Hard Drive - semua yang perlu Anda ketahui

Penggunaan hard disk sebagai unit penyimpanan utama sudah diberi nomor. Dengan penampilan SSD yang sangat cepat, HDD telah diturunkan ke latar belakang, meskipun mereka tidak kalah pentingnya karena mereka ideal untuk penyimpanan massal. Unit yang saat ini mencapai 16 TB, dan untuk lebih dari 60 euro kita dapat memiliki 2 TB di PC kita, sesuatu yang masih di luar jangkauan bagi banyak dari kita jika SSD untuk harganya.

Dalam artikel ini kami akan mengkompilasi semua yang perlu Anda ketahui tentang hard drive, operasi mereka, karakteristik dan terutama kelebihan dan kekurangan yang mereka tawarkan dibandingkan dengan SSD, sesuatu yang selalu menjadi keharusan.

Fungsi dan komponen internal hard disk

Nama hard disk berasal dari Bahasa Inggris Hard Disk Drive, atau singkatan HDD yang dengannya kita semua tahu unit penyimpanan ini dan yang juga merupakan cara paling jelas untuk membedakannya dari SSD (Solic Disk Drive).

Tugas hard disk tidak lain adalah menjadi penyediaan peralatan kami, tempat semua file, program disimpan, dan tempat sistem operasi diinstal. Untuk alasan ini juga disebut penyimpanan utama, yang, tidak seperti memori RAM, menyimpan file di dalam bahkan tanpa listrik.

Sementara SSD seluruhnya terbuat dari komponen elektronik dan menyimpan informasi pada chip yang terdiri dari gerbang NAND, hard drive memiliki komponen mekanis. Di dalamnya, serangkaian disc berputar dengan kecepatan tinggi sehingga, menggunakan kepala magnetik, informasi pada mereka dibaca dan dihapus. Mari kita lihat elemen utama yang merupakan bagian dari hard drive.

Piring

Ini akan menjadi tempat di mana informasi disimpan. Mereka dipasang secara horizontal dan setiap dek terdiri dari dua permukaan atau permukaan rekaman bermagnet. Ini biasanya terbuat dari logam atau kaca. Untuk menyimpan informasi di dalamnya, mereka memiliki sel di mana mereka dapat dimagnetkan secara positif atau negatif (1 atau 0). Hasil akhirnya persis seperti cermin, di dalamnya sejumlah besar data disimpan dan permukaannya harus sempurna.

Membaca kepala

Elemen terpenting kedua adalah kepala membaca, yang kami punya satu untuk setiap wajah atau permukaan rekaman. Kepala-kepala ini tidak benar - benar menyentuh pelat, sehingga tidak ada keausan pada mereka. Ketika piring berputar, film tipis udara dibuat yang mencegah penghitungan antara itu dan playhead (sekitar 3nm terpisah). Itulah salah satu keunggulan utama dibandingkan SSD, yang sel-selnya mengalami degradasi dengan penghapusan dan penulisan.

Mesin

Kami telah melihat keberadaan banyak elemen mekanis di dalam hard drive, tetapi yang paling menunjukkannya adalah kehadiran motor. Kecuali untuk penggemar, itu adalah satu-satunya item pada PC, dan sumber utama hard drive lambat. Motor memutar pelat pada kecepatan tertentu, mungkin 5.400 RPM, 7.200 atau 10.000 RPM untuk yang tercepat. Sampai kecepatan itu tercapai, Anda tidak akan dapat berinteraksi dengan disk, dan itu adalah sumber lambatnya.

Untuk ini kami menambahkan motor atau lebih tepatnya elektromagnet yang membuat kepala pembaca bergerak berada di tempat di mana data berada. Ini juga membutuhkan waktu, menjadi satu lagi sumber kelambatan.

Cache

Setidaknya unit saat ini memiliki chip memori yang dibangun ke dalam rangkaian elektronik. Ini bertindak sebagai jembatan untuk pertukaran informasi dari pelat fisik ke memori RAM. Itu seperti penyangga dinamis untuk meringankan akses ke informasi fisik dan biasanya 64 MB.

