하드 디스크 작동 원리의 구조도. 컴퓨터 하드 디스크(HDD)는 어떻게 배열되어 있습니까? SSD 드라이브 - 개발의 새로운 단계
하드 드라이브컴퓨터의 (하드디스크드라이브, HDD)는 정보(각종 데이터, 응용프로그램, 운영체제 등)를 저장하는 주요 저장공간입니다. 적시에 필요한 정보를 프로세서가 하드 디스크에서 읽어 처리한 다음 처리된 정보의 최종 결과를 하드 디스크에 기록해야 합니다.
1957년 IBM에서 최초의 하드 드라이브를 개발했으며 이는 개인용 컴퓨터가 만들어지기 훨씬 이전부터 개발되었습니다. 그를 위해 그는 볼륨이 5MB에 불과했지만 "깔끔한"금액을 지불해야했습니다. 그런 다음 IBM PC XT 개인용 컴퓨터를 위해 특별히 10MB 용량의 하드 디스크가 개발되었습니다. 윈체스터는 단지 30개의 트랙과 각 트랙에 또 다른 30개의 섹터를 가지고 있었습니다. "Winchesters"-이것은 하드 드라이브가 호출되기 시작한 방법입니다. 축약하면 "나사"입니다. 이것은 다중 충전 된 Winchester 카빈총 "30/30"표시와 유사합니다.
글쎄, 하드 드라이브의 디자인은 무엇입니까? 하드 드라이브의 기본은 자기장 저장을 완벽하게 지원할 수 있는 특수 물질(예: 산화철)로 코팅된 금속 디스크 블록입니다. 우리 시대의 하드 드라이브에는 이러한 디스크가 1~3개 있어야 합니다. 하드 디스크는 회전 속도가 상당히 높기 때문에(7200 또는 10000rpm이 표준 속도임) 완벽하게 균형을 이루고 매우 평평한 표면을 가져야 하지만 헤드의 위치 정확도가 높아야 합니다.
자기 헤드는 전류 펄스의 영향으로 자기장을 형성할 수 있는 디스크(대부분 디스크의 양면에 위치하며 각 디스크에 두 개)에 정보를 기록하는 데 특별히 사용됩니다. 이러한 자기 헤드는 특정 방향(논리적 "1" 또는 논리적 "0"이지만 이것은 자기적 순간의 방향에 따라 다름)의 자기적 모멘트로 디스크의 한 부분을 자기화하려고 시도합니다. 적시에 전류 펄스를 인가하여 자화 과정이 일어나야 하고 자기 헤드는 일정한 위치에 있어야 합니다.
자기 저항 헤드는 특히 디스크에서 정보를 읽는 데 사용되며 헤드에서 여기된 전류의 강도를 사용하여 자기장의 변화에 반응할 수 있습니다. 이러한 아날로그 신호를 읽어 디지털 형식으로 변환한 다음 컴퓨터 시스템에 입력해야 합니다.
트랙의 도움으로 디스크의 정보를 동심원으로 배치할 수 있습니다. 작동 중에 자기 헤드는 한 트랙에서 다른 트랙으로 이동해야 합니다. 오늘날 우리가 사용하는 하드 드라이브에서는 자기 헤드를 이동하기 위해 다음을 사용합니다. 솔레노이드 드라이브. 헤드는 축을 중심으로 이동하며 아래 그림은 이동 패턴을 보여줍니다. 머리 뒤쪽에 고정된 코일은 전자석을 사용하여 한쪽 또는 다른 쪽으로 당겨져야 합니다. 하드 드라이브 디스크는 회전할 수 있기 때문에 한 방향 또는 다른 방향으로 이동할 때 헤드는 디스크의 거의 모든 지점에 액세스할 수 있어야 합니다. 전원이 꺼진 후 이미 카운트된 헤드는 디스크 표면에서 멀어지기 시작한 다음 주차를 시작합니다. 디스크 표면에 머리를 떨어뜨리는 것은 허용되지 않습니다!
링크를 읽을 때 레코드 작동 원리.
실린더
동심을 이루는 원으로 정보는 디스크에 있으며 계속 저장됩니다. 헤드 블록은 하나의 조각이기 때문에 모든 헤드가 동시에 움직여야 합니다. 한 디스크의 한 면만 각 헤드에서 제공할 수 있습니다. 모든 헤드는 주어진 시간에 동일한 트랙에 있어야 하지만 서로 다른 디스크에 있어야 합니다. 그것은 모두 형성 실린더수직면에서.
