Kai 1956 metais IBM pristat\u0117 pirm\u0105j\u012f kiet\u0105j\u012f disk\u0105 RAMAC 305, niekas net ne\u012fsivaizdavo, kad \u0161is \u012frenginys pakeis vis\u0105 kompiuteri\u0173 istorij\u0105. Tas pirmasis diskas sv\u0117r\u0117 beveik ton\u0105, buvo dyd\u017eio kaip du \u0161aldytuvai ir talpino vos 5 megabaitus duomen\u0173. \u0160iandien tok\u012f kiek\u012f informacijos galime i\u0161si\u0173sti elektroniniu pa\u0161tu per kelias sekundes, bet tuomet tai buvo tikra revoliucija.<\/p>\n
Kietojo disko technologija gim\u0117 i\u0161 paprastos id\u0117jos – duomenis galima saugoti magnetizuojant metalin\u012f pavir\u0161i\u0173. Pana\u0161iai kaip magnetofonuose \u012fra\u0161oma muzika ant juostel\u0117s, tik \u010dia viskas sukasi aplink… na, tiesiogine prasme sukasi. Diskai sukasi labai greitai, o specialios galvut\u0117s skaito ir ra\u0161o informacij\u0105 neskliesdamos pavir\u0161iaus.<\/p>\n
Per daugiau nei \u0161e\u0161is de\u0161imtme\u010dius kietieji diskai evoliucionavo ne\u012ftik\u0117tinai. Nuo t\u0173 mil\u017eini\u0161k\u0173 spint\u0173 dyd\u017eio ma\u0161in\u0173 iki kompakti\u0161k\u0173 2,5 colio disk\u0173 ne\u0161iojamuose kompiuteriuose ir ma\u017ey\u010di\u0173 1,8 colio disk\u0173, kurie buvo naudojami MP3 grotuvuose. Ta\u010diau pagrindinis veikimo principas i\u0161liko tas pats – magnetizmas ir besisukantys diskai.<\/p>\n
Atidar\u0119 kiet\u0105j\u012f disk\u0105 (ko, beje, niekada netur\u0117tum\u0117te daryti namuose), pamatytum\u0117te tikr\u0105 in\u017einerijos \u0161edevr\u0105. Viduje yra vienas ar keli blizg\u016bs diskai, kurie atrodo kaip veidrod\u017eiai. \u0160ie diskai, vadinami plok\u0161tel\u0117mis arba plateriais, padengti labai plonu magnetiniu sluoksniu – da\u017eniausiai kobaltini\u0173 lydini\u0173 pagrindu.<\/p>\n
Vir\u0161 \u0161i\u0173 disk\u0173, per plauk\u0105 atstumu, skraido skaitymo-ra\u0161ymo galvut\u0117s. Kai sakau “per plauk\u0105”, tai ne metafora – atstumas tarp galvut\u0117s ir disko pavir\u0161iaus yra ma\u017edaug 3-5 nanometrai. Tai ma\u017eiau nei virusas! Galvut\u0117s nejuda tiesiogiai ant disko, jos tiesiog “plaukioja” ant oro sluoksnio, kur\u012f sukuria besisukantis diskas. Tai vadinama aerodinaminiu pakibimu.<\/p>\n
Diskai sukasi ne\u012ftik\u0117tinu grei\u010diu – paprastai 5400 arba 7200 apsisukim\u0173 per minut\u0119, o kai kurie serveri\u0173 diskai sukasi net 15000 apsisukim\u0173 per minut\u0119. \u012esivaizduokite – tai rei\u0161kia, kad per vien\u0105 sekund\u0119 diskas apsisuka daugiau nei 100 kart\u0173! Tokiu grei\u010diu bet koks dulk\u0117s gr\u016bdelis b\u016bt\u0173 kaip uola greitkelyje, tod\u0117l kietieji diskai yra hermeti\u0161kai u\u017edaryti. Viduje n\u0117ra absoliutaus vakuumo, bet oro filtravimas yra itin grie\u017etas.<\/p>\n
Dabar \u012fdomiausia dalis – kaip j\u016bs\u0173 nuotraukos, muzika ir dokumentai tampa magnetiniais signalais. Viskas prasideda nuo skaitymo-ra\u0161ymo galvut\u0117s, kuri i\u0161 esm\u0117s yra ma\u017eytis elektromagnetas. Kai reikia \u012fra\u0161yti duomenis, per galvut\u0119 leid\u017eiama elektros srov\u0117, kuri sukuria magnetin\u012f lauk\u0105. \u0160is laukas magnetizuoja disko pavir\u0161i\u0173 tam tikra kryptimi.<\/p>\n
