Как подключить жесткий диск от ноутбука к компьютеру. Интерфейсы подключения жестких дисков: SCSI, SAS, Firewire, IDE, SATA

На данный момент самым распространенным интерфейсом является . SATA хоть и можно встретить в продаже, однако интерфейс уже считается устаревшим, к тому же уже начали поступать с .

Не стоит путать с SATA 3,0 Гбит/с, во втором случае речь идет об интерфейсе SATA 2, который имеет пропускную способность равную до 3,0 Гбит/с (у SATA 3 пропускная способность равна до 6 Гбит/с)

Интерфейс — устройство, передающее и преобразующее сигналы, от одного компонента оборудования к другому.

Виды интерфейса. PATA, SATA, SATA 2, SATA 3 и тд.

Накопители различных поколений использовали такие интерфейсы: IDE (ATA), USB, Serial ATA (SATA), SATA 2, SATA 3, SCSI, SAS, CF, EIDE, FireWire, SDIO и Fibre Channel.

IDE (АТА — Advanced Technology Attachment) — параллельный интерфейс подключения накопителей, именно поэтому был изменен (с выходом SATA ) на PATA (Parallel ATA). Раньше использовался для подключения винчестеров, но был вытеснен интерфейсом SATA. В настоящее время используется для подключения оптических накопителей.

SATA (Serial ATA) — последовательный интерфейс обмена данными с накопителями. Для подключения используется 8-pin разъем. Как и в случае с PATA – является устаревшим, и используется только для работы с оптическими накопителями. Стандарт SATA (SATA150) обеспечивал пропускную способность равную 150 МБ/с (1,2 Гбит/с).

SATA 2 (SATA300) . Стандарт SATA 2 увеличивал пропускную способность в двое, до 300 МБ/с (2,4 Гбит/с), и позволяет работать на частоте 3 ГГц. Стандартны SATA и SATA 2 совместимы между собой, однако для некоторых моделей необходимо вручную устанавливать режимы, переставляя джамперы.

Хотя про требованию спецификаций правильно называть SATA 6Gb/s . Этот стандарт в двое увеличил скорость передачи данных до 6 Гбит/с (600 МБ/с). Также к положительным нововведениям относится функция программного управления NCQ и команды для непрерывной передачи данных для процесса с высоким приоритетом.

Хоть интерфейс и был представлен в 2009 году, особой популярностью у производителей он пока не пользуется и в магазинах встречает не так часто. Кроме жестких дисков этот стандарт используется в SSD (твердотельные диски).

Стоит заметить, что на практике пропускная способность интерфейсов SATA не отличаются скоростью передачи данных. Практически скорость записи и чтения дисков не превышает 100 Мб/с. Увеличение показателей влияет только пропускную способность между контроллером и накопителя.

SCSI(Small Computer System Interface) — стандарт применяется в серверах, где необходима повышеная скорость передачи данных.
SAS (Serial Attached SCSI) — поколение пришедшее на смену стандарта SCSI, использующее последовательную передачу данных. Как и SCSI используется в рабочих станциях. Полностью совместив с интерефейсом SATA.
CF (Compact Flash) — Интерфейс для подключения карт памяти, а также для 1,0 дюймовых винчестеров. Различают 2 стандарта: Compact Flash Type I и Compact Flash Type II, отличие в толщине.

FireWire – альтернативный интерфейс более медленному USB 2.0. Используется для подключения портативных . Поддерживает скорость до 400 Мб/с, однако физическая скорость ниже, чем у обычных. При чтении и записи максимальный порг 40 Мб/с.

Существует два принци­пиально разных интерфейса - IDE (он же АТА) и SCSI (Small Computer System Interface, системный интерфейс малых компьютеров).

Интерфейс IDE (ATA)

Основной интерфейс, используемый для подключения жесткого диска к современному PC, называется IDE (IntegratedDrive Electronics). Фактически он представляет собой связь между системной платой и электроникой или контроллером, встроенными в накопитель. Этот интерфейс постоянно развивается - в настоящее время существует несколько его модификаций.

Интерфейс IDE, широко используемый в запоминающих устройствах современных компьютеров, разрабатывался как интерфейс жесткого диска. Однако сейчас он использу­ется для поддержки не только жестких дисков, но и многих других устройств, например накопителей на магнитной ленте, CD/DVD-ROM

На данный момент утверждены следующие стандарты ATA:

РIO ( Programmed Input/Output) - наиболее "старый" способ передачи данных по интерфейсу АТА. Программированием работы в этом случае занимается центральный процессор. Существует несколько режимов РIO, различающихся макси­мальной скоростью пакетной передачи данных: Mode 0 = 3,3; Mode 1 = 5,2; Mode 2 = 8,3; Mode 3 = 11,11 и Mode 4 = 16,67 Мбайт/с.

DMA ( Direct Memory Access) - прямой доступ к памяти. Это специальный протокол, который позволяет устройству копировать данные в оперативную память без участия ЦП. Существует несколько режимов: DMA Mode 0 = 4,17; DMA Mode 1 = 13,33 и DMA Mode 2 = 16,63 Мбайт/с.

Ultra DMA поддерживается всеми современными жесткими дисками. Имеются следующие режимы: UDMA0=16.67, UDMA1=25, UDMA2=33.33, UDMA3=44.44, UDMA4=66.67, UDMA5=100, UDMA0=133 Мбайт/с,

Block mode - блочный метод передачи данных. Позволяет за один тактирующий импульс передать блок данных (адресов), что уменьшает нагрузку на центральный процессор и увеличивает быстродействие интерфейса.