섹터
하드 디스크에 저장 가능한 최대 정보의 양은 헤드 수, 섹터 수 및 실린더 수의 세 가지 구성 요소의 곱에 의해 결정됩니다.
기술적인 관점에서 볼 때 더 적은 수의 드라이브로 하드 드라이브를 만들기 시작하는 것이 가장 쉽지만 단일 드라이브에 더 많은 트랙 밀도가 필요합니다.
논리적 및 물리적 배치
이 뉘앙스에도 주목해야 합니다. 즉 논리적 배치와 물리적 배치섹터, 실린더, 헤드.
물리적인 배치는 앞에서 이미 다루었습니다. 그러나 논리적으로(결국 이것이 컴퓨터가 "보는" 방식임) 설정 프로그램은 이러한 매개 변수를 약간 다른 방식으로 입력해야 하며(대부분 하드 드라이브 덮개에 표시되어야 함) 논리적으로도 마찬가지입니다. 컴퓨터가 이후에 작동하는 하드 드라이브의 고장. 디스크 매개변수 번역디스크 매개변수의 논리적 및 물리적 배치를 조정할 수 있는 특수 절차입니다. 변환 단위는 하드 드라이브 자체에 있어야 하며 논리적 좌표를 물리적 좌표로 변환해야 합니다. 동시에 물리적 디스크의 원하는 영역에 대한 헤드 액세스를 제공해야 합니다.
하드 드라이브 제조 중 문제
하드 드라이브를 제조하는 동안 트랙뿐만 아니라 결함이 있는 섹터의 충분한 비율을 피할 수 없습니다(가장 중요한 것은 하드 드라이브에 올바른 볼륨이 있다는 것입니다). 저수준 포맷을 사용하면 디스크 공간이 논리 실린더, 헤드, 섹터로 분할될 때 이러한 거부 영역이 표시되며 이 하드 드라이브의 추가 작업에서 고려되지 않습니다.
많은 사용자가 하드 드라이브 장치에 관심이 있습니다. 오늘날 컴퓨터에서 가장 일반적인 정보 저장 장치는 HDD이기 때문입니다. 또한 작업 및 구조의 원리가 분해됩니다.
윈체스터는 본질적으로 레코드 플레이어와 같습니다. 여기에는 플레이트와 판독 헤드도 포함되어 있습니다. 그러나 HDD 장치는 더 복잡합니다. 하드 드라이브를 분해하면 판이 대부분 금속이고 자성층으로 덮여 있음을 알 수 있습니다. 여기에 데이터가 기록됩니다. 하드드라이브의 용량에 따라 4~9개의 플래터가 있으며, 이들은 "스핀들"이라는 축에 장착되며 대량 소비 제품의 경우 3600~10,000rpm의 높은 회전 속도를 가집니다.
플레이트 블록 옆에는 판독 헤드 블록이 있습니다. 헤드의 수는 자기 디스크의 수, 즉 디스크의 각 표면에 하나씩 결정됩니다. 하드 디스크 플레이어와 달리 헤드가 플래터 표면에 닿지 않고 그 위에 매달려 있습니다. 이것은 기계적 마모를 제거합니다. 플래터는 회전 속도가 빠르고 헤드는 플래터 위에서 매우 작은 일정한 거리에 있어야 하므로 케이스 내부에 아무것도 들어가지 않도록 하는 것이 매우 중요합니다. 결국, 아주 작은 먼지도 물리적인 손상을 일으킬 수 있습니다. 그렇기 때문에 기계 부품은 케이싱으로 밀봉하고 전자 부품은 꺼냅니다.
일부 사용자는 하드 드라이브를 분해하는 방법에 관심이 있습니다. 작업 드라이브 분석에는 견고성 위반이 포함된다는 점을 이해해야 합니다. 그리고 이것은 차례로 그를 황폐화시킬 것입니다. 따라서 저장 매체의 모든 데이터를 잃을 준비가 되지 않은 경우에는 이 작업을 수행하지 않아야 합니다. 긴급하게 드라이브를 열 필요는 없지만 하드 드라이브가 무엇으로 구성되어 있는지 궁금하다면 분해된 HDD의 사진을 볼 수 있습니다.
그렇기 때문에 수리 중에 자기 디스크의 하드 디스크를 분해하여 특수 층류 상자에 조립합니다. 고순도 공기 공급 시스템과 기밀성으로 작업에 필요한 환경을 유지합니다. 집에서 디스크를 분해하면 확실히 작동 불능 상태가 됩니다.
