В магнитных жестких дисках так называется время, необходимое коромыслу для доступа к нужной дорожке, включая задержку, вызванную вращением диска, во время которого нужный сектор подводится к механизму считывания и записи.

Гигабайт (приставка «гига-» определяется системой СИ) — это один миллиард байт. Обычно это слово сокращается как «Гб» (не путайте с «Гбит», сокращением от слова «гигабит»), а в разговорной речи звучит как «гиг».

Как правило, все устройства хранения данных подключаются к компьютеру через стандартный интерфейс Integrated Drive Electronics (IDE). На самом деле IDE — это не настоящее техническое название стандарта интерфейсов. Исходное название, AT Attachment (ATA), указывает на то, что изначально эта технология была разработана для компьютеров IBM AT. Она должна была стандартизировать использование жестких дисков в компьютерах.

Основная идея заключалась в объединении жесткого диска и контроллера — небольшой печатной платы с чипами, которая дает жесткому диску инструкции относительно того, как хранить и использовать данные. Большинство контроллеров имеют небольшой объем памяти, которая выступает в роли буфера, повышающего производительность жесткого диска.

Изначально интерфейс SATA был разработан как технология для внутренних компонентов оборудования. Он улучшал качество и производительность их работы и обеспечивал внутренним компонентам компьютеров и системам хранения данных новые возможности. Разработчики быстро поняли, что новый интерфейс можно использовать и во внешнем оборудовании, что позволит добиться той же производительности и обеспечит доступ к тем же функциям при работе с внешними системами хранения данных. Это позволяло отказаться от использования интерфейсов USB и FireWire (IEEE 1394). Новую версию интерфейса назвали external SATA, или eSATA. С его помощью можно подключать к компьютеру устройства SATA, используя экранируемый кабель длиной до двух метров. Интерфейс SATA стал стандартом для подключения внешних устройств. Стандарты специальных кабелей, разъемов и требования к порядку передачи данных были утверждены в новых нормах в середине 2004 года. Интерфейс eSATA обеспечивает большую производительность, чем существующие решения, и поддерживает «горячее» подключение.

Ключевые преимущества интерфейса eSATA

• Увеличение скорости передачи данных в шесть раз по сравнению с другими современными внешними решениями для хранения данных — USB 2.0 и Firewire (IEEE 1394).
• Надежность и удобство подключения внешних устройств.
• Высокая производительность и возможность создавать экономичные системы хранения данных.
• Возможность использовать экранированный кабель с разъемами, длиной до двух метров.
• Среди устройств, в которых применяется этот интерфейс, — расширенные системы хранения данных с прямым подключением для ноутбуков и настольных компьютеров, бытовая электронная техника и входные серверы.
   

Во многих внешних жестких дисках используются интерфейсы USB и FireWire. При сравнении пиковых значений они имеют более низкие показатели скорости, чем SATA, и теоретически могут снизить производительность диска. Однако при тестировании в реальных условиях все стандарты демонстрируют скорость передачи данных ниже максимального значения. Кроме того, показатели зависят от различий между платформами (например, Mac и Windows).

Внешние жесткие диски с интерфейсами USB и FireWire — на самом деле диски с интерфейсом ATA, оснащенные специальным чипом, который преобразует данные из протокола ATA в протокол USB или FireWire. Они требуют инкапсуляции или преобразования передаваемых данных и соответствующей обратной обработки при получении. Это снижает эффективность работы, повышает нагрузку на центральный процессор или приводит к необходимости использовать для его разгрузки специальный чип. Показатели интерфейса eSATA превосходят аналогичные показатели USB и IEEE 1394 благодаря отсутствию преобразования между протоколами. Этот интерфейс идеально подходит для использования в массивах дисков, обеспечивая производительность на уровне производительности порта eSATA, к которому они подключаются.

Стандартная длина кабеля — два метра. Соответствующие требования изложены в спецификации SATA II: Electrical Specification, а также в спецификациях Gen1m и Gen2m для скоростей 1,5 Гбит/с и 3,0 Гбит/с. На сегодняшний день большинство материнских плат не оснащаются разъемом eSATA. Поддержку этого интерфейса можно обеспечить, добавив адаптер главной шины eSATA или специальный соединитель (для настольных компьютеров) либо устройство Cardbus или ExpressCard (для ноутбуков). Новые материнские платы, представленные в 2005 году, могут оснащаться разъемами eSATA.

Примечание. До введения в действие окончательной спецификации eSATA было выпущено некоторое количество продуктов с возможностью внешнего подключения дисков SATA. Некоторые из них используют внутренний разъем SATA или разъемы, разработанные для других интерфейсов, например IEEE 1394. Такие продукты несовместимы с интерфейсом eSATA.

Термин Redundant Array of Independent Disks («избыточный массив независимых дисков») или Redundant Array of Inexpensive Disks («избыточный массив недорогих дисков») описывает систему, в которой несколько жестких дисков используются для совместного хранения или репликации данных. В зависимости от версии RAID-устройства его преимуществами перед одиночными дисками могут быть повышение целостности данных, устойчивость к сбоям, скорость работы и емкость. В исходном варианте (аббревиатура которого расшифровывалась как redundant array of inexpensive disks) основным преимуществом была возможность сочетать, используя устаревшую технологию, несколько недорогих устройств в массив, обладавший большей емкостью, надежностью и скоростью работы. Это было более выгодно, чем приобретать одно устройство, в котором используется новая технология.

На простейшем уровне технология RAID позволяет объединять несколько жестких дисков в одно логическое устройство, то есть вместо нескольких дисков операционная система будет видеть один. Обычно такая технология используется на серверах. При этом, как правило (но не обязательно), применяются диски одного размера. По мере снижения цен на жесткие диски и внедрения функций RAID в чипсеты материнских плат эта система также стала использоваться опытными пользователями компьютеров. Особенно часто она встречается в компьютерах, которые используются для задач, требовательных к хранилищам данных, таких как редактирование видео- и аудиоматериалов.

В исходной спецификации предлагалось несколько "уровней RAID" — сочетаний дисков. У каждого из уровней были и преимущества, и недостатки. Со временем появились разные варианты реализации RAID-устройств. Большинство из них существенно отличаются от изначальной идеи уровней RAID, однако традиция использовать названия с номерами сохранилась. Иногда это может вводить в заблуждение, поскольку одна реализация RAID 5 может сильно отличаться от другой. Часто также путают реализации RAID 3 и RAID 4; иногда эти варианты даже могут быть взаимозаменяемыми.

Само определение термина RAID вызывает споры на протяжении многих лет. Использование слова «избыточный» заставляет многих углубляться в детали и рассуждать о том, можно ли назвать RAID 0 настоящим типом RAID-устройства. Подобным же образом замена слова «недорогих» на слово «независимых» вводит многих пользователей в заблуждение относительно изначального предназначения системы RAID. Существуют даже варианты, в которых концепция RAID реализуется с использованием одного диска. В нашей статье мы будем считать, что любая система, в которой для объединения физических дисков в целях повышения надежности, емкости или производительности используются базовые принципы RAID, называется системой RAID.

Пластина — это компонент жесткого диска, представляющий собой диск, на котором хранятся магнитные данные. Она изготавливается из жестких материалов, и именно поэтому жесткий диск так называется (в противоположность гибким дискам ‧— дискетам, сделанным из гибких материалов). Обычно жесткие диски оснащаются несколькими пластинами, которые установлены на одном шпинделе и, как правило, сделаны из алюминия или стекла; пластмасса используется достаточно редко. На каждую из сторон пластины наносится тонкий слой оксида железа или другого вещества, обладающего такими же магнитными свойствами. Именно в этом слое хранятся данные. Головки перемещаются над поверхностью пластин, считывая или записывая информацию.

Жесткий диск — это энергонезависимое устройство, информация в котором хранится на находящихся в нем пластинах. Каждая пластина имеет магнитную поверхность, на которую записываются цифровые данные. Это делается путем передачи электромагнитного потока через головку для считывания и записи, которая расположена очень близко к магнитному материалу, изменяющему свою полярность в соответствии с потоком. Считывание производится головкой, которая определяет электрические изменения магнитных полей, проходя в непосредственной близости над вращающейся пластиной.

Обычно в жестком диске есть центральная ось (шпиндель), вокруг которой с постоянной скоростью вращаются пластины. Головки для считывания и записи перемещаются на коромысле над пластинами и между ними, по одной головке на каждую поверхность пластины. Коромысло перемещает головки по пластинам в радиальном направлении во время их вращения, что обеспечивает каждой головке доступ ко всей поверхности пластины.

Мегабайт — это единица измерения объема компьютерных данных, примерно равная одному миллиону байт. Обычно это слово сокращается как «Мб» (не путайте с «Мбит», сокращением от слова «мегабит»), а иногда звучит как «мег».

FireWire (также известен как i.Link или IEEE 1394) — это стандарт интерфейса последовательной шины персональных компьютеров (а также цифровых аудио- и видеоустройств). Он обеспечивает высокую скорость работы и асинхронную передачу данных в режиме реального времени. FireWire во многих областях заменил интерфейс SCSI благодаря меньшей стоимости и простоте реализации, а также более адаптивной системе подключения.

Почти все современные цифровые видеокамеры поддерживают интерфейс FireWire с 1995 года. Многие компьютеры, предназначенные для домашней или профессиональной работы с аудио- и видеоматериалами (в частности, все производимые в настоящее время компьютеры Macintosh и Sony), также содержат порты FireWire. Кроме того, поддержка FireWire на протяжении нескольких лет была привлекательной особенностью устройств Apple iPod, поскольку позволяла загружать новые песни за несколько секунд и одновременно заряжать аккумулятор. Однако компания Apple отказалась от этой технологии в пользу интерфейса USB 2.0.

Система перпендикулярной магнитной записи
При обычной продольной записи данные хранятся на магнитном диске в виде микроскопических магнитных битов. Развитие технологии магнитных покрытий позволяет повышать плотность записи данных на жесткие диски, однако магнитные биты воздействуют друг на друга из-за своего расположения на плоскости. Дальнейшее увеличение плотности рано или поздно приведет к падению качества записи, и предельный объем хранимых данных будет легко достижим в ближайшем будущем. Технология, предполагающая размещение магнитных битов перпендикулярно поверхности диска, позволяет укреплять парные связи между ближайшими битами, что обеспечивает более высокую плотность записи и увеличение емкости.

Новые жесткие диски компании Toshiba обеспечивают максимальную на данный момент плотность записи — 206 мегабит на квадратный миллиметр*3 (133 гигабита на квадратный дюйм). Емкость пластины в 40 Гб на 33 %*4 больше, чем у традиционных жестких дисков компании Toshiba.

В применении к компьютерному оборудованию Serial ATA (SATA или S-ATA) — это технология шины, изначально разработанная для передачи данных на жесткий диск и с него, развитие устаревшего стандарта Advanced Technology Attachment (ATA, также известного как IDE — Integrated Drive Electronics). При этом старая технология была переименована в Parallel ATA (PATA), чтобы отличать ее от Serial ATA.

Аббревиатура SCSI означает Small Computer System Interface («интерфейс для небольших компьютерных систем»). Это стандартный интерфейс и набор команд для передачи данных между устройствами по внутренним и внешним шинам компьютера. Его название обычно произносят как «скази».

Чаще всего он используется для работы с жесткими дисками и накопителями на магнитных лентах, а также для подключения множества других устройств, в том числе сканеров, принтеров, CD- и DVD-приводов. Фактически стандарт SCSI был воплощением идеи независимых устройств, что означало, что теоретически этот интерфейс можно было использовать для подключения компьютерного оборудования любого типа.

С 1986 года, когда этот интерфейс приняли в качестве стандарта, он стал основным в компьютерах компаний Apple Macintosh и Sun Microsystems. Он не получил популярности у производителей компьютеров IBM PC из-за того, что интерфейс ATA оказался более дешевым и производительным. Внедрение стандартов USB, FireWire и ATAPI привело к тому, что для производителей компьютеров типа PC использование интерфейса SCSI стало невыгодным из-за его дороговизны и постоянно растущей сложности.

В настоящее время этот интерфейс популярен среди разработчиков высокопроизводительных рабочих станций, серверов и периферийных устройств. В RAID-массивах на серверах почти всегда используются жесткие диски с этим интерфейсом. В настольных компьютерах и ноутбуках для подключения жестких дисков чаще используется интерфейс ATA/IDE или более новый интерфейс SATA, а для подключения внешних устройств — интерфейсы USB и FireWire. 

Интерфейс Universal Serial Bus (USB) — это стандарт для подключения внешних устройств. Чаще всего он используется в компьютерах PC и Apple Macintosh, однако также становится все более популярен среди разработчиков игровых консолей (например, Sony PlayStation 2, Microsoft Xbox 360, Nintendo Revolution) и карманных компьютеров, а также таких устройств, как телевизоры и домашние стереосистемы. Интерфейс USB поддерживает три скорости передачи данных.

Низкая скорость, 1,5 Мбит/с, чаще всего используется для подключения HID-устройств (Human Interface Device — устройство с человеческим интерфейсом), например клавиатур, мышей и джойстиков.

Полная скорость, 12 Мбит/с, — максимальная скорость передачи данных, которая была доступна до появления спецификации USB 2.0. Многие устройства используют именно этот уровень. Такие устройства разделяют полосу пропускания USB по принципу «пришедший первым обслуживается в первую очередь», и выход за ее пределы при использовании нескольких несинхронных устройств не редкость. Все USB-концентраторы поддерживают полную скорость. Высокая скорость — 480 Мбит/с (57 Мб/с).

Хотя обычно высокоскоростные устройства обозначаются как устройства USB 2.0, не все устройства USB 2.0 — высокоскоростные. На устройстве должна быть указана используемая скорость (обычно с помощью наклейки на упаковке или на самом устройстве). Программа USB-IF сертифицирует устройства и предоставляет лицензии на использование специальных логотипов для устройств с базовой (низкой или полной) или высокой скоростью передачи данных после того, как пройдены тесты и уплачен лицензионный сбор. Все устройства тестируются на соответствие последним спецификациям, поэтому все низкоскоростные устройства, прошедшие сертификацию недавно, фактически соответствуют стандарту 2.0.

Высокоскоростные устройства должны переходить на более низкую скорость передачи данных при подключении к концентратору, поддерживающему полную скорость. Высокоскоростные концентраторы обладают особой функцией, которая называется Transaction Translator. Она отделяет потоки данных с шин полной и низкой скоростей от потока данных с высокоскоростной шины. Благодаря этой функции высокоскоростной концентратор (или отдельные порты, если это позволяет конструкция) может работать как совершенно независимая шина с полной скоростью для устройств, рассчитанных на низкую и полную скорость передачи данных. Такое разделение будет распространяться только на полосу пропускания; правила в отношении электропитания и глубины концентратора при этом действуют без изменений.