DKK 1 ke 6

HARDISK

Hard disk drive diperkenalkan pada tahun 1956 sebagai penyimpan data untuk komputer real-time proses transaksi IBM [4] dan dikembangkan untuk digunakan dengan tujuan umum mainframe dan komputer mini. Drive IBM pertama, RAMAC 350, kira-kira ukuran dua lemari es dan disimpan 5 juta 6-bit karakter (setara dengan 3,75 juta byte 8-bit) pada tumpukan 50 cakram.

Pada tahun 1961 IBM memperkenalkan model 1.311 disk drive, yang tentang ukuran mesin cuci dan disimpan dua juta karakter pada removable disk "pak." Pengguna bisa membeli paket tambahan dan pertukaran mereka saat dibutuhkan, seperti gulungan pita magnetik. Kemudian model drive removable pak, dari IBM dan lain-lain, menjadi norma dalam instalasi komputer yang paling dan mencapai kapasitas 300 megabyte dengan awal 1980-an.
Pada tahun 1973, IBM memperkenalkan tipe baru dari hard drive dengan nama sandi "Winchester." Fitur utama yang membedakan nya adalah bahwa kepala disk tidak ditarik sepenuhnya dari tumpukan piring-piring disk ketika drive itu dimatikan. Sebaliknya, kepala diizinkan untuk "tanah" di area khusus dari permukaan disk setelah spin-down, "lepas landas" lagi ketika disk kemudian dinyalakan. Ini sangat mengurangi biaya mekanisme aktuator kepala, tapi dilarang menghapus hanya disk dari drive seperti yang dilakukan dengan bungkus disk hari. Sebaliknya, model pertama dari "Winchester teknologi" drive menampilkan modul removable disk, termasuk kedua paket disk dan unit kepala, meninggalkan motor aktuator dalam drive atas penghapusan. Kemudian "Winchester" drive meninggalkan konsep removable media dan kembali ke non-removable piring.
Seperti drive removable paket pertama, yang pertama "Winchester" drive menggunakan piring 14 inci diameter. Beberapa tahun kemudian, desainer yang mengeksplorasi kemungkinan bahwa piring-piring kecil secara fisik mungkin menawarkan keuntungan. Drive dengan non-removable delapan inci piring muncul, dan kemudian drive yang pas dalam "lima dan seperempat inci" form factor (setara lebar pemasangan dengan yang digunakan oleh lima dan drive floppy disk yang seperempat inci). Yang terakhir itu terutama ditujukan untuk pasar komputer maka bibit-pribadi.
Seperti tahun 1980-an dimulai, hard disk drive adalah fitur tambahan yang langka dan sangat mahal pada komputer pribadi (PC), namun oleh akhir '80-an, biaya mereka telah menurun ke titik di mana mereka standar pada semua tapi PC termurah.
Hard disk yang paling keras di awal 1980-an yang dijual kepada pengguna akhir PC sebagai subsistem, eksternal add-on. Subsistem tersebut tidak dijual di bawah nama produsen drive tetapi di bawah nama produsen subsistem ini seperti Sistem Corvus dan Teknologi Tallgrass, atau dengan nama sistem PC produsen seperti ProFile Apple. IBM PC / XT pada tahun 1983 termasuk drive hard disk internal 10MB, dan hard disk drive internal yang lama kemudian berkembang biak di komputer pribadi.
Hard disk drive eksternal tetap populer lebih lama pada Apple Macintosh. Setiap Mac yang dibuat antara tahun 1986 dan 1998 memiliki port SCSI di bagian belakang, membuat ekspansi eksternal mudah, juga, "pemanggang roti" Mac Compact tidak memiliki drive bay mudah diakses keras (atau, dalam kasus Mac Plus, setiap drive bay drive sama sekali), sehingga pada model-model, eksternal SCSI disk adalah satu-satunya pilihan yang masuk akal.
Didorong oleh densitas dua kali lipat setiap dua sampai empat tahun sejak penemuan mereka, hard disk drive telah berubah dalam banyak hal. Beberapa highlights meliputi:

    Kapasitas per HDD meningkat dari 3,75 megabyte [4] untuk 4 terabyte atau lebih, lebih dari satu juta kali lebih besar.
    Volume fisik dari HDD menurun dari 68 ft3 [4] atau sekitar 2.000 liter (sebanding dengan kulkas side-by-side besar), kurang dari 20 ml [5] (1,2 in3), penurunan 100.000-ke-1.
    Berat menurun dari £ 2.000 [4] (~ 900 kg) untuk 48 gram [5] (~ 0,1 lb), penurunan 20.000-ke-1.
    Harga menurun dari sekitar US $ 15.000 per megabyte [6] untuk kurang dari $ 0,0001 per megabyte ($ 100/1 terabyte), penurunan lebih besar dari 150-juta-ke-1 [7].
    Waktu akses rata-rata menurun dari lebih dari 100 milidetik untuk beberapa milidetik, peningkatan yang lebih besar dari 40-ke-1.
    Aplikasi memperluas pasar dari komputer mainframe dari akhir 1950-an untuk sebagian besar aplikasi penyimpanan massal termasuk komputer dan aplikasi konsumen seperti penyimpanan konten hiburan.
TeknologiDiagram pelabelan komponen utama dari sebuah hard disk driveHarddisk-engineerguy.ogvSekilas bagaimana fungsi hard disk drive.Magnetik perekamanLihat juga: penyimpanan Magnetic
Sebuah hard disk drive catatan data dengan magnetizing film tipis dari bahan feromagnetik pada disk. Sequential perubahan dalam arah magnetisasi mewakili bit data biner. Data dibaca dari disk dengan mendeteksi transisi dalam magnetisasi. Data pengguna dikodekan menggunakan skema encoding, seperti run-length encoding terbatas, [8] yang menentukan bagaimana data diwakili oleh transisi magnetik.
Sebuah desain khas HDD terdiri dari spindle [9] yang memegang disk melingkar datar, juga disebut piring, yang memegang data yang direkam. Piring-piring yang terbuat dari bahan non-magnetik, paduan biasanya aluminium, kaca, atau keramik, dan dilapisi dengan lapisan dangkal material magnetik biasanya 10-20 nm secara mendalam, dengan lapisan luar dari karbon untuk perlindungan. [10] [11] [12] Untuk referensi, selembar kertas standar copy 0,07-0,18 milimeter (70,000-180,000 nm) [13].Magnetic lintas bagian & modulasi frekuensi data biner dikodekanRekaman magnetisations tunggal bit pada piring-hdd (rekaman yang dibuat terlihat menggunakan CMOS-MagView) [14].Longitudinal perekaman (standar) & diagram perekaman tegak lurus
Piring-piring di HDD kontemporer yang berputar pada kecepatan bervariasi dari 4.200 rpm dalam hemat energi perangkat portabel, untuk 15.000 rpm untuk server kinerja tinggi. [15] The hard drive pertama yang berputar di 1.200 rpm [16] dan, selama bertahun-tahun, 3.600 rpm adalah norma [17] Hari ini,. hard drive yang paling konsumen beroperasi pada kecepatan 7.200 rpm.
Informasi tertulis dan membaca dari piring seperti berputar perangkat masa lalu disebut membaca-dan-menulis kepala yang beroperasi sangat dekat (sering puluhan nanometer) di atas permukaan magnetik. Kepala baca-dan-write digunakan untuk mendeteksi dan memodifikasi magnetisasi bahan segera di bawahnya. Dalam drive modern ada satu kepala untuk setiap permukaan piring magnetik pada kumparan, dipasang pada lengan yang sama. Sebuah lengan aktuator (atau lengan akses) menggerakkan kepala pada busur (sekitar radial) di piring-piring sebagai mereka berputar, yang memungkinkan setiap kepala untuk mengakses hampir seluruh permukaan piring seperti berputar. Lengan digerakkan menggunakan kumparan suara aktuator atau dalam beberapa desain yang lebih tua motor langkah.