Kompiuteris visk\u0105 mato kaip nulius ir vienetus. Magnetiniame diske tai i\u0161rei\u0161kiama kaip skirtingos magnetizacijos kryptys – \u0161iaur\u0117s poliaus kryptis gali reik\u0161ti “1”, o piet\u0173 poliaus – “0”. Arba atvirk\u0161\u010diai, priklausomai nuo sistemos. Svarbiausia, kad yra du ai\u0161kiai skirtingi b\u016bviai.<\/p>\n
Kai reikia perskaityti duomenis, procesas vyksta atvirk\u0161\u010diai. Galvut\u0117 juda vir\u0161 disko pavir\u0161iaus, ir magnetiniai laukai sukelia joje ma\u017eyt\u0119 elektros srov\u0119. \u0160iuolaikiniai diskai naudoja labai jautrius jutiklius, vadinamus GMR (Giant Magnetoresistance) arba TMR (Tunnel Magnetoresistance) jutikliais. \u0160ie jutikliai gali aptikti net ma\u017eiausius magnetinio lauko poky\u010dius.<\/p>\n
Duomenys diske n\u0117ra i\u0161m\u0117tyti chaoti\u0161kai. Viskas organizuota labai grie\u017etai, pana\u0161iai kaip miesto gatv\u0117s ir namai. Diskas padalintas \u012f koncentrinius \u017eiedus, vadinamus takeliais arba takelius. \u012esivaizduokite vinilo plok\u0161tel\u0119 – pana\u0161iai, tik \u010dia takeliai n\u0117ra spiral\u0117, o atskiri \u017eiedai.<\/p>\n
Kiekvienas takelis padalintas \u012f ma\u017eesnius segmentus – sektorius. Tradici\u0161kai vienas sektorius talpina 512 baitus duomen\u0173, nors naujesni diskai naudoja 4096 bait\u0173 (4 KB) sektorius. Operacin\u0117 sistema grupuoja kelis sektorius \u012f klasterius – tai ma\u017eiausias duomen\u0173 kiekis, kur\u012f sistema gali priskirti failui.<\/p>\n
\u0160tai kod\u0117l kartais ma\u017eas failas u\u017eima daugiau vietos diske, nei tik\u0117tum\u0117t\u0117s. Jei turite 1 KB fail\u0105, bet klasterio dydis yra 4 KB, visas klasteris bus u\u017eimtas, net jei did\u017eioji dalis lieka tu\u0161\u010dia. Tai kaip u\u017esakyti taksi vienam \u017emogui – mokate u\u017e vis\u0105 automobil\u012f, net jei kiti s\u0117dyn\u0117s lieka tu\u0161\u010dios.<\/p>\n
Apie 2005-2006 metus kiet\u0173j\u0173 disk\u0173 pramon\u0117je \u012fvyko did\u017eiul\u0117 permaina, kuri daugeliui vartotoj\u0173 liko nepasteb\u0117ta, bet buvo itin svarbi. Ankstesni diskai naudojo i\u0161ilgin\u0119 (longitudinal) magnetizacij\u0105 – magnetiniai domenai buvo orientuoti horizontaliai, lygiagre\u010diai disko pavir\u0161iui.<\/p>\n
Problema buvo ta, kad kuo tankiau bandai sutalpinti duomenis, tuo labiau \u0161ie magnetiniai domenai pradeda trukdyti vienas kitam. Tai kaip bandyti sutalpinti daug magnet\u0173 labai arti vienas kito – jie pradeda veikti vienas kit\u0105 ir gali netgi pakeisti savo orientacij\u0105. Tai vadinamas superparamagnetiniu efektu, ir jis buvo tikra problema.<\/p>\n
Sprendimas? Statmenoji (perpendicular) magnetizacija. Vietoj to, kad magnetiniai domenai b\u016bt\u0173 orientuoti horizontaliai, juos pasuko vertikaliai – statmenai disko pavir\u0161iui. Tai leido sutalpinti daug daugiau duomen\u0173 tame pa\u010diame plote, nes vertikaliai orientuoti domenai ma\u017eiau trukdo vienas kitam. \u0160is pokytis leido disk\u0173 talpai \u0161oktel\u0117ti nuo ma\u017edaug 100-200 GB iki keli\u0173 terabait\u0173.<\/p>\n