작동하지 않는 읽기 헤드는 플레이트 팩 옆에 있습니다. 이를 "주차 위치"라고도 합니다. 디스크가 필요한 속도로 가속된 경우에만 특수 장치가 헤드를 작업 영역으로 가져옵니다. 각각 따로따로가 아니라 모두 함께 움직입니다. 이를 통해 모든 데이터에 빠르게 액세스할 수 있습니다.
전자 보드 또는 컨트롤러는 일반적으로 하드 드라이브 하단에 부착되어 있습니다. 그녀를 보호하는 것은 없으며 이것으로부터 그녀는 기계적 및 열적 손상에 매우 취약합니다. 역학을 통제하는 것은 바로 그녀입니다. 노트북의 하드 드라이브는 표준 3.5인치와 크기만 다릅니다. 하드 드라이브의 작동 원리는 정확히 동일합니다. 자기 팬케이크의 수와 드라이브 용량만 다를 수 있습니다.
보시다시피 하드 드라이브 장치는 충격, 충격, 긁힘, 큰 온도 변화 및 전력 서지에 노출됩니다. 그리고 이것은 완전히 신뢰할 수있는 정보 전달자가 아닙니다. 이 때문에 랩톱의 하드 드라이브가 고정식 PC보다 더 자주 고장납니다. 결국 휴대용 장치는 지속적으로 흔들리고 때로는 떨어 뜨리거나 추위에 꺼내거나 햇볕에 두었습니다. 그리고 이것은 차례로 하드 드라이브에 부정적인 영향을 미칩니다.
HDD의 수명을 연장하기 위해 떨어뜨리거나 충격을 가하지 마시고, 케이스의 환기가 충분히 되도록 하시고, 디스크 조작은 전원이 꺼진 상태에서만 하십시오. 이러한 단점으로 인해 새로운 유형의 SSD 하드 드라이브가 등장했습니다. 한때 훌륭한 미디어로 보였던 HDD를 점차 몰아내고 있습니다.
논리적 장치
우리는 내부 하드 드라이브가 어떻게 생겼는지 배웠습니다. 이제 논리적 구조를 분석하겠습니다. 데이터는 특정 섹터로 나누어진 트랙으로 컴퓨터의 하드 드라이브에 기록됩니다. 각 섹터의 볼륨은 512바이트입니다. 순차 섹터는 클러스터로 결합됩니다.
새 HDD를 설치할 때 포맷해야 합니다. 그렇지 않으면 컴퓨터에 드라이브의 여유 공간이 표시되지 않습니다. 포맷팅은 물리적이고 논리적입니다. 첫 번째는 디스크를 섹터로 분할하는 것입니다. 그들 중 일부는 "불량", 즉 데이터 기록에 적합하지 않은 것으로 정의될 수 있습니다. 대부분의 경우 드라이브는 판매되기 전에 이미 포맷되어 있습니다.
논리적 포맷에는 하드 드라이브에 논리적 파티션을 만드는 작업이 포함됩니다. 이는 정보 작업을 크게 단순화하고 최적화합니다. 논리 파티션 (또는 "논리 디스크"라고 함) 아래에는 드라이브의 특정 영역이 할당됩니다. 별도의 하드 드라이브와 마찬가지로 작업할 수 있습니다. 하드 드라이브가 파티션과 함께 작동하는 방식을 이해하려면 논리적 볼륨의 수에 따라 하드 드라이브를 시각적으로 2-4개 부분으로 나누는 것으로 충분합니다. 각 볼륨에는 자체 포맷 시스템(FAT32, NTFS 또는 exFAT)이 있을 수 있습니다.
기술 데이터
HDD는 다음 데이터에서 서로 다릅니다.
- 용량;
- 스핀들 속도;
- 상호 작용.
현재까지 하드 드라이브의 평균 볼륨은 500-1000GB입니다. 미디어에 쓸 수 있는 정보의 양을 결정합니다. 스핀들 속도는 데이터에 액세스할 수 있는 속도, 즉 정보를 읽고 쓸 수 있는 속도를 결정합니다. 가장 일반적인 인터페이스는 이미 오래되고 느린 IDE를 대체한 SATA입니다. 서로 대역폭과 마더보드에 연결하기 위한 커넥터 유형이 다릅니다. 최신 노트북 드라이브에는 SATA 또는 SATA2 인터페이스만 있을 수 있습니다.
이 기사에서는 하드 드라이브의 작동 방식, 작동 원리, 기술 데이터 및 논리적 구조를 살펴보았습니다.
