هارد کامپیوتر چیست؟

هارد دیسک داخلی

هارد دیسک داخلی (Hard Drive Disk) یکی از انواع حافظه های ذخیره سازی می باشد . اگر مایل به آشنایی با این محصول می باشید شما را به مطالعه ادامه مقاله دعوت می کنیم .

کلمه HDD به چه معناست؟

در ابتدای کار اصطلاح و کلمه رایج HDD را بررسی می کنیم . این کلمه مخفف عبارت Hard Disk Drive به معنای (دیسک درایو سخت) است .

هارد دیسک یکی از حساس ترین قطعات کامپیوتر می باشد . زیرا تمامی اطلاعات از جمله سیستم عامل (Operating System)، فایل های شخصی ، برنامه ها و دیگر اطلاعات بر روی هارد دیسک قرار دارند .

وظیفه اصلی هارد دیسک ها

هارد دیسک یک وظیفه اصلی دارد و آن حفظ دائمی اطلاعات می باشد . هر اطلاعاتی که برای ذخیره سازی به هارد دیسک ارسال می شود، تا زمانی که حذف نشود بر روی سکتورها، در مکان خود باقی خواهد ماند . البته ممکن است شرایط محیطی نیز در از بین درفتن این داده ها اثر بگذارد .

قسمت های مختلف هارد دیسک:

هارد دیسک اجزاء و قطعات مختلفی دارد که همگی آن ها در کنار هم داده ها را ذخیره کرده یا جابجا می کنند .

۱- قسمت کنترل کننده مرکزی (Actuator)

این قسمت وظیفه کنترل بازوی مکانیکی را دارا می باشد . این قطعه به نوعی مغز هارد دیسک است که وظیفه کنترل کردن قسمت های مختلف هارد را بر عهده دارد.

کار قسمت کنترل کننده مرکزی بسیار دقیق است . این قسمت وظیفه دارد تا با سایر قطعات کامپیوتر در ارتباط باشد و تمامی دستورات ارسالی از قطعات را با هارد دیسک هماهنگ کند تا جابجایی اطلاعات به بهترین نحو ممکن انجام شود .

۲- قسمت بازوی مکانیکی (Head Arm)

وظیفه این قسمت رساندن Head به نقطه مورد نظر می باشد. قسمت بازوی مکانیکی می تواند سر Head را از مرکزی ترین نقطه دیسک (Platter) تا کناری ترین نقطه آن ببرد .

برای هر دیسک دو بازوی مکانیکی همراه با سر هد وجود دارد .

۳- قسمت Read/Write Head (سر خواندن و نوشتن به اصطلاح Head)

این قسمت توسط بازوی مکانیکی جابجا می گردد. کار این قسمت خواندن و نوشتن داده ها به صورت ۰ و ۱ (باینری) بر روی قسمت های بسیار ریز موجود در دیسک می باشد .

زمانی که هد وظیفه ذخیره داده ها را دارد ، مقادیر مغناطیسی صفر و یک را در این قسمت های بسیار ریز قرار می دهد (با تغییر قطب مغناطیسی هر یک از مکان های ذخیره داده) و زمانی که قصد خواندن داده ها را دارد ، برعکس حالت نوشتن ، مقادیری را در هر یک از قسمت هایی که توسط کنترل کننده مرکزی مشخص می شود ، طبق قطب مغناطیسیشان حس کرده و بر اساس آن صفر یا یک منطقی معادلش را تحویل می دهد.

قسمت هد فقط چند نانومتر (۱ سانتی متر = ۱۰۰۰۰۰۰۰ نانومتر) با دیسک خود فاصله دارد.

۴- قسمت دیسک (Platter)

وظیفه این صفحات، حفظ داده ها (به صورت مغناطیسی صفر و یک) در قسمت های بسیار ریز است . این قسمت های بسیار ریز سکتور (Sector) نامیده می شوند و توانایی نگهداری یک بیت را دارا می باشند . در هر اینچ (هر اینچ = ۲.۵۴ سانتی متر) از این صفحات حدود ۳۰۰۰۰ قسمت ریز برای ذخیره وجود دارد . اندازه هر یک از این قسمت ها در حدود ۸۴۶ نانومتر است.