Dienkapsulasi

Enkapsulasi ini sangat penting untuk HDD, karena, tidak seperti SSD, interiornya harus sepenuhnya diberi tekanan sehingga tidak ada setitik debu pun yang masuk. Mari kita perhatikan bahwa pelat berputar dengan kecepatan yang luar biasa, dan jarum kepala hanya berukuran beberapa mikrometer. Elemen padat apa pun, sekecil apa pun, dapat menyebabkan kerusakan permanen pada unit.

Koneksi

Untuk menyelesaikannya kami memiliki seluruh rangkaian koneksi di belakang paket, yang terdiri dari konektor daya SATA dan satu lagi untuk data. Sebelumnya, IDE hard drive juga memiliki panel untuk memilih mode operasi, slave atau master jika drive berbagi bus, tetapi sekarang setiap drive terhubung ke port terpisah pada motherboard.

Faktor bentuk dan antarmuka pada HDD

Dalam hal ini, informasinya cukup singkat saat ini, karena kami hanya menemukan dua faktor bentuk. Yang pertama adalah standar untuk PC desktop, dengan drive 3, 5 inci dan pengukuran 101, 6 x 25, 4 x 146 mm. Yang kedua adalah faktor bentuk yang digunakan dalam drive notebook 2, 5 inci berukuran 69, 8 x 9, 5 x 100mm.

Mengenai teknologi koneksi, saat ini kami tidak memiliki terlalu banyak HDD, karena dua:

SATA

Ini adalah standar komunikasi dalam HDD PC saat ini sebagai pengganti IDE. Dalam hal ini, bus serial menggunakan protokol AHCI digunakan sebagai pengganti paralel untuk mengirimkan data. Ini jauh lebih cepat daripada IDE tradisional dan lebih efisien dengan transfer maksimum 600 MB / s. Selain itu, memungkinkan koneksi panas dari perangkat dan memiliki banyak bus yang lebih kecil dan lebih mudah dikelola. Dalam kasus apa pun, hard disk mekanis saat ini hanya dapat mencapai maksimum 400 MB / s dalam pembacaan, sementara SSD SATA benar-benar memanfaatkan bus ini.

SAS

Ini adalah evolusi dari antarmuka SCSI, dan ini adalah bus yang bekerja secara serial seperti SATA, meskipun perintah tipe SCSI masih digunakan untuk berinteraksi dengan hard drive. Salah satu propertinya adalah memungkinkan untuk menghubungkan beberapa perangkat pada bus yang sama dan juga mampu memberikan kecepatan transfer yang konstan untuk masing-masing perangkat tersebut. Kami dapat menghubungkan lebih dari 16 perangkat dan memiliki antarmuka koneksi yang sama dengan disk SATA, membuatnya ideal untuk memasang konfigurasi RAID di server.

Kecepatannya kurang dari SATA, tetapi fitur penting adalah bahwa pengontrol SAS dapat berkomunikasi dengan disk SATA, tetapi pengontrol SATA tidak dapat berkomunikasi dengan disk SAS.

Bagian fisik, logis, dan fungsional dari hard disk

Kita telah melihat bagian-bagian dasar di dalamnya, tetapi ini hanya permulaan untuk memahami cara kerjanya. Dan jika Anda ingin mengetahui segalanya tentang hard drive ini, maka bagian ini adalah yang paling penting, karena menentukan bagaimana hard drive bekerja, yang dapat dilakukan dengan dua cara:

CHS (cylinder-head-sector): Sistem ini adalah yang digunakan pada hard drive pertama, meskipun diganti sebagai berikut. Dengan menggunakan ketiga nilai ini, dimungkinkan untuk menempatkan kepala baca di tempat di mana data berada. Sistem ini mudah dimengerti, tetapi membutuhkan arah penentuan posisi yang cukup panjang.

LBA (pengalamatan logis dalam blok): ini adalah yang saat ini digunakan, dalam hal ini kami membagi hard disk menjadi beberapa sektor dan kami memberikan masing-masing nomor unik, seolah-olah itu adalah alamat memori di mana spindle harus ditempatkan. Dalam hal ini, string instruksi akan lebih pendek dan lebih efisien, dan akan memungkinkan disk diindeks oleh sistem.

Struktur fisik piring

Mari kita lihat bagaimana struktur fisik hard drive dibagi, yang akan menentukan cara kerjanya.

