Trang Chính
Tổng quan
Ổ đĩa cứng, hay còn gọi là ổ cứng (tiếng Anh: Hard Disk Drive, viết tắt: HDD) là thiết bị dùng để lưu trữ dữ liệu trên bề mặt các tấm đĩa hình tròn (bằng nhôm, thủy tinh hay gốm) phủ vật liệu từ tính. Ổ đĩa cứng là loại bộ nhớ “không thay đổi” (non-volatile), có nghĩa là chúng không bị mất dữ liệu khi ngừng cung cấp nguồn điện cho chúng.
Về mặt kỹ thuật thì ổ đĩa cứng là một khối duy nhất, các phiến đĩa được lắp ráp cố định trong ổ ngay từ khi sản xuất nên không thể thay thế được các “đĩa cứng” như cách hiểu đối với ổ đĩa mềm hoặc ổ đĩa quang (CD/DVD)
Bên trong một ổ đĩa cứng các bộ phận chính: Cơ cấu truyền động đầu từ (actuator) điều khiển cánh tay đầu từ (actuator arm) đọc thông tin từ phiến đĩa (plater) được quay liên tục nhờ gắn “chết” vào trục quay của động cơ liền trục (spindle motor). Dữ liệu được truyền ra ngoài nhờ cáp nối có dạng dãi băng mềm (ribbon cable). Vỏ ổ đĩa (chassis) bao giữ tất cả các bộ phận của đĩa cứng.
Ổ đĩa cứng là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống bởi chúng chứa dữ liệu thành quả của một quá trình làm việc của những người sử dụng máy tính. Những sự hư hỏng của các thiết bị khác trong hệ thống máy tính có thể sửa chữa hoặc thay thế được, nhưng dữ liệu bị mất do yếu tố hư hỏng phần cứng của ổ đĩa cứng thường rất khó lấy lại được.
- Các công ty chế tạo IDE đã cố gắng khắc phục khoảng cách tốc độ này bằng phương pháp đánh địa chỉ logic khối (Logical Block Addressing - LBA). Các ổ đĩa này được gọi là EIDE. Cùng lúc với sự ra đời của EIDE, các nhà sản xuất SCSI đã tiếp tục cải tiến tốc độ SCSI. Những cải tiến đó đồng thời khiến cho giá thành của giao tiếp SCSI cao thêm.
- Để có thể vừa nâng cao hiệu suất của EIDE vừa không làm tăng chi phí cho các linh kiện điện tử không có cách nào khác là phải thay giao diện kiểu parallel (song song) bằng kiểu serial (nối tiếp), và kết quả là sự ra đời của giao diện SATA.
Trước đây, các chuẩn ATA (IDE, EIDE) và SATA thế hệ đầu tiên được sử dụng phổ biến trong máy tính cá nhân thông thường trong khi chuẩn SCSI có tốc độ cao hơn được sử dụng chủ yếu trong máy chủ và máy trạm. Gần đây, các chuẩn SATA thế hệ tiếp theo với tốc độ giao tiếp cao hơn đang được sử dụng rộng rãi trong các máy tính cá nhân sử dụng các thế hệ chipset mới.
Các thông số của ổ đĩa cứng
- Chuẩn giao tiếp: Có nhiều chuẩn giao tiếp khác nhau giữa ổ đĩa cứng bo mạch chủ, sự đa dạng này một phần xuất phát từ yêu cầu tốc độ đọc/ghi dữ liệu khác nhau giữa các hệ thống máy tính, phần còn lại do các ổ giao tiếp nhanh có giá thành cao hơn nhiều so với các chuẩn thông dụng. Ba chuẩn thông dụng hiện nay là EIDE, SCSI, và SATA.
- Dung lượng: Dung lượng của ổ đĩa cứng được tính theo các đơn vị dung lượng cơ bản thông thường là Byte, KB, MB, GB, TB. Trước đây, khi dung lượng ổ cứng còn thấp người ta thường dùng đơn vị là MB. Bây giờ, người ta lại dùng đơn vị là GB và trong tương lai, chắc người ta sẽ tính theo TB. Đa số các hãng sản xuất đều tính dung lượng theo cách tính 1GB = 1000MB trong khi hệ điều hành (hoặc các phần mềm kiểm tra) lại tính 1GB = 1024MB nên dung lượng do hệ điều hành báo cáo thường thấp hơn so với dung lượng ghi trên nhãn đĩa (ví dụ ổ đĩa cứng 40 GB thường chỉ đạt khoảng 37-38 GB).
- Tốc độ quay: Tốc độ quay của đĩa cứng được ký hiệu là rpm (revolutions per minute - số vòng quay trong một phút). Tốc độ quay càng cao thì ổ đĩa làm việc càng nhanh do chúng thực hiện việc đọc/ghi nhanh hơn, thời gian tìm kiếm thấp hơn.
Các tốc độ quay thông dụng hiện nay là 5.400 rpm (thông dụng với các ổ đĩa cứng 3,5” sản xuất cách đây 2-3 năm) và 7.200 rpm (thông dụng với các ổ đĩa cứng sản xuất từ 2008). Ngoài ra, tốc độ của các ổ đĩa cứng trong các máy tính cá nhân cao cấp, máy trạm và các máy chủ có sử dụng giao tiếp SCSI có thể lên tới 10.000 rpm hay 15.000 rpm.
- Bộ nhớ đệm (cache hoặc buffer): Bộ nhớ đệm có nhiệm vụ lưu tạm dữ liệu trong quá trình làm việc của ổ đĩa cứng nên độ lớn của bộ nhớ đệm có ảnh hưởng đáng kể tới hiệu suất hoạt động của ổ đĩa cứng bởi việc đọc/ghi không xảy ra tức thời (do phụ thuộc vào sự di chuyển của đầu đọc/ghi, dữ liệu được truyền tới hoặc đi) sẽ được đặt tạm trong bộ nhớ đệm. Trong thời điểm năm 2007, dung lượng bộ nhớ đệm thường là 2 hoặc 8 MB cho các loại ổ đĩa cứng dung lượng đến 160 GB và 16 MB hoặc cao hơn cho các ổ đĩa cứng dụng lượng lớn hơn.
- Tốc độ truyền dữ liệu: Đa phần tốc độ truyền dữ liệu trên các chuẩn giao tiếp thấp hơn so với thiết kế của nó bởi có nhiều thông số ảnh hưởng đến tốc độ truyền dữ liệu của ổ đĩa cứng như: tốc độ quay của đĩa từ, số lượng đĩa từ trong ổ đĩa cứng, công nghệ chế tạo, dung lượng bộ nhớ đệm…
- Kích thước: Để đảm bảo thay thế lắp ráp vừa với các loại máy tính, kích thước của ổ đĩa cứng được chuẩn hoá thành 6 loại là: 5,25 inch dùng trong các máy tính các thế hệ trước. 3,5 inch dùng cho các máy tính cá nhân, máy trạm, máy chủ. 2,5 inch dùng cho máy tính xách tay. 1,8 inch hoặc nhỏ hơn dùng trong các thiết bị kỹ thuật số cá nhân và PC Card. 1,0 inch dùng cho các thiết bị siêu nhỏ (micro device).
Ổ đĩa cứng, hay còn gọi là ổ cứng (tiếng Anh: Hard Disk Drive, viết tắt: HDD) là thiết bị dùng để lưu trữ dữ liệu trên bề mặt các tấm đĩa hình tròn (bằng nhôm, thủy tinh hay gốm) phủ vật liệu từ tính. Ổ đĩa cứng là loại bộ nhớ “không thay đổi” (non-volatile), có nghĩa là chúng không bị mất dữ liệu khi ngừng cung cấp nguồn điện cho chúng.
Về mặt kỹ thuật thì ổ đĩa cứng là một khối duy nhất, các phiến đĩa được lắp ráp cố định trong ổ ngay từ khi sản xuất nên không thể thay thế được các “đĩa cứng” như cách hiểu đối với ổ đĩa mềm hoặc ổ đĩa quang (CD/DVD)
Bên trong một ổ đĩa cứng các bộ phận chính: Cơ cấu truyền động đầu từ (actuator) điều khiển cánh tay đầu từ (actuator arm) đọc thông tin từ phiến đĩa (plater) được quay liên tục nhờ gắn “chết” vào trục quay của động cơ liền trục (spindle motor). Dữ liệu được truyền ra ngoài nhờ cáp nối có dạng dãi băng mềm (ribbon cable). Vỏ ổ đĩa (chassis) bao giữ tất cả các bộ phận của đĩa cứng.
Ổ đĩa cứng là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống bởi chúng chứa dữ liệu thành quả của một quá trình làm việc của những người sử dụng máy tính. Những sự hư hỏng của các thiết bị khác trong hệ thống máy tính có thể sửa chữa hoặc thay thế được, nhưng dữ liệu bị mất do yếu tố hư hỏng phần cứng của ổ đĩa cứng thường rất khó lấy lại được.
- Các công ty chế tạo IDE đã cố gắng khắc phục khoảng cách tốc độ này bằng phương pháp đánh địa chỉ logic khối (Logical Block Addressing - LBA). Các ổ đĩa này được gọi là EIDE. Cùng lúc với sự ra đời của EIDE, các nhà sản xuất SCSI đã tiếp tục cải tiến tốc độ SCSI. Những cải tiến đó đồng thời khiến cho giá thành của giao tiếp SCSI cao thêm.
- Để có thể vừa nâng cao hiệu suất của EIDE vừa không làm tăng chi phí cho các linh kiện điện tử không có cách nào khác là phải thay giao diện kiểu parallel (song song) bằng kiểu serial (nối tiếp), và kết quả là sự ra đời của giao diện SATA.
Trước đây, các chuẩn ATA (IDE, EIDE) và SATA thế hệ đầu tiên được sử dụng phổ biến trong máy tính cá nhân thông thường trong khi chuẩn SCSI có tốc độ cao hơn được sử dụng chủ yếu trong máy chủ và máy trạm. Gần đây, các chuẩn SATA thế hệ tiếp theo với tốc độ giao tiếp cao hơn đang được sử dụng rộng rãi trong các máy tính cá nhân sử dụng các thế hệ chipset mới.
Các thông số của ổ đĩa cứng
- Chuẩn giao tiếp: Có nhiều chuẩn giao tiếp khác nhau giữa ổ đĩa cứng bo mạch chủ, sự đa dạng này một phần xuất phát từ yêu cầu tốc độ đọc/ghi dữ liệu khác nhau giữa các hệ thống máy tính, phần còn lại do các ổ giao tiếp nhanh có giá thành cao hơn nhiều so với các chuẩn thông dụng. Ba chuẩn thông dụng hiện nay là EIDE, SCSI, và SATA.
- Dung lượng: Dung lượng của ổ đĩa cứng được tính theo các đơn vị dung lượng cơ bản thông thường là Byte, KB, MB, GB, TB. Trước đây, khi dung lượng ổ cứng còn thấp người ta thường dùng đơn vị là MB. Bây giờ, người ta lại dùng đơn vị là GB và trong tương lai, chắc người ta sẽ tính theo TB. Đa số các hãng sản xuất đều tính dung lượng theo cách tính 1GB = 1000MB trong khi hệ điều hành (hoặc các phần mềm kiểm tra) lại tính 1GB = 1024MB nên dung lượng do hệ điều hành báo cáo thường thấp hơn so với dung lượng ghi trên nhãn đĩa (ví dụ ổ đĩa cứng 40 GB thường chỉ đạt khoảng 37-38 GB).
- Tốc độ quay: Tốc độ quay của đĩa cứng được ký hiệu là rpm (revolutions per minute - số vòng quay trong một phút). Tốc độ quay càng cao thì ổ đĩa làm việc càng nhanh do chúng thực hiện việc đọc/ghi nhanh hơn, thời gian tìm kiếm thấp hơn.
Các tốc độ quay thông dụng hiện nay là 5.400 rpm (thông dụng với các ổ đĩa cứng 3,5” sản xuất cách đây 2-3 năm) và 7.200 rpm (thông dụng với các ổ đĩa cứng sản xuất từ 2008). Ngoài ra, tốc độ của các ổ đĩa cứng trong các máy tính cá nhân cao cấp, máy trạm và các máy chủ có sử dụng giao tiếp SCSI có thể lên tới 10.000 rpm hay 15.000 rpm.
- Bộ nhớ đệm (cache hoặc buffer): Bộ nhớ đệm có nhiệm vụ lưu tạm dữ liệu trong quá trình làm việc của ổ đĩa cứng nên độ lớn của bộ nhớ đệm có ảnh hưởng đáng kể tới hiệu suất hoạt động của ổ đĩa cứng bởi việc đọc/ghi không xảy ra tức thời (do phụ thuộc vào sự di chuyển của đầu đọc/ghi, dữ liệu được truyền tới hoặc đi) sẽ được đặt tạm trong bộ nhớ đệm. Trong thời điểm năm 2007, dung lượng bộ nhớ đệm thường là 2 hoặc 8 MB cho các loại ổ đĩa cứng dung lượng đến 160 GB và 16 MB hoặc cao hơn cho các ổ đĩa cứng dụng lượng lớn hơn.
- Tốc độ truyền dữ liệu: Đa phần tốc độ truyền dữ liệu trên các chuẩn giao tiếp thấp hơn so với thiết kế của nó bởi có nhiều thông số ảnh hưởng đến tốc độ truyền dữ liệu của ổ đĩa cứng như: tốc độ quay của đĩa từ, số lượng đĩa từ trong ổ đĩa cứng, công nghệ chế tạo, dung lượng bộ nhớ đệm…
- Kích thước: Để đảm bảo thay thế lắp ráp vừa với các loại máy tính, kích thước của ổ đĩa cứng được chuẩn hoá thành 6 loại là: 5,25 inch dùng trong các máy tính các thế hệ trước. 3,5 inch dùng cho các máy tính cá nhân, máy trạm, máy chủ. 2,5 inch dùng cho máy tính xách tay. 1,8 inch hoặc nhỏ hơn dùng trong các thiết bị kỹ thuật số cá nhân và PC Card. 1,0 inch dùng cho các thiết bị siêu nhỏ (micro device).