Bus-Mastering - режим работы, при котором устройство способно "захватывать" управление шиной. В момент захвата всем остальным устройствам приходится ожидать, пока операция чтения/записи, инициированная контроллером винчестера, не закончится.

S.M.A.R.T. (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology) - технология заключается в создании механизма предсказания возможного выхода из строя жесткою диска, благодаря чему предотвращается потеря данных. При этом часть электронной схемы контроллера постоянно занята ведением ста­тистики рабочих параметров. Вся информация со­храняется в микросхеме Flash-памяти и в любой момент может быть ис­пользована программами анализа.

ИНТЕРФЕЙС ATAPI (ATA PACKET INTERFACE)

ATAPI (АТА Packet Interface) -модификация интерфейса АТА, позволяющая кроме жесткого диска подключить к компьютеру любое другое устройство, имеющее интерфейс программно совместимый с IDE (EIDE). Представляет собой программную надстройку над одной из модификаций АТА, позволяющей ввести новые команды для организации работы, например, привода CD-ROM или Iomega Zip.

Интерфейс SATA (Serial ATA)

Serial ATA - стандарт поддерживает практически все накопители (винчестеры, приводы CD-ROM и DVD, флоппи-дисководы и т.д.). Serial АТА предусматривает работу при более низких напряжениях - 250 мВ (у обыч­ного канала IDE сигналы имеют напряжение 5 В), максимальная пропуск­ная способность увеличена до 1200 Мбит/с, количество проводов кабеля сокращено до семи и до метра увеличена его допустимая длина. Интерфейс допускает "горячее подключение" устройств.

В интерфейсе используется узкий 7-жильный кабель с ключевы­ми разъемами шириной не более 14 мм (0,55 дюйма) на каждом конце. Подобная конструк­ция позволяет избежать проблем с циркуляцией воздуха, возникающих при использовании более широких кабелей стандарта ATA. Разъемы находятся только на концах кабелей. Кабели, в свою очередь, используются для соединения устрой­ства непосредственно с контроллером (обычно на системной плате). В последовательном интерфейсе перемычки главный/подчиненный не используются, так как каждый кабель поддерживает только одно устройство.

Очевидно, что через некоторое время Serial ATA (SATA), как фактический стандарт внутренних накопителей, полностью заменит параллельный интерфейс АТА.

Интерфейс ATA RAID

Избыточный массив независимых (или недорогих) дисковых накопителей (Redundant Array of Independent/Inexpensive Disks - RAID) разрабатывался в целях повышения отка­зоустойчивости и эффективности систем компьютерных запоминающих устройств. Тех­нология RAID была разработана в Калифорнийском университете в 1987 году. В ее основу был положен принцип использования нескольких дисков небольшого объема, взаимодей­ствующих друг с другом посредством специального программного и аппаратного обеспе­чения, в качестве одного диска большой емкости.

Избыточный массив независимых дисковых накопителей (RAID) обыч­но выполняется посредством платы контроллера RAID. Кроме того, реализация RAID может быть обеспечена с помощью соответствующего программного обеспечения (что, правда, не рекомендуется). Существуют следующие уровни RAID.

■ Уровень RAID 0 - расслоение. Содержимое файла записывается одновременно на несколько дисков матрицы, которая работает как один дисковод большой емкости. Этот уровень обеспечивает высокую скорость выполнения операций чтения/записи, но очень низкую надежность. Для реализации уровня необходимы, как минимум, два дисковода.

■ Уровень RAID 1 - зеркальное отражение. Данные, записанные на одном диске, дублируются на другом, что обеспечивает превосходную отказоустойчивость (при повреждении одного диска происходит считывание данных с другого диска). При этом заметного повышения эффективности матрицы по сравнению с отдельным дисководом не происходит. Для реализации уровня необходимы, как минимум, два дисковода.

■ Уровень RAID 2 -разрядный код коррекции ошибок. Одновременно происходит побитовое дробление данных и запись кода коррекции ошибок (ЕСС) на нескольких дисках. Этот уровень предназначен для запоминающих устройств, не поддерживающих ЕСС (все дисководы SCSI и ATA имеют встроенный внутренний код коррекции ошибок). Обеспечивает высокую скорость передачи данных и достаточную надежность матрицы. Для реализации этого уровня требуется несколько дисководов.

■ Уровень RAID 3 - расслоение с контролем четности. Объединение уровня RAID 0 с дополнительным дисководом, используемым для обработки информации контроля четности. Этот уровень фактически представляет собой видоизмененный уровень RAID 0, для которого характерно уменьшение общей полезной емкости матрицы при сохранении числа дисководов. Однако при этом достигается высокий уровень целостности данных и отказоустойчивости, так как в случае повреждения одного из дисков, данные могут быть восстановлены. Для реализации этого уровня необходи­ мы, как минимум, три дисковода (два или более для данных и один для контроля четности).

■ Уровень RAID 4 - cблокированные данные с контролем четности. Этот уровень подобен уровню RAID 3 и отличается только тем, что запись информации осуществляется на независимые дисководы в виде больших блоков данных, что приводит к увеличению скорости чтения больших файлов. Для реализации этого уровня необходимы, как минимум, три дисковода (два или более для данных и один для контроля четности).

■ Уровень RAID 5 - сблокированные данные с распределенным контролем четности. Этот уровень подобен RAID 4, но предполагает более высокую производительность, которая достигается за счет распределения системы контроля четности по категориям жестких дисков. Для реализации этого уровня необходимы, как минимум, три дисковода (два или более для данных и один для контроля четности).

