – доктор Фудзіо Масуока. Він запропонував схрестити два способи стирання осередків постійної пам'яті, і замість того, щоб очищати весь чіп повністю або, навпаки, тільки один осередок прати пам'ять досить великими блоками. В 1984 Масуока представив свою розробку на конференції IEEE 1984 International Electron Devices Meeting (IEDM), а в 1989 на International Solid-State Circuits Conference компанія Toshiba показала розроблений концепт флеш-пам'яті NAND. Тоді навіть у найсміливіших мріях навряд чи хтось міг подумати, що чіп невеликого обсягу зі складною схемою доступу до даних зможе конкурувати з жорсткими дисками, які вже набирали обертів.
Заснована в тому ж 1989 ізраїльська компанія M-Systems першою почала роботу над ідеєю флеш-диска, і в 1995 випустила DiskOnChip - накопичувач на одному чіпі. У ньому була і флеш-пам'ять, і контролер. Більше того, цей однокристальний диск обсягом 8,16 і 32 Мб вже тоді містив у своїй мікропрограмі алгоритми контролю зношування осередків та виявлення та перерозподілу пошкоджених блоків. До речі, саме M-Systems у 1999 році першою випустить. USB флеш-накопичувачі– DiskOnKey, a IBM підпише з компанією контракт і продаватиме їх на території США під власним брендом.
Але для того, щоб SSD-накопичувачі на основі флеш-пам'яті стали масовим продуктом, знадобилося ще приблизно 10 років. У 2006 році компанія Samsung на той час найбільший виробникчіпів пам'яті, випустила перший у світі ноутбук із SSD-диском обсягом 32 Гб. Вже за два роки Apple показала MacBook Air, В якому опціонально міг бути встановлений SSD, а в 2010 році цей лептоп став випускатися виключно з твердотільних накопичувачів.
Сучасні SSD, безумовно, мають недоліки. Хоча, якщо добре розібратися, їх виявляється не так багато: але великому рахунку лише один – висока вартість 1 Гб у порівнянні з класичними жорсткими дисками. Але напівпровідникова промисловість розвивається дуже швидко, розробляються нові типи пам'яті, удосконалюються алгоритми роботи контролерів, обсяги швидко збільшуються і вартість поступово знижується. Але це ще не все.
Є ще один важливий аргумент, завдяки якому виникає потужна конкуренція та ціни швидко стають привабливими простота виготовлення твердотільних накопичувачів. По суті, зібрати SSD – це те саме, що зібрати лише плату контролера для жорсткого диска, і потрібна для цього лише збірна лінія плат із поверхневим монтажем. Це, звичайно, дуже спрощено, але загалом вірно. Складання класичного жорсткого диска – процес набагато складніший, а отже, дорогий. Саме тому ні в кого немає сумнівів, що до моменту, коли SSD почнуть активно витісняти “вінчестери”, залишилося зовсім небагато. Процес уже пішов.

!
Сьогодні ми обговоримо биті сектори на жорсткому диску. Чому вони з'являються і як із цим боротися.
Отже, жорсткий диск, битий сектор та проблеми на нашу голову. Поїхали!

Пролог

Як Ви знаєте, жорсткий диск складається з мініатюрних розділів кластерів. Кожен із таких розділів є логічним сховищем інформації, у яке постійно записується інформація. Саме сукупність всіх кластерів забезпечує нам коректну роботу всього комп'ютера.

Найчастіше, биті сектори виникають через свою «старість», тобто. якщо вінчестер служить Вам вже давненько, то просто від кількості перезапису на той чи інший сектор, жорсткий диск починає повільно, але впевнено відмовляти.

Да-да, саме весь жорсткий диск. Якщо відмовив один сектор, то незабаром почнуть відмовляти інші, а отже, варто замислитися про покупку нового жорсткого диска, або принаймні скопіювати потрібну вам інформацію.

королева Вікторія

Чому з'являються биті сектори — ми розібралися, тепер обговоримо, як їх виявити.
Можливо, Ви вже чули про програму Victoria. Якщо ні, то коротко — це програма, яка була придумана та розроблена спеціально для поглибленого аналізу жорсткогодиска. Вікторія є в 2 версіях - з графічною оболонкою і без неї, особисто я віддаю перевагу другій.
Приблизно так вона виглядає:

Це вже просканований жорсткий диск і тут показано час відгуку на запит до кожного сектора. Час вказано від 5 мілісекунд до 1,5 секунд і вище, що менше — то краще, тим швидше наш вінчестер реагує. Як бачимо, жовтого кольору тут дуже багато, отже секторів жорсткогодиска, які відгукуються на запит, з часом ~ 500мс
забагато, і це не є добре, і помітно зменшує швидкість передачі/збереження даних.