Permukaan magnetik dari setiap piring secara konseptual dibagi menjadi banyak kecil sub-berukuran mikrometer daerah magnetik, disebut sebagai domain magnetik, (meskipun ini tidak domain magnetik dalam arti fisik ketat), yang masing-masing memiliki magnetisasi sebagian besar seragam. Karena sifat polikristalin bahan magnetik masing-masing daerah magnetik terdiri dari beberapa ratus beberapa butir magnetik. Butir magnetik biasanya 10 nm dalam ukuran dan setiap bentuk domain magnet tunggal yang sejati. Setiap daerah magnetik total membentuk dipol magnet yang menghasilkan medan magnet. Dalam desain disk yang lebih tua daerah diorientasikan secara horisontal dan sejajar dengan permukaan disk, tapi awal sekitar tahun 2005, orientasi diubah menjadi tegak lurus untuk memungkinkan jarak dekat domain magnetik.
Untuk penyimpanan data yang handal, bahan rekaman perlu menahan diri demagnitization, yang terjadi ketika domain magnetik saling tolak. Domain magnetik ditulis terlalu padat bersama-sama dengan bahan magnet lemah akan menurunkan dari waktu ke waktu akibat rotasi dari momen magnetik satu atau lebih domain untuk membatalkan kekuatan-kekuatan. Domain memutar ke samping ke posisi tengah yang melemahkan pembacaan domain dan mengurangi tekanan magnetik. Hard disk yang lebih tua digunakan besi (III) oksida sebagai bahan magnetik, tapi disk saat ini menggunakan kobalt berbasis paduan. [18]
Seorang kepala menulis magnetizes daerah dengan menghasilkan medan magnet yang kuat lokal, dan kepala membaca mendeteksi magnetisasi dari daerah. HDD awal menggunakan elektromagnet baik untuk menarik wilayah dan kemudian membaca medan magnet dengan menggunakan induksi elektromagnetik. Versi kepala induktif termasuk logam di Gap (MIG) kepala dan kepala film tipis. Sebagai data kepadatan meningkat, membaca kepala menggunakan magnetoresistance (MR) mulai dipakai, hambatan listrik kepala berubah sesuai dengan kekuatan magnet dari piring. Kemudian pengembangan memanfaatkan spintronics, dalam kepala membaca, efek magnetoresistive jauh lebih besar daripada tipe sebelumnya, dan dijuluki "raksasa" magnetoresistance (GMR). Dalam kepala hari ini, unsur-unsur membaca dan menulis yang terpisah, tapi di dekat, di bagian kepala lengan aktuator. Unsur membaca biasanya magneto-resistif sedangkan elemen menulis biasanya film tipis induktif. [19]
Kepala disimpan dari menghubungi permukaan piring oleh udara yang sangat dekat dengan piring, yang bergerak di udara atau dekat kecepatan piring. Catatan dan pemutaran kepala yang dipasang pada blok disebut slider, dan permukaan samping piring dibentuk untuk menjaga nyaris tidak hanya dari kontak. Ini merupakan jenis bantalan udara.
Dalam drive modern, ukuran kecil daerah magnetik menciptakan bahaya bahwa negara magnetik mereka mungkin hilang karena efek termal. Untuk mengatasi ini, piring-piring yang dilapisi dengan dua lapisan magnet paralel, yang dipisahkan oleh sebuah lapisan 3-atom dari unsur ruthenium non-magnetik, dan dua lapisan magnet dalam orientasi yang berlawanan, sehingga memperkuat satu sama lain. [20] Teknologi lain yang digunakan untuk mengatasi efek termal untuk memungkinkan kerapatan perekaman yang lebih besar adalah perekaman tegak lurus, pertama dikirim pada tahun 2005, [21] dan pada 2007 teknologi ini digunakan dalam HDD banyak. [22] [23] [24]KomponenHDD dengan disk dan hub bermotor dihapus mengekspos kumparan tembaga stator berwarna yang mengelilingi sebuah bantalan di bagian tengah motor spindle. Garis oranye di sepanjang sisi lengan tipis cetak-rangkaian kabel, bantalan poros adalah di pusat dan aktuator adalah di kiri atas.
Sebuah hard disk khas hard memiliki dua motor listrik, motor disk yang berputar disk dan aktuator (motor) yang menempatkan membaca / menulis perakitan kepala di disk berputar.
Motor disk yang memiliki rotor eksternal yang melekat pada disk, gulungan stator adalah tetap di tempat.
Seberang aktuator pada akhir lengan Kepala dukungan kepala baca-tulis (dekat pusat di foto), tipis dicetak sirkuit kabel menghubungkan membaca-menulis kepala untuk elektronik penguat dipasang pada poros aktuator. A, fleksibel agak U-berbentuk, kabel pita, terlihat ujung-on bawah dan ke kiri dari lengan aktuator terus sambungan ke controller board pada sisi yang berlawanan.
Kepala dukungan lengan sangat ringan, tetapi juga kaku; modern drive, akselerasi di kepala mencapai 550 g.
Struktur berwarna perak di bagian kiri atas gambar pertama adalah pelat atas aktuator, magnet-permanen dan gulungan motor yang bergerak swings kepala ke posisi yang diinginkan (sudah dihapus ditampilkan dalam gambar kedua). Piring mendukung neodymium-besi-boron jongkok (NIB) tinggi fluks magnet. Di bawah piring ini adalah kumparan bergerak, sering disebut sebagai kumparan suara dengan analogi kumparan di pengeras suara, yang melekat pada hub aktuator, dan di bawah yang kedua cotok magnet, terpasang pada bagian bawah dari plat motor (beberapa drive hanya memiliki satu magnet).Sebuah drive 1.997 dibongkar dan diberi label keras. Semua komponen utama yang ditempatkan pada cermin, yang menciptakan refleksi simetris.
Kumparan suara itu sendiri berbentuk agak seperti panah, dan terbuat dari kawat tembaga ganda dilapisi magnet. Perut adalah lapisan isolasi, dan luar adalah termoplastik, yang obligasi kumparan bersama-sama setelah itu luka pada formulir, sehingga mandiri. Bagian dari kumparan sepanjang dua sisi dari panah (yang menunjuk ke pusat bantalan aktuator) berinteraksi dengan medan magnet, mengembangkan gaya tangensial yang berputar aktuator. Arus yang mengalir secara radial ke luar sepanjang satu sisi panah dan batin radially di sisi lain menghasilkan gaya tangensial. Jika medan magnet yang seragam, masing-masing pihak akan menghasilkan kekuatan yang berlawanan yang akan membatalkan satu sama lain. Oleh karena itu permukaan magnet adalah setengah tiang tiang N, S setengah, dengan garis pemisah radial di tengah, menyebabkan dua sisi kumparan untuk melihat medan magnet berlawanan dan menghasilkan kekuatan yang menambah bukannya membatalkan. Arus di bagian atas dan bawah gulungan radial menghasilkan kekuatan yang tidak memutar kepala.Aktuasi lengan bergerakBagian ini membutuhkan tambahan kutipan untuk verifikasi. (November 2010)Kepala tumpukan dengan coil actuator di sebelah kiri dan membaca / menulis kepala di sebelah kanan
Elektronik hard drive mengontrol pergerakan aktuator dan rotasi dari disk, dan melakukan membaca dan menulis pada permintaan dari disk controller. Umpan balik dari drive elektronik dilakukan dengan cara segmen khusus dari disk yang didedikasikan untuk umpan balik servo. Ini adalah baik lingkaran konsentris lengkap (dalam hal teknologi servo dedicated), atau segmen diselingi dengan data riil (dalam hal teknologi servo tertanam). Umpan balik servo mengoptimalkan sinyal untuk rasio kebisingan dari sensor GMR dengan menyesuaikan suara-coil dari lengan ditekan. Pemintalan disk juga menggunakan motor servo. Firmware disk modern mampu membaca dan menulis penjadwalan efisien pada permukaan platter dan sektor remapping dari media yang telah gagal.Kesalahan penanganan
Drive modern membuat ekstensif menggunakan kode koreksi kesalahan (ECCs), khususnya Reed-Solomon koreksi kesalahan. Teknik-teknik menyimpan bit ekstra, ditentukan oleh rumus matematika, untuk setiap blok data, bit ekstra memungkinkan banyak kesalahan yang akan dikoreksi tak terlihat. Bit ekstra sendiri mengambil ruang pada hard drive, tetapi memungkinkan kerapatan perekaman yang lebih tinggi untuk dipekerjakan tanpa menyebabkan kesalahan uncorrectable, sehingga kapasitas penyimpanan yang jauh lebih besar [25] Pada drive terbaru tahun 2009., Low-density parity-check kode ( LDPC) yang menggantikan Reed-Solomon,. LDPC kode memungkinkan kinerja dekat dengan Batas Shannon dan dengan demikian memberikan kepadatan penyimpanan tertinggi yang tersedia [26]
Hard drive Khas mencoba untuk "remap" data di sektor fisik yang gagal untuk cadangan fisik sektor-mudahan sementara kesalahan dalam bad sector masih sedikit cukup bahwa ECC dapat memulihkan data tanpa kehilangan. The S.M.A.R.T. Sistem menghitung jumlah kesalahan dalam seluruh hard drive ditetapkan oleh ECC dan jumlah remappings, sebagai terjadinya kesalahan tersebut banyak mungkin memprediksi kegagalan hard drive.Masa Depan Pengembangan
Karena bit-flipping kesalahan dan masalah lain, tegak lurus kepadatan perekaman dapat digantikan oleh teknologi rekaman magnetik lainnya. Toshiba mempromosikan bit-bermotif rekaman (BPR), [27] sementara Xyratex sedang mengembangkan panas-dibantu rekaman magnetik (HAMR). [28]
Oktober 2011: TDK telah mengembangkan laser khusus yang memanas permukaan hard disk dengan presisi nanometer dari beberapa lusin. TDK juga menggunakan materi baru di kepala magnetik dan didesain ulang struktur untuk memperluas densitas perekaman. Teknologi baru ini tampaknya memungkinkan untuk menyimpan satu terabyte pada satu piring dan drive TDK awal keras berencana untuk menyertakan dua piring. [29]Kapasitas
Kapasitas HDD yang dapat muncul kepada pengguna akhir menjadi jumlah yang berbeda dari jumlah yang ditetapkan oleh produsen drive atau sistem karena antara lain, unit yang berbeda untuk mengukur kemampuan, kapasitas dikonsumsi dalam memformat drive untuk digunakan oleh sistem operasi dan / atau redundansi.Unit kapasitas penyimpananLihat juga: awalan BinerDiiklankan kapasitasoleh produsen(Menggunakan kelipatan desimal) Diharapkan kapasitasoleh konsumen dalam class action(Menggunakan kelipatan biner) Dilaporkan kapasitasJendela(Menggunakan binerkelipatan) Mac OS X 10.6 +(Menggunakan desimalkelipatan)Dengan Bytes awalan Bytes Diff.100 MB 100.000.000 104.857.600 4,86% 95,4 MB 100,0 MB100 GB 100.000.000.000, 107.374.182.400 7,37% 93,1 GB, 95.367 MB 100,00 GB1 TB 1.000.000.000.000 1,099,511,627,776 9,95% 931 GB, 953.674 MB 1,000.00 GB, 1.000.000 MB
Kapasitas hard disk drive yang diberikan oleh produsen dalam megabyte (MB 1 = 1.000.000 byte), gigabyte (GB 1 = 1.000.000.000 byte) atau terabyte (1 TB = 1.000.000.000.000 byte) [30] [31]. Ini konvensi penomoran, di mana prefiks seperti kekuatan mega-giga-dan menunjukkan dari 1.000, juga digunakan untuk kecepatan transmisi data dan kapasitas DVD. Namun, konvensi yang berbeda dari yang digunakan oleh produsen memori (RAM, ROM) dan CD, di mana prefiks seperti kekuatan kilo-dan mega-rata 1.024.
Ketika prefiks unit seperti kilo-menunjukkan kekuatan dari 1.024 di ukuran kapasitas memori, 1.024 n perkembangan (untuk n = 1, 2, ...) adalah sebagai berikut: [30]

