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

Obrázek zachycuje postup chování (čtení/zápis) HDD bez technologie NCQ a s NCQ [53].






[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