안녕하세요 친구!
오늘 우리는 하드 드라이브와 같은 것에 대해 이야기 할 것입니다. 드문 컴퓨터 사용자는 그에 대해 들어 본 적이 없습니다!
윈체스터, 일명 HDD(하드 디스크 드라이브), 일명 하드 디스크는 정보를 저장하는 장치입니다.
HDD는 백인들이 미국을 정복한 유명한 소총에서 속어 이름을 얻었습니다. 하드 드라이브의 첫 번째 모델 중 하나는 이 총기의 구경과 일치하는 "30/30"으로 지정되었습니다.
아래에서는 컴퓨터 하드 드라이브에 대해 설명합니다.
컴퓨터 하드 드라이브는 어떻게 배열되어 있습니까?
개인용 컴퓨터에 사용되는 전통적인(전자 기계) 하드 드라이브가 어떻게 3배가 되는지 고려할 것입니다. 기본은 하나 이상의 정보 디스크입니다. 하드 드라이브의 첫 번째 모델은 알루미늄 디스크를 사용했습니다.
그러나 초기 모델은 크고 작았습니다.
유연한 하드 드라이브
이러한 "나사"(다른 속어)는 물리적 크기로 대략 5.25" 플로피 디스크 드라이브 크기였습니다. 컴퓨터 산업 초기에는 데이터가 5.25" 및 3.5" 플로피 디스크에도 저장되었습니다.이러한 디스크를 읽고 쓰기 위한 드라이브를 FDD라고 합니다. (플로피 디스크 드라이브).
이 디스크는 양면이 강자성 코팅으로 코팅된 둥근 플라스틱 조각으로 만들어졌습니다. 그들은 얇고 유연했기 때문에 드라이브의 이름입니다. 외부 영향으로부터 보호하기 위해 이 디스크를 정사각형 플라스틱 케이스에 넣었습니다.
HDD의 디스크는 구조가 비슷하지만 두껍고 구부러지지 않아 이름에 반영됩니다. 금속 산화물의 얇은 강자성 층이 원심 분리기를 사용하여 이러한 디스크에 적용됩니다. 자기 헤드를 사용하여 데이터를 쓰고 읽습니다.
자기 헤드에 기록할 때 정보 신호가 공급되어 강자성층에서 도메인(강자성 입자)의 방향을 변경합니다.
읽을 때 자화된 부분은 머리에 전류를 유도하고 제어 회로(컨트롤러)에 의해 처리됩니다. 속도 및 데이터 볼륨에 대한 요구 사항은 지속적으로 증가했습니다. 세계 최고의 정신을 이 지역으로 보냈습니다. 나머지 컴퓨터 하드웨어와 마찬가지로 하드 드라이브도 지속적으로 개선되었습니다.
디스크는 유리와 유리-세라믹으로 만들어지기 시작했습니다. 이를 통해 무게와 두께를 줄이고 회전 속도를 높일 수 있습니다.
디스크 회전 속도가 3600rpm에서 5400, 7200rpm으로 증가한 다음 최대 10,000rpm, 심지어 최대 15,000rpm까지 증가했습니다!비교를 위해 FDD의 디스크 회전 속도가 360rpm이라고 가정해 보겠습니다.
회전 속도가 높을수록 데이터를 더 빨리 읽습니다.
강자성층
강자성층은 갈바닉 증착과 진공 증착의 두 가지 방법으로 디스크 표면에 적용될 수 있습니다. 첫 번째 경우 디스크를 금속염 용액에 담그고 그 위에 금속 박막(코발트)을 증착합니다.
진공 증착에서 디스크는 밀봉된 챔버에 배치되고 공기는 디스크 밖으로 펌핑되며 금속 입자는 전기 방전을 사용하여 증착됩니다.
자성층 위에 탄소 보호 코팅이 적용됩니다. 헤드와 접촉할 가능성이 있는 경우 얇은 자성층이 파괴(및 정보 손실)되지 않도록 보호합니다.
하드 드라이브에는 하나 이상의 물리적 디스크가 있을 수 있습니다. 후자의 경우 디스크는 단일 구조로 조립되고 동시에 회전합니다. 각 디스크에는 강자성층이 있는 양면이 있으며 데이터는 두 개의 서로 다른 헤드(위쪽과 아래쪽에 위치)에서 읽습니다.
헤드도 단일 구조로 조립되어 동기식으로 움직입니다.