    kilo = 210 = 1,0241 = 1.024,
    mega = 220 = 1,0242 = 1.048.576,
    giga = 230 = 1,0243 = 1.073.741.824,
Praktek menggunakan prefiks ditugaskan untuk kekuasaan 1.000 dalam hard drive dan industri komputer tanggal kembali ke hari-hari awal komputasi. [32] Pada tahun 1970-an juta, mega dan M secara konsisten digunakan dalam kekuatan dari 1.000 akal untuk menggambarkan HDD kapasitas [33]. [34] [35] Sebagai HDD ukuran tumbuh industri mengadopsi awalan "G" untuk giga dan "T" untuk tera menunjukkan kemunculan 1.000.000.000 dan 1.000.000.000.000 byte kapasitas HDD masing-masing.
Demikian juga, praktek menggunakan prefiks ditugaskan untuk kekuasaan 1.024 dalam industri komputer juga jejak akarnya ke hari-hari awal komputasi [36] Pada awal 1970-an dengan menggunakan awalan "K" dalam kekuatan dari 1.024 akal untuk menggambarkan memori yang umum dalam industri [37]. [38] Sebagai ukuran memori tumbuh industri mengadopsi awalan "M" untuk mega dan "G" untuk giga yang menunjukkan 1.048.576 dan 1073741824 byte memori masing-masing.
Komputer tidak mewakili internal HDD atau kapasitas memori dalam kekuatan dari 1.024,. Melaporkannya dengan cara ini hanya sebuah konvensi [39] Menciptakan kebingungan, sistem operasi laporan kapasitas HDD dengan cara yang berbeda. Sebagian besar sistem operasi, termasuk sistem operasi Microsoft Windows menggunakan kekuatan dari 1.024 konvensi ketika melaporkan kapasitas HDD, sehingga HDD yang ditawarkan oleh produsen sebagai drive 1 TB dilaporkan oleh OS sebagai 931 GB HDD. OS saat ini Apple, dimulai dengan Mac OS X 10.6 ("Snow Leopard"), menggunakan kekuatan dari 1.000 ketika melaporkan kapasitas HDD, sehingga menghindari perbedaan antara apa yang melaporkan dan apa produsen mengiklankan.
Dalam kasus "mega-," ada hampir 5% perbedaan antara kekuasaan 1.000 definisi dan kekuatan dari 1.024 definisi. Selain itu, perbedaan tersebut diperparah dengan 2,4% dengan masing-masing awalan bertahap lebih besar (gigabyte, terabyte, dll) Perbedaan antara kedua konvensi untuk mengukur kapasitas adalah subyek dari gugatan class action terhadap beberapa produsen HDD. Para penggugat berpendapat bahwa penggunaan pengukuran desimal efektif menyesatkan konsumen [40] [41] sedangkan terdakwa membantah melakukan kesalahan atau kewajiban, menyatakan bahwa pemasaran dan periklanan memenuhi dalam segala hal dengan hukum dan bahwa tidak ada anggota kelas berkelanjutan kerugian atau cedera . [42]
Pada Desember 1998, sebuah standar internasional organisasi berusaha untuk mengatasi definisi ganda dari prefiks konvensional dengan mengusulkan prefiks biner yang unik dan simbol awalan untuk menunjukkan kelipatan dari 1.024, seperti "mebibyte (MiB)", yang secara ekslusif menunjukkan 220 atau 1.048.576 byte. [ 43] Dalam over-13 tahun yang telah berlalu sejak, proposal telah melihat adopsi sedikit oleh industri komputer dan bentuk-bentuk konvensional diawali dari "byte" terus menunjukkan nilai yang sedikit berbeda tergantung pada konteks [44] [45].HDD formatArtikel utama: format Disk
Presentasi dari HDD ke host ditentukan oleh controller. Hal ini mungkin berbeda secara substansial dari antarmuka asli drive terutama di mainframe atau server.
HDDs modern, seperti SAS [46] dan SATA [47] drive, muncul di antarmuka mereka sebagai satu set bersebelahan blok logis, biasanya 512 byte panjang tetapi industri sedang dalam proses perubahan ke 4.096 blok byte logis, lihat Format Lanjutan [48].
Proses menginisialisasi blok-blok logis pada piring-piring disk fisik disebut format tingkat rendah yang biasanya dilakukan di pabrik dan biasanya tidak berubah di lapangan. [49]
Format tingkat tinggi, maka menulis struktur file sistem ke blok logis dipilih untuk membuat blok logis tersisa tersedia untuk host OS dan aplikasi [50] Sistem file system operasi menggunakan beberapa ruang disk untuk mengatur file pada disk, merekam. mereka nama file dan urutan daerah disk yang mewakili file. Contoh struktur data yang disimpan pada disk untuk mengambil file termasuk MS DOS file tabel alokasi (FAT) dan inode UNIX, serta data lain sistem operasi struktur. Akibatnya tidak semua ruang pada hard drive yang tersedia untuk file pengguna. Ini overhead sistem file biasanya kurang dari 1% pada drive yang lebih besar dari 100 MB.Redundansi
Dalam HDDs modern kapasitas cadangan untuk manajemen cacat tidak termasuk dalam kapasitas diterbitkan, namun di awal HDD banyak sejumlah sektor yang disediakan untuk suku cadang, sehingga mengurangi kapasitas yang tersedia untuk pengguna akhir.
Dalam beberapa sistem, mungkin ada partisi tersembunyi yang digunakan untuk pemulihan sistem yang mengurangi kapasitas yang tersedia untuk pengguna akhir.
Untuk RAID subsistem, integritas data dan toleransi kesalahan persyaratan juga mengurangi kapasitas direalisasikan. Sebagai contoh, sebuah subsistem RAID1 akan menjadi sekitar setengah total kapasitas sebagai hasil dari mirroring data. RAID5 subsistem dengan drive x, akan kehilangan 1 / x kapasitas untuk paritas. Subsistem RAID beberapa drive yang muncul menjadi salah satu drive atau drive lebih kepada pengguna, tetapi memberikan banyak toleransi kesalahan. Kebanyakan vendor RAID menggunakan beberapa bentuk checksum untuk meningkatkan integritas data pada tingkat blok. Bagi banyak vendor, ini melibatkan menggunakan HDD dengan sektor 520 byte per sektor mengandung 512 byte data pengguna dan 8 byte checksum atau menggunakan terpisah 512 byte sektor untuk data checksum [51].HDD parameter untuk menghitung kapasitas
Karena disk drive modern muncul untuk antarmuka mereka sebagai satu set bersebelahan blok logis kapasitas kotor mereka dapat dihitung dengan mengalikan jumlah blok dengan ukuran blok. Informasi ini tersedia dari spesifikasi produsen dan dari drive itu sendiri melalui penggunaan utilitas khusus yang menerapkan perintah tingkat rendah [46] [47]
Kapasitas kotor HDD tua dapat dihitung dengan mengalikan untuk setiap zona drive jumlah silinder dengan jumlah kepala dengan jumlah sektor / zona dengan jumlah byte / sektor (paling sering 512) dan kemudian menjumlahkan total untuk semua zona. Beberapa ATA yang modern drive juga akan melaporkan nilai silinder, kepala, sektor (C / H / S) ke CPU tetapi mereka tidak lagi parameter fisik yang sebenarnya karena jumlah yang dilaporkan dibatasi oleh sejarah sistem operasi interface.
Skema C / H / S lama telah digantikan oleh blok logis. Dalam beberapa kasus, untuk mencoba "memaksa-fit" skema C / H / S untuk drive berkapasitas besar, jumlah kepala diberikan sebagai 64, meskipun tidak ada drive modern memiliki mendekati 32 piring.Formulir faktor5 ¼ "tinggi penuh 110 MB HDD2 ½ "(8,5 mm) 6.495 MB HDD2,5 "SATA HDD dari laptop VAIO SonyEnam hard drive dengan 8 ", 5,25", 3,5 ", 2,5", 1,8 ", dan 1" hard disk dengan penggaris untuk menunjukkan panjang piring-piring dan membaca-menulis kepala.
Mainframe dan komputer mini hard disk adalah dimensi sangat beragam, biasanya dalam lemari berdiri bebas ukuran mesin cuci atau dirancang agar sesuai dengan 19 "rak. Pada tahun 1962, IBM memperkenalkan model 1311 disk, yang digunakan 14 inci (ukuran nominal) piring-piring. Ini menjadi ukuran standar untuk drive mainframe dan komputer mini selama bertahun-tahun, [52] tetapi piring-piring besar seperti tidak pernah digunakan dengan mikroprosesor berbasis sistem.
Dengan meningkatnya penjualan mikrokomputer telah dibangun di floppy-disk drive (FDD), HDD yang akan cocok dengan mounting FDD menjadi diinginkan. Dengan demikian faktor hard disk drive Form, awalnya mengikuti orang-orang dari 8 inci, 5,25 inci, dan 3,5 inci floppy disk drive. Karena tidak ada disk drive floppy yang lebih kecil, lebih kecil hard disk drive yang dikembangkan faktor bentuk dari penawaran produk atau standar industri.

