Гол зүйл: Хатуу дискний төхөөрөмж(Хойшид HDD гэх)-ний түүх
Хатуу дискний төхөөрөмжнүүд(1956 онд анх IBM тооцоолон бодох компютерт нэвтрүүлсэн) компютеруудын ерөнхий зорилгод анхныхаасаа улам хөгжингүйгээр ашиглагдаж байна.
1990-ээд онд их багтаамжтай, найдвартай хадгалах, онцгой төхөөрөмжөнд хамааралтай,RAID системүүд шиг хар туглаганд суурлигдсан, сүлжээ хавсаргасан хадгалах системүүд(SAN) мөн хадгалах бүсийн сүлжэний системийг үр бүтээмжээр хангах бас өгөдөлийн томоохон багтаамжууд хандах боломжыг зөв баталгаатай болгох хэрэгтэй байв.
21-р зуунд хатуу диский төхөөрөмж өргөжиж дүрс бичлэгийн аппаратдууд, гар утаснууд, дижитал дуу тоглуулагчид, дижитал видео тоглуулагчид, хувийн дижитал туслагчид бас видео тоглоомны удирдлага гэх мэт хэрэглээнд хэрэглэгдэж байна.
Технологи
Хатуу дискний төхөөрөмж дээр бичихийн тулд цахилгаан соронзон материал дээр 0 эсвэл 1 гэсэн хоёртын тоололын системээр дүрсэлдэг. Тэднийг эргүүлж уншихдаа цахилгаан соронзон материалаас олж уншдаг.
Жирийн хатуу дискний загвар нь хайрцаганд байх гол тэхлэгт суурлиулсан нэг эсвэл илүү олон дугуй диск дээр өгөгдөл бичэгдсэн байдаг.Пянзнууд бол соронзон биш материалаар хийгдсэн байх ба ихэвчлэн хөнгөн цагаан хайлш эсвэл шил бас соронзон материалын нимгэн хучлагтай байдаг ба ерөнхийдөө 10-20nm зузаандуу байна. Жирийн ширхэг цаас бол 0.07-0.18 милметр (70’000-180’000nm) зузаан гадна талын бүрхэвчийг хамгаалж бүрхсэн байдаг.
Хуучны дискнүүдэд сорнзон матириалтай төмөрийн исэл байсан ба гэвч одоогийн дискнүүд кобалтын хайлш хэрэглэдэг байна.
Пянзнуудын эргэлт бол маш өндөр хурдтай байна. Мэдээлэл бол пянз дээр бичигдэх ба хурдан эргэлдэж буй хэтэрхий нарийн соронзон гадгуунаас толгой дуудан олж уншиж бичиж боловсруулна.
Уншиж бичих толгой бол шуудхан дор нь соронзон материалаас олж өөчлөхөд хэрэглэгдэнэ.Орчин үеийн эдгээр төхөөрөмжнүүд бол гол дээрх соронзон пянзны гадаргуу болгон дээр нэг толгой байрлаж энгийн гар байна. Тэд эргэхэд хөндлөн пянзан дээрх толгой хөдөлж гарнууд ажилд орж эхлэх ба эргэлтэнд пянзны гадаргууны бараг бүх хэсэгт толгой хүрэх боломжтой.Ажилуулагч гар бол цагираг асаагч хоолой эсвэл зарим хуучин хэлбэрт хөдөлгөөнт мотор хэрэглэнэ.
Пянз бүрийн соронзон гадаргуу бол дотороо олон жижиг дэд-бичилметр-хэмжээт ойлголтын хэсэгийн соронзон бүстэй.Эхэндээ бүсүүд хэвтэй хэлбэртэй байсан ч 2005 оноос эхлэж перпендикуляр хэлбэртэй болж өөрчлөгдсөн.Соронзон материалын гол түүхий эд нь байгаль нь дээрх эдгээр соронзон бүс болгон бол цөөн зуун соронзон үр тариа юм.Соронзон үр тариа бол ерөнхийдөө ганц соронзон талбайгаас 10нм хэмжээтэй гэсэн үг.