머리를 움직이는 메커니즘에는 와이어가 있는 코일과 고정된 영구 자석이 포함되어 있습니다. 코일에 전류가 가해지면 자석과 상호 작용하는 자기장이 생성됩니다. 결과적인 힘은 메커니즘의 전체 이동 부분(및 헤드도 포함)과 함께 코일을 이동시킵니다.
메커니즘에는 전원이 없을 때 헤드를 원래 위치로 이동시키는 스프링이 포함되어 있습니다. (주차장).이렇게 하면 헤드와 디스크가 손상되는 것을 방지할 수 있습니다.
일정한 자기장을 생성하는 작은 네오디뮴 자석은 매우 강합니다!
작동 상태에서 디스크는 일정한 속도로 회전하고 헤드는 디스크 위에 "호버링"됩니다. 회전하는 동안 공기 역학적 흐름이 발생하여 헤드를 들어 올립니다. 기술이 발전함에 따라 헤드와 디스크 사이의 거리가 줄어듭니다.
지금은 수십 나노미터로 줄었습니다!
거리를 줄이면 정보 기록의 밀도를 높일 수 있습니다. 따라서 동일한 볼륨에 더 많은 정보를 압축할 수 있습니다.
읽기 및 쓰기 헤드
최신 하드 드라이브 사용 자기 저항 헤드.
자기 저항 수정은 자기장의 크기와 방향에 따라 저항을 변경할 수 있습니다. 헤드가 자화가 다른 영역을 통과하면 제어 회로에 의해 캡처되는 저항이 변경됩니다.
하드 드라이브 헤드에는 실제로 읽기 및 쓰기라는 두 개의 헤드가 있습니다. 녹음 헤드는 자기 테이프 카세트를 사용하는 구형 테이프 레코더의 헤드와 동일한 원리로 작동합니다.
디스크 표면의 자구 방향을 변경하는 자기장이 생성되는 틈에 열린 코어가 포함되어 있습니다. 헤드의 "감기"는 포토리소그래피를 사용하여 인쇄됩니다.
스핀들 및 HDA
디스크를 회전시키는 하드 드라이브(스핀들)의 주 엔진에는 다음이 포함되어 있습니다. 유체 역학적 베어링. 방사형 런아웃이 훨씬 적다는 점에서 볼 베어링과 다릅니다.
최신 하드 드라이브에서는 정보 기록 밀도가 매우 높고 트랙이 서로 매우 가깝습니다.
많은 양의 방사형 런아웃은 기록 밀도를 증가시키지 않거나 (트랙 사이의 거리가 감소함에 따라) 헤드가 한 회전 동안 인접한 트랙을 따라 "점프"합니다. 유체역학 베어링은 움직이는 부품과 고정 부품 사이에 얇은 윤활유 층을 포함합니다.
결론적으로 드라이브가있는 스핀들, 디스크, 헤드가 별도의 구획에 있다고 가정 해 봅시다. 하드 드라이브의 첫 번째 모델에는 압력을 균등화하기 위해 매우 작은 셀이 있는 필터가 장착된 새는 구획이 포함되어 있습니다.
그런 다음 유연한 막으로 닫힌 구멍이있는 밀폐 구획이 나타났습니다. 멤브레인은 헤드 컴파트먼트 내부와 외부의 기압 차이를 보상하기 위해 양방향으로 휘어질 수 있습니다.
이 기사의 다음 부분에서는 하드 드라이브의 배열 방식과 작동 방식에 대해 계속 알아볼 것입니다.
Victor Geronda가 당신과 함께했습니다. 블로그에서 만나요!
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하드 드라이브 작동 원리에 대한 간략한 설명.
하드 드라이브는 어떻게 작동합니까?
일반적으로 모든 사용자는 한 가지 질문에 관심이 있습니다. 디스크가 "빠른"가요? 그에 대한 대답은 모호하며 다음과 같은 특성에 대한 이야기가 필요합니다.