    8 inch: 9,5 × 4,624 di dalam × 14,25 di (241,3 mm x 117,5 mm x 362 mm)
    Pada tahun 1979, SA1000 Shugart Associates 'adalah faktor bentuk pertama HDD kompatibel, memiliki dimensi yang sama dan antarmuka yang kompatibel ke 8 "FDD.
    5,25 inci: 5,75 × 3,25 di dalam × 8 in (146.1 mm x 82,55 mm × 203 mm)
    Faktor bentuk yang lebih kecil, pertama kali digunakan dalam sebuah HDD Seagate pada tahun 1980 oleh, [53] adalah ukuran yang sama sebagai full-height 51/4-inch-diameter (130 mm) FDD, 3,25-inci tinggi. Ini adalah dua kali lebih tinggi sebagai "setengah tinggi", yaitu, 1,63 di (41,4 mm). Kebanyakan model desktop drive optik untuk 120 mm disk (DVD, CD) menggunakan ketinggian 5 setengah ¼ "dimensi, tapi jatuh dari fashion untuk HDD. The Quantum Bigfoot HDD adalah yang terakhir untuk menggunakannya pada akhir tahun 1990an, dengan "low-profile" (≈ 25 mm) dan "ultra-low-profile" (≈ 20 mm) versi tinggi.
    3,5 inci: 4 × 1 di dalam × 5,75 di (101,6 mm x 25,4 mm x 146 mm) = 376,77344 cm ³
    Faktor bentuk yang lebih kecil mirip dengan yang digunakan dalam HDD oleh Rodime pada tahun 1983, [54] yang merupakan ukuran yang sama sebagai "setengah tinggi" 3 ½ "FDD, yaitu, 1,63 inci tinggi. Hari ini, 1-inci ("slimline" atau "low-profile") versi ini faktor bentuk adalah bentuk yang paling populer digunakan di sebagian besar desktop.

    2,5 inch: 2,75 × 0,275-0,59 di dalam × 3,945 di (69,85 mm × 7-15 mm × 100 mm) = 48,895-104,775 cm3
    Ini faktor bentuk yang lebih kecil diperkenalkan oleh PrairieTek pada tahun 1988, [55] tidak ada FDD yang sesuai. Itu datang secara luas digunakan untuk hard disk drive dalam perangkat mobile (laptop, pemutar musik, dll) dan untuk solid-state drive, pada tahun 2008 mengganti beberapa kelas enterprise drive 3,5 inci. [56] Hal ini juga digunakan dalam Playstation 3 [57] dan Xbox 360 [rujukan?] konsol video game. Drive 9,5 mm tinggi menjadi standar resmi untuk semua kecuali terbesar kapasitas drive laptop (biasanya memiliki dua piring di dalam), 12,5 mm tinggi drive, biasanya dengan tiga piring, digunakan untuk kapasitas maksimum, tetapi tidak akan cocok kebanyakan komputer laptop. Enterprise-kelas drive dapat memiliki ketinggian hingga 15 mm. [58] Seagate merilis drive 7mm ditujukan untuk laptop entry level dan netbook high end pada bulan Desember 2009. [59]

    Inch 1.8: 54 mm × 8 mm × 71 mm = 30,672 cm ³
    Ini faktor bentuk, awalnya diperkenalkan oleh Integral Peripherals pada tahun 1993, telah berkembang menjadi LIF-7 ATA dengan dimensi seperti yang dinyatakan. Untuk sementara waktu itu semakin digunakan dalam pemutar audio digital dan subnotebooks, namun popularitasnya menurun. Ada varian untuk 2-5GB HDD berukuran yang sesuai langsung ke slot kartu PC ekspansi. Ini menjadi populer untuk digunakan dalam iPod dan lainnya berbasis HDD MP3 player.
    1 inci: 42,8 mm x 5 mm x 36.4 mm
    Ini faktor bentuk diperkenalkan pada tahun 1999 sebagai Microdrive IBM untuk muat di dalam slot Type II CF. Samsung menyebut faktor bentuk yang sama "1,3 inch" drive dalam literatur produknya. [60]
    0,85 inci: mm × 24 mm × 32 5 mm
    Toshiba mengumumkan ini faktor bentuk pada Januari 2004 [61] untuk digunakan dalam ponsel dan aplikasi yang serupa, termasuk SD / MMC Slot HDD kompatibel dioptimalkan untuk penyimpanan video pada handset 4G. Toshiba diproduksi 4 GB (MK4001MTD) dan 8 GB (MK8003MTD) versi [62] [dead link] dan memegang Guinness World Record untuk hard disk drive terkecil. [63]
Hard disk 3.5-inch dan 2.5-inch adalah ukuran yang paling populer pada 2012.
Pada tahun 2009 semua produsen telah dihentikan pengembangan produk baru untuk faktor bentuk 1,3 inci, 1 inci dan 0,85 inci karena penurunan harga memori flash, [64] [65] yang tidak memiliki bagian yang bergerak.
Sementara ini ukuran yang lazim digambarkan oleh angka kurang benar dalam inci, ukuran yang sebenarnya telah lama ditetapkan dalam milimeter.Saat ini hard disk faktor bentukForm factor Lebar (mm) Tinggi (mm) Platters kapasitas terbesar (max) Per platter (GB)3,5 "102 19 atau 25,4 4 TB [66] [67] [68] [69] (2011) 5 GB 10002,5 "69,9 7, [70] 9,5, [71] 12,5, atau 15 2 TB [72] [73] (2012) 4 500 GB1,8 "54 5 atau 8 GB 320 [74] (2009) 2 160 GBUsang hard disk faktor bentukForm factor Lebar (mm) Platters kapasitas terbesar (max) Per platter (GB)5,25 "FH 146 47 GB [75] (1998) 14 3,36 GB5,25 "HH 146 19,3 GB [76] (1998) 4 [77] 4.83 GB1.3 "43 40 GB [78] (2007) 1 40 GB1 "(CFII / ZIF / IDE-Flex) 42 20 GB (2006) 1 20 GB0,85 "24 8 GB [79] [80] (2004) 1 8 GBKinerja karakteristikArtikel utama: karakteristik kinerja Disk driveWaktu akses
Faktor-faktor yang membatasi waktu untuk mengakses data pada hard disk drive (waktu akses) sebagian besar terkait dengan sifat mekanik dari disk berputar dan kepala bergerak. Carilah waktu adalah ukuran seberapa lama waktu yang dibutuhkan unit kepala untuk melakukan perjalanan ke trek dari disk yang berisi data. Latency rotasi tersebut terjadi karena sektor disk yang diinginkan mungkin tidak langsung di bawah kepala saat transfer data yang diminta. Kedua penundaan berada di urutan milidetik masing-masing. Kecepatan bit atau kecepatan transfer data (sekali kepala berada dalam posisi yang tepat) menciptakan penundaan yang merupakan fungsi dari jumlah blok yang ditransfer, biasanya relatif kecil, namun dapat cukup panjang dengan transfer file berdampingan. Penundaan juga dapat terjadi jika disk drive yang berhenti untuk menghemat energi, lihat manajemen daya.
Waktu akses rata-rata HDD adalah rata-rata Carilah waktu yang secara teknis adalah waktu untuk melakukan semua yang mungkin mencari dibagi dengan jumlah semua berusaha mungkin, tetapi dalam prakteknya ditentukan oleh metode statistik atau hanya diperkirakan sebagai waktu yang mencari lebih dari sepertiga dari jumlah track [81]
Defragmentation adalah prosedur yang digunakan untuk meminimalkan keterlambatan dalam mengambil data dengan memindahkan item terkait ke daerah-daerah terdekat fisik pada disk [82]. Sistem operasi komputer Beberapa melakukan defragmentasi secara otomatis. Meskipun defragmentasi otomatis dimaksudkan untuk mengurangi keterlambatan akses, kinerja akan sementara berkurang sementara prosedur sedang berlangsung. [83]
Waktu akses dapat ditingkatkan dengan meningkatkan kecepatan rotasi (sehingga mengurangi latency) dan / atau dengan mengurangi waktu yang dihabiskan mencari. Meningkatkan densitas meningkatkan throughput dengan data rate meningkat dan dengan meningkatkan jumlah data di bawah satu set kepala, sehingga berpotensi mengurangi kegiatan untuk mencari jumlah yang diberikan data. Berdasarkan tren bersejarah, analis memprediksi pertumbuhan masa depan dalam densitas HDD (dan karenanya kapasitas) sekitar 40% per tahun. [84] kali akses tidak terus dengan peningkatan throughput, yang sendiri tidak terus dengan pertumbuhan kapasitas penyimpanan .InterleaveTingkat rendah format perangkat lunak untuk menemukan pilihan kinerja interleave tertinggi untuk 10 MB hard disk PC IBM XT keras.
Sektor interleave adalah karakteristik perangkat usang sebagian besar berkaitan dengan waktu akses, dating kembali ke ketika komputer terlalu lambat untuk dapat membaca aliran kontinu besar data. Interleaving kesenjangan diperkenalkan antara sektor data untuk memberikan waktu untuk peralatan lambat untuk bersiap-siap untuk membaca blok berikutnya data. Tanpa interleaving, sektor logis berikutnya akan tiba di membaca / menulis kepala sebelum peralatan sudah siap, membutuhkan sistem untuk menunggu lain revolusi disk lengkap sebelum membaca dapat dilakukan.
Namun, karena interleaving memperkenalkan penundaan fisik yang disengaja ke dalam mekanisme drive, pengaturan interleave ke rasio lebih tinggi dari yang dibutuhkan menyebabkan penundaan yang tidak perlu untuk peralatan yang telah kinerja diperlukan untuk membaca sektor lebih cepat. Rasio interleaving karena itu biasanya dipilih oleh pengguna akhir-sesuai dengan kemampuan kinerja tertentu komputer mereka sistem ketika drive pertama kali dipasang di sistem mereka.