А ось так Victoria виглядає із графічною оболонкою. І на цій ситуації, бачимо відмінний, чуйний вінчестер, т.к. основний час реагування секторів становить приблизно 5 мілісекунд.

Так само Victoria вміє робити ще багато інших операцій з жорстким диском, до закриття секторів.
Ах да! Пошкоджені секториможна закрити, проте це лише трохи відстрочить неминуче.

Завантажити програму Victoria, Ви можете на її офіційному сайті, вона безкоштовна і не вимагає встановлення на комп'ютер (portable). Якщо ж, з яких причин Victoria Вам не сподобалася, то завжди є альтернатива, і ще багато інших, такі як: Active boot disk, HDD Regenerator, R-Studio і т.д.
Забув уточнити, що биті сектори "не лікуються, а закриваються", їх можна закрити, і їхнє місце на диску буде присвоєно робітникам.

Жорсткий диск(привід жорсткого диска, накопичувач на жорстких дисках магнітних дисках, НЖМД) - енергонезалежний механічний пристрій зберігання цифрових даних, який можна знайти практично в будь-якому сучасному комп'ютері. Для зберігання даних використовується принцип магнітного запису. Жорсткі диски також називають: вінчестер або просто "гвинт", хард, харддиск.

Жорсткі диски також називають "постійною пам'яттю". На відміну від оперативної пам'яті, дані, що зберігаються на жорсткому диску, не втрачаються при вимкненні комп'ютера. Ця властивість, як і висока надійність зберігання великих обсягів інформації, стали вирішальними для поширення вінчестерів.

Складається з однієї або декількох пластин, що обертаються з постійною швидкістю (скляних або алюмінієвих), покритих шаром феромагнітного матеріалу, переважно двоокисом хрому. Всі пластини знаходяться на одному шпинделі в гермозоні, а швидкість їх обертання може доходити до 15000 оборотів в хвилину, хоча, частіше можна зустріти 7500 або 5400. Головки, що зчитують, в робочому режимі не торкаються поверхні пластин завдяки прошарку набігаючого потоку повітря, що утворюється у поверхні при швидкому обертанні. Відстань між головкою та диском становить кілька нанометрів. При відсутності обертів дисків головки знаходяться біля шпинделя або поза диском у безпечній зоні паркування головок (Landing Zone, L-Zone), де виключено їх контакт з поверхнею дисків. Крім гермозони, жорсткий диск має блок електроніки.

Виробники жорстких дисків йдуть на хитрість, вказуючи ємність у системі СІ. Тобто за їхньою специфікацією 1 терабайт це 1000 Гб, а гігабайт це 1000 Мб. Тому операційна система, яка знає, що 1 Гб це 1024 Мб завжди вкаже меншу ємність диска.

Старі вінчестери могли похвалитися терміном служби всього в 1000-5000 годин, крім того, вони завжди були зіпсовані кластери, про що інформувала наклейка на корпусі. Сучасні вінчестери можуть безвідмовно працювати понад 100000 годин, а система S.M.A.R.T. (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology) непомітно для користувача замінює погані кластери на резервні.

Історія

Перший HDD був винайдений фірмою IBM у 1956 році. Жорсткий диск IBM 350 у складі першого серійного комп'ютера IBM 305 RAMAC був ящик розміром з великий холодильник і вагою 971 кг. 50 тонких дисків покритих чистим залізом діаметром 610 мм давали ємність близько 5 мільйонів 6-бітних байт (3,5 Мб у перерахунку на 8-бітні байти). З тих пір жорсткі диски сильно зменшилися як у ціні, так і в розмірах, але на тлі цього зменшення їх ємність постійно збільшувалася. В даний час використовуються 3.5 дюймовий форм-фактор для настільних пристроїв та 2.5 (а також 1.8) дюймовий для мобільних.

Величезний внесок у оснащення персональних комп'ютерів вінчестерами внесла фірма Seagate, яка почала випускати п'ятидюймові жорсткі диски ST-506 ємністю 6 Мбайт. Відповідно, першим стандартним інтерфейсом для HDD став ST-506/412, який нині вже не актуальний, але він став родоначальником сучасного інтерфейсу IDE.

