Жесткий диск - это электромеханическое устройство, выступающее в роли хранилища информации. Используется в компьютерах, некоторых игровых приставках, телевизионных приставках, в серверах, системах хранения данных, может встречаться и в бытовой технике.
Для многих - это просто железяка, на которой лежат какие то, возможно даже важные данные, и ввиду отсутствия понимания как это работает, к дискам относятся с довольно существенной долей небрежности. Обычно, ровно до тех пор, пока жесткий диск не сломается, и не утащит за собой несколько десятков гигабайт семейных фотографий, либо других важных данных, которых больше нигде не сохранено.
Давайте попробуем разобраться как же все это работает.
Не буду писать о том, что существуют разные интерфейсы подключения, такие как IDE, SATA, SAS, Fibre Channel и прочие.
Снимаем плату контроллера. На ней мы обнаружим микроконтроллер управлением жестким диском (своего рода процессор) (на фото - отмечен красным цветом), микросхема флеш-памяти (отмечена зеленым) в ней хранится прошивка диска, контроллер управления двигателем жесткого диска (отмечен синим цветом), микросхема оперативной памяти (оранжевый цвет) - используется в качестве кеш-памяти. Выход из строя любого их этих компонентов неизбежно приведет к повреждению жесткого диска. Существует вероятность повредить эти (и другие) электронные компоненты диска - статическим электричеством, высокой влажностью (окисления контактов, гальваническая коррозия), физическое воздействие.
По аналогии с проигрывателем виниловых пластинок, данные на диске, хранятся на пластинах, с существенными отличиями, а именно: головка не должна соприкасаться с поверхностью пластины жесткого диска, в отличие от головки проигрывателя виниловых дисков, и, ввиду существенно больших скоростей (выпускаемые ныне диски, в массе своей, имеют скорость вращения шпинделя 5400 оборотов в минуту, либо 7200 оборотов в минуту, в зависимости от модели диска), в жестких дисках головка не только считывает данные, она их еще и записывает. Но, в обоих случаях, повреждение поверхности пластины, приведет к не возможности считать информацию, по крайней мере, без использования специальных средств.
Еще одно существенное отличие - пластины жесткого диска, расположены в гермоблоке, называется он так, потому что защищен от внешней среды, но гермоблок не полностью герметичен. В корпусе диска, обычно на лицевой стороне, есть отверстие для сброса давления, которое образуется при работе диска. Давление внутри диска, необходимо для осуществления эффекта "парения" магнитных головок над поверхностью пластин. Например, когда Вы работаете с жестким диском, и в электросети появляются помехи (моргает свет), существует высокий риск потери данных вследствие залипания магнитных головок на поверхности пластин диска - электрический ток, поступающий на контроллер диска становится не стабилен, и, если контроллер не успеет среагировать и запарковать (спрятать магнитные головки в парковочную зону), головки могут упасть на поверхность пластин и поцарапать её, или вообще оторваться (отверстие для сброса давления на фото ниже).
Внутри диска расположены: пылевой фильтр (в нашем случае наклеен на корпус, но более распространено расположение в специальном отсеке - переборке), поверхность пластины (нескольких пластин) (красная стрелка), парковочной зоны головок (синяя стрелка), коромысло с головками (зеленая стрелка), сервопривод коромысла (оранжевая стрелка), плата коннектора (фиолетовая стрелка). В нижней части, возле красной стрелочки можно увидеть еще один фильтр.
Как видим, конструкция диска довольно сложна.
Еще более сложен принцип распределения данных. Ввиду того, что скорость вращения шпинделя высока, запись файлов не осуществляется линейно, кусочки файла записываются по всей поверхности диска в полнейшем хаосе, а информация о расположении этих кусочков записывается в специальную таблицу, примерно как оглавление в книге. Не вся поверхность диска отдается пользователю, часть поверхности уходит под служебную информацию диска, часть под резервные ячейки. Например, когда диск пытается записать или считать информацию с ячейки и в заданные лимиты не получает от нее отклик, ячейка помечается как сбойная и на ее замену назначается ячейка их резерва. Естественно, количество резервных ячеек не безграничено. Если на диске появились плохие сектора (так называемые bad-блоки), эксплуатацию такого диска стоит прекратить, даже если блок всего один. Хотя диск еще может довольно продолжительное время работать и с наличием поврежденного блока (bad-блока), а то и несколькими таковыми, сохранность информации в таких случаях, находится под повышенной угрозой. И, как показывает практика, количество bad-блоков начинает довольно быстро расти. Восстановить информацию из поврежденных блоков зачастую невозможно.
Не могу не затронуть тему - технологии AF (Advanced Format) - наверняка, просматривая цены жестких дисков, Вы замечали, что два одинаковых диска (имеется ввиду серия), но отличающихся объемом - как пример, можно взять диски WD 500 и 1000 для настольного пк.
Мы видим, что жесткий диск на 1 террабайт стоит всего на пару сотен рублей дороже, чем диск в половину меньшего объёма. Казалось бы вот оно!!! Удача, счастье и прочие эпитеты. Но не всё так радужно. В 2006 году IDEMA (International Disk Drive Equipment and Materials Association) международная ассоциация дисковых накопителей и материалов, заявила о переходе к 2010 году на новый размер сектора. Увеличив тем самым плотность записи на поверхности пластины. Что позволило снизить стоимость изготовления жесткого диска, увеличить его объем. Правда снизило качественные характеристики, т.к. на одну и ту же пластину записывается большее количество информации. В некотором роде, эти самые 500 и 1000 гигабайтные диски на картинке выше, являют собой один и тот же диск, но на террабайтном более плотно записываются данные. Жизненный цикл его будет заметно короче.
Как вывод - информацию не стоит хранить только лишь на одном диске, старайтесь делать копии важных данных на флешки, оптические диски, используйте облачные сервисы (не стоит их бояться, просто используйте хорошие пароли, как пример - напишите в английской раскладке моялюбимаяинформация, у Вас получится - vjzk.,bvfzbyajhvfwbz - как думаете, легко ли будет взломать такой пароль?!).
