Привет, в этой статье мы разберём что такое жёсткий диск и какие бывают проблемы при их эксплуатации.
Как устроен HDD диск.
HDD — довольно сложно сконструированное хранилище, которое при этом отличается весьма простым принципом работы.
Устройство жесткого диска
Винчестер состоит из многих элементов. Так, его физическая структура представлена комплектом пластин, которые еще называют дисками. Их покрывает магнитный слой — плоттер. Вращающийся вал — шпиндель — служит соединительной деталью. Есть еще намагниченные головки. Каждая из них движется по одной из пластин, таким образом считывая и записывая информацию.
Обе поверхности пластин задействованы во время записи файлов. Шпиндель крутится на одной и той же скорости. К примеру, у терабайтного WD 3.5" SATA 3.0 он за минуту поворачивается 7200 раз.
Данные пишутся по трекам — концентрическим дорожкам. Они поделены на сектора, которые содержат конкретный информационный объем.
Инфообмен между оперативной памятью системы и накопителем происходит поэтапно и выражен кластером. Он представляет собой целое число, состоит из цепочки расположенных последовательно секторов: 1, 2, 3, 4 и т. д.
Дорожки «харда», размещенные на разных частях устройства, но которые имеют один и тот же номер, называют цилиндром.
Виды накопителей.
Во первых существует два вида жёстких дисков: это HDD (hard disk drive) и SSD (solid-state drive) являющийся твердотельным накопителем.
HDD-диски стоят в большинстве персональных компьютеров и ноутбуках. Внутри диска находятся несколько алюминиевых пластин. Операции чтения и записи происходят за счет вращения пластин и расположенной в нескольких нанометрах считывающей головки. Скорость пластин достигает 15 000 оборотов в минуту, отсюда и привычный шум, и высокая температура при работе дисков. Такие диски стали популярными за счет большого объема дискового пространства (до 4 ТБ на одном HDD-диске), высокой степени надежности, устойчивости к операциям чтения и записи.
Недостатки HDD-дисков относительно SSD-дисков:
- низкая скорость операций чтения/записи
- высокое энергопотребление
- высокий уровень шума
В SSD-дисках используются микросхемы памяти, а за счет отсутствия вращающихся элементов, такие диски полностью бесшумны, потребляют меньше электроэнергии и меньше HDD-дисков в размерах.
Операции чтения и записи в SSD-дисках проходят быстрее (файлы быстрее открываются, сохраняются и удаляются с диска).
Для подключению дисков используется специально созданный дисковый интерфейс.
Интерфейсы для HHD дисков.
SATA
SATA (Serial Advanced Technology Attachment) — последовательный интерфейс подключения дисков. SATA-интерфейс работает с большими объемами данных на невысоких скоростях, благодаря этому фактору и низкой стоимости он получил широкое распространение среди ПК и серверного оборудования. Скорость работы SATA интерфейса до 600 Мбит./сек., при пропускной способности 6 Гбит/сек. HDD-диски с интерфейсом SATA подходят для:
- потоковых операции, например, кодирования видео
- организации хранилища данных
- системы резервного копирования
- объемных, но не нагруженных файл-серверов
Важно заметить то что кабеля SATA бывают нескольких видов (SATA, SATA2, SATA3) и каждый из них лучше другого.
SAS
SAS (Serial Attached SCSI) — последовательный интерфейс подключения жестких дисков, который основывается на наборах команд SCSI. SAS-интерфейс работает на скорости до 1,2 Гбит/сек. с пропускной способностью до 12 Гбит/сек. HDD-диски подключенные через SAS-интерфейс подходят для операций с высокой скоростью и большим количеством циклов перезаписи, а также:
- системы управления базами данных (СУБД);
- WEB-серверы с высокой нагрузкой
- распределенные системы
- системы, обрабатывающие большое количество запросов — терминальные серверы, 1С серверы.
Недостаток SAS — высокая цена этого интерфейса.
SAS-интерфейс доступен у серверов линейки 2 x Xeon E5.
Интерфейс для подключения SSD-дисков.
SSD-диски также подключают через SATA-интерфейс. SSD-диски подключенные через интерфейс SATA передают данные на скорости до 6 Гбит/сек.
Некоторые SSD-диски подключаются напрямую к PCIe-шине сервера, отсюда и название интерфейса для SSD-дисков — PCIe-SSD. Однако такие диски в несколько раз дороже, поэтому пока они не так популярны.
PCIe кабель
SSD-диски также подключаются на серверах Intel Xeon E3/ Xeon E5, 2 x Xeon E5.
Проблемы при их эксплуатации(использовании).
1. Неисправность платы электроники.
Обычно данная проблема возникает из-за перебоев с питанием, скачков напряжения и т.д. В 99% случаев можно диагностировать данную неисправность полным отсутствием отклика на подачу питания. HDD не должен раскручивать шпиндель, издавать каких-либо признаков работоспособности вообще, так же при коротком замыкании может сильно греться часть элементов на плате.
2. Поврежденная служебная зона жесткого диска.
Эта проблема начала встречаться достаточно редко в последние годы и тем не менее, бывают случаи, когда создание новой служебной зоны (транслятора, дефект-листов и т.д., приводит к полному возвращению работоспособности накопителя).
3. Перегрев
Перегрев также является одной из наиболее частых проблем, приводящих к неисправности жестких дисков. Если система перегружена, кулер может начать вращаться медленнее, вследствие чего система начинает нагреваться сразу после загрузки. Более того, есть большая вероятность услышать посторонние щелчки, что свидетельствует о перегреве жесткого диска.
4. Компьютер не может обнаружить жесткий диск или BIOS.
Неспособность компьютера обнаруживать BIOS или жесткий диск является следствием нарушений в подаче питания, обеспечиваемым ИБП. Это приводит к тому, что жесткий диск не вращается должным образом, что заставляет ПК не обнаруживать ни BIOS, ни жесткий диск. Лучший способ решить эту проблему – обеспечить правильное функционирование источника питания для аппаратных компонентов ПК, в особенности для жесткого диска. Вы можете сделать это, просто заменив кабель, соединяющий ИБП с компьютером, а также заменить сам бесперебойник на модель более надёжной и проверенной компании.
5.Неожиданные сбои в работе компьютера.
Когда жесткий диск становится слишком старым, он начинает проявлять всевозможные проблемы, которые могут привести к непредвиденным сбоям компьютера. Причина этого в основном заключается в накоплении плохих секторов в течение большого периода времени. По мере того как плохие сектора накапливаются, двигатель и головку чтения/записи винчестера заклинивает. Если это произойдет, вы начнете слышать скрежет, а файлы и папки начнут внезапно исчезать.
Заключение.
Вот и подошла к концу статья о жёстких дисках. Надеюсь вы поняли что это такое, как работает и какие бывают проблемы с ним.
До скорых встреч!