У новому тисячолітті виробництвом вінчестерів займається кілька великих компаній: IBM, Samsung, Seagate (злиття з Maxtor у 2006 році) та Western Digital. Quantum була поглинена компанією Maxtor у 2001 році, а Fujitsu продала свою фабрику Western Digital. З 2009 року Toshiba на колишніх потужностях Fujitsu виробляє 2,5- та 1,8-дюймові диски для ноутбуків.

Вінчестер

Існує версія, що назва вінчестер (англ. Winchester) з'явилося завдяки співробітнику фірми IBM Кеннету Хотону (англ. Kenneth E. Haughton). У 1973 році під його керівництвом був випущений жорсткий диск моделі 3340. Він дозволяв одному двосторонньому. алюмінієвому дискузберігати 30+30 Мб даних. При його розробці інженери використовували коротку внутрішню назву «30-30», що означало два модулі (у максимальній компоновці) по 30 МБ кожен, а це за співзвуччю збіглося з позначенням популярної мисливської зброї – гвинтівки «Winchester Model 1894», що використовує гвинтів. 30 WCF». За іншою версією назва сталася виключно через назви патрона, що також випускається Winchester Repeating Arms Company, першого створеного в США боєприпасу для цивільної зброї «малого» калібру на бездимному пороху, який перевершував патрони старих поколінь за всіма показниками і негайно завоював найширшу популярність. Ще одна версія підводить до того, що вінчестер асоціювали з гвинтівкою, за допомогою якої був завойований Дикий Захід - недвозначний натяк розробників на те, що IBM завоює комп'ютерний ринок. І наприкінці, остання версіяговорить про те, що технологія плаваючої голівки була розроблена в лабораторії IBM, що знаходиться в місті Вінчестер (Англія).

У Європі та США назва «вінчестер» вийшла з вживання в 1990-х роках, у російській мові збереглося і набуло напівофіційного статусу.

Віртуальна пам'ять

Сучасні Операційні системиможуть вивантажувати частину даних, які у оперативної пам'яті на диск, цим звільняючи місце інших програм. Це вирішує проблему нестачі пам'яті в комп'ютері. Але у віртуальної пам'ятіє і недоліки - вона набагато повільніша за звичайну пам'ять.

Основні віхи розвитку вінчестерів

• 1956 рік – перший жорсткий диск IBM 350.
• 1972 - той самий "вінчестер", модель 3340 ємністю 30 +30 Мб.
• 1980 - перший 5,25-дюймовий вінчестер, Shugart ST-506, 5 Мб.
• 1981 - 5,25-дюймовий Shugart ST-412, 10 Мб.
• 1986 - впроваджено стандарти SCSI, ATA (IDE).
• 1991 - досягнуто максимальна ємність 100 Мб.
• 1995 рік - досягнуто максимальної ємності 2 Гб.
• 1997 рік - досягнуто максимальної ємності 10 Гб.
• 1998 рік - запроваджено стандарти UDMA/33 та ATAPI.
• 1999 - IBM випускає Microdrive ємністю 170 і 340 Мб.
• 2002 рік - впроваджено ATA/ATAPI-6 та накопичувачі ємністю понад 137 Гб.
• 2003 рік – поява стандарту SATA.
• 2005 рік - досягнуто максимальної ємності 500 Гб.
• 2005 рік – впроваджено стандарт Serial ATA 3G (або SATA II).
• 2005 - поява SAS (Serial Attached SCSI).
• 2006 - застосування перпендикулярного методу запису в комерційних накопичувачах.
• 2006 - поява перших «гібридних» жорстких дисків, що містять блок флеш-пам'яті.
• 2007 рік – представляє перший комерційний накопичувач ємністю 1 Тб від Hitachi.
• 2009 рік – на основі 500-гігабайтних пластин Western Digital, потім Seagate Technology LLC випустили моделі ємністю 2 Тб.
• 2009 - Samsung випустила перші жорсткі диски з інтерфейсом USB 2.0
• 2009 рік – Western Digital оголосила про створення 2,5-дюймових HDD об'ємом 1 Тб (щільність запису – 333 Гб на одній пластині)
• 2009 рік – поява стандарту SATA 3.0 (SATA 6G).
• 2010 рік – Seagate випускає жорсткий диск об'ємом 3 Тб.
• 2010 рік – Samsung випускає жорсткий диск із пластинами, у яких щільність запису – 667 Гб на одній пластині.

Зробити

• Інтерфейси
• Параметри (характеристики), адресація даних
• Пристрій