Vad är en HDD?

En HDD är en hårddisk, eftersom den använder fasta skivor täckta med magnetisk film för att lagra data för en mängd olika enheter, därav ordet ”hårddisk” i namnet. Dessa lagringsenheter har använts i datorer sedan 1950-talet och används fortfarande idag, även om de används i mycket mindre utsträckning i konsumentprodukter än tidigare decennier på grund av framväxten av solid state-enheter som en snabbare ersättning.

Hårddiskar är icke-flyktiga enheter, vilket innebär att de kan lagra data även när det inte finns någon ström till enheten. Detta är motsatsen till PC-minne, även känt som DRAM, som är flyktigt och kräver ström för att lagra data.

De viktigaste komponenterna i en hårddisk är metall- eller keramikskivor täckta med en magnetisk film som lagrar data, samt läs-/skrivhuvuden som svävar över skivornas yta och överför data fram och tillbaka till värdsystemet. Dessa läs-/skrivhuvuden används på varje skivyta i en hårddisk, så de finns vanligtvis på båda sidor av en skiva. Om det är en enhet med 10 skivor finns det vanligtvis 20 läs-/skrivhuvuden. Dessa små läs-/skrivhuvuden är fästa vid ställdonarmar som sträcker sig över skivorna från enhetens bas, där en liten motor styr deras funktion. De magnetiserade skivorna kallas vanligtvis för ”media” eftersom de kan lagra data.

Den största fördelen med en hårddisk är att den kan lagra stora mängder data till en mycket låg kostnad, vilket har gjort den till den självklara lagringstypen för datorer under de senaste 60 åren. Idag används de fortfarande i stor utsträckning över hela världen, men alltmer i företagsmiljöer som datacenter och servrar tack vare deras förmåga att lagra enorma mängder data till en mycket låg kostnad jämfört med SSD-enheter.

När data begärs från värdsystemet, till exempel när en person navigerar till en mapp och dubbelklickar på en fil eller mapp, flyttas ställdonsarmen med läs-/skrivhuvudena till rätt position över den roterande skivan där just den datan finns, och den lilla datamängden läses av enheten och skickas till värdsystemet.

När data skrivs till enheten är processen densamma men i omvänd ordning, där armen flyttas till ett tomt område och läs-/skrivhuvudet lägger till ny data på disken eller skriver över data som har markerats för radering.

Data på skivorna lagras i så kallade "bitar", som liknar mikroskopiska riskorn. Läs-/skrivhuvudena kan skapa magnetfält med bitarna på skivorna, där den ena änden av biten är nordpolen och den andra änden är sydpolen. Denna orientering representerar det binära tillståndet för varje bit på disken. Läs-/skrivhuvudet undersöker magnetfälten i bitarna och omvandlar dem till användbar data. När data skrivs kan läs-/skrivhuvudena magnetisera vissa områden på disken och vända bitarna till ett upp- eller nedläge, vilket bildar den binära grunden för all data.

Biten är den minsta dataenheten på en hårddisk, och 8 bitar bildar en byte, sedan är 1 000 byte en kilobyte, tusen kilobyte är en megabyte, och varje gruppering av 1 000 enheter leder till en gigabyte, terabyte, petabyte och så vidare. Sammantaget är det så vi mäter en hårddisk total kapacitet, som numera anges i terabyte.

Hårddiskar har tappat i popularitet för konsumentprodukter på grund av tillkomsten av SSD-enheter, eller solid state-enheter, som namnet antyder inte har några rörliga delar. Avsaknaden av rörliga delar gör dem mycket snabbare än en hårddisk med en roterande skiva, eftersom man inte behöver vänta på att läs-/skrivhuvudet ska komma i rätt position, och söktiden, det vill säga den tid det tar att flytta huvudet, är obefintlig på en SSD eftersom det inte finns några rörliga delar.

De flesta, om inte alla, prestandaflaskhalsar som finns i hårddiskar på grund av deras konstruktion finns inte i SSD-enheter, vilket gör dem mycket snabbare än HDD-enheter, samtidigt som de är mycket mer tillförlitliga eftersom de kan stöta och skakas utan att man behöver oroa sig för att läs-/skrivhuvudet ska "krascha" in i skivan, vilket kan förstöra en hårddisk. Nackdelen är att SSD-enheter fortfarande är mycket dyrare än HDD-enheter, vilket är anledningen till att datacenter och servrar fortfarande förlitar sig på hårddiskar för lagring av stora mängder data, eftersom det fortfarande är för kostsamt att göra detta med SSD-enheter.

Trots att hårddiskar inte används så mycket i konsumentprodukter nuförtiden på grund av SSD-diskarnas många fördelar, är de fortfarande underverk av modern teknik. Läs-/skrivhuvudena måste till exempel sväva ovanför de snurrande skivorna utan att någonsin röra dem, men samtidigt vara tillräckligt nära för att kunna manipulera data på disken. Avståndet mellan huvudet och skivan är därför ungefär 3–5 nanometer, vilket är lika tunt som ett mänskligt fingeravtryck eller höjden på flera trådar av mänskligt DNA staplade på varandra. För att sätta detta i perspektiv är bredden på ett enda människohår 80 000 nanometer.

Ännu mer fantastiskt är att det är skivornas rotation som skapar luftflödet som gör att huvudet kan "flyga" ovanför skivan, och att det kan sväva på detta omöjligt korta avstånd trots turbulensen som orsakas av skivan som roterar direkt under det, vanligtvis med hastigheter upp till 7 200 varv per minut, eller 120 varv per sekund.

Trots sin relativt långsamma prestanda är tekniken och precisionen i en modern hårddisk hisnande, åtminstone för nördar som oss (och kanske dig).