■ Уровень RAID 6 - сблокированные данные с двойным распределенным контролем четности. Подобен уровню RAID 5 и отличается тем, что данные контроля четности записываются дважды, за счет использования двух различных схем контроля четности. Это обеспечивает более высокую надежность матрицы в случае множественных отказов дисковода. Для реализации этого уровня необходимы, как минимум, четыре дисковода (два или более для данных и два для контроля четности).

Например, опера­ционные системы Windows NT/2000 и XP Server поддерживают реализацию RAID на программном уровне, используя при этом как расслоение, так и зеркальное отображение данных. Для установки параметров и управления функциями RAID, а также восстановле­ния поврежденных данных в этих операционных системах используется программа Disk Administrator. Тем не менее при организации сервера, который должен сочетать в себе эф­фективность и надежность, лучше воспользоваться контроллерами ATA или SCSI RAID, аппаратно поддерживающими уровни RAID 3 или 5.

Интерфейс SCSI

Интерфейс является универсальным, т. е. подходит для под­ключения практически всех классов устройств: накопителей, сканеров и т. п.

1) Базовый интерфейс SCSI-1, представляет собой универсальный интерфейс для подключения внешних или внутренних устройств. Имея 8-разрядную шину данных, максимальная ско­рость которой достигает 5 Мбит/с, он способен практически одновременно работать с 7-ю устройствами. Используется 50-ти контактный кабель.

2) SCSI-2 - возможность расширения шины данных до 16 разрядов, что позволило увеличить пропускную способность до 10 Мбайт/с. Используются дополнительные расширения SCSI-2: Wide SCSI-2 (широкий SCSI), Fast SCSI-2 (быст­рый SCSI).

У Fast SCSI-2 за счет уменьшения различных временных задержек увеличена скорость передачи данных до 10 Мбайт/с (частота шины 10 МГц).

У Wide SCSI-2 добавлены новые команды, а поддержка контроля четности сделана обязательной. Скорость передачи данных до 20 Мбайт/с (частота шины 10 МГц). Разъем 68 контактов. Поддерживает 15 устройств.

3) SCSI-3 (Ultra Wide SCSI) - продолжение развития шины, которое позволило еще вдвое увеличить пропускную способность интерфейса (частота шины 20 МГц). При 8-битной организации скорость обмена составляет до 20 Мбит/с, а при 16-битной - до 40 Мбит/с.

4) SCSI-4 (Ultra 320) - скорость передачи данных до 320 Мбайт/с (частота шины 80 МГц). Разъем 68 контактов. Поддерживает 15 устройств.

5) SCSI-5 (Ultra 640) - скорость передачи данных до 640 Мбайт/с (частота шины 160 МГц). Разъем 68 контактов. Поддерживает 15 устройств.

На уровне электрических соединений интерфейс может выполняться в двух видах:

Линейный (Single Ended) - позволяет передавать сигналы относительно общего провода (с общим или раздельными обратными линиями).;

Каждое устройство на шине SCSI имеет свой идентификационный номер, который называется SCSI ID. Для подключения устройств необходим так называемый хост-адаптер (Host Adapter) - выполняет роль связу­ющего звена между шиной SCSI и системной шиной персонального компьютера. Шина SCSI взаимодействует не с самими устройствами (например, с жесткими дисками), а со встроенными в них контроллерами.

Здравствуйте! В мы с вами в подробностях рассмотрели устройство жесткого диска, но я специально ничего не сказал про интерфейсы - то есть способы взаимодействия жесткого диска и остальных устройств компьютера, или если еще конкретней, способы взаимодействия (соединения) жесткого диска и компьютера.

А почему не сказал? А потому что эта тема - достойна объема никак не меньшего целой статьи. Поэтому сегодня разберем во всех подробностях наиболее популярные на данный момент интерфейсы жесткого диска. Сразу оговорюсь, что статья или пост (кому как удобнее) в этот раз будет иметь внушительные размеры, но куда деваться, без этого к сожалению никак, потому как если написать кратко, получится совсем уж непонятно.

Понятие интерфейса жесткого диска компьютера

Для начала давайте дадим определение понятию "интерфейс". Говоря простым языком (а именно им я и буду по-возможности выражаться, ибо блог то на обычных людей рассчитан, таких как мы с Вами), интерфейс - способ взаимодействия устройств друг с другом и не только устройств. Например, многие из вас наверняка слышали про так называемый "дружественный" интерфейс какой-либо программы. Что это значит? Это значит, что взаимодействие человека и программы более легкое, не требующее со стороны пользователя большИх усилий, по сравнению с интерфейсом "не дружественным". В нашем же случае, интерфейс - это просто способ взаимодействия конкретно жесткого диска и материнской платы компьютера. Он представляет собой набор специальных линий и специального протокола (набора правил передачи данных). То есть чисто физически - это шлейф (кабель, провод), с двух сторон которого находятся входы, а на жестком диске и материнской плате есть специальные порты (места, куда присоединяется кабель). Таким образом, понятие интерфейс - включает в себя соединительный кабель и порты, находящиеся на соединяемых им устройствах.

Ну а теперь самый "сок" сегодняшней статьи, поехали!

Виды взаимодействия жестких дисков и материнской платы компьютера (виды интерфейсов)

Итак, первым на очереди у нас будет самый "древний" (80-е года) из всех, в современных HDD его уже не встретить, это интерфейс IDE (он же ATA, PATA).

