درایو دیسک سخت: تفاوت میان نسخه‌ها

محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
جز ←‏top: تمیزکاری با استفاده از AWB
Hamid Hassani (بحث | مشارکت‌ها)
خط ۴:
'''درایو دیسک سخت''' {{به انگلیسی|hard disk drive}} یکی از قطعات [[رایانه]] است.
 
دیسک سخت وسیله‌ای است با یک یا چند صفحه که سطح آن‌ها با موادی پوشش داده شده که بتوان [[داده‌ها]] را به طور [[مغناطیس|مغناطیسی]] بر روی آن‌ها ضبط نمود. این وسیله علاوه بر صفحه‌های مذکور حاوی هدهای خواندن/نوشتن، [[سازوکار]] تعیین محل هد، و [[موتور|موتوری]] است که در محفظه‌ای جای داده می‌شود تا از آلودگی‌های خارجی در امان باشد. این محیط محافظت شده به هدها امکان می‌دهد تا به اندازهٔ ۱۰ تا ۲۵ میلیونیم [[اینچ]] از سطح صفحه‌ای که عموماً ۳۶۰۰ تا ۷۲۰۰ دور در دقیقه می‌زند فاصله داشته باشد بنایراین حجم [[داده|داده‌های]]‌های قابل ذخیره‌سازی وسرعت دستیابی به آنها نسبت به [[فلاپی‌دیسک|فلاپی‌دیسک‌ها]]‌ها بسیار بیشتر است.
در دیسکهای سخت جدید که به آنها دوربالا نیز گفته می‌شود، سرعت چرخش دیسک به ۱۵۰۰۰ دور در دقیقه (RPM) می‌رسد.
ظرفیت دیسک‌های سخت به مراتب از [[فلاپی دیسک|فلاپی دیسک‌ها]]‌ها بیشتر بوده و هر روز به ظرفیت آنها افزوده می‌شود؛ به عنوان مثال امروزه ظرفیت متوسط دیسک‌های سخت در حدود ۳ [[ترابایت]] است. بیشترین ظرفیت یک هارد درایو مربوط به PM1633a می‌باشد که در آگوستاوت ۲۰۱۵ در همایش Flash Memory Summit، شرکت سامسونگ از آن رونمایی کرد.<ref>http://www.slashgear.com/samsungs-16tb-ssd-is-the-worlds-largest-hard-drive-13396891/</ref>
در دیسک‌های سخت چند صفحه دیسک جای داده می‌شود تا دیسک گردان بتواند به بیش از یک صفحه دستیابی داشته باشد.
 
خط ۱۲:
سالها پیش دیسکهای سخت بسیار بزرگ و سنگین بودند و برای محیطهای حفاظت شده مانند مرکز اطلاعات یا اداره‌های بزرگ، بسیار مناسب تر از محیطهای صنعتی (به دلیل ظرافت و میزان دقت) و اداره‌های کوچک و خانه‌ها (به دلیل اندازه و توان مصرفی بالای آنها) بودند. پیش از اوایل سال ۱۹۸۰ بیشتر دیسک‌های سخت صفحات ۸ اینچی(۲۰ سانتی‌متری) یا ۱۴ اینچی (۳۵ سانتی‌متری) داشتند که شامل تجهیزات مدارات متحرک با سطح ساختمانی زیاد بودند (به خصوص دیسکهای بزرگ تجهیزات متحرک که گاهی به نام ماشینهای عیب یاب عنوان می‌شوند). و در موارد بسیاری به جریان بالا یا حتی توان سه فاز نیاز دارند. آنهم به دلیل وجود موتورهای بزرگی که در ساختار آنها به کار رفته بود. به همین دلیل، دیسکهای سخت به طور رایج تا سال ۱۹۸۰ برای میکرو کامپیوترها مورد استفاده قرار نگرفت. بعد از ۱۹۸۰ شرکت [[سی گیت تکنولوژی]] نوع [[ST-۵۰۶]] را ساخت که اولین دیسک سخت ۵٫۲۵ اینچی با ظرفیت ۵ مگا بایت بود. در حقیقت در پیکر بندی کارخانه‌ای (کامپیوترهای شخصی شرکت[[IBM]]) با دیسکهای سخت تجهیز نشده بود.
 
