Kõvaketas (HDD) — mis see on ja kuidas see töötab

Kõvaketas (HDD) on arvutite andmesalvestusseade, mis kasutab andmete salvestamiseks magnetilist mälu. Kõvaketta mahtu mõõdetakse tavaliselt gigabaitides(GB), kuid kõvaketta mahtu võib mõõta ka terabaidides(TB). Üks gigabait on tuhat megabaiti ja üks megabait on üks miljon baiti, mis tähendab, et gigabait on üks miljard baiti. Mõnel juhul kasutatakse teisendina 1 TB = 1024 GB.

Kuidas kõvaketas töötab

Kõvaketas sisaldab ühte või mitut hõbedase või musta pindmisega ketast (platters), mis keerlevad suure kiirusega ümber spindli. Iga ketta pinnale on kantud õhuke magnetiline kiht, kuhu andmed salvestuvad väga väikeste magnetilisi alasidena. Andmete lugemise ja kirjutamise eest vastutavad liikuva otsikuga (read/write head) peakorpused, mida juhib täpsuspöördaktuaator.

• Platters ja spindel: platters pöörlevad, tavaliselt 5 400, 7 200 või 10 000 pööret minutis (RPM), mis mõjutab kettalt lugemise/kirjutamise latentsust ja järgitlust.
• Read/write heads: pead liiguvad kettapinna kohal väga väikese õhupilu peal, lugedes või muutes magnetilist orientatsiooni andmetena.
• Actuator: see mehaaniline osa viib peakorpuse täpselt õigele ringile ja sektori kohale.
• Kontroller: trükkplaadil olev elektroonika juhib liikumist, teisendab andmeid ja suhtleb arvuti liidese kaudu.

Peamised tehnilised näitajad

• Mahutavus: tänapäevased lauaarvuti kõvakettad ulatuvad mitme terabaitini.
• Kiirus (RPM): 5 400, 7 200 ja 10 000 RPM on levinumad; suurem RPM annab madalama keskmise pöördelatentsuse (näiteks 7 200 RPM → keskmine pöördelatentsus ~4,17 ms).
• Seekwõtik ja latentsus: otsikute liikumise aeg (seek time) ja pöördelatentsus mõjutavad faili avamise ja juhusliku lugemise kiirust.
• Edastuskiirus: määratakse plattersi tiheduse ja liidese (näiteks SATA või SAS) kaudu; järjestikulised lugemis-/kirjutamiskiirused on tavaliselt kümned kuni mitusada megabaiti sekundis.
• Liidesed: tavaliselt SATA lauaarvutites ja sülearvutites, SAS ettevõttekeskkondades; välised HDD-d kasutavad USB/Thunderbolt liideseid.

Formaadid ja kasutusalad

• Formaat: tavalised füüsilised mõõtmed on 3,5" (lauaarvutid) ja 2,5" (sülearvutid ja väikesed välised kettad).
• Rakendused: suured mahutused (varundamine, arhiveerimine, meediakogu), odavam massisalvestus; sobib ka andmebaasi ja failiserverite jaoks, kus vajalik suured sequential read/write ops.

HDD vs SSD

Võrreldes SSD-dega (pooljuhtmälu põhised draivid) on HDD-de eelised ja puudused:

• Eelised: madalam hind gigabaidi kohta, suuremad mahud kättesaadavad odavamalt.
• Puudused: aeglasem juurdepääs andmetele, mehaanilised osad teevad need vastuvõtlikumaks šokkidele ja kulumisele, tavaliselt suurem energiatarve ja müra.

Hooldus ja töökindlus

HDD-de eluiga sõltub kasutusest, tootest ja tingimustest. Mõned soovitused ja vahendid:

• SMART: paljud kõvakettad toetavad SMART-tegevust (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology), mille abil saab jälgida ketta tervist ja varakult hoiatada vigu.
• Varundamine: oluline on regulaarselt varundada kriitilisi andmeid, sest mehaaniline rike võib põhjustada andmete kadu.
• Puhastus ja jahutus: hea ventilatsioon ja jahe töötemperatuur pikendavad eluiga.
• Lisameetmed: sisseehitatud RAID-paigutus või pilve-varundus lisavad andmete kaitset.

Andmete taastamine

Kui kõvaketas hakkab veidi klõbisema, tekkivad lugemisvead või ketas ei ilmu süsteemis, on oluline tegutseda ettevaatlikult:

• Lülita ketas kohe välja, kui kuuled ebaharilikku kriuksumist või klõpsimist — edasine kasutamine võib olukorda halvendada.
• Proovi tarkvarapõhist andmete taastamist ainult juhul, kui ketas tundub elektrooniliselt korras (nt ketas on tuvastatav); muidu pöördu professionaalse andme taastamise teenuse poole.
• Kasutaja tasandil aitab regulaarselt tehtud varundus vältida andmekadu.

Kokkuvõte ja praktilised nõuanded

• Kui vajad suurt salvestusruumi madala hinnaga (näiteks meediumifailide, varukoopiate või arhiveerimiseks), on HDD sageli parem valik.
• Täiustatud jõudluse ja kiiruse (operatsioonisüsteemi kettana, programmide laadimisel) puhul on SSD parem, kuid kombineeritud lähenemine (SSD süsteemikettaks + HDD andmete hoidmiseks) on praktiline ja levinud.
• Jälgi SMART-andmeid, hoia varukoopiad, väldi füüsilisi šokke ja tagi kettale hea jahutus — need sammud vähendavad andmekadude riski ja pikendavad HDD teenindusaega.

Erinevad liidesed

Aastate jooksul on olnud palju erinevaid kettaliidese tüüpe, kuigi kõik kasutasid sama pöörleva plaadi salvestustehnoloogiat. Erinevused seisnesid selles, kuidas andmed kodeeriti binaarseks, andmete terviklikkuses, andmeedastuskiiruses, kaabeldamisnõuetes ja maksumuses. Aastal 2009 oli tavaline, et kõvaketta kinnitamiseks kasutati Serial ATA-ühendust. Sellele eelnenud ühendust nimetati "IDE" ja tänapäeval nimetatakse seda paralleelseks ATA-ühenduseks. Suurtes andmekeskustes kasutatakse sageli Fibre Channelit.

Serverite puhul on SCSI-liides väga populaarne. SCSI-liidest on mitut tüüpi ja versiooni, näiteks paralleelset ja Serial Attached SCSI, millest igaüks on kiiruse ja hinna poolest suurem. Serverites kasutatakse sageli mitut SCSI-ketast koos, et kaitsta andmeid andmete kadumise või riknemise eest (seda nimetatakse RAID-ks - ja neid konfiguratsioone on palju).

Serial ATA kaablid on levinud viis kõvaketaste ühendamiseks.

Küsimused ja vastused

K: Mis on kõvaketas?

K: Kuidas mõõdetakse tavaliselt kõvaketta mahutavust?

K: Mida kujutab endast üks gigabait?

K: Kas on olemas suuremaid mahtusid kui gigabaidid?

Otsing