Teknologi modern mampu membaca data secepat dapat diperoleh dari piring-piring berputar, drive begitu keras biasanya memiliki sektor rasio interleave tetap 1:1, yang secara efektif tidak ada interleaving yang digunakan.Carilah waktu
Rata-rata rentang waktu mencari dari 3 ms [85] untuk high-end drive server, untuk 15 ms untuk drive mobile, dengan drive mobile yang paling umum di sekitar 12 ms [86] dan jenis desktop yang paling umum biasanya berada di sekitar 9 ms. HDD pertama telah rata-rata mencari waktu sekitar 600 ms dan pada 1970-an HDD menengah yang tersedia dengan mencari kali dari sekitar 25 ms. Beberapa PC awal drive menggunakan stepper motor untuk memindahkan kepala, dan sebagai hasilnya telah mencari kali lambat seperti 80-120 ms, tapi ini dengan cepat diperbaiki oleh aktuasi jenis voice coil pada 1980-an, mengurangi mencari kali menjadi sekitar 20 ms. Carilah waktu terus membaik perlahan-lahan dari waktu ke waktu.
Beberapa desktop dan sistem komputer laptop memungkinkan pengguna untuk membuat tradeoff antara mencari kinerja dan kebisingan drive. Cepat mencari suku biasanya membutuhkan penggunaan energi lebih banyak untuk cepat memindahkan kepala di piring, menyebabkan suara keras dari bantalan poros dan getaran perangkat yang lebih besar sebagai kepala dengan cepat dipercepat selama awal gerakan seek dan melambat pada akhir gerakan seek . Operasi yang tenang mengurangi kecepatan gerakan dan tingkat percepatan, tetapi dengan biaya kinerja berkurang mencari.Rotational latencyRotasi kecepatan[Rpm] Rata-ratalatency [ms]15,000 210,000 37,200 4.165,400 5.554,800 6.25
Latency adalah penundaan untuk rotasi disk untuk membawa sektor disk yang dibutuhkan di bawah mekanisme read-write. Hal ini tergantung pada kecepatan rotasi dari sebuah disk, diukur dalam revolusi per menit (rpm). Latency rotasi rata-rata ditunjukkan dalam tabel di bawah ini, berdasarkan pada hubungan statistik bahwa rata-rata latency dalam milidetik untuk seperti drive adalah setengah periode rotasi.Kecepatan transfer data
Pada 2010, seorang 7.200 rpm khas hard drive desktop yang memiliki berkelanjutan "disk-to-buffer" kecepatan transfer data sampai dengan 1.030 Mbits / sec [87] Angka ini tergantung pada lokasi track,. Tingkat lebih tinggi untuk data pada luar trek (di mana ada lebih banyak data sektor) dan rendah terhadap track yang lebih dalam (di mana ada sektor data yang lebih sedikit), dan umumnya agak tinggi untuk 10.000 rpm drive. Sebuah standar banyak digunakan saat ini untuk antarmuka "buffer-ke-komputer" adalah 3,0 Gbit / s SATA, yang dapat mengirim sekitar 300 megabyte / s (10-bit encoding) dari buffer ke komputer, dan dengan demikian masih nyaman di depan hari ini disk-to-buffer kecepatan transfer. Kecepatan transfer data (baca / tulis) dapat diukur dengan menulis file besar ke disk menggunakan alat khusus file generator, kemudian membaca kembali file tersebut. Transfer rate dapat dipengaruhi oleh fragmentasi file sistem dan tata letak file. [82]
HDD kecepatan transfer data tergantung pada kecepatan rotasi dari piring-piring dan kepadatan perekaman data. Karena panas dan getaran batas kecepatan rotasi, kepadatan maju menjadi metode utama untuk meningkatkan kecepatan transfer sekuensial. [88] Sementara kemajuan densitas dengan meningkatkan baik jumlah trek di seluruh disk dan jumlah sektor per track, hanya yang terakhir meningkatkan kecepatan transfer data untuk rpm tertentu. Karena transfer data kinerja tingkat hanya melacak salah satu dari dua komponen densitas, kinerjanya membaik pada tingkat yang lebih rendah.Konsumsi daya
Konsumsi daya telah menjadi semakin penting, tidak hanya dalam perangkat mobile seperti laptop, tetapi juga di pasar server dan desktop. Meningkatkan data center kepadatan mesin telah menyebabkan masalah memberikan kekuatan yang cukup untuk perangkat (terutama untuk berputar ke atas), dan menyingkirkan limbah panas kemudian diproduksi, serta kekhawatiran biaya lingkungan dan listrik (lihat komputasi hijau). Disipasi panas dikaitkan secara langsung untuk konsumsi daya, dan sebagai usia drive, disk tingkat kegagalan meningkat pada suhu drive yang lebih tinggi [89] isu serupa muncul terhadap perusahaan-perusahaan besar dengan ribuan PC desktop.. Drive faktor bentuk yang lebih kecil sering menggunakan daya kurang dari drive yang lebih besar. Salah satu perkembangan yang menarik di daerah ini secara aktif mengendalikan kecepatan mencari sehingga kepala tiba di tempat tujuan tepat pada waktunya untuk membaca sektor, daripada tiba secepat mungkin dan kemudian harus menunggu untuk sektor untuk datang sekitar (yaitu rotasi latency) [90]. Banyak perusahaan hard drive kini memproduksi Drives Hijau yang membutuhkan daya lebih sedikit dan pendinginan. Banyak dari Drives Hijau berputar lebih lambat (<5.400 rpm dibandingkan dengan 7.200, 10.000 atau 15.000 rpm) sehingga menghasilkan lebih sedikit panas. Konsumsi listrik juga dapat dikurangi dengan parkir drive kepala ketika disk tidak dalam gesekan penggunaan mengurangi, menyesuaikan kecepatan spin, [91] dan menonaktifkan komponen internal jika tidak digunakan [92].
Drive menggunakan daya lebih, sebentar, ketika memulai (spin-up). Meskipun ini memiliki sedikit efek langsung terhadap total konsumsi energi, daya maksimum yang diminta dari power supply, dan karenanya diperlukan Peringkat nya, dapat dikurangi dalam sistem dengan beberapa drive dengan mengendalikan ketika mereka berputar ke atas.

    Pada disk drive SCSI, controller SCSI dapat mengontrol langsung berputar up dan spin down drive.

    Beberapa Paralel ATA (PATA) dan Serial ATA (SATA) hard disk drive dukungan power-up di layar standby atau Puis: setiap drive tidak berputar sampai controller atau sistem BIOS mengeluarkan perintah khusus untuk melakukannya. Hal ini memungkinkan sistem yang akan dibentuk untuk terhuyung disk yang start-up dan membatasi permintaan daya maksimum pada switch-on.