IDE - в переводе с английского "Integrated Drive Electronics", что буквально означает - "встроенный контроллер". Это уже потом IDE стали называть интерфейсом для передачи данных, поскольку контроллер (находящийся в устройстве, обычно в жестких дисках и оптических приводах) и материнскую плату нужно было чем-то соединять. Его (IDE) еще называют ATA (Advanced Technology Attachment), получается что то вроде "Усовершенствованная технология подсоединения". Дело в том, что ATA - параллельный интерфейс передачи данных , за что вскоре (буквально сразу после выхода SATA, о котором речь пойдет чуть ниже) он был переименован в PATA (Parallel ATA).

Что тут сказать, IDE хоть и был очень медленный (пропускная способность канала передачи данных составляла от 100 до 133 мегабайта в секунду в разных версиях IDE - и то чисто теоретически, на практике гораздо меньше), однако позволял присоединять одновременно сразу два устройства к материнской плате, используя при этом один шлейф.

Причем в случае подключения сразу двух устройств, пропускная способность линии делилась пополам. Однако, это далеко не единственный недостаток IDE. Сам провод, как видно из рисунка, достаточно широкий и при подключении займет львиную долю свободного пространства в системном блоке, что негативно скажется на охлаждении всей системы в целом. В общем IDE уже устарел морально и физически, по этой причине разъем IDE уже не встретить на многих современных материнских платах, хотя до недавнего времени их еще ставили (в количестве 1 шт.) на бюджетные платы и на некоторые платы среднего ценового сегмента.

Следующим, не менее популярным, чем IDE в свое время, интерфейсом является SATA (Serial ATA) , характерной особенностью которого является последовательная передача данных. Стоит отметить, что на момент написания статьи - является самым массовым для применения в ПК.

Существуют 3 основных варианта (ревизии) SATA, отличающиеся друг от друга пропускной способностью: rev. 1 (SATA I) - 150 Мб/с, rev. 2 (SATA II) - 300 Мб/с, rev. 3 (SATA III) - 600 Мб/с. Но это только в теории. На практике же, скорость записи/чтения жестких дисков обычно не превышает 100-150 Мб/с, а оставшаяся скорость пока не востребована и влияет разве что на скорость взаимодействия контроллера и кэш-памяти HDD (повышает скорость доступа к диску).

Из нововведений можно отметить - обратную совместимость всех версий SATA (диск с разъемом SATA rev. 2 можно подключить к мат. плате с разъемом SATA rev. 3 и т.п.), улучшенный внешний вид и удобство подключения/отключения кабеля, увеличенная по сравнению с IDE длина кабеля (1 метр максимально, против 46 см на IDE интерфейсе), поддержка функции NCQ начиная уже с первой ревизии. Спешу обрадовать обладателей старых устройств, не поддерживающих SATA - существуют переходники с PATA на SATA , это реальный выход из ситуации, позволяющий избежать траты денег на покупку новой материнской платы или нового жесткого диска.

Так же, в отличии от PATA, интерфейсом SATA предусмотрена "горячая замена" жестких дисков, это значит, что при включенном питании системного блока компьютера, можно присоединять/отсоединять жесткие диски. Правда для ее реализации необходимо будет немного покопаться в настройках BIOS и включить режим AHCI.

Следующий на очереди - eSATA (External SATA) - был создан в 2004 году, слово "external" говорит о том, что он используется для подключения внешних жестких дисков. Поддерживает "горячую замену " дисков. Длина интерфейсного кабеля увеличена по сравнению с SATA - максимальная длина составляет теперь аж два метра. eSATA физически не совместим с SATA, но обладает той же пропускной способностью.

Но eSATA - далеко не единственный способ подключить внешние устройства к компьютеру. Например FireWire - последовательный высокоскоростной интерфейс для подключения внешних устройств, в том числе HDD.

Поддерживает "горячу замену" винчестеров. По пропускной способности сравним с USB 2.0, а с появлением USB 3.0 - даже проигрывает в скорости. Однако у него все же есть преимущество - FireWire способен обеспечить изохронную передачу данных, что способствует его применению в цифровом видео, так как он позволяет передавать данные в режиме реального времени. Несомненно, FireWire популярен, но не настолько, как например USB или eSATA. Для подключения жестких дисков он используется довольно редко, в большинстве случаев с помощью FireWire подключают различные мультимедийные устройства.

USB (Universal Serial Bus) , пожалуй самый распространенный интерфейс, используемый для подключения внешних жестких дисков, флешек и твердотельных накопителей (SSD). Как и в предыдущем случае - есть поддержка "горячей замены", довольно большая максимальная длина соединительного кабеля - до 5 метров в случае использования USB 2.0, и до 3 метров - если используется USB 3.0. Наверное можно сделать и бОльшую длину кабеля, но в этом случае стабильная работа устройств будет под вопросом.

Скорость передачи данных USB 2.0 составляет порядка 40 Мб/с, что в общем-то является низким показателем. Да, конечно, для обыкновенной повседневной работы с файлами пропускной способности канала в 40 Мб/с хватит за глаза, но как только речь пойдет о работе с большими файлами, поневоле начнешь смотреть в сторону чего-то более скоростного. Но оказывается выход есть, и имя ему - USB 3.0, пропускная способность которого, по сравнению с предшественником, возросла в 10 раз и составляет порядка 380 Мб/с, то есть практически как у SATA II, даже чуть больше.

Есть две разновидности контактов кабеля USB, это тип "A" и тип "B", расположенные на противоположных концах кабеля. Тип "A" - контроллер (материнская плата), тип "B" - подключаемое устройство.

USB 3.0 (тип "A") совместим с USB 2.0 (тип "A"). Типы "B" не совместимы между собой, как видно из рисунка.

Thunderbolt (Light Peak). В 2010 году компанией Intel был продемонстрирован первый компьютер с данным интерфейсом, а чуть позже в поддержку Thunderbolt к Intel присоединилась не менее известная компания Apple. Thunderbolt достаточно крут (ну а как иначе то, Apple знает во что стоит вкладывать деньги), стоит ли говорить о поддержке им таких фич, как: пресловутая "горячая замена", одновременное соединение сразу с несколькими устройствами, действительно "огромная" скорость передачи данных (в 20 раз быстрее USB 2.0).

Максимальная длина кабеля составляет только 3 метра (видимо больше и не надо). Тем не менее, несмотря на все перечисленные преимущества, Thunderbolt пока что не является "массовым" и применяется преимущественно в дорогих устройствах.

Идем дальше. На очереди у нас пара из очень похожих друг на друга интерфейсов - это SAS и SCSI. Похожесть их заключается в том, что они оба применяются преимущественно в серверах, где требуется высокая производительность и как можно меньшее время доступа к жесткому диску. Однако, существует и обратная сторона медали - все преимущества данных интерфейсов компенсируются ценой устройств, поддерживающих их. Жесткие диски, поддерживающие SCSI или SAS стоят на порядок дороже.

SCSI (Small Computer System Interface) - параллельный интерфейс для подключения различных внешних устройств (не только жестких дисков).

Был разработан и стандартизирован даже несколько раньше, чем первая версия SATA. В свежих версия SCSI есть поддержка "горячей замены".

SAS (Serial Attached SCSI) пришедший на смену SCSI, должен был решить ряд недостатков последнего. И надо сказать - ему это удалось. Дело в том, что из-за своей "параллельности" SCSI использовал общую шину, поэтому с контроллером одновременно могло работать только лишь одно из устройств, SAS - лишен этого недостатка.

Кроме того, он обратно совместим с SATA, что несомненно является большим плюсом. К сожалению стоимость винчестеров с интерфейсом SAS близка к стоимости SCSI-винчестеров, но от этого никак не избавиться, за скорость приходится платить.

Если вы еще не устали, предлагаю рассмотреть еще один интересный способ подключения HDD - NAS (Network Attached Storage). В настоящее время сетевые системы хранения данных (NAS) имеют большую популярность. По сути, это отдельный компьютер, этакий мини-сервер, отвечающий за хранение данных. Он подключается к другому компьютеру через сетевой кабель и управляется с другого компьютера через обычный браузер. Это все нужно в тех случаях, когда требуется большое дисковое пространство, которым пользуются сразу несколько людей (в семье, на работе). Данные от сетевого хранилища передаются к компьютерам пользователей либо по обычному кабелю (Ethernet), либо при помощи Wi-Fi. На мой взгляд, очень удобная штука.

Думаю, это все на сегодня. Надеюсь вам понравился материал, предлагаю подписаться на обновления блога, чтобы ничего не пропустить (форма в верхнем правом углу) и встретимся с вами уже в следующих статьях блога.

Ассортимент жестких дисков настолько огромен, что разобраться, какой винчестер выбрать для той или иной задачи, бывает очень непросто. Поэтому я попробовал написать своего рода краткий путеводитель по миру жестких дисков, в котором расскажу о направлениях развития индустрии “винтов” и дам примеры использования тех или иных моделей.

Я не будут особенно глубоко вдаваться в историю и повествовать обо всем, что было изобретено и реализовано за более чем полувековую историю, а расскажу преимущественно о том, с чем может столкнуться современный пользователь, придя в магазин или заглянув в системный блок.

Со времени создания первого HDD (Hard Disk Drive) многое изменилось. Напомню, что за столь долгий срок неизменным остался лишь принцип работы – вращающиеся намагниченные пластины и считывающие с них информацию головки – именно это объединяет все модели.

Количество производителей винчестеров постоянно сокращается – постоянные поглощения и слияния привели к тому, что производителей осталось всего трое – Western Digital, Seagate и Toshiba, причем на первые два приходится более 90% доли рынка. С другой стороны, количество моделей, отличающихся размерами и техническими характеристиками, постоянно растет.

Seagate, Western Digital, Toshiba - все, кто сумел выжить в тяжелой конкурентной борьбе

А все потому, что область применения становится все шире, а требования все жестче. Появляются модификации особого назначения для эксплуатации в разных устройствах помимо компьютера.

Форм-фактор 3,5 и 2,5 дюйма.

Все многообразие винчестеров можно условно разбить на две большие категории, определяемые размерами (шириной) устройства в дюймах. Другими словами, существуют так называемые “большие” жесткие диски – 3,5 дюйма, и маленькие – 2,5 дюйма. Чем больше накопитель, тем больше размер каждой пластины в нем, и тем больше информации помещается на устройстве.

Максимальный объем «больших» хардов достиг 10 Тбайт, в то время как у большинства «мелких» емкость ограничилась одним терабайтом (в продаже можно найти модели и на 2 Тбайт – он они слишком дороги).

Сравнение двух- и трехдюймовых HDD.
Разница в размерах и весе видна невооруженным глазом.
Также отличаются тепловыделение, уровень шума и энергопотребление

Первая группа (3,5 дюйма) используется в обычных стационарных компьютерах. В любом десктопе стоит именно такое устройство, на котором и хранятся как операционная система, так и файлы пользователя – изображения, видео, музыка и документы.

«Малышей» же устанавливают преимущественно в ноутбуки. Благодаря своим размерам, они не занимают много места, не сильно утяжеляют портативный ПК, а, кроме того, потребляют мало энергии, продлевая время работы от аккумулятора.

Однако “мелким винчестерам” находится и дополнительное применение – они часто используются в домашних медиаплеерах, позволяя записать огромное количество видео- и аудиоматериалов, во внешних жестких дисках, подключаемых напрямую к компьютеру (DAS), а также в сетевых файловых хранилищах (NAS).

NAS - типичный пример использования винчестера.
Данное файловое хранилище подключется по сети и несет в себе 4 жестких диска

Здесь мы подходим ко второму немаловажному отличию между этими группами – энергоэффективности. Если крохотные двухдюймовые устройства при нагрузке потребляют в пределах 2-2,5 Ватт (а на холостом ходу вообще меньше Ватта), то старшие собраться более прожорливы и могут кушать около 7-10 Ватт.

Это качество позволяет мелким собратьям обходится без внешнего источника питания, они запитываются прямо от USB-порта компьютера или даже смарфона (а также планшета). Напомню, что порт USB 2.0 при напряжении 5 Вольт выдает ток в 0,5 Ампера, то есть мощность, выдаваемая портом, составляет 2,5 Ватта (или 4,5 Ватта для USB 3.0).

Пример внешнего жесткого диска.
Для подключения используется порт USB.
Внутри находится 2,5-дюймовый винчестер

Именно по этой причине «малыши» очень часто используются во внешних винчестерах – мощности USB порта достаточно, чтобы прокормить устройство. То есть, такой накопитель самодостаточное устройство – ему требуется только короткий шнур для связи в компьютером.

А вот при использовании трехюймовых накопителей внешнее питание обязательно. Поэтому они мало подходят для удобной транспортировки – мало того, что в карман не положишь, так еще надо будет внешний блок питания носить с собой, а ведь он, порой, занимает места больше чем само устройство. Этим и объясняется популярность применения ноутбучных винчестеров в качестве портативных накопителей.

Внешний HDD 3,5 дюйма.
Блок питания по размерам сопоставим с самим устройством.
Ни о какой компактности и речи быть не может

Мультимедиа плееры используют оба класса. Но при этом компактные модели содержат 2,5-дюймовые винчестеры – это не только значительно уменьшает габариты, но и снижает энергопотребление, шум и вибрацию, что немаловажно при просмотре кино или прослушивании музыки. Если нужен бесшумный медиаплеер или хранилище – то такие винчестеры самый подходящий выбор.

Медиалеер - позволяет смотреть видео и слушать музыку.
Подключается к телевизору и имеет пульт.
Но внутри тот же винчестер 3,5 дюйма

Третье важное качество – вес. “Взрослые” модели весят довольно много, поэтому их применение исключено в портативных устройствах, жестких дисках, камерах, ноутбуках и т. д., в то время как “малыши” не оттягивают карман и не слишком утяжеляют технику.

Лилипуты 1,8 дюймов.

Также существуют и крохотные модели форм-фактора 1,8 дюйма. Их емкость еще меньше, но цена достаточно высока. Поэтому применялись они только там, где требуется исключительная компактность. Например, в портативных mp4 плеерах. Правда в связи с бурным развитием flash-памяти они все менее и менее востребованы. А в настоящий момент почти вытеснены флэшем.

Крохотный винчестер 1,8 дюйма (второй сверху).
Не выдержал конкуренции и вытестнен флэшем.
Снизу HDD 3,5 дюйма, на нем - HDD 2,5 дюйма

Интерфейсы SATA и IDE

Простым языком, интерфейс – это разъемы с помощью которых происходит подключение к материнской плате компьютера или к другому устройству.

Интерфейс IDE

Довольно древнее средство подключения жестких дисков. В продаже уже не найти таких HDD – они давно сняты с производства, однако на некоторых не самых новых моделях компьютеров все еще можно встретить такие винчестеры.

Отличаются тем, что через один кабель (шлейф) подключается два устройства. Причем на самих HDD перемычками (джамперами) требовалось выставлять какое устройство будет первичным, а какое вспомогательным. Старожилы отлично помнят, сколько нервов потрачено на правильную установку джамперов.

Шлейф для подключения двух IDE винчестеров к материнской плате

Максимальная пропускная способность – 133 Мбайт/с – современные модели уже давно превысили эту отметку. Как подключить такое устройство к современным платам, не обладающим соответствующим разъемом, можно прочитать в статье Как подключить старый IDE жесткий диск к новому компьютеру

Интерфейс SATA

Современный интерфейс подключения. Каждый винчестер соединяется отдельным кабелем, что избавляет от возни с настройкой (как в IDE). Кроме того, пропускная способность интерфейса значительно выше. Существуют несколько версий SATA, отличающихся только скоростью .

Подробная информация о том, как выглядят разъемы есть в статье “Как подключить жесткий диск к компьютеру ”.

Причем, если у IDE винчестеров 2-х и 3-х дюймовые экземпляры имели разные, не совместимые друг с другом разъемы, то у SATA оба класса устройств используют идентичные штекеры.

Толщина жесткого диска

В то время как у 3,5-дюймовых жестких дисков толщина важной роли не играет, у младших собратьев она имеет важное значение. Номинально ее значение у ноутбучных винчестеров составляет 9,5 мм.

Толщина HDD определяется количеством магнитных пластин. Чем больше пластин, тем больше емкость винчестера, но тем толще получится конечное устройство.

Портативные диски обычно несут от одной до трех пластин (“Большие диски” – трех до пяти пластин). Поэтому их толщина может варьироваться от 7 мм (с одной пластиной) до 12,5 мм (с тремя пластинами).

Стандартный и самый распространенный вариант – 9,5 мм при двух пластинах. Именно они используются в большинстве ноутбуков. При покупке более толстой (и более емкой) модели можно столкнуться с невозможностью установки в лэптоп – винчестер просто не поместится в соответствующем отсеке.

Сравнение моделей с толщиной 12,5 и 9,5 мм.
У первого на одну пластину больше.
В остальном модели не отличаются

Поэтому при покупке устройства для замены в ноутбуке обязательно нужно смотреть на толщину. Более того, в ультрабуках, отличающихся компактностью, устанавливаются диски толщиной всего 7 мм.

Но индустрия не стоит на месте, и производители уже представили винчестеры толщиной всего 5 мм (с одной пластиной). Но они только появляются на рынке и достаточно дороги.

С другой стороны, в портативных внешних винчестерах нет смысла гоняться за толщиной, поэтому в них иногда ставят харды 12,5 мм. При этом емкость может доходить до полутора и даже до двух терабайт.

Скорость вращения винчестеров.

Еще один важный момент, на который нужно обратить внимание при покупке винчестера – скорость вращения шпинделя (и пластин). У «медленных» моделей она находится в диапазоне 5200-5900 об/мин (стандартно – 5400 об/мин).

Такие модели не сильно греются, не шумят, почти не обладают вибрацией, однако и производительность их относительно невысока. Основное назначение – компьютеры и устройства со слабым или отсутствующим охлаждением, а также системы, главным требованием к которым является тишина – например медиацентры и плееры.

Более скоростная группа с частотой 7200 об/мин обладает более высокой производительностью, однако греется и шумит значительно выше. Но главной проблемой при домашнем использовании таких моделей является вибрация, о которой чуть ниже. Ранее на такие винчестеры устанавливалась операционная система – высокая скорость вращения обеспечивала низкое время доступа к информации, что положительно сказывалось отзывчивости системы.

Следующая группа винчестеров – 10 000 об/мин и более – экстремальная линейка жестких дисков, обладающая крайне высокой производительностью. Тепловыделение настолько высокое, что такие диски требуют отдельного радиатора.

Но с появлением SSD необходимость в винчестерах с высокой частотой вращения в домашнем секторе практически отпала. Система ставится на твердотельник, а данные хранятся на традиционном диске. Использование быстрых дисков оправдано лишь в корпоративном сегменте, где требования к шуму и вибрации невысоки, там на них по прежнему большой спрос.

Надо заметить, что модели последней группы особенно быстро вытесняются SSD. Скорость трердотельников несоизмеримо выше, даже по сравнению с самыми быстрыми образцами винчестеров - про это можно прочитать в статье Сравнение скоростей SSD и HDD . При этом они полностью бесшумны, потребляют меньше электричества и почти не греются, а цена на них зачастую даже ниже «быстрых HDD».

Результаты теста для SSD Vertex 3 и HDD Seagate 3 Тбайт.
Производительность SSD значительно выше

Благодаря развитию технологий и росту плотности записи на пластинах скорость чтения «тихоходных моделей» перевалила за 150-160 Мбайт/с, что выше чем у самых резвых экземпляров 1- или 2-летней давности. Так что медленным их можно называть только условно.

Емкость HDD

Особенность существующего положения на рынке заключатся в том, что ввиду технологических сложностей скорость роста емкости накопителей постоянно замедляется, поэтому не стоит в скором времени ждать огромного прироста, как это было ранее.

На данный момент максимум у 3,5-дюймовых винчестеров – 10 Тбайт, но самыми оптимальными по цене за гигабайт являются пятитерабайтные модели.

У ноутбучных винчестеров все намного проще. Если отбросить экзотические модели, то оптимальный объем – 1 Тбайт, и он же является максимальным в стандартном корпусе 9,5 мм. Для большинства целей – такого диска хватит с лихвой.

Уровень шума и вибрация

Часто одним из главных требований к эксплуатации дома является комфорт. Как бы странно это ни звучало, но на первое место по важности выходит низкий уровень шума, издаваемого накопителями.

Модели с низкой частотой вращения шпинделя обычно работают намного тише своих быстрых собратьев, которые издают постоянный низкочастотный свист. Кроме того, вибрация передается на корпус компьютера (или другого устройства), поэтому при работе двух и более устройств с высокой частотой в одном корпусе вибрация многократно усиливается.

Вам наверняка приходилось слышать раздражающий низкочастотный гул, издаваемый корпусом. Виновником являются именно быстрые HDD, работающие в паре (и большем количестве). Наилучшим решением является использование экономичных низкооборотистых моделей.

Температура и стабильное питание

Современные накопители – очень сложные электронные устройства, их долговечность сильно зависит от условий эксплуатации. Во-первых, диски (прежде всего 3,5-дюймовые) необходимо правильно охлаждать. Забившийся пылью радиатор в ноутбуке или неправильная организация движения потоков воздуха в десктопе могут привести к работе при повышенных температурах, что значительно сокращает срок жизни HDD.

Дополнительное охлаждение от Zalman.
Позволяет снизить температуру на 5-7 градусов.
Очень эффективное cредство в корпусах с плохой вентиляцией

Комфортная температура для накопителя – ниже 40 градусов. Диапазон 40-45 еще терпим, хоть и нежелателен. Крайне не рекомендуется использовать диск при более высоких температурах.