• Trek: Trek adalah cincin konsentris yang membentuk permukaan rekaman disk. Silinder: Silinder dibentuk oleh semua lintasan yang secara vertikal sejajar pada masing-masing pelat dan permukaan. Ini bukan sesuatu yang fisik, tetapi sebuah silinder imajiner. Sektor: Setiap trek dibagi menjadi beberapa lengkungan yang disebut sektor. Di setiap sektor suatu data akan disimpan, dan jika salah satu dari mereka tetap tidak lengkap, data berikutnya akan masuk ke sektor berikutnya. Ukuran sektor teknologi ZBR (perekaman bit-zone) akan bervariasi dari trek indoor ke outdoor untuk mengoptimalkan ruang. Mereka biasanya 4KB, meskipun dapat diubah dari sistem operasi. Cluster: Ini adalah pengelompokan sektor. Setiap file akan menempati sejumlah cluster, dan tidak ada file lain yang dapat disimpan dalam cluster tertentu.

Struktur logis dari hard disk

Yang lucu adalah bahwa struktur logis dari hard drive tetap dipertahankan untuk SSD meskipun beroperasi secara berbeda.

Sektor boot (MBR atau GPT)

Master Boot Record atau MBR adalah sektor pertama hard disk, trek 0, silinder 0, sektor 1. Di sini tabel partisi seluruh hard disk disimpan, menandai awal dan akhir dari mereka. Boot Loader juga disimpan, tempat partisi aktif tempat sistem atau sistem operasi dipasang. Saat ini telah diganti di hampir semua kasus dengan gaya partisi GPT, yang sekarang akan kita lihat lebih detail.

Partisi

Setiap partisi membagi hard drive menjadi sejumlah silinder tertentu dan mereka dapat menjadi ukuran yang ingin kita tetapkan. Informasi ini akan disimpan dalam tabel partisi. Saat ini ada konsep partisi logis, bersama dengan hard drive dinamis, yang dengannya kita bahkan dapat bergabung dengan dua hard drive yang berbeda dan mengingat sistem itu akan berfungsi sebagai satu.

Perbedaan antara MBR dan GPT

Saat ini ada dua jenis tabel partisi yang tersedia untuk HDD atau SSD, yaitu tipe MBR atau tipe GPT (Global Unique Identifier). Gaya partisi GPT diimplementasikan untuk sistem EFI atau Extensible Firmware Interface, yang telah menggantikan sistem BIOS komputer yang lama. Jadi sementara BIOS menggunakan MBR untuk mengelola hard drive, GPT diarahkan untuk menjadi sistem berpemilik untuk UEFI. Yang terbaik dari semuanya, sistem ini memberikan GUID unik untuk setiap partisi, itu seperti alamat MAC, dan pengalokasi begitu lama sehingga semua partisi di dunia dapat dinamai secara unik, hampir menghilangkan keterbatasan fisik. dari hard drive dalam hal mempartisi.

Ini adalah perbedaan pertama dan paling terlihat dengan MBR. Meskipun sistem ini hanya memungkinkan Anda untuk membuat 4 partisi utama pada hard disk dengan maksimum 2 TB, di GPT tidak ada batasan teoretis untuk membuatnya. Ini akan menjadi sistem operasi yang entah bagaimana membuat batasan ini, dan Windows saat ini mendukung 128 partisi primer.

Perbedaan kedua terletak pada sistem awal. Dengan GPT, UEFI BIOS sendiri dapat membuat sistem booting sendiri, secara dinamis mendeteksi isi disk setiap kali kita boot. Ini memungkinkan kita untuk mem-boot komputer dengan sempurna, bahkan jika kita mengubah hard drive untuk yang lain dengan distribusi logis lainnya. Sebagai gantinya, MBR atau BIOS lama membutuhkan yang dapat dieksekusi untuk mengidentifikasi partisi aktif dan dapat memulai booting.

Untungnya, hampir semua hard drive HDD dan SSD saat ini datang dengan prakonfigurasi dengan sistem partisi GPT, dan dalam hal apa pun, dari sistem itu sendiri atau dalam mode perintah dengan Diskpart kita dapat memodifikasi sistem ini sebelum menginstal Windows.

Sistem file pada hard drive

Untuk menyelesaikan operasi hard disk, kita harus mempelajari sistem file utama apa yang digunakan. Mereka adalah bagian mendasar dari pengguna dan kemungkinan penyimpanan.

• FAT32 ExFAT NTFS HFS + EXT ReFS

Mengabaikan keberadaan sistem FAT karena praktis tidak berguna dalam sistem penyimpanan saat ini, FAT32 adalah pendahulunya. Sistem ini memungkinkan penetapan alamat 32-bit ke cluster, jadi secara teori, ini mendukung ukuran penyimpanan 8 TB. Kenyataannya adalah bahwa Windows membatasi kapasitas ini hingga 128 GB dengan ukuran file tidak lebih besar dari 4 GB, jadi itu adalah sistem yang hanya menggunakan drive penyimpanan USB kecil.

Untuk mengatasi keterbatasan FAT32, Windows menciptakan sistem exFAT, yang mendukung ukuran file teoritis hingga 16 EB (Exabytes) dan ukuran penyimpanan teoritis 64 ZB (Zettabytes)

Sistem ini adalah yang digunakan oleh Windows untuk menginstal sistem dan mengelola file pada hard disk. Saat ini mendukung 16TB, 256TB file sebagai ukuran volume maksimum, dan Anda dapat mengkonfigurasi ukuran cluster yang berbeda untuk memformat. Ini adalah sistem yang menggunakan banyak ruang untuk konfigurasi volume Anda, sehingga ukuran partisi yang lebih besar dari 10 GB direkomendasikan.

Ini adalah sistem file Apple sendiri dan menggantikan HFS tradisional dengan menambahkan dukungan untuk file yang lebih besar dan volume yang lebih besar. Ukuran ini maksimal 8 EB.

Sekarang kita berurusan dengan sistem file Linux sendiri, saat ini dalam versi EXT4. Ukuran file yang didukung maksimum 16TB, dan 1 EB sebagai ukuran volume.

Akhirnya, ReFS adalah sistem lain yang dipatenkan oleh Microsoft dan ditakdirkan untuk menjadi evolusi NTFS. Itu diterapkan dengan Windows Server 2012, tetapi beberapa Windows 10 untuk distribusi bisnis saat ini mendukungnya. Sistem ini meningkatkan NTFS dalam banyak hal, misalnya dengan menerapkan perlindungan terhadap degradasi data, perbaikan dan kegagalan dan redundansi, dukungan RAID, verifikasi integritas data atau penghapusan chkdsk. Mendukung ukuran file 16 EB dan ukuran volume 1 YB (Yottabyte)

Apa itu RAID

Dan yang terkait erat dengan konsep sistem file adalah konfigurasi RAID. Bahkan, ada laptop atau PC yang sudah memiliki konfigurasi RAID 0 untuk kapasitas penyimpanannya.

RAID adalah singkatan dari Redundant Array of Independent Disks dan merupakan sistem penyimpanan data yang menggunakan banyak unit penyimpanan. Di dalamnya, data didistribusikan seolah-olah itu adalah satu unit, atau mereka direplikasi untuk memastikan integritas data terhadap kegagalan. Unit penyimpanan ini dapat berupa HDD atau hard drive mekanis, SSD atau solid state drive, bahkan M.2.

Saat ini ada sejumlah besar level RAID, yang terdiri dari mengkonfigurasi dan mengaitkan hard drive ini dengan cara yang berbeda. Sebagai contoh, RAID 0 menggabungkan dua atau lebih disk menjadi satu untuk mendistribusikan data pada semuanya. Ini sangat ideal untuk memperluas penyimpanan dengan melihat hanya satu hard drive dalam sistem, misalnya, dua HDD 1TB dapat membentuk 2TB tunggal. Di sisi lain, RAID 1 adalah kebalikannya, itu adalah konfigurasi dengan dua atau lebih disk yang dicerminkan sehingga data disimpan direplikasi pada masing-masing.

Keuntungan dan kerugian HDD versus SSD

Dan akhirnya, kami akan merangkum dan menjelaskan perbedaan utama antara hard drive mekanis dan solid state drive. Untuk ini, kami sudah memiliki artikel di mana semua faktor ini dijelaskan secara rinci, jadi kami hanya akan membuat sintesis cepat.

Keuntungan luar biasa

• Kapasitas: Ini adalah salah satu keunggulan utama yang dimiliki hard drive dibandingkan dengan SSD, dan ini bukan karena SSDnya kecil, tetapi karena harganya yang mahal. Kita tahu bahwa HDD lebih lambat dari SSD, 400MB / s vs 5000MB / s pada drive tercepat, tetapi kapasitas penyimpanannya per drive sempurna untuk digunakan sebagai gudang data. Saat ini ada 3, 5 "HDD drive hingga 16TB. Biaya rendah per GB: Akibatnya, dari atas, biaya per GB jauh lebih rendah pada HDD daripada pada SSD, sehingga kami dapat membeli unit yang jauh lebih besar, tetapi dengan harga lebih rendah. Hard drive 2 TB ditemukan dengan harga sekitar 60 euro, sedangkan 2 TB M.2 SSD setidaknya 220 euro atau lebih. Kehidupan Shelf: Dan keuntungan ketiga dari HDD adalah umur simpan piringan Anda. Berhati-hatilah untuk tidak menyebutkan daya tahan dan ketahanannya, melainkan berapa kali kita dapat menulis dan menghapus sel, yang praktis tidak terbatas pada hard drive mekanis. Pada SSD, jumlahnya terbatas beberapa ribu, menjadikannya pilihan yang jauh lebih tidak menarik untuk basis data dan server.

Kekurangan

• Mereka sangat lambat: dengan munculnya SSD, hard drive mekanik telah menjadi perangkat paling lambat di komputer bahkan di bawah USB 3.1. Ini membuatnya menjadi opsi yang hampir sekali pakai untuk menginstal sistem operasi, yang hanya diperuntukkan bagi data jika kita benar-benar menginginkan komputer yang cepat. Kita berbicara tentang angka-angka yang menempatkan HD 40-50 kali lebih lambat daripada SSD, itu bukan omong kosong. Ukuran fisik dan kebisingan: Menjadi mekanis dan memiliki piring-piring, ukurannya cukup besar dibandingkan dengan M.2 SSD yang hanya berukuran 22x80mm. Demikian pula, memiliki kepala motor dan mekanik membuatnya cukup berisik, terutama ketika file terfragmentasi. Fragmentasi: distribusi dalam trek menyebabkan data menjadi lebih terfragmentasi dari waktu ke waktu. Dengan kata lain, disk akan mengisi sektor-sektor yang dibiarkan kosong ketika dihapus, sehingga kepala pembaca harus membuat banyak lompatan untuk membaca file yang lengkap. Dalam SSD, menjadi memori sel elektronik, semuanya dapat diakses pada kecepatan yang sama, seperti halnya memori RAM, masalah ini tidak ada.

Kesimpulan pada hard drive

Dengan cara ini kita sampai pada akhir artikel kami yang mengembangkan secara mendalam topik hard drive mekanis. Tanpa ragu mereka adalah elemen yang setidaknya untuk sebagian besar pengguna memainkan peran yang agak lebih kecil dengan memiliki SSD bahkan 2 TB di pasar. Tetapi mereka masih menjadi pilihan bintang untuk penyimpanan massal, karena untuk itu kita tidak perlu banyak kecepatan tetapi banyak ruang.

Bayangkan apa yang akan terjadi jika kita memiliki SSD tunggal 512 atau 256 GB dan kami ingin menyimpan film 4K, menginstal game atau kami adalah pembuat konten. Jika kita ingin kecepatan, kita harus menghabiskan banyak uang, pada SSD, sementara memiliki 20 TB dengan HDD akan menelan biaya sekitar 600 euro, sementara melakukannya dengan SSD, SATA bisa berharga sekitar 2.000 euro dan jika mereka NVMe lebih baik bahkan tidak menghitungnya.

Kami meninggalkan Anda sekarang dengan beberapa artikel yang akan berguna untuk melengkapi informasi, dan tentu saja dengan panduan kami.

Berapa banyak hard drive yang Anda miliki di PC Anda dan apa jenisnya? Apakah Anda menggunakan SSD dan HDD?