    Beberapa II SATA dan hard disk drive kemudian mendukung terhuyung spin-up, yang memungkinkan komputer untuk berputar ke atas drive secara berurutan untuk mengurangi beban pada power supply pada saat booting. [93]
Manajemen daya
Kebanyakan disk hard drive saat ini mendukung beberapa bentuk manajemen daya yang menggunakan sejumlah mode listrik tertentu yang menghemat energi dengan mengurangi performa. Ketika diimplementasikan HDD akan mengubah antara modus kekuatan penuh untuk satu atau lebih modus penghematan daya sebagai fungsi dari penggunaan drive. Pemulihan dari modus terdalam, biasanya disebut Sleep, mungkin memakan waktu selama beberapa detik [94].Audible Kebisingan
Diukur dalam dBA, kebisingan suara yang signifikan untuk aplikasi tertentu, seperti DVR, rekaman audio digital dan komputer yang tenang. Kebisingan rendah disk biasanya menggunakan bantalan fluida, kecepatan rotasi lebih lambat (biasanya 5400 rpm) dan mengurangi kecepatan seek bawah beban (AAM) untuk mengurangi klik terdengar dan suara berderak. Drive dalam faktor bentuk yang lebih kecil (misalnya 2,5 inci) sering lebih tenang dibanding drive yang lebih besar.Shock perlawanan
Resistensi shock sangat penting untuk perangkat mobile. Beberapa laptop sekarang termasuk perlindungan drive aktif keras yang taman disk kepala jika mesin dijatuhkan, mudah-mudahan sebelum dampak, untuk menawarkan kesempatan terbesar mungkin untuk bertahan hidup dalam peristiwa semacam itu. Kejutan toleransi maksimum sampai saat ini adalah 350 g untuk operasi dan 1.000 g untuk non-operasional [95].Akses dan antarmukaBagian ini membutuhkan tambahan kutipan untuk verifikasi. (Juli 2009)
Hard disk drive yang diakses lebih dari satu dari sejumlah jenis bus, termasuk sebagai dari 2011 paralel ATA (PATA, juga disebut IDE atau EIDE, dijelaskan sebelum pengenalan SATA sebagai ATA), Serial ATA (SATA), SCSI, Serial Attached SCSI (SAS), dan Fibre Channel. Bridge sirkuit kadang-kadang digunakan untuk menghubungkan hard disk drive untuk bus yang mereka tidak dapat berkomunikasi native, seperti IEEE 1394, USB dan SCSI.
Untuk ST-506 sekarang usang antarmuka, skema encoding data ditulis ke permukaan disk itu juga penting. ST-506 disk pertama digunakan Frekuensi Modulation Modified (MFM) encoding, dan data ditransfer pada tingkat 5 megabits per detik. Kemudian controller menggunakan 2,7 RLL (atau hanya "RLL") encoding menyebabkan data yang 50% lebih untuk tampil di bawah kepala dibandingkan dengan satu putaran drive MFM, meningkatkan penyimpanan data dan kecepatan transfer data sebesar 50%, hingga 7,5 megabit per detik .
Banyak ST-506 antarmuka disk drive hanya ditentukan oleh produsen untuk menjalankan pada tingkat 1/3 lebih rendah transfer data MFM dibandingkan dengan RLL, sementara model drive lain (versi biasanya lebih mahal dari drive yang sama) yang ditentukan untuk berjalan pada tinggi RLL kecepatan transfer data. Dalam beberapa kasus, drive dalam praktek memiliki margin yang cukup untuk memungkinkan model tertentu MFM untuk berjalan pada data rate yang lebih cepat mentransfer RLL, meskipun tidak secara resmi mendukung mode ini. Juga, setiap drive RLL-bersertifikat bisa berjalan pada kontroler MFM, tapi dengan 1/3 kapasitas data kurang dan sebanyak 1/3 kurang kecepatan transfer data dibandingkan dengan spesifikasi RLL nya.
Peningkatan Disk Antarmuka Kecil (ESDI) juga didukung beberapa tarif data (ESDI disk selalu digunakan 2,7 RLL, tapi pada 10, 15 atau 20 megabit per detik), tapi ini biasanya dinegosiasikan secara otomatis oleh disk drive dan controller, sebagian besar waktu, bagaimanapun, 15 atau 20 megabit ESDI disk drive tidak kompatibel ke bawah (yaitu disk drive 15 atau 20 megabit tidak akan berjalan pada controller 10 megabit). Harddisk ESDI drive biasanya juga memiliki jumper untuk mengatur jumlah sektor per track dan (dalam beberapa kasus) ukuran sektor.
Modern hard drive hadir antarmuka yang konsisten ke seluruh komputer, tidak peduli apa skema pengkodean data yang digunakan secara internal. Biasanya sebuah DSP di elektronik di dalam hard drive mengambil mentah tegangan analog dari kepala membaca dan menggunakan PRML dan Reed-Solomon error correction [96] untuk memecahkan kode batas-batas sektor ini dan data sektor, kemudian mengirimkan data keluar antarmuka standar. Itu DSP juga watches tingkat kesalahan terdeteksi oleh deteksi dan koreksi kesalahan, dan melakukan remapping sektor buruk, pengumpulan data untuk Self-Monitoring, Analisis, dan Pelaporan Teknologi, dan tugas internal lainnya.
SCSI awalnya hanya memiliki satu frekuensi sinyal dari 5 MHz untuk kecepatan data maksimum 5 megabyte / detik lebih dari 8 konduktor paralel, tetapi kemudian ini meningkat secara dramatis. Kecepatan bus SCSI tidak memiliki bantalan pada kecepatan internal disk karena penyangga antara bus SCSI dan bus internal drive disk data, namun, banyak disk drive awal memiliki buffer yang sangat kecil, dan dengan demikian harus diformat ulang ke interleave yang berbeda (hanya seperti ST-506 disk) bila digunakan pada komputer yang lambat, seperti Amiga Commodore awal, IBM PC yang kompatibel dan Macintoshes Apple.
Paralel ATA interface yang dirancang untuk mendukung dua drive pada setiap saluran, terhubung sebagai master dan slave pada kabel tunggal. Disk biasanya tidak punya masalah dengan interleave atau data rate, karena desain controller mereka, tetapi model awal banyak yang bertentangan satu sama lain dan tidak bisa berjalan dengan dua perangkat pada kabel fisik yang sama. Hal ini sebagian besar diperbaiki oleh, pertengahan 1990-an ketika spesifikasi ATA adalah standar dan rincian mulai dibersihkan, tapi masih menyebabkan masalah sesekali, terutama dengan CD-ROM dan DVD-ROM disk, dan ketika pencampuran Ultra DMA dan non-UDMA perangkat.
Serial ATA mendukung satu drive per channel dan per kabel, dengan mengatur sendiri I / O port, menghindari master / slave masalah.
FireWire / IEEE 1394 dan USB (1.0/2.0/3.0) hard drive terdiri dari kandang berisi disk ATA umumnya ATA atau Serial dengan built-in adapter untuk bus ini eksternal.Disk antarmuka keluarga yang digunakan dalam komputer pribadiBeberapa Paralel ATA hard disk drive
Interface bit sejarah seri menghubungkan hard disk drive (HDD) ke controller hard disk (HDC) dengan dua kabel, satu untuk kontrol dan satu untuk data. (Setiap drive juga memiliki kabel tambahan untuk listrik, biasanya menghubungkannya langsung ke unit catu daya). HDC memberikan fungsi yang signifikan seperti konversi serial / paralel, pemisahan data, dan format lagu, dan diperlukan pencocokan ke drive (setelah memformat) untuk menjamin kehandalan. Setiap kabel kontrol bisa melayani dua atau lebih drive, sementara kabel (dan kecil) data khusus melayani setiap drive.

    ST506 digunakan MFM (Modified Frequency Modulation) untuk metode encoding data.
    ST412 adalah tersedia baik MFM atau RLL (Run Panjang Terbatas) varian pengkodean.
    Peningkatan Disk Antarmuka Kecil (ESDI) adalah sebuah standar industri antarmuka yang mirip dengan ST412 mendukung kecepatan data yang lebih tinggi antara prosesor dan hard disk.
Antarmuka agak modern seri menghubungkan hard disk drive ke host bus adaptor antarmuka (hari ini biasanya terintegrasi ke dalam "jembatan selatan") dengan satu data / kabel kontrol. (Adapun sejarah serial interface sedikit di atas, setiap drive juga memiliki kabel listrik tambahan, biasanya langsung ke unit catu daya.)