Алдаа зохицуулалт
Орчин үеийн төхөөрөмжүүд бас өргөн хүрээтэй хийдэг Error Corrrcting Codes(ECCs), ялангуяа Reed-Solomon-ны алдаа засагчыг ашигладаг. Эдгээр техник арга барилыг хадгалах онцгой битүүд өгдөлын үүрэнд байх ба тэдгээр нь математикийн томъёоноос тогтсон байна. Онцгой энэ битүүд олон алдаануудыг засах боломжтой.
Тэдгээр онцгой битүүд хатуу диск дээр зай эзэлдэг ба тэдгээр нь бичлэгийг өндөр зэргээр ажилж байгаа нягтаршилыг бүртгэж, хэрэглэгчийн өгөгдөлөөс хадгалах зайны үр дагвар энэ тэрийг үзүүлнэ. 2009 оноос шинэхэн төхөөрөмжүүд дэх low-density party-check codes(LDPC) нь Reed-Solomon-г хэрэглээнээс гаргасан юм.
LDPC код нь Shannon Limit-ийн ажилгааг хаах боломж өгсөнөөс гадна бас иймээс хадгалах төхөөрөмжийг илүү бологох боломжтой болсон юм.
History
Main article: History of hard disk drives
HDDs (introduced in 1956 as data storage for an IBM accounting computer) were originally developed for use with general purpose computers. During the 1990s, the need for large-scale, reliable storage, independent of a particular device, led to the introduction of embedded systems such as RAID systems, network attached storage (NAS) systems, and storage area network (SAN) systems that provide efficient and reliable access to large volumes of data. In the 21st century, HDD usage expanded into consumer applications such as camcorders, cellphones (for example the Nokia N91), digital audio players, digital video players, digital video recorders, personal digital assistants and video game consoles.
Technology
HDDs record data by magnetizing ferromagnetic material directionally, to represent either a 0 or a 1 binary digit. They read the data back by detecting the magnetization of the material. A typical HDD design consists of a spindle that holds one or more flat circular disks called platters, onto which the data is recorded. The platters are made from a non-magnetic material, usually aluminum alloy or glass, and are coated with a thin layer of magnetic material, typically 10–20 nm in thickness — for reference, standard copy paper is 0.07–0.18 millimetre (70,000–180,000 nm) thick— with an outer layer of carbon for protection. Older disks used iron(III) oxide as the magnetic material, but current disks use a cobalt-based alloy.
The platters are spun at very high speeds. Information is written to a platter as it rotates past devices called read-and-write heads that operate very close (tens of nanometers in new drives) over the magnetic surface. The read-and-write head is used to detect and modify the magnetization of the material immediately under it. In modern drives there is one head for each magnetic platter surface on the spindle, mounted on a common arm. An actuator arm (or access arm) moves the heads on an arc (roughly radially) across the platters as they spin, allowing each head to access almost the entire surface of the platter as it spins. The arm is moved using a voice coil actuator or in some older designs a stepper motor.
The magnetic surface of each platter is conceptually divided into many small sub-micrometre-sized magnetic regions, each of which is used to encode a single binary unit of information. Initially the regions were oriented horizontally, but beginning about 2005, the orientation was changed to perpendicular. Due to the polycrystalline nature of the magnetic material each of these magnetic regions is composed of a few hundred magnetic grains. Magnetic grains are typically 10 nm in size and each form a single magnetic domain. Each magnetic region in total forms a magnetic dipole which generates a highly localized magnetic field nearby.
Error handling
Modern drives also make extensive use of Error Correcting Codes (ECCs), particularly Reed–Solomon error correction. These techniques store extra bits for each block of data that are determined by mathematical formulae. The extra bits allow many errors to be fixed. While these extra bits take up space on the hard drive, they allow higher recording densities to be employed, resulting in much larger storage capacity for user data. In 2009, in the newest drives, low-density parity-check codes (LDPC) are supplanting Reed-Solomon. LDPC codes enable performance close to the Shannon Limit and thus allow for the highest storage density available.
Ашигласан материал:
