هارددیسک که به آن دیسک سخت هم گفته می‌شود که امروز در تمامی کامپیوترهای خانگی یا لپ‌تاپ‌ها دیده می‌شود که فضای برای ذخیره‌سازی ایجاد می‌کند .که این هارددیسک‌ها خود به دو نوع HDD و SDD تقسیم می‌شوند که SDD ها سرعت بیشتری دارند و قیمت آن بالاتر است. در این مطب شما یاد می‌گیرید که هارددیسک چیست ؟ و از ابتدا به چه صورت بوده و در انتها شما می‌توانید انواع رایج خطاها را مطالعه کنید تا در هنگام مواجهه شدن با این خطاها تصمیم بهتری بگیرید.
هارددیسک بخشی از یک واحد است که اغلب به آن درایور دیسک، درایور سخت و یا درایور دیسک سخت گفته می‌شود.که دسترسی نسبتاً سریع به مقادیر زیادی از اطلاعات بر روی سطح شارژ الکترومغناطیسی یا مجموعه‌ای از سطوح را ذخیره و فراهم می‌کند. رایانه‌های امروزی به‌طورمعمول دارای یک دیسک سخت هستند که می‌توانند در هرجایی از میلیاردتا تریلیون بایت را ذخیره کنند.
هارددیسک درواقع مجموعه‌ای از دیسک‌های انباشته مانند پرونده‌های فونوگرافی (گرامافون) است. هر دیسک دارای داده‌های ضبط‌شده الکترومغناطیسی در دایره مرکزی و دارای خطوط است.یک سر، شبیه به یک گرامافون، اما در موقعیت نسبتاً ثابت اطلاعات مربوط را بر روی این خطوط می‌نویسد یا می‌خواند. در دو سر، یکی در هر طرف دیسک هنگام چرخش داده‌ها را می‌خواند یا می‌نویسد. هر عملیات خواندن و نوشتن نیاز به‌قرار گیری داده‌ها در عملیاتی به نام جستجو دارد. داده‌های موجود در حافظه نهان سریع‌تر، با سرعت بیشتری قرار خواهند گرفت.
یک واحد درایو دیسک سخت با سرعت چرخش تنظیم‌شده از 4200 چرخش در دقیقه تا 15000 دور در دقیقه متغیر است. اکثر رایانه‌های شخصی لپ‌تاپ و دسکتاپ از دیسک‌های سخت استفاده می‌کنند که بین 5400 دور در دقیقه تا 7200 دور در دقیقه قرار می‌گیرند، درحالی‌که دیسک‌های سخت در دور در دقیقه بالاتر در سرورهای سازمانی یافت می‌شوند. زمان دستیابی به دیسک در میلی‌ثانیه اندازه‌گیری می‌شود. اگرچه می‌توان موقعیت فیزیکی داده را بر اساس خطوط و بخش‌های که دارد شناسایی کرد، اما درواقع آن‌ها به آدرس بلوکی منطقی که با دامنه آدرس LBA در دیسک سخت کار می‌کند، نقشه‌برداری می‌شوند.
هارددیسک‌ها با محبوبیت روزافزون و کاهش هزینه‌ها و آمدن SSD ها به بازار مورداستفاده بیشتر مصرف‌کنندگان و شرکت‌ها قرار گرفتند.
هارد ها که ما امروزه می‌بینیم HDD و یا SDD هستند. HDD ها همان درایوهای غیر فرار (در صورت خاموش شدن سیستم اطلاعات باقی می‌ماند) هستند که به‌صورت چرخیدن یک دیسک کار می‌کنند. و اما SDD ها که دارای سرعت بیشتری هستند آن‌ها به‌صورت تراشه می‌باشند و برای همین دارای سرعت بیشتری هستند چون قطعه متحرک ندارند و زمان تأخیر آن‌ها به‌شدت پایین می‌آید . این هارد بادوام‌تر و سریع هستند ولی قدرت کمتری دارند اما گران هستند. و برای برنامه‌های که نیاز به کارایی بالا دارند، مناسب‌تر در نظر گرفته می‌شوند، درحالی‌که HDD درجاهای با ظرفیت بالا استفاده می‌شوند.
آنچه در این مقاله بررسی شده است:
اولین دیسک سخت را مهندسان IBM در سال 1953 که اندازه دو تا یخچال بود را ایجاد کردند.این شرکت سپس اولین کامپیوتر مبتنی بر دیسک سخت، 5 مگابایتی را در سال 1956 ایجاد کرد. و نام اولین فضای ذخیره‌سازی را IBM 350 RAMAC قرار گرفت. این دیسک‌ها 2 فوت قطر داشتند و هزینه ذخیره‌سازی هر مگابایت تقریباً 10000 دلار بود. بااین‌وجود این گروه پیشرفت بزرگی در فناوری ذخیره‌سازی و رایانه داشتند و این دیسک بیشتر به نوار مغناطیسی وابسته بود و با خواندن و نوشتن توسط چرخیدن متحرک خود دسترسی به‌صورت تصادفی به داده‌ها را فعال می‌کرد.
این شرکت در طی دو دهه آینده رهبری توسعه فناوری را بر عهده داشت. در سال 1961، درایور که داری هد بود به نام IBM 1301 تولید شد که واحد ذخیره‌سازی بر روی یک‌لایه نازک هوا شناور بود که هد و پلات‌ها برای افزایش تراکم ذخیره‌سازی به هم نزدیک می‌شدند. اولین هارد قابل‌جابه‌جایی یعنی IBM 1311 را چند سال بعد معرفی کرد. که اولین بسته دیسک آن IBM 1316 بود که شامل 6 پلاتر 14 اینچی و 2.6 مگابایت فضایی ذخیره‌سازی بود. و پس‌ازاین موارد IBM 2311 با ظرفیت 5 مگابایت و 2319 IMB مگابایت برای اولین به‌طور استاندارد منتشر شدند، و در چندین نسخه کامپیوتر کار می‌کردند.
IBM در سال 1968 اولین دیسک سخت سازگار با مموری ابکس را معرفی کرد. در سال 1970 اولین هارددیسک‌ها با تصحیح خطا ظاهر شدند و وسترن دیجیتال ( در آن زمان بانام عمومی شرکت دیجیتال) تأسیس شد. در سال 1973، 3340 IBM معروف به وینچستر را منتشر کرد اولین هارد درایو مهر موم شده با هدهای کم جرم و دوک روان کننده بودند.
اولین حق ثبت اختراع فن‌آوری دیسک‌های مستقل (RAID) در سال 1979، گروهی به سرپرستی آل شوگارت، که در دهه قبل به کمک رامک توسعه داده‌شده بود شرکت سی گیت تکنولوژی را تأسیس کردند.در همان سال IBM درایور پیکولو که از هشت دیسک برای ذخیره‌سازی 64 مگابایت استفاده می‌کرد به نام IBM 3370 که اولین HDD با یکسر فیلم نازک بود را به وجود آورد.
- در سال 1980، IBM اولین هارد گیگابایتی را منتشر کرد، که وزن 550 بود و اندازه یک یخچال باقیمت 40000 دلار بود.سیگیت اولین دیسک سخت 5.25 اینچی را در همان سال معرفی کرد.
- در سال 1983 شرکت اسکاتلندی Rodime یک هارد 3.5 اینچی تولید کرد.
- در سال 1988، پراریرتک هارددیسک را به 2.5 اینچ با ظرفیت 20 مگابایت با دو پلاتر برای استفاده لپ‌تاپ کاهش داد.
- با آغاز دهه 1990، IBM 0663 Corsair وارد بازار شد. با ذخیره حداکثر گیگابایت داده روی دیسک‌های 8.95 میلی‌متر، این هارد اولین دیسک سختی بود که از هد مغناطیسی استفاده می‌کرد.
- اولین دیسک 1.8 اینچی در سال 1991 تولید شد و دقیقاً در سال بعدش دیسک‌های 1.3 اینچی به وجود آمدند.
- وسترن دیجیتال در سال 1994 رابط کاربری هارددیسک پیشرفته را به وجود آورد که یک دیسک با حافظه 528 مگابایتی بود.
- در سال 1996، IBM در حال ذخیره 1 میلیارد بیت در هر اینچ بود و اولین HDD که 10000 دور در دقیقه می‌چرخید را تولید کرد.
- در سال 1997، IBM اولین دیسک سختی با هد بزرگ مغناطیسی که 3.5 اینچ بود و 16.8 گیگابایت حافظه داشت را به وجود آورد. در سال بعدش شرکت میکرو درایور توانست دیسک 1 اینچی را با فضایی ذخیره‌سازی 340 مگابایت را به وجود آورد.
- در سال 2000، مکستور شرکت رقیب کوانتومی را خرید، و سی گیت در همان سال توانست HDDرا تولید کند که به 15000 دو در دقیقه رسید.سی گیت یک نقطه عطف دیگر را با نشان دادن چگالی شار مغناطیسی عمود بر 100 گیگابایت در هر اینچ مربع در همان سال به دست آورد .
- شرکت هیتاچی در سال 2003 کسب‌وکار ذخیره داده IBM را خریداری کرد، سیگیت اولین رابط کامپیوتر پیشرفته را تولید کرد و دیجیتال وسترن هارد را با سرعت 10000 دور در دقیقه راه‌اندازی کرد.