    Fibre Channel (FC) merupakan penerus paralel antarmuka SCSI di pasar enterprise. Ini adalah protokol serial. Dalam disk drive biasanya Fibre Channel penengah Loop (FC-AL) topologi koneksi yang digunakan. FC memiliki penggunaan yang lebih luas dari interface hard belaka, dan itu merupakan hal terpenting dalam jaringan area penyimpanan (SAN). Protokol baru lainnya untuk bidang ini, seperti iSCSI dan ATA over Ethernet telah dikembangkan juga. Membingungkan, drive biasanya menggunakan tembaga twisted-pair kabel untuk Fibre Channel, bukan serat optik. Yang terakhir secara tradisional disediakan untuk perangkat yang lebih besar, seperti server atau pengendali disk array.
    Serial ATA (SATA). Kabel SATA data memiliki satu pasang data untuk transmisi diferensial data ke perangkat, dan satu pasang untuk menerima diferensial dari perangkat, seperti EIA-422. Yang mensyaratkan bahwa data yang ditransmisikan secara serial. Sebuah sistem yang sama diferensial sinyal digunakan dalam RS485, LocalTalk, USB, Firewire, dan diferensial SCSI.
    Serial Attached SCSI (SAS). SAS adalah generasi serial baru protokol komunikasi untuk perangkat yang dirancang untuk memungkinkan kecepatan transfer data yang lebih tinggi dan kompatibel dengan SATA. SAS menggunakan data yang mekanis identik dan konektor daya standar 3,5 inci HDD SATA1/SATA2, dan banyak server-berorientasi SAS RAID controller juga mampu menangani hard drive SATA. SAS menggunakan komunikasi serial bukan metode paralel ditemukan di perangkat SCSI tradisional, tetapi masih menggunakan perintah SCSI.
Dalam pandangan drive hard disk Seagate 1.998 yang digunakan antarmuka Paralel ATA
Firman antarmuka serial menghubungkan hard disk drive ke host bus adaptor (hari ini biasanya terintegrasi ke dalam "jembatan selatan") dengan satu kabel untuk data gabungan / kontrol. (Seperti untuk semua serial interface sedikit di atas, setiap drive juga memiliki kabel listrik tambahan, biasanya langsung ke unit catu daya.) Versi awal dari antarmuka ini biasanya memiliki 8 bit paralel mentransfer data ke / dari drive, namun 16 - bit versi menjadi jauh lebih umum, dan ada 32 bit versi. Varian modern memiliki transfer data serial. Sifat Kata transfer data membuat desain host bus adaptor sederhana secara signifikan dibandingkan dengan HDD controller prekursor.

    Integrated Drive Electronics (IDE), kemudian distandarisasi dengan nama AT Attachment, dengan alias P-ATA atau PATA (Paralel ATA) surut ditambah pada pengenalan ATA Serial varian baru. Nama asli mencerminkan integrasi controller dengan hard drive itu sendiri. (Integrasi Itu bukan baru dengan IDE, yang telah dilakukan beberapa tahun sebelumnya dengan drive SCSI.) Memindahkan HDD controller dari antarmuka kartu ke disk drive membantu untuk standarisasi antarmuka host / contoller, mengurangi kompleksitas pemrograman dalam perangkat host driver, dan mengurangi biaya sistem dan kompleksitas. The 40-pin IDE / ATA koneksi transfer data 16 bit pada satu waktu pada kabel data. Kabel data awalnya 40-konduktor, namun persyaratan kecepatan tinggi kemudian untuk transfer data dari dan ke hard drive menyebabkan mode "DMA ultra", yang dikenal sebagai UDMA. Versi lebih cepat Semakin standar ini akhirnya menambahkan persyaratan untuk varian 80-konduktor kabel yang sama, di mana setengah dari konduktor menyediakan landasan yang diperlukan untuk meningkatkan kecepatan tinggi kualitas sinyal dengan mengurangi bicara silang. Antarmuka untuk 80-konduktor hanya memiliki 39 pin, pin hilang bertindak sebagai kunci untuk mencegah penyisipan yang salah dari konektor ke stopkontak yang tidak kompatibel, penyebab umum kerusakan disk dan kontroler.
    EIDE adalah update resmi (oleh Western Digital) dengan standar IDE asli, dengan perbaikan utama adalah penggunaan akses memori langsung (DMA) untuk mentransfer data antara disk dan komputer tanpa keterlibatan CPU, perbaikan kemudian diadopsi oleh standar ATA resmi. Dengan langsung mentransfer data antara memori dan disk, DMA menghilangkan kebutuhan untuk CPU untuk menyalin byte per byte, sehingga memungkinkan untuk memproses tugas-tugas lain sementara transfer data terjadi.
    Interface Sistem Komputer Kecil (SCSI), awalnya bernama sasi untuk Shugart Associates System Interface, adalah pesaing awal ESDI. Disk SCSI adalah standar pada server, workstation, Commodore Amiga, dan Apple Macintosh komputer melalui pertengahan 1990-an, saat kebanyakan model telah dialihkan ke IDE (dan kemudian, SATA) disk keluarga. Hanya pada tahun 2005 itu kapasitas disk SCSI jatuh di belakang teknologi disk IDE, meskipun tertinggi kinerja disk masih tersedia dalam SCSI, SAS dan Fibre Channel saja. Keterbatasan rentang dari kabel data memungkinkan untuk perangkat SCSI eksternal. Awalnya SCSI kabel data yang digunakan tunggal berakhir (modus umum) transmisi data, tetapi server kelas SCSI bisa menggunakan transmisi diferensial, baik diferensial tegangan rendah (LVD) atau diferensial tegangan tinggi (HVD). Tegangan ("rendah" dan "tinggi" untuk diferensial SCSI relatif terhadap standar SCSI dan tidak memenuhi arti tegangan rendah dan tegangan tinggi seperti yang digunakan pada umumnya konteks teknik elektro, sebagaimana berlaku misalnya untuk kode listrik hukum, baik penggunaan LVD dan HVD tegangan rendah sinyal (3.3 V dan 5 V masing-masing) secara umum terminologi.)
Akronim atau singkatan Arti DeskripsiSasi Shugart Associates Sistem Sejarah Antarmuka pendahulu SCSI.SCSI Computer System Interface Bus Kecil berorientasi yang menangani operasi konkuren.SAS Serial Attached SCSI Peningkatan SCSI, menggunakan komunikasi serial bukan paralel.ST-506 Seagate Technology Historical Seagate antarmuka.ST-412 Seagate Technology Historical Seagate antarmuka (perbaikan kecil atas ST-506).ESDI Peningkatan Antarmuka Disk Kecil Sejarah, kompatibel dengan ST-412/506, tapi lebih cepat dan lebih terintegrasi.ATA [(PATA) Parallel Advanced Technology Attachment] Advanced Technology Attachment, Penerus ST-412/506/ESDI dengan mengintegrasikan disk controller sepenuhnya ke perangkat. Mampu operasi konkuren.SATA Serial ATA Modifikasi ATA, menggunakan komunikasi serial bukan paralel.IntegritasCrystal Clear app kedit.svgIni Bagian Integritas mungkin perlu ditulis ulang seluruhnya untuk memenuhi standar kualitas Wikipedia, karena tidak pada topik dan bingung. Anda dapat membantu. Halaman pembicaraan mungkin berisi saran. (Desember 2011)Close-up kepala HDD beristirahat di piring disk. (Refleksi cermin Its terlihat pada permukaan piring.)
Karena jarak yang sangat dekat antara kepala dan permukaan disk, hard disk drive yang rentan untuk rusak oleh kepala kecelakaan-kegagalan disk di mana goresan kepala di permukaan piring, sering grinding pergi film tipis magnetik dan menyebabkan kehilangan data. Crash kepala dapat disebabkan oleh kegagalan elektronik, listrik tiba-tiba, shock fisik, kontaminasi kandang internal drive, keausan, korosi, atau piring-piring buruk diproduksi dan kepala.
Sistem spindle HDD ini bergantung pada tekanan udara di dalam kandang disk untuk mendukung kepala pada ketinggian yang tepat terbang sementara disk berputar. Hard disk drive memerlukan kisaran tertentu dari tekanan udara dalam rangka untuk beroperasi dengan benar. Sambungan ke lingkungan eksternal dan tekanan terjadi melalui lubang kecil di kandang (sekitar 0,5 mm luas), biasanya dengan filter di bagian dalam (filter nafas) [97]. Jika tekanan udara terlalu rendah, maka ada tidak cukup mengangkat kepala untuk terbang, sehingga kepala terlalu dekat ke disk, dan ada risiko crash kepala dan kehilangan data. Disk disegel dan bertekanan khusus diproduksi diperlukan untuk diandalkan tinggi ketinggian operasi, di atas sekitar 3.000 m (9.800 ft) [98]. Disk modern termasuk sensor suhu dan menyesuaikan operasi mereka ke lingkungan operasi. Lubang nafas bisa dilihat pada disk semua drive-mereka biasanya memiliki stiker di samping mereka, memperingatkan pengguna untuk tidak menutupi lubang. Udara di dalam drive operasi terus bergerak terlalu, tersapu digerakkan oleh gesekan dengan piring-piring berputar. Udara ini melewati sebuah resirkulasi internal (atau "recirc") filter untuk menghilangkan kontaminan sisa dari pembuatan, setiap partikel atau bahan kimia yang mungkin entah bagaimana memasuki kandang, dan setiap partikel atau outgassing internal dihasilkan dalam operasi normal. Kelembaban sangat tinggi untuk waktu yang lama dapat menimbulkan korosi pada kepala dan piring-piring.
Untuk raksasa magnetoresistive (GMR) kepala pada khususnya, kecelakaan kepala ringan dari kontaminasi (yang tidak menghapus permukaan magnetik disk) masih hasil sementara di kepala terlalu panas, karena gesekan dengan permukaan disk, dan dapat menyebabkan data tidak terbaca untuk jangka pendek sampai suhu kepala stabil (disebut "kekasaran termal", masalah yang sebagian dapat ditangani oleh penyaringan elektronik yang tepat dari sinyal baca).Mode kegagalanArtikel utama: Hard-disk kegagalan
Hard drive mungkin gagal dalam beberapa cara. Kegagalan mungkin segera dan total, progresif, atau terbatas. Data bisa hancur total, atau sebagian atau seluruhnya dipulihkan.
Drive sebelumnya cenderung untuk mengembangkan sektor buruk dengan penggunaan dan keausan, yang bisa "dipetakan" sehingga mereka tidak mempengaruhi operasi, ini dianggap normal kecuali bad sector banyak dikembangkan dalam waktu singkat. Kemudian drive memetakan bad sector secara otomatis dan tak terlihat bagi pengguna; SMART Informasi log masalah ini. Sebuah drive dengan bad sector biasanya dapat terus digunakan.
Kegagalan lain yang mungkin berupa progresif atau terbatas biasanya dianggap sebagai alasan untuk mengganti drive, nilai data yang berpotensi beresiko biasanya jauh melampaui biaya yang dihemat dengan terus menggunakan drive yang mungkin gagal. Berulang namun dipulihkan membaca atau menulis kesalahan, suara yang tidak biasa, pemanasan yang berlebihan dan tidak biasa, dan kelainan lainnya, adalah tanda-tanda.

