Technologie, parametry, vlastnosti, principy pevného disku

Technologie záznamů dat na disk

Záznam na disk

• magnetická vnější sekundární paměť

• pevný disk je deska z hliníkové slitiny nebo plastické hmoty, na povrchu je nanesena tenká magnetický vrstva (oxid železa). Disk se otáčí zpravidla 7200 nebo 10000 ot/min. Nad ním plave ve vzdálenosti cca 0,5um čtecí a zápisová (jedna) hlava

• k zápisu dat dojde tak, že magnetické pole otáčí magnetické domény v magnetické vrstvě jedním, nebo druhým směrem

• při čtení se zaznamenají změny ve směru otáčení a z nich se rekonstruují data (viz další kapitoly)

• kontakt hlavy s povrchem disku je nežádoucí, neboť hlava je tvrdší a může tak poškodit disk (ztráta dat).

• průměr disku původně 5,25“ (≈13cm), nyní 3,5“ ( ≈9cm). Výška disku se postupně snižuje z původních ≈7cm (3“) až k 2,5cm (1“), případně ¾“ (≈2cm).

• zmenšování rozměrů přitom vedlo k nárůstu kapacity, což bylo dáno zejména zvládnutím technologie záznamu s vyšší hustotou.

• uvedená technologie pevných disků dostala název Winchester: firma IBM má laboratoře ve městě Winchester > vyvinutý modul dostal označení IBM „30-30“ (2x30MB), což je shodné s číslováním světoznámého kulového náboje do pušky Winchestrovky

Technologie podélného zápisu

• jednotlivé bity ukládány na plochu disku (možno uchovat 150Gb dat na plochu 1 palce²)

• nedaří si při hustším zápisu držet izolovaná pole od sebe

• viz obrázek podélného zápisu dat

Technologie kolmého zápisu

• označení kolmého zápisu PMR – Perpendicular Magnetic Recording

• oproti podélnému zápisu (LMR – Longitudinal Magnetic Recording) šetří hodně místa

• PMR zapisuje data pomocí magnetizování povrchu plotny pevného disku (orientace mag. pole zastupuje log. „1“ nebo log. „0“)

• kolmá orientace pole zmagnetizovaného materiálu na povrch plotny

• tato technologie značně zvyšuje kapacitu pevných disků (bity se umisťují blíže k sobě)

• maximální kapacita disku se pohybuje okolo 6 TB

Princip a rozdíly názorně zachycuje obrázek vrchní obrázek znázorňuje podélný zápis a spodní obrázek kolmý zápis [51].

Technologie HAMR

• HAMR – Heat-Assisted Magnetic Recording

• tepelně asistovaný magnetický zápis (pomocí laseru)

• maximální kapacita disku se pohybuje okolo 30 – 40 TB

• v zápisové hlavě integrován laser

• před zápisem laser krátce zahřeje záznamovou vrstvu na velmi malé ploše (400°C)

• díky zahřátí má záznamová hlava jednodušší změnu orientace mag. částic

• ochlazením se zapsaná data ustálí

• přenosová rychlost čtení okolo 400 až 500 MB/s 

Na obrázku lze vidět technologii zápisu HAMR [52].

Technologie NCQ

• NCQ – Native Command Queuing (přirozené řazení požadavků)

• funkce: řadič disku (ovladač) si sám zvolí pořadí požadovaných dat pro efektivnější přístup k datům

• cílem je co nejméně otáček plotny disku a co možná nejmenší přesuny čtecí hlavy

[51] BIEZL. Wikipedie [online]. 25.5.2009 [cit. 1.4.2017]. Dostupný na WWW: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/8a/Perpendicular_Recording_Diagram.svg/538px-Perpendicular_Recording_Diagram.svg.png

Licence - volné dílo

[52] NAJOBIČNIJIKORISNIK. Wikipedie [online]. 5.5.2016 [cit. 1.4.2017]. Dostupný na WWW: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/28/HAMR.png

Licence - CC0

[53] VITA.JINDRA~COMMONSWIKI. Wikipedie [online]. 4.5.2010 [cit. 1.4.2017]. Dostupný na WWW: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/27/Native_Command_Queuing_CZ.svg/800px-Native_Command_Queuing_CZ.svg.png

Licence - CC BY-SA 2.5