Kiet\u0173j\u0173 disk\u0173 gamintojai niekada nenustoja ie\u0161koti b\u016bd\u0173, kaip sutalpinti daugiau duomen\u0173. Viena i\u0161 naujesni\u0173 technologij\u0173 yra SMR (Shingled Magnetic Recording) – \u010derpi\u0173 principu veikiantis \u012fra\u0161ymas. \u012esivaizduokite stogo \u010derpes – kiekviena kita \u010derp\u0117 \u0161iek tiek u\u017edengia ankstesn\u0119. Pana\u0161iai SMR diskuose nauji takeliai \u0161iek tiek u\u017edengia ankstesnius.<\/p>\n
Tai leid\u017eia sutalpinti daugiau takeli\u0173 tame pa\u010diame plote, bet turi tr\u016bkum\u0105 – jei reikia pakeisti duomenis viename takelyje, gali tekti perra\u0161yti ir kelis gretimus takelius. Tod\u0117l SMR diskai puikiai tinka archyvavimui ir duomen\u0173 saugojimui, bet ne tiek gerai intensyviam darbui su nuolat kintan\u010diais duomenimis.<\/p>\n
HAMR (Heat-Assisted Magnetic Recording) yra dar pa\u017eangesnis metodas. \u010cia naudojamas lazeris, kuris trumpam \u012fkaitina disko pavir\u0161i\u0173 prie\u0161 \u012fra\u0161ant duomenis. \u012ekaitintas pavir\u0161ius tampa lengviau magnetizuojamas, o atv\u0117sus – duomenys tampa stabilesni. Tai kaip kaustyti gele\u017e\u012f – \u012fkaitusi ji lengvai deformuojasi, bet atv\u0117susi tampa labai tvirta. HAMR technologija \u017eada diskus su 20-30 TB talpa ateityje.<\/p>\n
Daug kas galvoja, kad kietieji diskai jau tur\u0117t\u0173 b\u016bti i\u0161nyk\u0119, nes SSD (Solid State Drive) yra grei\u010diau, tyliau ir patvaresni. Ta\u010diau realyb\u0117 kitokia – kietieji diskai vis dar dominuoja tam tikrose srityse, ir tam yra rimt\u0173 prie\u017eas\u010di\u0173.<\/p>\n
Pirmiausia – kaina. Kietojo disko gigabaitas kainuoja ma\u017edaug 5-10 kart\u0173 pigiau nei SSD. Jei jums reikia saugoti 10 TB duomen\u0173, skirtumas gali siekti \u0161imtus eur\u0173. Duomen\u0173 centrams ir archyvams, kur saugomi petabaitai informacijos, \u0161is skirtumas tampa mil\u017eini\u0161kas.<\/p>\n
Antra – ilgaam\u017ei\u0161kumas tam tikrais atvejais. SSD turi ribot\u0105 \u012fra\u0161ym\u0173 skai\u010di\u0173 – kiekviena atmintin\u0117s l\u0105stel\u0117 gali b\u016bti perra\u0161yta tik tam tikr\u0105 skai\u010di\u0173 kart\u0173. Kietieji diskai tokio apribojimo neturi. Jei tiesiog saugote duomenis ir retai juos kei\u010diate, kietasis diskas gali tarnauti de\u0161imtme\u010dius.<\/p>\n
Tre\u010dia – duomen\u0173 atk\u016brimas. Jei kietasis diskas sugenda, da\u017enai dar \u012fmanoma atkurti duomenis specialiose laboratorijose. Su SSD tai daug sud\u0117tingiau – kai sugenda kontroleris ar atmintin\u0117s lustai, duomenys da\u017enai prarandi negr\u012f\u017etamai.<\/p>\n
Kietasis diskas yra mechaninis \u012frenginys su judan\u010diomis dalimis, tod\u0117l reikia tam tikros prie\u017ei\u016bros ir atsargumo. Pirmiausia – vengti fizini\u0173 sm\u016bgi\u0173. Kai diskas veikia ir sukasi, bet koks stipresnis purtymas gali lemti tai, kad galvut\u0117 palies disko pavir\u0161i\u0173. Tai vadinama “head crash” ir paprastai rei\u0161kia duomen\u0173 praradim\u0105.<\/p>\n
Temperat\u016bra taip pat svarbi. Kietieji diskai geriausia veikia 20-40\u00b0C temperat\u016broje. Per kar\u0161ta – diskas gali deformuotis, per \u0161alta – tepimo med\u017eiagos gali sustingti. Jei j\u016bs\u0173 kompiuteris stipriai kaista, verta pagalvoti apie papildom\u0105 v\u0117sinim\u0105.<\/p>\n
Reguliariai darom atsargines kopijas. Tai ne tiek prie\u017ei\u016bra, kiek sveiko proto taisykl\u0117. Kiekvienas kietasis diskas anks\u010diau ar v\u0117liau suges – tai ne “ar”, o “kada” klausimas. Svarbiausi\u0173 duomen\u0173 kopijos tur\u0117t\u0173 b\u016bti bent dviejose vietose – pavyzd\u017eiui, i\u0161oriniame diske ir debesyje.<\/p>\n
S.M.A.R.T. (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology) yra \u012fdiegta beveik visuose \u0161iuolaikiniuose diskuose. \u0160i sistema stebi disko b\u016bkl\u0119 ir gali \u012fsp\u0117ti apie art\u0117jan\u010dius gedimus. Yra nemokam\u0173 program\u0173 kaip CrystalDiskInfo ar Hard Disk Sentinel, kurios parodo S.M.A.R.T. duomenis. Jei matote \u012fsp\u0117jimus – laikas daryti atsargines kopijas ir galvoti apie disko keitim\u0105.<\/p>\n
Kiet\u0173j\u0173 disk\u0173 technologija n\u0117ra sustojusi vietoje, nors ir atrodo, kad SSD pama\u017eu perima lyderyst\u0119. Vienas \u012fdomus sprendimas – hibridiniai diskai (SSHD – Solid State Hybrid Drive), kurie jungia tradicin\u012f kiet\u0105j\u012f disk\u0105 su nedideliu SSD lust\u0173 kiekiu. SSD dalis naudojama kaip spartinan\u010dioji atmintis da\u017eniausiai naudojamiems duomenims, o did\u017eioji dalis informacijos saugoma \u012fprastame kietajame diske.<\/p>\n
Tai gana protingas kompromisas – gaunate didesn\u0119 talp\u0105 u\u017e prieinam\u0105 kain\u0105, bet kartu ir geresn\u012f greit\u012f nei paprastas kietasis diskas. Tiesa, tokie sprendimai n\u0117ra tokie populiar\u016bs, kiek tik\u0117tasi, nes daugelis vartotoj\u0173 tiesiog pasirenka atskir\u0105 SSD sistemai ir kiet\u0105j\u012f disk\u0105 duomenims.<\/p>\n
Mokslininkai eksperimentuoja su naujomis med\u017eiagomis ir metodais. Vienas \u017eadan\u010di\u0173 kryp\u010di\u0173 – MAMR (Microwave-Assisted Magnetic Recording), kur naudojamos mikrobangos, padedan\u010dios \u012fra\u0161yti duomenis dar tankiau. Kitas \u012fdomus dalykas – helio pripildyti diskai. Helis yra ma\u017eiau tankus nei oras, tod\u0117l sukelia ma\u017eesn\u012f pasiprie\u0161inim\u0105. Tai leid\u017eia sutalpinti daugiau disk\u0173 plok\u0161teli\u0173 tame pa\u010diame korpuse ir suma\u017eina energijos s\u0105naudas.<\/p>\n
Taip pat tiriamos galimyb\u0117s naudoti naujus magnetinius materijalus, kurie leist\u0173 saugoti duomenis dar tankiau. Kai kurie tyrimai rodo, kad teori\u0161kai \u012fmanoma pasiekti net 100 TB talpos viename standartinio dyd\u017eio kietajame diske. \u017dinoma, nuo laboratorijos iki parduotuv\u0117s lentynos dar ilgas kelias, bet perspektyvos \u012fdomios.<\/p>\n
Gal\u0173 gale, kietieji diskai ir SSD grei\u010diausiai egzistuos greta dar ne vien\u0105 de\u0161imtmet\u012f. Kiekviena technologija turi savo ni\u0161\u0105 – SSD ten, kur reikia grei\u010dio ir patvarumo, kietieji diskai ten, kur reikia didel\u0117s talpos u\u017e prieinam\u0105 kain\u0105. O gal ateityje pamatysime visi\u0161kai nauj\u0173 technologij\u0173, kurios pakeis abi? Laikas parodys, bet kol kas kietasis diskas, nors ir senas, vis dar gyvuoja ir tobul\u0117ja.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"