Посмотреть температуру можно штатными утилитами или сторонними программами, например, HD Tune или CrystalDiskInfo (обе бесплатные).

Второй немаловажный момент – стабильное питание – более актуален для стационарных компьютеров. Старый блок питания с подсохшими элементами, не сглаживающий скачки напряжения, может являться причиной выхода из строя винчестера.

Мне много раз приходилось слышать от покупателей много нелестных отзывов о производителях HDD, например, когда “умирают” два купленных подряд диска, но причина в конечном итоге оказывалась в некачественном или старом блоке питания, после замены которого все приходило в норму.

Гибриды

Рассказ был бы неполным без упоминания о гибридах. Это такой тип HDD в котором традиционный диск дополняется накопителем на flash-памяти небольшой емкости (за счет чего цена хоть и выше, но ненамного). Флэш-диск содержит самые частоиспользуемые файлы (или блоки) жесткого диска, повышая производительность. Емкость гибрида такая же, как и у обычных HDD, и намного больше объема SSD.

Но, по моему мнению, гибриды не особенно прижились. Если нужна экономия денег – лучше вообще обойтись без SSD, а если нужна производительность, лучше купить полноценный твердотельник.

Единственно место, где использование гибридов оправдано – в ноутбуках, они имеют только один отсек для накопителя и установить два устройства сразу не выйдет.

При использовании 3,5-дюймовых винчестеров я рекомендую использовать накопители серии Green производства Western Digital, работающие почти бесшумно, а для NAS (и медиалееров), а также при совместном применении двух и более накопителей, я рекомендую остановиться на серии Red этого же производителя.

Western Digital серии Red.
Замечательный представитель бесшумных винчестеров.

Вибрация в линейке Red сведена к минимуму, благодаря чему даже при одновременной работе четырех экземпляров вибрация и раздражающий низкочастотный гул будут незаметны.

Среди ноутбучных винчестеров довольно неплохи Hitachi серии Travelstar и WD серии Scorpio Blue. Важно лишь не забывать про толщину устройств в случае замены HDD на аналогичный большей емкости.

Устройства Seagate также неплохи, но обычно они чуть дороже (для 3,5 дюймовых моделей), и уровень шума у них чуть выше.

И не забывайте про правильную эксплуатацию любых HDD, не давайте винчестеру перегреваться, иначе жизнь его будет слишком скоротечной.

Приветствую Вас, Уважаемые читататели!!!

Давайте сегодня поговорим о стандартах наиболее распространенного сегодня интерфейса подключения жесткого диска или оптического привода к системнй плате — SATA.

SATA (Serial ATA) — последовательный интерфейс обмена данными с накопителями данных. Является развитым продолжением интерфейса IDE (РАТА).

Итак, большинство современных жестких дисков для настольных ПК подключаются через интерфейс SATA. Однако, SATA есть несколько версий, поэтому, у пользователей, при покупке HDD или замене системной платы возникает такой вопрос — «Какая между ними разница?». Давайте посмотрим:

Первым из SATA, появился SATA 150 (или SATA1) — интерфейс, использующий последовательную шину передачи данных, работает на частоте 1.5 ГГц, обеспечивая пропускную способность в 1.2 Гбит/сек или 150МБ/сек. Это немного выше пропускной способности IDE 133. Стандарт довольно быстро распространялся за счет своих преимуществ (хоть и небольших) по сравнению с IDE (ATA). В числе главных — конечно же последовательная шина, вместо параллельной, мЕ ньший размер кабеля и разъемов, как следствие — удобство использования и надежность соединения контактов, устойчивость к многократному подсоединению/отсоединению кабеля. SATA предусматривает одному порту одно устройство. Это избавляет от проблем IDE — когда к одному порту можно было подключить 2 устройства — это могло вызывать конфликты и часто становилось причиной проблем.

Но, время не стояло на меcте, свет увидел вторую интерацию SATA — SATA II или SATA 300 . Стандарт работает на частоте уже 3ГГц, пропускная способность — до 2.4Гбит/сек или 300МБ/сек. Теоретически, SATA 150 и SATA 300 совместимы,однако, в некоторых конфигурациях ПК были проблемы… Разъемы и тип кабеля — остались те же.

Итак, какова же практическая разница между SATA 150 и SATA 300???

Что, если ваша системная плата поддерживает только SATA 150, а вы собираетесь покупать более емкий и производительных жесткий диск… — стоит ли обращать внимание на то, что у вас SATA 150, а не SATA 300?

Совершенно не стоит…

Дело в том, что современные, даже самые быстрые жесткие диски еще не «пробили» отметку пропускной способности в 130 МБ/сек, поэтому, даже SATA 150 с его 150 МБ/сек будет вполне достаточно для работы! Главное, чтобы на покупаемом вами новом жестком диске было указано, что он работает с SATA 150, а с этим проблем не будет, при сегодняшнем ассортименте выбора жестких дисков. Главное — правильно его выбрать. 😉

Существует еще одна спецификация SATA. Вернеее, не существует, а начинает свое существование — SATA 600. Аналог SATA 300 по большинству характеристик, за исключением: пропускная способность 600 МБ/сек, частота работы 6 ГГц, улучшенное управление питанием.
Совместимость по разъему и кабелю сохранится…
SATA 600, или SATA III будет, возможно, оправдан при использовании твердотельных накопителей на базе флеш-памяти (Solid State Drive — SSD), но пока об этом говорить рано…