- 디스크 회전 속도
- 위치 지연
- 데이터 액세스 시간
- 하드 드라이브 캐시
- 디스크에 데이터 배치
- 프로세서와 디스크 간의 전송 속도
- 인터페이스(IDE 또는 SCSI)
디스크 회전 속도
일반적으로 최신 하드 드라이브의 회전 속도는 5400~7200rpm입니다. 회전 속도가 높을수록 통신 속도가 빨라집니다. 회전 속도가 증가하면 하드 드라이브 케이스의 온도가 상승하고 속도가 7200rpm인 드라이브는 방열을 위해 설계된 케이스를 사용해야 하거나 드라이브 자체의 외부 팬에 의한 추가 냉각. 전원 공급 장치 팬으로는 충분하지 않습니다. 현재 모든 제조업체에서 예외없이 생산하는 회전 속도가 10,000rpm 인 고속 디스크도 케이스 내부의 통풍이 잘되고 열을 잘 제거하는 "올바른"케이스가 모두 필요합니다. 강제 공기 흐름이 없는 15,000RPM 하드 드라이브는 권장되지 않습니다. 트랙당 섹터 수
최신 하드 드라이브는 트랙이 외부인지 내부인지에 따라 트랙당 섹터 수가 다릅니다. 외부 트랙은 더 길고 짧은 내부 트랙보다 더 많은 섹터를 수용할 수 있습니다. 빈 디스크의 데이터도 외부 트랙에서 기록됩니다. 검색 시간 / 헤드 전환 시간 / 실린더 전환 시간
탐색 시간은 현재 헤드가 있는 트랙에 인접한 트랙에서 작동해야 하는 경우에만 최소화됩니다. 첫 번째 트랙에서 마지막 트랙으로 이동할 때 각각 가장 긴 검색 시간. 일반적으로 평균 검색 시간은 하드 디스크의 패스포트 데이터에 표시됩니다. 디스크의 모든 자기 헤드는 주어진 시간에 동일한 실린더에 있으며 전환 시간은 헤드가 읽거나 쓸 때 얼마나 빨리 전환되는지에 따라 결정됩니다. 실린더 간 전환 시간은 헤드를 한 실린더 앞으로 또는 뒤로 이동하는 데 필요한 시간입니다. 모든 시간은 하드 드라이브 설명서에서 밀리초(ms) 단위로 지정됩니다. 위치 지연
헤드가 원하는 트랙 위에 있으면 원하는 섹터가 해당 트랙에 나타날 때까지 기다립니다. 이 시간을 위치 지연이라고 하며 밀리초(ms) 단위로도 측정됩니다. 평균 포지셔닝 지연 시간은 디스크가 180도 회전하는 시간으로 계산되므로 디스크 스핀들의 회전 속도에만 의존합니다. 지연의 크기에 대한 구체적인 데이터는 표에 요약되어 있습니다. 데이터 액세스 시간
데이터 액세스 시간은 본질적으로 검색 시간, 헤드 전환 시간 및 위치 지연의 조합이며 역시 밀리초(ms) 단위로 측정됩니다. 탐색 시간은 이미 알고 있듯이 헤드가 원하는 실린더 위로 얼마나 빨리 도달하는지를 나타내는 지표일 뿐입니다. 데이터를 쓰거나 읽을 때까지 헤드를 전환하고 필요한 섹터를 기다리는 시간을 추가해야 합니다. 하드 드라이브 캐시
일반적으로 모든 최신 하드 드라이브에는 캐시 메모리(캐시 메모리) 또는 단순히 캐시라고 하는 자체 RAM이 있습니다. 하드 드라이브 제조업체는 종종 이 메모리를 버퍼 메모리라고 합니다. 제조업체 및 하드 드라이브 모델에 따라 캐시의 크기와 구조는 크게 다릅니다. 일반적으로 캐시 메모리는 데이터 쓰기와 읽기 모두에 사용되지만 SCSI 디스크에서는 SCSI 디스크 쓰기 캐싱이 일반적으로 기본적으로 비활성화되어 있으므로 쓰기 캐싱을 강제로 활성화해야 하는 경우가 있습니다. Seagate의 ASPIID와 같이 캐시 매개변수 설정 방법을 결정할 수 있는 프로그램이 있습니다. 많은 사람들에게 이상하게 보일 수 있지만 캐시의 크기는 작업의 효율성을 평가하는 데 결정적이지 않습니다. 캐시와의 데이터 교환 구성은 디스크 전체의 성능을 향상시키는 데 더 중요합니다. Quantum과 같은 일부 하드 드라이브 제조업체는 캐시의 일부를 소프트웨어에 사용합니다(예: Quantum Fireball 1.3Gb 모델의 경우 128개 중 48Kb가 펌웨어에 사용됨). Western Digital에서 사용하는 방법이 더 선호되는 것 같습니다. 펌웨어는 디스크의 특별히 지정된 섹터에 저장되며 운영 체제에서는 보이지 않습니다. 전원을 켤 때 이 프로그램은 디스크의 일반 저렴한 DRAM에 로드되어 펌웨어를 저장하기 위한 플래시 메모리 칩의 비용을 제거합니다. 이 방법을 사용하면 Western Digital이 자주 수행하는 하드 드라이브 펌웨어를 쉽게 수정할 수 있습니다. 디스크에 데이터 배치