معمولاً در هر هارد دیسک تعداد بیشتری از یک صفحه دیسک قرار می گیرد. این صفحات از جنس شیشه یا سرامیک بوده و خودشان مغناطیسی نیستند .

۵- قسمت موتور چرخان دیسک ها (Spindle)

وظیفه این قسمت فقط چرخاندن دیسک هاست . به این ترتیب قسمت هد می تواند داده ها را بر روی نقاط مختلف صفحات مغناطیسی بخواند یا بنویسد. قسمت موتور چرخان می تواند از ۴۲۰۰ (در هاردهای کم مصرف قابل حمل) تا ۱۵۰۰۰ (در هاردهایی مثل Cheetah 15K.4 محصول سی گیت) دور در دقیقه (RPM) بچرخد.

هارد دیسک چگونه کار می کند؟

دستورها همراه با داده های ارسالی یا دریافتی از هارد دیسک ، توسط کنترل کننده دیسک (Disk Controller) تفسیر می شوند . تفسیر کردن به این معنا می باشد که هارد دیسک متوجه می شود که طبق دستور داده شده ، مکان داده مورد نظر در کجا قرار داشته و طبق آن عمل خواندن یا نوشتن شروع می شود . زمانی که سیستم عامل یا یکی از قطعات سخت افزاری نیاز به ذخیره کردن داده یا دریافت آن داده ها را دارند ، دیسک کنترلر وارد عمل می شود و دستور مورد نظر را برای کنترل کننده مرکزی ارسال می کند .

حال قسمت کنترل کننده مرکزی وظیفه دارد تا بازوی مکانیکی هد را به قسمت های مختلف دیسک هدایت کند . زیرا امکان دارد داده های یک فایل در مکان های مختلفی بر روی دیسک ها ذخیره شوند ، بنابراین بازوی مکانیکی ممکن است بین قسمت های مختلف پلاتر جابجا شود. حال قسمت هد وظیفه دارد تا با توجه به دستور داده شده (خواندن یا نوشتن داده) کار خود را بر روی سکتور فیزیکی مورد نظر انجام دهد .

درصورتی که دیسک کنترلر دستور خواندن نوشته را داده باشد ، در این صورت هد وظیفه دارد تا داده های مغناطیسی صفر و یک را بر روی قسمت های مختلف دیسک بخواند و آن را به کنترل کننده مرکزی بفرستد . خواندن به این صورت است که قطب های مغناطیسی (N یا S) هر یک از مکان های داده را حس کرده سپس معادل صفر یا یک آن را برمی گرداند . سپس کنترل کننده مرکزی داده های خوانده شده را به دیسک کنترلر باز می گرداند تا مورد پردازش قرار گیرند .

اما اگر دیسک کنترلر داده ای را برای ذخیره کردن به هارد دیسک بفرستد ، در این صورت کنترل کننده مرکزی وظیفه دارد داده ها را تک به تک به هد ارسال کند تا قسمت هد این داده ها را به صورت صفر و یک در فضا های ذخیره سازی دیسک ذخیره کند . ذخیره به این صورت است که هد نوشتن ، مکان های داده موجود بر روی پلاتر را طبق دستور صفر یا یک بودن ، تغییر قطب می دهد . مثلاً قطب N را به بالا یا برعکس نشانه گذاری می کند .

قسمت داخلی هارد دیسک ها معمولاً مهر و موم شده هستند تا از ورود گرد و غبار به داخل ، و اختلال در کار قطعات جلوگیری شود . همچنین در داخل هارد دیسک ها یک فیلترینگ هوا برای فیلتر و خارج کردن گرد و غبار ، جاسازی می شود .

راهنمای خرید هارد دیسک

هزینه و قیمت کم و سرعت نسبتاً زیاد هارد های اینترنال از مزایای آن و مقاومت کم آن ها در برابر شرایط محیطی (مانند ضربات) و احتمال از دست رفتن داده های نوشته شده از جمله معایب هاردهای اینترنال شناخته می شود. با این حال این هارد دیسک ها به عنوان پر کاربرد ترین و پر استفاده ترین حافظه های جانبی شناخته شده و بهترین حافظه برای ذخیره داده های عادی به حساب می آید.

معیارهای مهم در خرید هارد دیسک

خرید هارد اینترنال (Internal HDD) ممکن است برای برخی از کاربران کمی مشکل باشد و دلیلش هم آشنا نبودن آن ها با فاکتورها و معیارهای مهمی است که در هنگام خرید هارد باید به آن ها توجه کنند و نکات قابل ذکری که باید در نظر داشته باشند. در این قسمت به مهمترین معیارها و نکاتی که هنگام خرید هارد داخلی یا اینترنال باید در نظر داشته باشید، خواهیم پرداخت.

نوع و ابعاد هارد

هارد دیسک ها در انواع مختلف ، و اندازه های گوناگون به بازار عرضه می شوند که ممکن است مصرف انرژی، حافظه کش و دیگر خصوصیات متفاوتی داشته باشند. اولین فاکتوری که باید هنگام خرید هارد در نظر داشته باشید، نوع و اندازه آن است که عبارت اند از:

هارد دیسک ۳.۵ اینچی

این هارد دیسک ها اغلب در کامپیوترهای شخصی دسکتاپ (Desktop PC) استفاده می شوند. به عبارت ساده تر، همان هاردهایی که در داخل کیس کامپیوتر استفاده می کنیم، اغلب از نوع ۳.۵ اینچی هستند. طول این هاردها ۱۴۶ میلیمتر، عرضشان ۱۰۱.۶ میلیمتر و ارتفاعشان در دو اندازه ۱۹ یا ۲۵.۴ میلیمتری در دسترس هستند.

اگر هاردی برای کامپیوتر رومیزی خود می خواهید، اگرچه از نوع ۲.۵ اینچی نیز می توانید استفاده کنید، بهتر است نوع ۳.۵ اینچی را در نظر داشته باشید.

هارد دیسک ۲.۵ اینچی

این هارد دیسک ها معمولاً در لپ تاپ ها و نوت بوک ها استفاده می شوند. بنابراین اگر قصد تغییر و ارتقاء هارد لپ تاپ را داشته باشید، نوع ۲.۵ اینچی را انتخاب کنید. این هاردها با طول ۱۰۰ میلیمتر، عرض ۶۹.۸۵ میلیمتر و ارتفاع در شش اندازه ۵ یا ۷ یا ۹.۵ یا ۱۲.۵ یا ۱۵ یا ۱۹ میلیمتری در دسترس است.

انواع دیگر هارد دیسک

انواع دیگری نیز نظیر هاردهای ۱.۸ اینچی وجود دارد که برای مقاصد گوناگونی ساخته می شوند. با این حال دو نوع رایج آن همان ۳.۵ و ۲.۵ اینچی است.

ظرفیت هارد

همه هارد دیسک ها یک ظرفیت مشخص دارند؛ از چند مگابایت گرفته تا چند صد گیگابایت و حتی چندین ترابایت. ظرفیت هاردی که می خواهید بخرید به نیازتان بستگی دارد. اگر مطمئن هستید که بیشتر از ۱ ترابایت از حافظه آن استفاده نخواهید کرد، لازم نیست پولتان را برای هاردی با حجم بیشتر صرف کنید بجای آن می توانید بر روی معیارهای دیگر تمرکز کنید.

معمولاً یک هارد با حجم ۱ ترابایت نیاز کاربران عادی را تا حدود زیادی برطرف می کند. اگر قرار نیست فایل های زیادی را بر روی هارد نگه دارید، حجم ۱ ترابایت می تواند برای شما مناسب باشد. با این حال همانطور که گفته شد، این معیار به خود شما بستگی دارد.

سرعت چرخش هارد

یکی از مهم ترین فاکتورهای تعیین کننده سرعت خواندن / نوشتن هارد دیسک، سرعت چرخش صفحات درون آن است. سرعت آن بر اساس تعداد چرخش در دقیقه (RPM) مشخص می شود. هرچه سرعت چرخش هارد بیشتر باشد، تاخیر دسترسی به داده ها نیز کمتر می شود چون چرخیدن صفحات است که سکتور داده ها را زیر هد خواندن/نوشتن قرار می دهد.

سرعت چرخش هاردهای عادی از ۴۸۰۰rpm گرفته تا ۱۵۰۰۰rpm است. در بازار معمولاً انواع ۵۴۰۰rpm و ۷۲۰۰rpm یافت می شود.

برای کاربران عادی هاردی با سرعت ۷۲۰۰ دور در دقیقه مناسب است. اگر به سرعت بیشتری نیاز داشته قاعدتاً باید پول بیشتری خرج کنید. این سرعت در مشخصات هارد خریداری شده یا بر روی خود هارد نوشته می شود.

رابط یا درگاه هارد

رابط یا درگاه هارد دیسک همان قسمتی از هارد است که با استفاده از کابل مخصوص، هارد را به مادربورد متصل کرده و امکان خواندن اطلاعات از روی هارد یا نوشتن اطلاعات بر روی آن را به کاربر می دهد. انواع رایج رابط های هارد دیسک عبارت اند از:

SATA

SATA مخفف Serial ATA بوده و درگاهی است که اطلاعات به صورت سریال (پشت سر هم) منتقل می شوند. حداکثر سرعت انتقال (نه لزوماً سرعت خواندن/نوشتن خود هارد) رابط ساتا برابر ۱۵۰ مگابایت در هر ثانیه (۱۵۰MB/s) است. اگر مادربورد شما رابط ساتا داشته باشد، حتماً هاردی با همین رابط بخرید.

IDE یا ATA یا PATA

نام هایی مثل IDE و ATA و PATA اغلب به رابطی قدیمی اشاره دارند که نحوه انتفال داده در آن به صورت موازی (در کنار یکدیگر) است. البته جای ذکر است که استفاده از لفظ PATA یا ATA برای این رابط صحیح ترین مورد است. حداکثر سرعت انتقال (نه لزوماً سرعت خواندن/نوشتن خود هارد) رابط پاتا یا آی دی ای یا آتا با توجه به نسل های مختلف آن از ۸.۳ مگابایت در هر ثانیه (8.3MB/s) تا ۱۰۰ مگابایت در ثانیه (۱۰۰MB/s) است. اگر مادربورد شما رابط SATA نداشته باشد و بجای آن رابط IDE/ATA/PATA داشته باشد، به ناچار باید هاردی دارای این رابط را خریداری کنید. البته این رابط دیگر منسوخ شده است و تمامی مادربوردهای جدید از این رابط پشتیبانی نمی کنند .

نکات دیگر در رابطه با خرید هارد

نکات دیگری نیز وجود دارد که در هنگام خرید هارد بهتر است به آن ها دقت کنید:

هاردی که می خرید بهتر است از قابلیت S.M.A.R.T پشتیبانی کند (که معمولاً این قابلیت را دارند) تا اشکال یابی هارد در آینده ساده تر باشد.

هارد شرکت های مختلف درصد خرابی متفاوتی نسبت به شرکت های دیگر دارند که به HDD Failure Rate معروف است. با توجه به آمار هاردهای شرکت Toshiba و بعد Seagate در مقایسه با Western digital و HGST درصد خرابی بیشتری دارند. بعد از این دو وسترن دیجیتال و در نهایت اچ جی اس تی قرار دارد. البته مقایسه در لینک آورده شده فقط بین این چهار شرکت انجام شده است.

هارد درایوها یک حافظه به نام کش داخلی (Cache) یا همان بافر (Buffer) دارند که به عنوان یک حافظه موقتی بین صفحات هارد دیسک و کامپیوتر عمل می کنند. داده ها ابتدا در حافظه بافر یا کش ذخیره می شوند سپس یکجا به کامپیوتر فرستاده می شوند. در این حالت، سرعت خواندن / نوشتن هدها در بالاترین سرعت خواهد بود. کش هارد دیسک ها بین ۸ تا ۱۲۸ گیگ و کش درایوهای حالت جامد تا ۱ گیگابایت نیز است. با این که کش جزو آخرین معیارهاست و تفاوت ناچیزی در سرعت خواهد داشت، به عنوان یک نکته قابل ذکر است.