بیشتر دیسک‌های سخت میکرو کامپیوترها در اوایل سال ۱۹۸۰ تحت نام کارخانه سازنده اشان به فروش نمی‌رفتند مگر توسط شرکت[[سازنده تجهیزات اصلی (OEM)]] آن هم به عنوان یک بخش از دستگاه‌های جانبی بزرگ (مانند [[Corves Disk System]] و [[Apple Profile]]. کامپیوترهای نوع XT شرکت IBM شامل دیسک سخت داخلی بودند؛ و این روند شروعی به سمت خرید دیسک‌های خام شد که به طور مستقیم و بی واسطه به سیستم وصل می‌شدند. تولید کنندگانتولیدکنندگان دیسک‌های سخت شروع به بازار یابی برای مصرف کنندگان،مصرف‌کنندگان، همانند شرکت OEMs نمودند و در اواسط ۱۹۹۰، دیسک‌های سخت در هر مغازه جزئی فروشی نیز یافت می‌شد.
 
زمانیکه دیسک‌های داخلی یکی از گزینه‌های انتخاب کامپیوترهای شخصی شدند، دیسک‌های خارجی همچنان در [[اپل مکینتاش]] و دیگر تولید کنندگانتولیدکنندگان مورد استفاده بود. اولین اپل مکینتاش بین سالهای ۱۹۸۴ و ۱۹۸۶ ساخته شد که یک ساختمان کاملاً بسته داشتند و هیچ دیسک سخت داخلی و یا خارجی دیگر را پوشش نمی‌داد. در سال ۱۹۸۶ اپل یک پورت [[واسط سیستم ریزکامپیوتر]] (به انگلیسی:SCSI) در پشت قطعه مزبور افزود که ارتباطات خارجی را امکان‌پذیر می‌نمود. درایوهایی که شامل SCSIهای خارجی بودند در میکرو کامپیوترهای قدیمی نیز بسیار مورد استفاده قرار می‌گرفتند مانند سری [[اپل ۲]] که به طور وسیعی در سرویسها مورد استفاده بودند. (کاربردی که همچنان نیز مورد توجه‌است). در اواخر ۱۹۹۰ پورتهای خروجی با سرعت بالا مانند [[یواس‌بی]] و [[فایروایر]] باعث شدند سیستم‌هایی با دیسکهای خارجی در انواع کامپیوترهای شخصی بیشتر مورد توجه قرار گیرند به خصوص برای استفاده کنندگان از لپ تاپها، کاربرهایی که از سیستم‌عامل [[لینوکس]] استفاده می‌کنند و همچنین کاربرهایی که می‌خواهند مقدار زیادی اطلاعات را بین دو یا چند منطقه مبادله کنند. بیشتر تولید کنندگانتولیدکنندگان دیسکهای سخت امروزه دیسک‌های خود را با پورتهای خروجی دار می‌سازند.
 
== فناوری ساخت ==
خط ۲۰:
یک دیسک سخت اطلاعات را روی یک یا چند دیسکت مدور تخت که صفحه نامیده می‌شوند ذخیره می‌کند. صفحات بر روی یک محور استوار می‌شوند در حالیکه در بین هر صفحه یک جدا کننده یا اسپیسر و در انتهای پایینی آن محور موتور قرار دارد. برای خواندن و نوشتن بر روی سطح صفحات، درایو از یک قطعه کوچک [[الکترومغناطیس|الکترومغناطیسی]] استفاده می‌کند که یک سر این قطعه در انتهای بازوی محرک واقع شده‌است و هر سر آن روی سطح صفحه می‌باشد. صفحات با سرعت بسیار بالایی در حال چرخش هستند تا به نوک‌های بازوی محرک اجازهٔ حرکت سریع را بدهند. در مقابل نوک دیگر بازوی محرک مرکز چرخش بازوست و در قسمت انتهایی آن یک پیچک صدا وجود دارد که سر بازو را حرکت می‌دهد. بالا و پایین هر پیچک صدا (پیچ تنظیم) یک [[آهنربای زمین شده]] قرار دارد که این عمل باعث می‌شود سر بازو به قسمت مرکزی و یا به سمت نوار کناری دیسک به صورت شعاعی حرکت کند.
 