- در سال 2004، توشیبا اولین درایور 0.85 اینچی را، که یک مدل 2 گیگابایتی بود، در یک سینی گذاشت ، درحالی‌که شرکت هیتاچی در سال 2005، به هارد 500 گیگابایتی دسترسی پیدا کرد.
- در سال 2006 شرکت سی گیت مکستور را به دست آورد و درنهایت استحکام بازار را محکم‌تر کرد . و از آن زمان دیسک‌ها به‌طور سرسام در حال رشد هستند.
تا پایان دهه 2000، شرکت سی گیت و وسترن دیجیتال توانستند هارد های 3 ترا بایتی را تولید کنند و در دهه بعد شرکت توشیبا توانست هارد 4 ترا بایتی را منتشر کند. در سال 2013، سی گیت یک HDD، 5 ترا بایتی را روانه بازار کرد، درحالی‌که HGST ( شرکت زیر نظر وستر دیجیتال ) توانست یک دیسک سخت 6 ترابانی پر از هلیوم را تولید کند.
هلیوم کشش و تلاطم کمتری را نسبت به هوا ارائه می‌دهد زیرا از هوا متراکم‌تر و سبک‌تر است. این بدان معنی است که درایور پر از هلیوم خنک‌تر و سریع‌تر عمل می‌کنند و می‌توانند تراکم بیشتری در ذخیره‌سازی داشته باشند. علاوه بر این، یک هارددیسک پر از هلیوم به تولیدکنندگان این امکان را می‌دهد تا هفت پلاتر را در همان فضایی موردنیاز پنج پلاتر در هارد های معمولی قرار دهند.
همچنین در سال 2013، سی گیت دیسک سختی را با استفاده از با استفاده از فنّاوری SMR معرفی کرد تا بر محدودیت‌های فیزیکی درایوهای معمولی غلبه کند.لایه‌های SMR بر روی هر دیسک به‌جای اینکه آن‌ها را موازی با یکدیگر قرار دهند، به‌صورت دیسک‌های سخت معمولی قرار داده و نتیجه تراکم ذخیره‌سازی را افزایش می‌دهند. خطوط روی سقف باهم پوشانی دارند و ازاین‌رو نام آن فناوری قرار گرفت.
امروز، به لطف توسعه فناوری HDD و SMR ، ظرفیت‌های هارددیسک به 10 ترایایت ، 12 ترایایت، 14 ترایایت و 16 ترا بایتی افزایش پیداکرده است.
یک دیسک سخت شامل چندین جز اصلی در داخل بدنه آن است .این شامل سینی برای ذخیره‌سازی داده،چیزی شبیه یک دوک نخ‌ریسی برای چرخاندن ، بازوی خواندن و نوشتن برای خواندن و نوشتن داده‌ها، یک محرک برای کنترل عمل و حرکت بازوی خواندن / نوشتن و یک بورد منطقی است.
دیسک‌های سخت شامل یک یا چند آلومینیوم سرامیک، شیشه یا سرامیک، ساخته‌شده از مواد زیر لایه با یک سطح مغناطیسی نازک ، یا لایه رسانه‌ای، برای ذخیره داده می‌شوند. پلاتر که داده‌ها را در ساختارهای خاص –خطوط، بخش‌ها و گروه ها—لایه های رسانه –که ضخامت آن تنها چند میلیونم است ذخیره و سازمان‌دهی می‌کند. سوپرتین که یک‌لایه محافظ در بالای محافظ رسانه مغناطیسی که در برابر صدمات تصادفی و آلودگی مواد خارجی مانند گردوغبار محافظ می‌کند.
اسپندل در صورت لزوم ورق‌ها را می‌چرخاند و آن‌ها را در موقعیت نگه می‌دارد.تعداد دور اسپندل چگونگی نوشتن و خواندن سریع داده‌ها را تعیین می‌کند.برای پلاتر چندگانه HDD ، اسپندل پلاکت‌ها در فاصله‌ای جدا از هم قرار داده تا بازوی خواندن و نوشتن بتواند به‌راحتی کار کند.
بازوی خواندن و نوشتن ، هد خواندن و نوشتن روی مکان‌های صحیح موجود در دیسک قرار می‌گیرد تا به داده‌ها دسترسی پیدا کند. این هد خواندن / نوشتن با تبدیل سطح مغناطیسی خود با جریان الکتریکی ، داده را از پلاترها می‌خواند و می‌نویسد.به‌طورمعمول، یک هد خواندن / نوشتن از 3 تا 20 میلیون میلی‌متر از یک اینچ بالاتر از نیمه بالای هر طرف پلاتر قرار دارد. تمام بازوهای خواندن و نوشتن در موتور محرک یک دیسک سخت جمع می‌شوند.
موتور محرک از برد مدار HDD دستور دریافت می‌کند و حرکت بازوی خواندن /نوشتن را کنترل می‌کند. آن بر نقل و انتقالات داده نظارت می‌کند و تضمین می‌کند که هد خواندن / نوشتن همیشه در مکان مناسب قرار دارد.
یک مدار هوشمند یا برد، به محرک موتور می‌گوید که چه‌کار باید انجام دهد.آن در پایه پایین این واحد واقع‌شده است که بدنه نامیده می‌شود و یک کابل روبان انعطاف‌پذیر ، برد مدار را به موتور محرک متصل می‌کند که بازوی خواند و نوشتن را کنترل می‌کند
کل دیسک باید در یک محطفه نصب شود تا محیط داخلی از آلاینده های هوا محافظت شود که این بدنه با آلومینیوم پوشانده شده تا از در مقابل ضربه‌های خارجی ایمن بماند
دیسک‌های سخت به دلایل مختلفی می‌توانند خراب بشوند. بااین‌حال، خرابی‌ها به‌طورکلی در شش دسته گسترده قرار می‌گیرند.
- خرابی برق : هنگامی رخ می‌دهد که برای مثال ، یک ولتاژ به مدار الکترونیکی هارددیسک صدمه وارد کند، و این باعث می‌شود هد خواندن و نوشتن خراب شود.اگر هارددیسک روشن باشد اما قادر به خواندن و نوشتن و یا راه‌اندازی نباشد، احتمالاً یک یا چند مؤلفه آن دچار نقص الکتریکی شده‌اند.
- نقص مکانیکی : خرابی مکانیکی می‌تواند در اثر ساییدگی و پارگی و همچنین ضربه سخت به هارددیسک خارجی که یا رایانه‌ای که دیسک سخت داخلی دارد ایجاد شود. این ممکن است ازجمله موارد باشد که باعث می‌شود به هد درایور خواندن و نوشتن به یک دیسک چرخان برخورد کند و باعث آسیب جبران‌ناپذیری شود.
- خرابی منطقی : هنگامی رخ می‌دهد که نرم‌افزار هارددیسک به خطر بیفتد یا از کار کردن متوقف شود.انواع خرابی داده‌ها، مانند پرونده‌های خراب، بدافزارها ویروس‌ها، بستن نادرست یک برنامه یا خاموش کردن رایانه و یا حذف تصادفی پرونده‌های مهم برای عملکرد هارددیسک می‌تواند به خرابی منطقی منجر شود.تأثیرات خرابی منطقی می‌توان به ناپدید شدن داده‌ها ، پرونده‌های غیرقابل دسترسی و موارد متفاوت دیگر اشاره کرد.
- Bad sector زمانی رخ می‌دهد که سوءاستفاده از رسانه مغناطیسی روی صفحه چرخش یک دیسک سخت ایجاد شود، و درنتیجه ناحیه خاصی روی پلاتر غیرقابل‌دسترس می‌شود.این خطاها معمولی هستند و معمولاً هنگام وقوع محدود هستند.بااین‌حال، باگذشت زمان، تعداد Bad sector می‌تواند افزایش یابد، که درنهایت منجر به خرابی ، پرونده‌های غیرقابل دسترسی یا قطع و یا تأخیر در عملکرد یک هارددیسک می‌شود.
- خرابی سیستم‌عامل : هنگامی اتفاق می‌افتد که نرم‌افزاری که وظایف نگهداری را بر روی درایو انجام می‌دهد و دیسک سخت را قادر می‌سازد با یک کامپیوتر ارتباط برقرار کند خراب می‌شود و یا به‌درستی کار را متوقف می‌کند.این نوع خرابی می‌تواند منجر به یخ‌زدگی دیسک در هنگام راه‌اندازی شود یا رایانه‌ای که یک دیسک سخت برای عدم شناسایی یا شناسی به آن وصل شده است.
با توجه به مطالب بالا شما مفهوم هارددیسک را یاد گرفتید و مشاهده کردید که اولین دیسک‌های سخت دارای فضای ذخیره‌سازی کمتری با هزینه بالای بودن و رفته‌رفته با پیشرفت فنّاوری ازلحاظ اندازه کوچک‌تر و دارای فضای بیشتر شدند و امروزه شما با هزینه کمتری می‌توانید برای دستگاه‌های خود هارد های 1 ترابانی تا 16 ترا بایتی را خریداری کنید .امیدوارم که این مطلب برای شما مفید واقع‌شده باشد.