Hvad er en HDD?

En HDD er en harddisk, da den bruger faste plader dækket af magnetisk film til at gemme data til en række forskellige enheder, deraf ordet "harddisk" i navnet. Disse lagerenheder har været brugt i computere siden 1950'erne og bruges stadig i dag, dog i meget mindre omfang til forbrugerenheder end i tidligere årtier på grund af fremkomsten af solid state-drev som en hurtigere erstatning.

Harddiske er ikke-flygtige enheder, hvilket betyder, at de kan gemme data, selv når der ikke er strøm til drevet. Dette er det modsatte af pc-hukommelse, også kaldet DRAM, som er flygtig og kræver strøm for at gemme data.

De vigtigste komponenter i en HDD er metal- eller keramiske plader dækket af en magnetisk film, der lagrer data, og læse-/skrivehoveder, der svæver over pladernes overflade og overfører data frem og tilbage til værtsystemet. Disse læse-/skrivehoveder bruges på alle pladeoverflader i en harddisk, så de findes typisk på begge sider af en plade. Hvis det er en 10-plades harddisk, er der normalt 20 læse-/skrivehoveder. Disse små læse-/skrivehoveder er fastgjort til aktuatorarme, der strækker sig over pladerne fra bunden af harddisken, hvor en lille motor styrer deres funktion. De magnetiserede plader kaldes typisk "medier", da de kan lagre data.

Den største fordel ved en harddisk er, at den kan lagre store mængder data til en meget lav pris, hvilket har gjort den til den foretrukne lagringstype til computere i over 60 år. I dag er harddiske stadig meget udbredt over hele verden, men i stigende grad i virksomhedsmiljøer såsom datacentre og servere, da de kan lagre enorme mængder data til en meget lav pris sammenlignet med SSD-drev.

Når der anmodes om data fra værtsystemet, f.eks. når en person navigerer til en mappe og dobbeltklikker på en fil eller mappe, flyttes aktuatorarmen med læse-/skrivehovederne til den position over den roterende plade, hvor den pågældende data er placeret, og den lille datamængde læses af drevet og sendes til værtsystemet.

Når data skrives til drevet, er processen den samme, men i omvendt rækkefølge, hvor armen bevæger sig til et tomt område, og læse-/skrivehovedet tilføjer nye data til disken eller overskriver data, der er markeret til sletning.

Dataene på pladerne gemmes i det, der kaldes en "bit", som ligner et mikroskopisk riskorn. Læse-/skrivehovederne er i stand til at skabe magnetfelter med bitene på pladerne, hvor den ene ende af biten er nordpolen og den anden ende er sydpolen, og denne orientering repræsenterer den binære tilstand for hver bit på disken. Læse-/skrivehovedet undersøger biternes magnetfelter og oversætter dem til brugbare data. Når data skrives, kan læse-/skrivehovederne magnetisere bestemte områder af disken og vende bitene til en op- eller ned-tilstand, hvilket danner det binære grundlag for alle data.

Bit er den mindste dataenhed på en harddisk, og 8 bit udgør en byte, 1.000 byte udgør en kilobyte, 1.000 kilobyte udgør en megabyte, og hver gruppe på 1.000 enheder udgør en gigabyte, terabyte, petabyte osv. Samlet set er det sådan, vi måler en harddisks samlede kapacitet, som i dag angives i terabyte.

Harddiske er blevet mindre populære i forbrugerelektronik på grund af fremkomsten af SSD-drev (solid-state drives), som navnet antyder, ikke har nogen bevægelige dele. Denne mangel på bevægelige dele gør dem meget hurtigere end en harddisk med en roterende plade, da man ikke skal vente på, at læse-/skrivehovedet kommer på plads, og "søgetiden", som er den tid det tager at flytte hovedet, findes ikke på en SSD, da der ikke er nogen bevægelige dele.

De fleste, hvis ikke alle, af de ydelsesflaskehalse, der findes i harddiske på grund af deres design, findes ikke i SSD'er, hvilket gør dem meget hurtigere end HDD'er, samtidig med at de er meget mere pålidelige, da de kan støde og ryste uden at man behøver at bekymre sig om, at læse-/skrivehovedet "kører ind" i pladen, hvilket kan ødelægge en harddisk. Ulempen er, at SSD'er stadig er meget dyrere end HDD'er, hvilket er grunden til, at datacentre og servere stadig er afhængige af harddiske til lagring af store mængder data, da det stadig er for dyrt at gøre det med SSD'er.

Selvom harddiske ikke bruges meget i forbrugerelektronik i dag på grund af SSD'ernes mange fordele, er de stadig vidundere inden for moderne ingeniørkunst. For eksempel skal læse-/skrivehovederne svæve over de roterende plader uden nogensinde at røre dem, men være tæt nok på til at kunne manipulere dataene på disken, så afstanden mellem hovedet og pladen er ca. 3-5 nanometer, hvilket er lige så tyndt som et menneskeligt fingeraftryk eller højden af flere tråde menneskeligt DNA stablet oven på hinanden. For at sætte det i perspektiv er bredden af et enkelt menneskehår 80.000 nanometer.

Det endnu mere fantastiske er, at det er pladernes rotation, der skaber luftstrømmen, som får hovedet til at "flyve" over pladen, og det er i stand til at svæve i denne umuligt lille afstand på trods af turbulensen fra disken, der roterer direkte under det, normalt med hastigheder på op til 7.200 omdrejninger i minuttet eller 120 omdrejninger i sekundet.

På trods af deres relativt langsomme ydeevne er den teknik og præcision, der ligger bag en moderne harddisk, imponerende, i hvert fald for nørder som os (og måske også dig).