Ce este un HDD?

Un HDD este un hard disk, deoarece utilizează plăci solide acoperite cu o peliculă magnetică pentru a stoca date pentru o varietate de dispozitive, de unde și denumirea de „hard disk”. Aceste dispozitive de stocare sunt utilizate în computere încă din anii 1950 și sunt utilizate și astăzi, deși la o scară mult mai mică pentru dispozitivele de consum decât în deceniile anterioare, datorită apariției unităților SSD, care le-au înlocuit datorită vitezei mai mari.

Hard disk-urile sunt dispozitive nevolatile, ceea ce înseamnă că pot stoca date chiar și atunci când nu sunt alimentate cu energie electrică. Acestea sunt opuse memoriei PC-ului, cunoscută și sub numele de DRAM, care este volatilă și necesită energie electrică pentru a stoca date.

Componentele principale ale unui HDD sunt plăcile metalice sau ceramice acoperite cu o peliculă magnetică care stochează datele și capetele de citire/scriere care plutesc deasupra suprafeței plăcilor și transferă datele în ambele sensuri către sistemul gazdă. Aceste capete de citire/scriere sunt utilizate pe fiecare suprafață a plăcii dintr-un hard disk, astfel încât se găsesc de obicei pe ambele părți ale unei plăci, deci dacă este vorba de un disc cu 10 plăci, există de obicei 20 de capete de citire/scriere. Aceste capete minuscule de citire/scriere sunt atașate la brațe de acționare care se extind peste plăci de la baza unității, unde un mic motor controlează funcționarea lor. Plăcile magnetizate sunt denumite de obicei „suporturi media”, deoarece pot stoca date.

Principalul avantaj al unui hard disk este că poate stoca o cantitate mare de date la un cost foarte redus, ceea ce l-a transformat în tipul de stocare standard pentru computere în ultimii 60 de ani. În prezent, hard disk-urile sunt încă utilizate pe scară largă în întreaga lume, dar din ce în ce mai mult în mediile enterprise, cum ar fi centrele de date și serverele, datorită capacității lor de a stoca cantități uriașe de date la un cost foarte redus în comparație cu unitățile SSD.

Când sunt solicitate date din sistemul gazdă, de exemplu când o persoană navighează într-un folder și face dublu clic pe un fișier sau folder, brațul actuator cu capetele de citire/scriere este deplasat în poziția deasupra platoului rotativ unde se află acea anumită bucată de date, iar bucata mică de date este citită de unitate și trimisă sistemului gazdă.

Când datele sunt scrise pe unitate, procesul este același, dar în sens invers, brațul se deplasează într-o zonă goală, iar capul de citire/scriere adaugă date noi pe disc sau scrie peste datele marcate pentru ștergere.

Datele de pe plăci sunt stocate în ceea ce se numește „bit”, care seamănă cu un bob de orez microscopic. Capetele de citire/scriere sunt capabile să creeze câmpuri magnetice cu biții de pe plăci, un capăt al bitului fiind Polul Nord, iar celălalt capăt fiind Polul Sud, iar această orientare reprezintă starea binară a fiecărui bit de pe disc. Capul de citire/scriere examinează câmpurile magnetice ale biților și le traduce în date utilizabile. Când se scriu date, capetele de citire/scriere pot magnetiza anumite zone ale discului, răsturnând biții într-o stare sus sau jos, formând baza binară a tuturor datelor.

Bitul este cea mai mică unitate de date de pe un hard disk, iar 8 biți formează un octet, apoi 1.000 de octeți sunt un kilobyte, o mie de kilobyte sunt un megabyte, iar fiecare grupare de 1.000 de unități duce la un gigabyte, terabyte, petabyte și așa mai departe. În ansamblu, acesta este modul în care măsurăm capacitatea totală a unui hard disk, care în zilele noastre se exprimă în terabytes.

Hard disk-urile au căzut în dizgrație în rândul dispozitivelor de consum odată cu apariția unităților SSD (solid-state drive), care, după cum sugerează și numele, nu au părți mobile. Această lipsă a pieselor mobile le face mult mai rapide decât unitatea cu disc rotativ, deoarece nu trebuie să așteptați ca capul de citire/scriere să se poziționeze, iar timpul de „căutare”, adică timpul necesar pentru repoziționarea capului, este inexistent pe un SSD, deoarece nu există piese mobile.

Majoritatea, dacă nu toate, blocajele de performanță care există în hard disk-uri din cauza designului lor nu există în SSD-uri, ceea ce le face mult mai rapide decât HDD-urile, dar și mult mai fiabile, deoarece pot fi lovite și zguduite fără a vă face griji că capul de citire/scriere se va „prăbuși” pe platou, ceea ce poate distruge un hard disk. Dezavantajul este că SSD-urile sunt încă mult mai scumpe decât HDD-urile, motiv pentru care centrele de date și serverele se bazează în continuare pe hard disk-uri pentru stocarea unor cantități mari de date, deoarece utilizarea SSD-urilor este încă prohibitivă din punct de vedere al costurilor.

În ciuda faptului că hard disk-urile nu sunt utilizate în prezent pentru dispozitivele de consum, datorită numeroaselor avantaje ale SSD-urilor, acestea rămân în continuare minuni ale ingineriei moderne. De exemplu, capetele de citire/scriere trebuie să plutească deasupra plăcilor rotative fără a le atinge vreodată, dar să fie suficient de aproape pentru a manipula datele de pe disc, astfel încât distanța dintre cap și placă este de aproximativ 3-5 nanometri, adică la fel de subțire ca o amprentă digitală umană sau înălțimea mai multor fire de ADN uman suprapuse. Pentru a vă face o idee, lățimea unui singur fir de păr uman este de 80.000 de nanometri.

Ce este și mai uimitor este faptul că rotirea plăcilor asigură fluxul de aer necesar pentru ca capul să „zboare” deasupra plăcii și să plutească la această distanță imposibil de mică, în ciuda turbulențelor cauzate de rotirea discului situat direct sub el, de obicei la viteze de până la 7.200 de rotații pe minut, sau 120 de rotații pe secundă.

În ciuda performanțelor relativ lente, ingineria și precizia care stau la baza unui hard disk modern sunt uluitoare, cel puțin pentru pasionații de tehnologie ca noi (și poate ca și pentru tine).