قسمت کنترل کننده دیسک از یک [[مبدل آنالوگ به دیجیتال]] برای کنترل جریان الکتریکی استفاده می‌کند که از طریق [[ییچ تنظیم]] که در بازوی محرک قرار دارد این عمل صورت می‌گیرد. [[پیچ تنظیم]] به صورت یک [[آهنربای الکتریکی|آهنربای مغناطیسی]] عمل می‌کند و یک میدان مغناطیسی تولید می‌کند که این میدان متقابلاً بر میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط مغناطیس کننده‌های موجود در بالا و پایین پیچ تنظیم تأثیر می‌گذارد و این فرایند باعث می‌شود تا پیچ تنظیم بتواند بازوی محرک و در نتیجه نوک دیگر متصل به بازوی محرک را به حرکت در آورددرآورد. بنابر این اگر پیچ تنظیم از یک انتها به سمت جلو فشرده شود، قطعه از سمت بالایی به سمت مرکز دیسک و اگر از انتهای دیگر فشرده شود، قطعه از قسمت بالایی به سمت لبه‌های دیسک حرکت می‌کند. مبدل دیجیتال به آنالوگ باعث می‌شود که کنترل کننده‌های دیسک در یک مرحله بسیار کوچک و مستقیماً به سمت سرها حرکت کنند.
 
صفحات از مواد غیر مغناطیسی مثل آلومینیوم و شیشه ساخته شده‌اند و با یک لایه بسیار نازک مغناطیسی پوشانده شده‌اند. دیسکهای قدیمی از[[اکسید آهن۳]] به عنوان ماده مغناطیس کننده استفاده شده در حالیکه در دیسکهای امروزی از آلیاژهای [[کبالت]] استفاده می‌شود.
خط ۳۰:
ساختار دیسکهای سخت طوری محکم به هم بسته شده که از ورود [[گرد و غبار|گرد و خاک]] و دیگر منابع آلودگی به داخل آن جلوگیری کند. در واقع این ذرات مزاحم عملکرد صحیح دیسکهای سخت هستند. دیسکهای سخت هوابندی شده (مانع از ورود هوا) نیستند، اما از یک فیلتر هوا برای جلوگیری از ورود هوا به محفظه درونی دیسکها استفاده می‌کنند. چرخش صفحات باعث ایجاد یک جریان هوای گرددابی می‌شود که این جریان هرگونه ذرات و گرد و غبار را به سمت فیلتر حرکت می‌دهند. همچنین چرخش صفحات به نوکهای دیسکهای سخت اجازه می‌دهد تاتوسط همان جریان ایجاد شده در بالای سطح صفحات به صورت شناور بمانند.
 
استفاده از صفحات سخت و محکم و آب بندی واحدها باعث افزایش قدرت و استحکام آنها نسبت به [[فلاپی‌دیسک|فلاپی‌دیسکها]]ها می‌شود. در نتیجه دیسکهای سخت می‌توانند مقدار بیشتری از اطلاعات را نسبت به فلاپی دیسکها در خود ذخیره کنند؛ و همچنین دسترسی به اطلاعات نیز بسیار سریعتر است. در سال ۲۰۰۷ یک نمونه تولیدی دیسک سخت در یک [[ایستگاه کاری]] حدود ۱۶۰ گیگا بایت تا ۱ ترا بایت اطلاعات را در خود ذخیره می‌کند در حالیکه چرخشی حدود ۷۲۰۰ یا ۱۰۰۰۰ [[دور بر دقیقه]] (RPM) دارد.<ref>http://anandtech.com/storage/showdoc.aspx?i=2922&p=1 Review of Western Digital's fastest HDD as of February 2007</ref> در هارد درایو موبایلها و [[لپ‌تاپ|لپ‌تاپها]]ها که از نظر فیزیکی کوچک‌تر از کامپیوترهای شخصی هستند لزوماً کم حجمتر و کندتر هستند. در سال ۱۹۹۰ حداکثر چرخش ۴۲۰۰ دور در دقیقه بود.<ref>The 1999 Disk/Trend Hard Disk Drive Report lists 81 mobile HDDs having rotational speeds ranging from ۳٬۶۳۴ to ۴٬۹۰۰ RPM with 44 models operating at 4200RPM</ref> در سال ۲۰۰۷ هارد درایو نمونه‌هایی از تلفن‌های همراه با سرعت چرخش ۵۴۰۰ دور در دقیقه و با هزینه‌ای بسیار ناچیز موجود می‌باشد.
 