디스크 구성이 트랙의 실린더, 헤드 및 섹터 수 측면에서 설정된다는 사실은 PC 시대가 시작된 이래 모든 사람에게 알려져 있습니다. 몇 년 전에는 SETUP 프로그램에서 이러한 디스크 옵션을 모두 지정하는 것이 필수였지만 더 이상 그렇지 않습니다. 엄밀히 말하면 SETUP 표준 CMOS 설정 섹션에 표시되는 디스크 매개변수는 일반적으로 실제 디스크 매개변수와 관련이 없으며 이러한 매개변수가 디스크 구조 변환 유형에 따라 변경됨을 알 수 있습니다. 정상, LBA그리고 크기가 큰. 정상- 디스크의 제조업체 설명서에 따른 구조이며 DOS에서 504Mb(1Mb - 1048576바이트) 이상을 볼 수 없습니다. LBA- 논리 블록 주소 - 이 설정을 사용하면 최대 4Gb의 DOS 디스크를 볼 수 있습니다. 크기가 큰 Unix와 같은 운영 체제에서 사용됩니다. SETUP에서 설정한 매개변수는 하드 디스크 관리 논리에 의해 실제 매개변수로 변환됩니다. 많은 최신 운영 체제는 BIOS를 우회하여 LBA를 통해 디스크와 함께 작동합니다.
오늘날 대다수의 컴퓨터 사용자는 "컴퓨터 하드 드라이브"라는 개념에 익숙하다고 해도 과언이 아닙니다. 그들은 모든 컴퓨터에 영화, 음악, 사진, 게임 및 프로그램과 같은 모든 정보를 저장하는 "메모리"가 있다는 것을 알고 있습니다. 그러나 모니터를 응시하는 총 팬 수 중 소수는 "이것은 모든 파일이 이해할 수 없는 방식으로 저장되는 직사각형의 것"이라는 것을 아는 것보다 이 신비한 저장 장치를 이해하는 데 더 나아갔습니다. 그리고 더 깊이 파고 들어 하드 드라이브의 작동 방식을 알고 장치를 이해하려는 독자를 위한 것입니다. 이 기사는 러시아어로 간단하게 이러한 문제를 밝힐 것입니다.
컴퓨터 하드 드라이브는 어떻게 작동합니까?
약간의 역사 여담부터 시작하겠습니다. 최초의 하드 드라이브는 거의 60년 전인 1957년에 IBM에서 만들었습니다. 그 볼륨은 5MB였습니다. 오늘날의 기준으로는 말도 안되는 수치이지만 진정한 기술 혁신이었습니다. 얼마 후 같은 회사의 엔지니어가 30MB 용량의 하드 드라이브를 만들었고 이동식 구획에 추가로 30MB가 있습니다. 이러한 디스크 구조는 미국에서 인기 있는 윈체스터 카빈총인 ".30-30"의 카트리지 표시와 관련이 있기 때문에 설계자는 이 하드 디스크에 코드명 "윈체스터"를 부여했습니다. 흥미로운 사실은 현대 서양에서는 하드 드라이브를 그렇게 부르는 사람이 거의 없지만 러시아어를 사용하는 환경에서는 이 이름이 훨씬 더 확고하게 뿌리를 내리고 편리한 축약 버전인 "나사"가 탄생했다는 것입니다. 구어체 연설에서 널리 사용됩니다.
하드디스크 설계
이제 프로그램의 하이라이트로 직접 이동하여 내부 구조부터 시작하겠습니다. 하드 드라이브의 설계는 다음 구성 요소로 구성됩니다.
1. 자기 디스크 블록 또는 소위. "팬케이크"(한 블록에 1~3개 조각, 다른 블록 위에 위치) - 사실 하드 드라이브의 주요 요소입니다. 각 자기 디스크는 알루미늄 또는 유리로 만들어지며 강자성 물질, 종종 이산화 크롬으로 코팅됩니다. 데이터는 자기 헤드를 사용하여 자성층에 기록됩니다.
2. 자기 헤드 블록 - 디스크에서 읽을 때 수신된 신호를 증폭하는 증폭기 스위치의 미세 회로에 연결된 로커입니다. 로커 플레이트의 끝에는 읽기 및 쓰기 작업을 수행할 때 자기 디스크와 상호 작용하는 자기 헤드가 있습니다.