    Kepala kecelakaan: kepala dapat menghubungi piring berputar karena shock mekanik atau alasan lainnya. Paling-paling hal ini akan menyebabkan kerusakan permanen dan kehilangan data di mana kontak dibuat. Dalam kasus terburuk puing-puing tergores dari daerah yang rusak dapat mengkontaminasi semua kepala dan piring-piring, dan menghancurkan semua data pada semua piring-piring. Jika kerusakan awalnya hanya parsial, rotasi terus drive dapat memperpanjang kerusakan sampai total [10].
    Bad sector: beberapa sektor magnetik dapat menjadi rusak tanpa rendering seluruh drive tidak dapat digunakan. Ini mungkin menjadi kejadian yang terbatas atau tanda kegagalan dekat.
    Stiction: setelah beberapa waktu kepala tidak mungkin "take off" ketika mulai naik karena cenderung menempel pada piring, sebuah fenomena yang dikenal sebagai stiction. Hal ini biasanya karena sifat pelumasan tidak sesuai dari permukaan piring, desain atau cacat manufaktur ketimbang dipakai. Ini kadang-kadang terjadi dengan beberapa desain sampai awal 1990-an.
    Sirkuit gagal: komponen sirkuit elektronik mungkin gagal membuat drive bisa dioperasi.
    Bantalan dan motor gagal: motor listrik mungkin gagal atau terbakar, dan bantalan mungkin mengenakan cukup untuk mencegah operasi yang tepat.
    Kegagalan mekanik Miscellaneous: bagian, bagian terutama bergerak, mekanisme apapun dapat merusak atau gagal, mencegah operasi normal, dengan kerusakan lebih lanjut yang mungkin disebabkan oleh fragmen.
Pemulihan data dari drive gagal
Data dari drive gagal kadang-kadang bisa sebagian atau seluruhnya sembuh jika lapisan magnetik piring-piring 'tidak benar-benar hancur. Khusus perusahaan melakukan pemulihan data, dengan biaya yang signifikan, dengan membuka drive di ruangan yang bersih dan menggunakan peralatan yang tepat untuk membaca data dari piring-piring langsung. Jika elektronik telah gagal, kadang-kadang mungkin untuk mengganti papan elektronik, meskipun sering drive dari nominal sama modelnya diproduksi pada waktu yang berbeda memiliki, tidak kompatibel, papan sirkuit.
Kadang-kadang operasi dapat dikembalikan untuk cukup lama untuk memulihkan data. Teknik Risky dapat dibenarkan jika drive jika tidak mati. Jika drive dimulai sekali mungkin terus berjalan untuk waktu yang lebih pendek atau lebih tetapi tidak pernah mulai lagi, data sehingga sebisa mungkin pulih secepat drive dimulai. Sebuah drive 1990-an yang tidak dimulai karena stiction kadang-kadang dapat dimulai dengan menekan atau memutar tubuh drive cepat dengan tangan. Teknik lain yang kadang-kadang dikenal untuk bekerja adalah untuk mendinginkan drive, dalam kemasan yang tahan air, dalam freezer dalam negeri. Ada banyak informasi yang berguna tentang hal ini di blog dan forum, [99] tetapi profesional juga resor untuk metode ini dengan beberapa keberhasilan [100].Landing zona dan beban / membongkar teknologiMembaca / menulis kepala dari tahun-1998 3,5 hard Fujitsu "keras (sekitar 2,0 mm x 3,0 mm)Microphotograph dari kepala generasi tua hard disk drive dan slider (1990)
Selama kepala operasi normal dalam HDD terbang di atas data yang tercatat pada disk. HDDs modern mencegah gangguan listrik atau malfungsi lainnya dari arahan kepala di zona data dengan baik (parkir) secara fisik bergerak kepala ke zona pendaratan khusus pada piring-piring yang tidak digunakan untuk penyimpanan data, atau dengan fisik mengunci kepala dalam ditangguhkan (diturunkan) posisi mengangkat dari piring-piring. Beberapa HDD PC awal tidak memarkir kepala secara otomatis ketika kekuasaan prematur terputus dan kepala akan mendarat di data. Dalam beberapa unit awal lainnya pengguna akan menjalankan program secara manual memarkir kepala.Landing zona
Sebuah zona pendaratan adalah daerah piring biasanya dekat diameter dalamnya (ID), di mana tidak ada data yang disimpan. Daerah ini disebut Contact Start / Stop (CSS) zona. Disk dirancang sedemikian rupa sehingga baik musim semi atau, baru-baru ini, inersia rotasi dalam piring-piring yang digunakan untuk memarkir kepala dalam kasus kehilangan kekuatan tak terduga. Dalam hal ini, motor spindle sementara bertindak sebagai generator, memberikan kekuatan untuk actuator.
Ketegangan pegas dari kepala pemasangan terus mendorong kepala menuju piring. Sementara disk berputar, kepala didukung oleh bantalan udara dan tidak mengalami kontak fisik atau pakaian. Dalam CSS drive slider membawa sensor kepala (sering juga disebut hanya kepala) dirancang untuk bertahan sejumlah pendaratan dan lepas landas dari permukaan media, meskipun keausan pada komponen-komponen mikroskopis pada akhirnya mengambil korban. Kebanyakan produsen merancang slider untuk bertahan hidup 50.000 siklus kontak sebelum kesempatan kerusakan pada startup meningkat di atas 50%. Namun, tingkat kerusakan tidak linear: ketika disk lebih muda dan memiliki lebih sedikit start-stop siklus, ia memiliki kesempatan lebih baik untuk bertahan pada startup berikutnya daripada disk, lebih tua lebih tinggi-jarak tempuh (sebagai kepala secara harfiah menyeret sepanjang disk permukaan sampai bantalan udara didirikan).
Teknologi ini adalah sebagian besar masih digunakan sampai sekarang, terutama di desktop dan enterprise (3,5 inci) drive. sebagai konsekuensi dari kelembaban meningkat. Stiction yang berlebihan dapat menyebabkan kerusakan fisik pada piring dan slider atau motor spindle.Bongkar
Muat / Unload teknologi bergantung pada kepala diangkat dari piring ke lokasi yang aman, sehingga menghilangkan risiko keausan dan stiction sama sekali. Modern HDD penggunaan ramp loading, pertama kali diperkenalkan oleh Memorex pada tahun 1967, [103] untuk memuat / membongkar ke plastik "landai" dekat tepi disk yang luar.
Sony, [104] HP dengan mereka DriveGuard 3D HP [105] dan Toshiba [106] telah merilis teknologi serupa di komputer notebook mereka.

parameter saja tidak mungkin berguna untuk memprediksi kegagalan drive individu [107]. rincian Unpredictable dapat terjadi setiap saat dalam penggunaan normal, dengan potensi kerugian dari semua data.
SCSI, SAS, dan FC drive lebih mahal daripada konsumen kelas PATA dan SATA drive, dan biasanya digunakan di server dan disk array, di mana PATA dan SATA drive dijual ke komputer rumah dan pasar desktop dan dianggap kurang dapat diandalkan.
Waktu yang berarti antara kegagalan (MTBF) drive SATA biasanya sekitar 600.000 jam (beberapa drive seperti Western Digital Raptor memiliki nilai 1,4 juta jam MTBF), [109] sementara SCSI dinilai selama lebih dari 1,5 juta jam. [Rujukan? ] Namun, penelitian independen menunjukkan MTBF yang tidak perkiraan yang dapat diandalkan umur panjang drive [110]. MTBF dilakukan di lingkungan laboratorium dalam ruang ujian dan merupakan metrik yang penting untuk menentukan kualitas dari sebuah disk drive sebelum memasuki produksi volume tinggi. Setelah produk drive dalam produksi, metrik yang lebih valid tahunan tingkat kegagalan (AFR). [Rujukan?] AFR adalah persentase dari dunia nyata kegagalan drive setelah pengiriman.
Biasanya pada 2007 drive perusahaan berpengalaman antara 0,70% -0,78% tingkat kegagalan tahunan dari drive terpasang total [rujukan?].Eksternal removable drive