Trdi disk

Trdi disk (angl.: hard disk drive - HDD, hard drive -HD, fixed disk drive),  je del osebnega računalnika (PC), ki se uporablja za shranjevanje podatkov in programov. Običajno je v računalnik že vgrajen, lahko pa ga dodamo tudi še kot zunanjo enoto (externi disk).  

Opis delovanja

Trdi disk običajno sestavljajo:

• okrogle plošče (platters) iz aluminija, stekla ali keramike,  s površino iz feromagnetnega materiala
• motor
• os (spindle)
• bralno/vpisovalna glava (read/write head)
• aktuator (actuator)
• elektronsko krmilno vezje (electronic)
• zračni filter (air filter)

Sami podatki so shranjeni na okroglih ploščah. Do posamezne lokacije na trdem disku dostopa bralno-pisalna glava in sicer tako, da se plošče vrtijo s konstantno hitrostjo (5.000 do 15 000 obratov na minuto - RPM), glavo pa aktuator premika v radialni smeri vsega nekaj nanometrov nad površino. V modernih diskih so 3 ali 4 plošče in vsaka ima svojo glavo. Elektronika poskrbi za prenos podatkov z vodila do zapisa na sami plošči. 

Zaradi ekstremno majhne razdalje med glavo in površino, lahko že najmanjše onesnaženje glave ali plošče privede do tega, da glava podrsa po površini, na kateri so shranjeni podatki. Če pri tem poškoduje zgornjo plast, lahko na tem mestu pride do izgube podatkov. Tako okvaro trdega diska lahko povzroči napaka v elektroniki, nenadna izguba napajanja, udarec, obraba, korozija ali pa le slaba izdelava glave ali plošč.
 
Prvi trdi disk je izdelal IBM leta 1956 za svoj računalnik.  V začetku so bile to velike, drage, občutljive in počasne naprave z majhno kapaciteto shranjevanja podatkov.  Hiter razvoj se je začel predvsem v dobi prvih PC-jev v 80-tih letih prejšnjega stoletja. 

V zadnjih letih se trdi diski vse bolj uveljavljajo tudi na drugih področjih, kot so digitalni video-rekorderji, digitalni predvajalniki zvoka, PDA-ji, digitalne kamere in igralne konzole. Leta 2005 sta Samsung in Nokia predstavila celo trdi disk za mobilne telefone.

Potrebe po shranjevanju zelo velikih količin podatkov in večje zanesljivosti shranjevanja so pripeljale do razvoja različnih sistemov povezav dveh ali več trdih diskov kot so RAID (Redundant Arrays of Inexpensive Disks), NAS (Network Attached Storage), SAN (Storage Area Network).
 

Standardne velikosti trdih diskov so:

• 8 inch«, SA1000 (Shugart Associates) je bil prvi disk »standardne velikosti«
• 5¼ inch«, v uporabi od leta 1980 do konca 90-tih
• 3½ inch«, prvič v uporabi leta 1984, danes najbolj razširjen format za PC
• 2½ inch«, prvič prikazan leta 1988, danes v uporabi za prenosne računalnike (laptope)
• 1.8 inch«, Integrated Peripherals, 1993. uporaba v digitalnih predvajalnikih zvoka in subnotebookih
• 1 inch«, predstavljen 1999 kot IBM-ov  Microdrive.
• 0.85 inch«, predtavila Toshiba januarja 2004, namenjen uporabi v mobilnih telefonih in podobnih napravah. 

Zaradi hitrega padanja cen flash spominskih kartic, je večina proizvajalcev prenehala z razvojem trdih diskov manjših od 1.8 inch.

 

Glavne lastnosti trdih diskov
 

• velikost diska – ta podatek pove, koliko bitov informacije lahko na posamezni disk zapišemo. Današnji diski imajo kapacitete od nekaj 120 MB pa tja do nekaj 100 GB (največji celo nekaj 1000 GB = 1 TB)
• hitrost (angl. access time) – je parameter, ki pove, kako hitro lahko disk dostopa do posameznega podatka. Ta čas je  običajno okrog 5 - 15 ms, odvisen je tudi od hitrosti vrtenja plošč (5.400 za prenosnike, 7200 za namizne računalnike in 10.000 do 15.000 za najhitrejše diske).
• predpomnilnik (angl. cache) prav tako pomaga pri hitrejšem delovanju diska. Pri branju se vanj shranijo podatki, ki jih bo verjetno potreboval procesor in jih ob zahtevi ni potrebno šele iskati na disku. Pri vpisovanju podatkov pa jih CPU odloži v predpomnilnik in se lahko potem počasi zapišejo na disk.

Dostop in povezava

Trdi diska se priključi na Host adapter, ki je običajno že integriran na matični plošči (motherboard), komunikacija pa poteka preko enega od številnih protokolov.
 

•  ATA (PATA oziroma IDE - Integrated Drive Electronics ali EIDE)
•  SATA (Serial ATA)
•  SCSI (Small Computer System Interface),
•  SAS (Serial Attached SCSI)
•  Fibre Channel.