Ổ đĩa cứng là một thiết bị rất quan trọng trong bộ máy máy tính. HDD là một ổ đĩa sớm được sử dụng và rất phổ biến hiện nay. Vậy HDD là gì. Hãy tìm hiểu bài viết dưới đây nhé!
Mục Lục
1. HDD là gì?
HDD – Hard Disk Drive là ổ đĩa cứng truyền thống, nó lưu dữ liệu trên các bề mặt tấm đĩa tròn phủ vật liệu từ tính.
Khi hoạt động các tấm đĩa có thể được quay bằng một động cơ để đọc ghi dữ liệu. Do đó tốc độ quay lớn sