W magnetycznych dyskach twardych jest to czas, w jakim ramię osiąga wybraną ścieżkę wraz z opóźnieniem dla obrotu dysku do ustawienia odpowiedniego sektora pod mechanizmem głowicy.

Gigabajt (pochodzący od przedrostka SI giga-) to jednostka informacji lub pamięci masowej komputera równa miliardowi bajtów. W literaturze zwykle używa się skrótu GB (nie mylić z Gb, który oznacza gigabit), a w potocznej mowie i piśmie "gig" albo "giga".

Zazwyczaj te urządzenia są podłączane do komputera poprzez interfejs IDE (Integrated Drive Electronics). Zasadniczo interfejs IDE jest standardową metodą podłączania urządzeń pamięci masowej do komputera. IDE nie jest techniczną nazwą dla standardu interfejsu. Oryginalna nazwa AT Attachment (ATA) oznacza, że interfejs był początkowo opracowany dla komputera IBM AT. IDE stworzono w celu ustandaryzowania korzystania z dysków twardych w komputerach.

Podstawowym założeniem IDE było połączenie kontrolera i dysku twardego w jednym urządzeniu. Kontroler jest małą płytką drukowaną z układami sterującymi przechowywaniem danych i dostępem do nich. Większość kontrolerów zawiera także trochę pamięci działającej jako bufor w celu zwiększenia osiągów napędu.

Początkowo interfejs SATA był projektowany jako technologia wewnętrznego interfejsu w układach elektronicznych lub stosowanego wewnątrz komputerów. Zapewniał on lepsze parametry i wprowadzał nowe funkcje do wewnętrznej pamięci masowej komputera lub zewnętrznych rozwiązań klienckich. Projektanci szybko zauważyli, że nowy interfejs można rozszerzać poza komputer przy zachowaniu niezawodnego przesyłania danych. Takie same parametry i funkcje stały się dostępne dla zewnętrznych pamięci masowych. Nie trzeba już było polegać na interfejsach USB ani FireWire (IEEE 1394). Nowy interfejs określany jako "external SATA" albo "eSATA" pozwala na podłączanie zewnętrznych urządzeń SATA za pomocą ekranowanych kabli o długości maks. 2 m. SATA jest obecnie domyślnie standardem zewnętrznym. Istnieją dla niego specjalnie określone kable, złącza i wymagania w zakresie sygnału. Nowy standard opublikowano w połowie 2004 roku. Natomiast eSATA zapewnia jeszcze lepsze parametry pracy niż istniejące rozwiązania oraz możliwość podłączania bez konieczności wyłączania komputera.

Najważniejsze zalety eSATA:

• Nawet sześciokrotnie większy transfer niż współczesne rozwiązania zewnętrznej pamięci masowej: USB 2.0 i Firewire (IEEE 1394)
• Wytrzymałe i łatwe w obsłudze zewnętrzne złącze
• Znakomite osiągi i ekonomiczny sposób na zwiększenie pamięci masowej
• Ekranowane kable o długości maks. 2 m i złącza
• Zastosowania eSATA obejmują zewnętrzną pamięć masową dołączaną bezpośrednio (External Direct Attached Storage) dla notebooków, zwykłych komputerów, urządzeń elektroniki użytkowej i serwerów klasy podstawowej.
   

W wielu istniejących zewnętrznych dyskach twardych stosuje się USB i/lub FireWire. Te interfejsy nawet nie zbliżają się do szybkości SATA, jeśli porównać wartości szczytowe, a teoretycznie mogą obniżyć osiągi dysku. W rzeczywistych tekstach jednak wszystkie standardy wykazały szybkości transferu o wiele niższe od wartości szczytowych. Występowały też różnice między platformami (tj. Mac w porównaniu z Windows).

Zewnętrzne napędy USB i FireWire to dyski ATA z odpowiednim układem elektronicznym, który konwertuje protokół ATA na protokół USB lub FireWire, stosowany do podłączania. Takie interfejsy wymagają enkapsulacji lub konwersji przesyłanych danych, a następnie dekapsulacji po ich otrzymaniu. Takie dodatkowe zużycie zasobów przez protokół zmniejsza efektywność wykorzystania magistral hosta, zwiększa obciążenie procesora hosta i wymaga specjalnego układu, aby zredukować obciążenie hosta. W przypadku eSATA nie występuje dodatkowe wykorzystanie zasobów przez protokół, w przeciwieństwie do USB lub IEEE 1394. Można dzięki temu tworzyć macierze dysków o osiągach wykraczających poza sam port eSATA hosta.

Typowa długość kabla wynosi dwa metry (sześć stóp). Zgodność określono w SATA II: Specyfikacje elektryczne, takie jak Gen1m i Gen2m odpowiednio dla 1,5 Gb/s i 3,0 Gb/s. Na większości płyt głównych komputerów nie ma złącza eSATA. Można dodać tę funkcję, montując adapter szyny hosta (host bus adapter - HBA) eSATA lub złącze na śledziu w zwykłych komputerach, albo za pomocą kart rozszerzeń Cardbus lub ExpressCard w notebookach. Nowsze płyty główne, wprowadzone w 2005 r., mogą już być bezpośrednio wyposażone w złącza eSATA.

Uwaga: Przed opublikowaniem ostatecznej specyfikacji eSATA, istniała pewna liczba produktów zaprojektowanych tak, aby możliwe było podłączanie do nich zewnętrznych dysków SATA. W niektórych zastosowano wewnętrzne złącze SATA albo nawet złącza stosowane w innych specyfikacjach interfejsów, takich jak IEEE 1394. Takie produkty nie są zgodne z eSATA.

W świecie komputerów, nadmiarowa macierz niezależnych dysków (redundant array of independent disks), znana też jako nadmiarowa macierz niedrogich dysków (redundant array of inexpensive disks) (zwyczajowo nazywana RAID) to system łączenia wielu dysków twardych w celu współdzielenia albo replikacji danych między nimi. W zależności od wybranej wersji, RAID oferuje jedną lub kilka korzyści w porównaniu z pojedynczymi dyskami: zwiększoną integralność danych, odporność na awarie, przepustowość lub pojemność. Główną zaletą w pierwotnej implementacji (od której pochodzi określenie "nadmiarowa macierz niedrogich dysków") była możliwość połączenia wielu tanich urządzeń, przy użyciu starszej technologii, w macierz, która oferowała większą pojemność, niezawodność, szybkość lub połączenie tych cech, gdy jednocześnie istniały przystępne cenowo pojedyncze urządzenia zbudowane przy wykorzystaniu najnowszej technologii.

Najbardziej podstawowy poziom RAID polega na połączeniu wielu dysków twardych w jedną jednostkę logiczną. System operacyjny widzi wówczas jeden dysk zamiast wielu różnych. Macierze RAID stosuje się zwykle w serwerach. Zazwyczaj (ale niekoniecznie) do ich budowy wykorzystuje się dyski o takiej samej pojemności. Spadające ceny dysków i większa dostępność opcji RAID wbudowanych w układy płyt głównych powodują, że również bardziej zaawansowani użytkownicy komputerów mogą budować macierze. Korzystają na tym szczególnie komputery wyznaczone do zadań intensywnie korzystających z pamięci masowej, takich jak edycja audio i wideo.

Pierwotna specyfikacja RAID podawała szererg prototypowych "poziomów RAID " czyli sposobów łączenia dysków. Każdy z nich miał teoretyczne wady i zalety. Z czasem powstały inne implementacje koncepcji RAID. Większość z nich znacznie się różni od oryginalnych, wzorcowych poziomów RAID, ale ponumerowane nazwy pozostały. Może to prowadzić do nieporozumień, ponieważ np. jedna implementacja RAID 5 różni się w znacznym stopniu od innej. RAID 3 i RAID 4 są często mylone, a nawet używane zamiennie.

Od lat trwa też spór o definicję macierzy RAID jako takich. Termin "nadmiarowy" wywołuje wiele dyskusji i sporów, czy RAID 0 to "naprawdę" typ RAID. Podobnie, zmiana w nazwie słowa "niedrogi" (inexpensive) na "niezależny" (independent) wprowadza nieścisłości co do założonego celu RAID. Istnieją nawet jednodyskowe implementacje koncepcji RAID. W ramach niniejszego artykułu, systemem RAID określamy każdy system, w którym stosuje się zasadnicze koncepcje RAID w celu zmiany fizycznego miejsca na dysku w celu zwiększenia niezawodności, pojemności albo wydajności.

Talerz dysku twardego stanowi element napędu dysku. Jest to okrągły dysk, na którym są zapisane dane magnetyczne. Nazwa pochodzi od mocnej konstrukcji talerzy napędu (w przeciwieństwie do elastycznych materiałów stosowanych przy produkcji dyskietek). Dyski twarde mają zazwyczaj kilka talerzy, które są montowane na tym samym trzpieniu obrotowym. Talerze wykonuje się zazwyczaj z aluminium albo szkła. Tworzyw sztucznych używa się rzadko. Każda ze stron talerza jest pokryta cienką warstwą tlenku żelaza albo innego materiału o podobnych właściwościach magnetycznych. Na takiej powłoce przechowywane są dane magnetyczne. Głowice dysku unoszą się nad powierzchnią talerzy, odczytując i zapisując dane.

Dysk twardy (hard disk drive - HDD, zwany też po prostu dyskiem albo napędem) to urządzenie nieulotnej pamięci masowej, w którym dane są przechowywane na magnetycznej powierzchni naniesionej na talerze dysku. W dysku twardym używa się talerzy. Każdy talerz ma płaską magnetyczną powierzchnię, na której mogą być przechowywane dane cyfrowe. Informacje są zapisywane na dysku poprzez transmisję strumienia elektromagnetycznego przez głowicę odczytująco-zapisującą, znajdującą się bardzo blisko materiału magnetycznego, którego polaryzacja z kolei zmienia się pod wpływem strumienia. Informacje mogą zostać odczytane przez głowicę odczytująco-zapisującą, która wyczuwa zmiany elektryczne, gdy pola magnetyczne przesuwają się blisko niej podczas obrotu talerza.

W typowej konstrukcji dysku twardego stosuje się jedną centralną oś albo trzpień, wokół której talerze obracają się ze stałą prędkością obrotową. W poprzek talerzy i pomiędzy nimi przesuwają się głowice umieszczone na wspólnym ramieniu. Dla każdej powierzchni talerza jest używana jedna głowica. Ramię przesuwa głowice promieniowo w poprzek talerzy podczas ich obrotu. Dzięki temu każda głowica ma dostęp do całej powierzchni na jednej stronie talerza.

Megabajt to jednostka informacji lub pamięci masowej komputera, równa w przybliżeniu milionowi bajtów. Zwyczajowym skrótem od megabajta jest MB (nie mylić z Mb, który oznacza megabit). Potocznie używa się też "meg" albo "mega".

FireWire (znany też jako i.Link lub IEEE 1394) to standard interfejsu szyny szeregowej w komputerach osobistych, który charakteryzuje się szybkim transferem danych i izochronicznymi usługami przesyłu danych w czasie rzeczywistym. FireWire zastąpił SCSI w wielu zastosowaniach ze względu na niższe koszty implementacji, a także uproszczony i łatwiejszy do dostosowania system okablowania.

Od 1995 r. to złącze stosuje się prawie we wszystkich kamerach cyfrowych. Wiele komputerów przeznaczonych do montażu i edycji audio/wideo w domu albo na poziomie profesjonalnym ma wbudowane porty FireWire. Należą do nich np. obecnie produkowane komputery Macintosh i Sony. FireWire przez kilka lat był też atrakcyjną funkcją w odtwarzaczach Apple iPod. Pozwalał on na wgrywanie nowych utworów w kilka sekund przy jednoczesnym ładowaniu akumulatora za pomocą jednego kabla. Apple zaprzestał stosowania i obsługi FireWire, wykorzystuje zamiast tego USB 2.0.

System magnetycznego zapisu prostopadłego
Konwencjonalny zapis podłużny przechowuje dane na dyskach magnetycznych jako mikroskopijne bity ułożone na płaszczyźnie. Wprawdzie nowe odkrycia w dziedzinie powłok magnetycznych stale poprawiają gęstość zapisu danych na HDD, ale magnetyczne bity odpychają się z powodu ułożenia na płaszczyźnie. Zwiększanie gęstości zapisu na dyskach prowadzi do punktu, w którym zagęszczenie danych wpływa na ich jakość. Ograniczenia w pojemności przechowywanych danych zbliżają się więc wielkimi krokami. Układając magnetyczne bity na boku, zapis prostopadły wzmacnia magnetyczne połączenie pomiędzy sąsiadującymi bitami, osiągając stabilną i większą gęstość zapisu i rozszerzenie pojemności.

Nowe dyski firmy Toshiba osiągają najwyższą gęstość zapisu - 206 megabitów na milimetr kwadratowy*3 (133 gigabity na cal kwadratowy). Pojemność talerza 40 GB jest o 33%*4 większa niż w tradycyjnych dyskach Toshiba.

W świecie sprzętu komputerowego, Serial ATA (SATA lub S-ATA) to tehcnologia szyny (magistrali) komputerowej zaprojektowana przede wszystkim w celu transferu danych w obie strony między dyskiem twardym a komputerem. Jest następcą starszego standardu Advanced Technology Attachment (ATA, znanego też jako IDE lub Integrated Drive Electronics). Tę starszą technologię interfejsu zaczęto niedawno nazywać równoległym ATA (Parallel ATA - PATA), aby odróżnić ją od szeregowego ATA (Serial ATA).

SCSI oznacza "Small Computer System Interface" i jest standardem interfejsu i zestawem poleceń dla przesyłu danych pomiędzy urządzeniami na zewnętrznych i wewnętrznych szynach komputera. SCSI zwykle wymawia się "skazi".

SCSI jest zazwyczaj używany dla dysków twardych i taśmowych urządzeń pamięci masowej, ale także łączy szeroką gamę innych urządzeń, takich jak skanery, drukarki, napędy CD-ROM, nagrywarki CD i napędy DVD. Standard SCSI promuje niezależność urządzeń, co oznacza, że teoretycznie SCSI może być używany z każdym rodzajem sprzętu komputerowego.

Od czasów standaryzacji w 1986 roku, SCSI był używany w komputerach Apple Macintosh i Sun Microsystems. Nigdy nie był popularny w świecie komputerów IBM PC, ponieważ dyski w standardzie ATA były tańsze i zapewniały wystarczające osiągi. Wprowadzenie USB, FireWire i ATAPI spowodowało, że SCSI przestał być chętnie stosowany w komputerach z racji wysokich kosztów i stopnia skomplikowania.

Jednocześnie SCSI jest powszechnie stosowany w wydajnych stacjach roboczych, serwerach i urządzeniach peryferyjnych klasy high-end. Macierze RAID w serwerach prawie zawsze wykorzystują dyski twarde SCSI. W komputerach biurkowych i notebookach najczęściej stosuje się interfejsy ATA/IDE lub nowszy SATA do podłączania dysków, a złącza USB lub FireWire do urządzeń zewnętrznych. 

Uniwersalna magistrala szeregowa (Universal Serial Bus - USB) to standard magistrali szeregowej do podłączania urządzeń, zwykle do komputerów PC i Apple Macintosh, który staje się też popularny w konsolach gier wideo, takich jak Sony PlayStation 2, Microsoft Xbox 360, Nintendo Revolution i w palmtopach, a nawet w telewizorach i domowym sprzęcie stereo. USB obsługuje trzy szybkości transferu.

Niska szybkość (Low Speed) - 1,5 Mb/s (183 KiB/s) najczęściej stosowana w urządzeniach do wprowadzania danych (Human Interface Devices - HID), takich jak klawiatury, myszy i dżojstiki.

Pełna szybkość (Full Speed) - 12 Mb/s (1,4 MiB/s). Przed wprowadzeniem specyfikacji USB 2.0 Full Speed była najwyższą osiąganą szybkością. Wiele urządzeń obsługujących szybsze transfery obniża je do tej wartości w przypadku problemów z transmisją. Urządzenia Full Speed dzielą pasmo USB między siebie na zasadzie algorytmu szeregowania "first-come first-served" (pierwszy przyjdzie, pierwszy wykonany). W przypadku kilku izosynchronicznych urządzeń często dochodzi do zablokowania pasma nadmierną ilością danych. Wszystkie koncentratory USB obsługują Full Speed. Duża szybkość (Hi-Speed) - 480 Mb/s (57 MiB/s).

Wprawdzie zwykle urządzenia Hi-Speed określa się jako "USB 2.0", nie wszystkie urządzenia USB 2.0 obsługują tę szybkość. Urządzenie USB powinno podawać szybkość, jakiej będzie używało, za pomocą odpowiedniego oznaczenia na opakowaniu lub na samym urządzeniu. USB-IF certyfikuje urządzenia i udziela licencji na stosowanie specjalnych logo marketingowych dla urządzeń o podstawowej szybkości "Basic-Speed" (niskiej i pełnej) lub dużej High-Speed po przejściu testu zgodności i uiszczeniu opłaty licencyjnej. Wszystkie urządzenia są testowane pod kątem najnowszej specyfikacji, dlatego ostatnio wyprodukowane urządzenia zgodne z Low Speed również są uznawane jako 2.0.

Urządzenia Hi-Speed powinny przełączać się na wolniejszy transfer Full Speed po podłączeniu do koncentratora Full Speed. Koncentratory Hi-Speed mają specjalną funkcję tłumaczenia transakcji USB "Transaction Translator". Ta funkcja oddziela ruch na szynieFull Speed i Low Speed od ruchu Hi-Speed. Transaction Translator w koncentratorze Hi-Speed (lub ewentualnie w każdym porcie, zależnie od konstrukcji elektrycznej) będzie działał jako całkowicie oddzielna szyna Full Speed dla podłączanych do niej urządzeń Full Speed i Low Speed. Ta segregacja dotyczy tylko pasma. Mają zastosowanie inne zasady dotyczące zasilania i liczby podłączanych urządzeń.