- Hard Disk
مقدمه مفهومی
دیسک سخت (Hard Disk Drive یا HDD) یک دستگاه ذخیره سازی داده های غیرفرار است که از یک یا چند صفحه گردان (پلاتر) پوشیده از مواد مغناطیسی برای ذخیره اطلاعات استفاده می کند. این فناوری دهه هاست که به عنوان اصلی ترین روش ذخیره سازی داده ها در کامپیوترها مورد استفاده قرار می گیرد. دیسک های سخت مزایایی مانند ظرفیت بالا، هزینه پایین به ازای هر گیگابایت و دوام نسبتاً خوب دارند، اگرچه در سال های اخیر با ظهور SSDها تحت تأثیر قرار گرفته اند.
اجزای اصلی
1. پلاتر (دیسک های مغناطیسی گردان)
2. هد خواندن/نوشتن
3. بازوی محرک (Actuator Arm)
4. موتور چرخان (Spindle Motor)
5. کنترلر دیسک
6. حافظه بافر
7. بدنه و رابط های ارتباطی
مشخصات فنی
- ظرفیت ذخیره سازی (از چند گیگابایت تا ده ها ترابایت)
- سرعت چرخش (5400 تا 15000 RPM)
- زمان دسترسی (Access Time)
- نرخ انتقال داده (Data Transfer Rate)
- رابط های ارتباطی (SATA, SAS, IDE)
- اندازه فیزیکی (2.5 اینچی، 3.5 اینچی)
- مصرف انرژی و تولید حرارت
مقایسه با SSD
- قیمت پایین تر به ازای هر گیگابایت
- سرعت کمتر در دسترسی تصادفی
- مقاومت کمتر در برابر ضربه و لرزش
- مصرف انرژی بیشتر
- طول عمر معمولاً کمتر
- حساسیت بیشتر به میدان های مغناطیسی
- تولید صدا و لرزش در حین کار
کاربردهای اصلی
- ذخیره سازی حجم بالا در سرورها
- سیستم های بایگانی و آرشیو داده
- کامپیوترهای رومیزی و لپ تاپ های مقرون به صرفه
- سیستم های نظارت تصویری (DVR/NVR)
- دستگاه های ذخیره سازی شبکه ای (NAS)
- پشتیبان گیری از داده های حجیم
- سیستم های legacy که به HDD وابسته هستند
چالش ها و محدودیت ها
- محدودیت فیزیکی در افزایش سرعت
- حساسیت به شرایط محیطی
- مصرف انرژی نسبتاً بالا
- تأخیر در دسترسی به داده ها
- محدودیت در کوچک سازی ابعاد
- تولید حرارت و نیاز به خنک کاری
- سر و صدای مکانیکی
روندهای آینده
- دیسک های سخت هلیومی برای ظرفیت بالاتر
- فناوری های ضبط مغناطیسی عمودی (PMR) و شینکل شده (SMR)
- یکپارچه سازی با حافظه های فلش به صورت هیبریدی
- افزایش ظرفیت با استفاده از فناوری HAMR (ضبط مغناطیسی کمک شده با حرارت)
- بهینه سازی برای کاربردهای خاص مانند ذخیره سازی سرد
- توسعه رابط های پرسرعت تر برای کاهش گلوگاه ها
دیسک سخت (Hard Disk Drive یا HDD) یک دستگاه ذخیره سازی داده های غیرفرار است که از یک یا چند صفحه گردان (پلاتر) پوشیده از مواد مغناطیسی برای ذخیره اطلاعات استفاده می کند. این فناوری دهه هاست که به عنوان اصلی ترین روش ذخیره سازی داده ها در کامپیوترها مورد استفاده قرار می گیرد. دیسک های سخت مزایایی مانند ظرفیت بالا، هزینه پایین به ازای هر گیگابایت و دوام نسبتاً خوب دارند، اگرچه در سال های اخیر با ظهور SSDها تحت تأثیر قرار گرفته اند.
اجزای اصلی
1. پلاتر (دیسک های مغناطیسی گردان)
2. هد خواندن/نوشتن
3. بازوی محرک (Actuator Arm)
4. موتور چرخان (Spindle Motor)
5. کنترلر دیسک
6. حافظه بافر
7. بدنه و رابط های ارتباطی
مشخصات فنی
- ظرفیت ذخیره سازی (از چند گیگابایت تا ده ها ترابایت)
- سرعت چرخش (5400 تا 15000 RPM)
- زمان دسترسی (Access Time)
- نرخ انتقال داده (Data Transfer Rate)
- رابط های ارتباطی (SATA, SAS, IDE)
- اندازه فیزیکی (2.5 اینچی، 3.5 اینچی)
- مصرف انرژی و تولید حرارت
مقایسه با SSD
- قیمت پایین تر به ازای هر گیگابایت
- سرعت کمتر در دسترسی تصادفی
- مقاومت کمتر در برابر ضربه و لرزش
- مصرف انرژی بیشتر
- طول عمر معمولاً کمتر
- حساسیت بیشتر به میدان های مغناطیسی
- تولید صدا و لرزش در حین کار
کاربردهای اصلی
- ذخیره سازی حجم بالا در سرورها
- سیستم های بایگانی و آرشیو داده
- کامپیوترهای رومیزی و لپ تاپ های مقرون به صرفه
- سیستم های نظارت تصویری (DVR/NVR)
- دستگاه های ذخیره سازی شبکه ای (NAS)
- پشتیبان گیری از داده های حجیم
- سیستم های legacy که به HDD وابسته هستند
چالش ها و محدودیت ها
- محدودیت فیزیکی در افزایش سرعت
- حساسیت به شرایط محیطی
- مصرف انرژی نسبتاً بالا
- تأخیر در دسترسی به داده ها
- محدودیت در کوچک سازی ابعاد
- تولید حرارت و نیاز به خنک کاری
- سر و صدای مکانیکی
روندهای آینده
- دیسک های سخت هلیومی برای ظرفیت بالاتر
- فناوری های ضبط مغناطیسی عمودی (PMR) و شینکل شده (SMR)
- یکپارچه سازی با حافظه های فلش به صورت هیبریدی
- افزایش ظرفیت با استفاده از فناوری HAMR (ضبط مغناطیسی کمک شده با حرارت)
- بهینه سازی برای کاربردهای خاص مانند ذخیره سازی سرد
- توسعه رابط های پرسرعت تر برای کاهش گلوگاه ها