== ظرفیت و سرعت دسترسی ==
[[پرونده:Hard drive capacity over time.png|راست|بندانگشتی|دیسک سخت یک [[کامپیوتر شخصی]] که ظرفیت آن بر حسب گیگا بایت بیان شده‌است. تابع به صورت [[لگاریتمی]] می‌باشد که خط ثابت به صورت [[نمایی]] افزایش یافته‌است]]
افزایش نمایی وار در حافظه دیسکها و سرعت دسترسی به اطلاعات در هارد درایوها به تولید کنندگانتولیدکنندگان تجاری قابلیت تولید دیسکهای سخت با ظرفیت ذخیره‌سازی بالا برای کاربرد بهتر مصرف کنندگانمصرف‌کنندگان ایجاد می‌کنند. مانند [[دستگاه پخش صوت دیجیتال]] [[آی پد]] شرکت اپل و [[ضبط کننده تصویری]] شرکت تیوو.<ref>{{یادکرد|فصل=|کتاب=|ناشر= |چاپ= |شهر= |کوشش= |ویرایش= Scientific American |سال=|شابک=|نویسنده=Walter, {{چر}}Chip |نویسندگان سایر بخش‌ها=|ترجمه=|صفحه= |زبان=en |مقاله= [http://www.sciam.com/article.cfm?articleID=000B0C22-0805-12D8-BDFD83414B7F0000&ref=sciam&chanID=sa006 Kryder's Law] |ژورنال= |نشریه=Verlagsgruppe Georg von Holtzbrinck GmbH |تاریخ=[[۲۵ ژوئیه]] [[۲۰۰۵]] |دوره= |شماره= |شاپا=}} Retrieved on 2006-10-29.</ref> به علاوه وجود تعداد زیادی از چیپهای ذخیره‌سازی بستر مناسب را برای تنوع سیستم‌های که ساختارشان بر طبق صفحات وب است ایجاد کرده که در آنها به ظرفیت بسیار بالایی نیاز است. همانند سیستم جستجو و ایمیلی که توسط شرکت‌های بزرگی همچون [[گوگل]] سفارش داده شده‌است.
 
روش اصلی برای کاهش زمان دسترسی به اطّلاعات افزایش سرعت چرخش می‌باشد. در حالیکه راه اصلی برای افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی افزایش چگالی سطحی است. نائب رئیس شرکا [[سی گیت تکنولوژی]] رشد آتی در مورد چگالی دیسکهارا به اندازه ۴۰٪ در هر سال پیش بینی کرده‌است.<ref>[http://www.hardwarezone.com/articles/view.php?cid=1&id=1805&pg=2 Seagate Outlines the Future of Storage:: Articles:: www.hardwarezone.com®<!-- عنوان تصحیح شده توسط ربات -->]</ref>
خط ۸۳:
ظرفیت یک دیسک سخت می‌تواند توسط ضرب تعداد سیلندرها، تعداد نوک‌ها، تعداد شیارها، تعداد شیار بایت‌ها محاسبه شود. در یک درایو [[واسط الکترونیکی یکپارچه دیسک‌گردان]] (به انگلیسی:[[SATA و IDE]]) بزرگ‌تر از ۸ گیگا بایت، مقادیر به صورت ۱۶۳۸۳ سیلندر، ۱۶ نوک، ۶۳ شیار برای سازگاری با سیستم‌های عامل قدیمی تر می‌باشند. باید توجه داشته باشیم که مقدار سیلندرها، نوک‌ها، شیارهای یک درایو پیشرفته معادل مقادیر واقعی در هنگام کارکرد نیستند و در قسمت ذخیره‌سازی بیت‌ها تعداد بخش‌های مختلف توسط نواحی آنها شناخته می‌شوند.
 
تولید کنندگانتولیدکنندگان دیسکها سخت ظرفیت دیسکها را با استفاده از ''[[پیشوندهای سیستم SI]] '' ''[[مگا]]''، ''[[گیگا]]''، ''[[ترا]]'' معین می‌کنند که به اختصار به صورت '''M'''، '''G'''، '''T''' بیان می‌شوند. بایت نیز به صورت '''B''' بیان می‌شود.
 
