EMZETT.
Giriş yap

Emzett Wiki

HDD: yapı ve çalışma

Properties1
tagshardware, speicher

2 dakika okuma süresi

HDD: yapı ve çalışma

Kısaca: Sabit disk (HDD), verileri hızla dönen plakalar üzerinde manyetik olarak saklar. Hareketli bir okuma/yazma kafası yüzeyin hemen üzerinde süzülür, minik alanları (bitleri) manyetize eder ve sonra geri okur.

Biraz daha ayrıntılı: Plakalar, manyetik katmanlı cam veya alüminyumdan yapılır. Her minik alan iki yönden birinde manyetize edilir ve 0 ile 1 ortaya çıkar. Mekanik yapı, HDD’yi SSD’den daha yavaş ama büyük miktarlar için daha ucuz kılar.

Ayrıntılı

Yapı:

  • Plakalar: 5.400 veya 7.200 dev/dk ile dönen 1 ila 10 disk (sunucu: 10.000+).
  • Mil motoru: Plakaları döndürür.
  • Okuma/yazma kafaları: Plaka yüzü başına bir tane, bir kolun (actuator arm) üzerinde. Yüzeyin yaklaşık 3 – 10 nm üzerinde bir hava yastığında süzülür ve ona dokunmaz.
  • Ses bobinli aktüatör: Kafaları hızla doğru ize taşır.
  • Denetleyici kartı ve önbellek (tampon 64 – 512 MB).

Veri düzeni:

  • İzler: eş merkezli daireler.
  • Sektörler: Bir izin bölümleri; klasik olarak 512 bayt, bugün 4096 bayt (Advanced Format).
  • Silindir: Tüm plakalardaki aynı iz.
  • Bölgeler (zone bit recording): Dışarıda iz başına daha fazla sektör vardır, bu yüzden dış alanlar daha hızlıdır.

Depolama ve okuma:

  1. Yazma: Kafa küçük bir manyetik alan oluşturur. Akım yönüne bağlı olarak alttaki alan kuzey/güney manyetize edilir.
  2. Okuma: Geçerken manyetik geçişler okuma kafasındaki direnci değiştirir (GMR/TMR etkisi), sinyal bitlere çözülür.
  3. Kayıt yöntemi: Bugün ağırlıklı olarak dikey kayıt (PMR); manyetik bölgeler katmanda dik durur. Yeni yöntemler: SMR (üst üste binen izler), HAMR/MAMR (daha yüksek yoğunluk için lazer/mikrodalgalı).
  4. Hata düzeltme (ECC) okuma hatalarını onarır.

Erişim süresi: Kafayı konumlandırma (arama süresi ~8 ms) + sektörün yanından geçmesini bekleme (7.200 dev/dk’da dönme gecikmesi ~4 ms). Bu, birçok yerdeki (rastgele) erişimlerin neden çok yavaş olduğunu açıklar. Ardışık okuma ~150 – 250 MB/s’ye ulaşır.

Artılar ve eksiler:

  • GB başına ucuz, yüksek kapasite (30 TB’a kadar), arşivler ve yedekler için iyi.
  • Yavaş, duyulur, darbelere duyarlı (head crash), SSD’den daha çok güç harcar.
  • Birleştirme (defragmentation) eskiden birçok yerdeki erişimlere karşı yardımcı olurdu. SSD’de anlamsızdır.
  • S.M.A.R.T. aşınmayı bildirir: yeniden atanan sektörler, çalışma saatleri.

Ayrıca bak: HDD’ler, Sabit diskler, NAND flash

Backlinkler