3. 스핀들 모터 - 자기 디스크를 가속하는 데 사용되는 특수 전기 모터. 하드 드라이브 모델에 따라 이 수치는 15,000rpm에 달할 수 있습니다. 엔진 설계는 베어링(볼 및 유체역학)을 사용하여 조용하고 진동을 일으키지 않도록 합니다.
4. 컨트롤러 보드는 자기 헤드에서 전송된 신호를 컴퓨터가 이해할 수 있는 신호로 변환하여 하드 디스크의 작동을 제어하는 집적 회로입니다.
하드 드라이브 작동 방식
개별 구성 요소를 연구한 후 우리는 무슨 일이 일어나고 있는지에 대한 완전한 그림을 그릴 수 있고 컴퓨터 하드 드라이브가 어떻게 작동하는지 단계별로 설명할 수 있습니다. 따라서 하드 드라이브에 전원이 공급됩니다. 전자 컨트롤러는 축에 단단히 고정된 자기 디스크를 회전시키기 시작하는 스핀들 모터에 신호를 보냅니다. 접촉 가능성을 제외하고 팬케이크와 헤드 사이에 에어 갭이 나타나는 필요한 회전 속도에 도달한 후 로커는 약 10나노미터(10억분의 1)인 "작동" 거리에서 헤드를 헤드로 가져옵니다. 미터, 상상해보십시오!).
포함된 하드 드라이브에서 받은 첫 번째 데이터는 항상 서비스 정보 또는 소위 말하는 것입니다. "트랙 제로". 여기에는 하드 드라이브의 상태 및 특성에 대한 정보가 들어 있습니다. 어떤 이유로 이 정보를 얻을 수 없으면 장치가 부팅되지 않고 작동하지 않습니다.
서비스 데이터가 성공적으로 수신되고 오류가 없으면 디스크에 직접 기록된 정보로 작업하는 단계가 시작됩니다. 대부분의 경우 "어떻게 기록됩니까? "라는 질문에 이미 괴로워하고 있습니다. 우리는 대답합니다 : 전류 펄스의 영향을받는 자기 헤드는 디스크 섹션을 자화하여 비트 (자기 모멘트 방향이 다른 논리 "0"과 "1")를 형성 할 수 있습니다. 즉, 컴퓨터 하드 디스크의 모든 정보는 서로 다른 자화 섹션으로, 표준화된 신호로 변환된 후 컴퓨터에서 인식되고 사용자가 이해할 수 있는 형식으로 제공됩니다. 이 섹션은 엄격하게 구성되어 있으며 소위 말하는 것입니다. "트랙", 즉 자기 디스크 표면의 원형 영역입니다.
헤드 블록은 하나의 조각이므로 모든 헤드가 동 기적으로 이동하므로 항상 각 개별 팬케이크의 동일한 트랙에 위치합니다. 이를 바탕으로 수직면에서 트랙은 실린더를 형성합니다. 또한 각 트랙은 "섹터"라고 하는 세그먼트로 구성됩니다. 이 섹터에 정보를 기록할 때 자기 헤드는 자기장을 변경하고 정보를 읽을 때는 간단히 캡처합니다. 데이터 저장 장치의 물리적 구조를 살펴보면 하드 디스크의 볼륨이 실린더 수, 헤드 수 및 섹터 수의 곱과 같다는 결론을 내릴 수 있습니다.
하드 드라이브 포맷
컴퓨터 하드 드라이브의 작동 방식에 대한 이야기는 포맷 주제를 다루지 않으면 완전하다고 할 수 없습니다. 포맷은 하드 드라이브의 저장 영역을 표시하는 특수 프로세스이며, 그 핵심은 특정 서비스 정보를 작성하여 파일 시스템과 같은 이 데이터에 대한 특정 액세스 구조를 만드는 것입니다. 이 경우 이전에 저장된 데이터는 파기됩니다(단, 항상 취소 불가능한 것은 아님). 대부분의 경우 포맷은 컴퓨터에 운영 체제를 설치(또는 재설치)할 때 수행됩니다. 이는 최적의 이전 OS에서 데이터가 지워진 "빈" 포맷된 디스크이기 때문입니다. 필요한 정보를 잃지 않기 위해 "나사"는 원칙적으로 사전에 논리적으로 여러 섹션으로 나뉩니다. 이 경우 포맷은 OS가 설치될 섹션에만 필요하고 데이터는 나머지 섹션은 그대로 유지되며 이는 매우 사용자 친화적인 접근 방식입니다.