سیستم‌های عامل متناوباً میزان ظرفیت را با استفاده از همین علامتهای اختصاری گزارش می‌کنند، البته با ترجمه آنها به صورت دودویی. برای مثال پیشوند [[مگا]] همچنین به صورت ۱۰ به توان ۶ بیان می‌شود که تقریباً معادل ۱۰۰۰۰۰۰ است. کاربردهای مشابه برای اندازه‌های بزرگ‌تر با پیشوندهای دیگر به کار می‌روند. این نتایج در تفاوتهای محاسباتی بین سازندگان دیسکها به صورت ظرفیت و مشخصات سیستم بیان می‌شوند. این اختلاف در رنج‌های چند گیگا بایتی مشهود تر است. برای مثال [[ماکروسافت]] ظرفیت دیسکها را هم به صورت دهدهی با افزایش ارقام تا ۱۲ تعریف کرده و هم به صورت دودویی با افزایش ارقام تا ۳. بنابر این یک دیسک که توسط شرکت سازنده آن به عنوان ```۳۰ گیگا بایتی``` تعیین شده‌است ممکن است توسط ویندوز ۲۰۰۰ به دو صورت '''۳۰۰۶۵۰۹۸بایتی''' و هم به صورت '''۲۸٫۰''' گیگابایتی بیان شود. اگر چه به دلیل سودمندی بیشتر ویندوز از این امکان استفاده کرده باشد که یک گیگا بایت را به صورت ۱٫۰۷۳٫۷۴۱٫۸۲۴ بایت (۲بایت) گزارش می‌کند در حالیکه سیستم‌عامل آنرا '''۲۸٫۰ گیگا بایت''' گزارش کند.
خط ۹۴:
اندازه فیزیکی یک دیسک سخت بر حسب [[اینچ]] بیان می‌شود. اکثر هارد درایوها که درکامپیوترهای شخصی از آنها استفاده می‌شود حدود ۳٫۵ اینچ عرض دارند و این در حالیست که [[لپ‌تاپ|رایانه‌های قابل حمل]] حدود ۲٫۵ اینچ عرض دارند. در اوایل سال ۲۰۰۷ کارخانجات تولید هارد، اقدام به فروش [[ساتا]] و SASهای ۲٫۵ اینچی برای استفاده در کامپیوترهای شخصی و اداری نمودند.
 
یک سازه رایج که امروزه به طور وسیعی از آن در ساخت [[دستگاه پخش صوت دیجیتال]] و [[لپ‌تاپ|رایانه‌های کیفی]] استفاده می‌شود سازه ۱٫۸ اینچی SATA-7LIF نام دارد که دارای حدود ۱۰۰ گیگا بایت حافظه ذخیره‌سازی با توان تلفاتی پایین و خواندن اطلاعات به طور سریع می‌باشند. سری ۱٫۸ اینچی قبلی که در ظرفیتهای ۲–۵ گیگا بایتی موجود می‌باشند مستقیماً قابل اتصال به کامپیوترهای شخصی هستند از این دسته سری کوچک‌تر ۱ اینچی این سازه‌ها ساخته شد و طراحی آن بدینگونه بود که در [[CF|CFهای]]های نوع ۲ جای گیرد و این سازه همچنین برای انجام ذخیره‌سازی در وسایل قابل حمل مثل [[دوربین دیجیتال|دوربینهای دیجیتالی]] مورد استفاده قرار می‌گرفت. در واقع سازه ۱ اینچی یک سازه عملی بود که از [[میکرو درایو|میکرو درایوهای]]های شرکت [[IBM]] نشات گرفته بودند. اما در حال حاضر، عموماً فقط سازه یک اینچی نامیده می‌شوند؛ و این به دلیل آن است که تولید کنندگانتولیدکنندگان دیگر نیز محصولات مشابهی تولید می‌کنند. همچنین سری ۰٫۸۵ اینچی نیز وجود دارد که کارخانه [[توشیبا]] آن را برای استفاده در سیستم تلفنهای همراه و کاربردهای مشابه عرضه کرده‌است؛ که از این سری محصولات می‌توان [[SD/MMC|SD/MMCهای]]های سازگار با دیسکهای سخت را نام برد که برای کاربردهای ذخیره‌سازی تصویری تا ظرفیت [[۴]] گیگا بایت بهینه شده‌اند.
 
اندازه طراحی نسبت به نوع عملکرد در نام گذلری قطعات بیشتر مد نظر قرار می‌گیرد. اسامی قطعات بیانگر عرض قطعه می‌باشد که روی دیسک مندرج شده‌است. یک درایو ۵٫۲۵ اینچی دارای عرض وافعی ۵٫۷۵ اینچ است و یک درایو ۳٫۵ اینچی به عرض ۴ و ۲٫۵ اینچی با عرض ۲٫۷۵ می‌باشد. یک درایو ۱٫۸ اینچی می‌تواند اجزای مختلفی داشته باشد که به نوع کاربرد و عوامل ساخت آن بستگی دارد. یک درایو نوع PCMCIA عرض ۵۴ میلی‌متری دارددر حالیکه درایو ATA-7LIF عرض ۲٫۱۲ اینچی دارد.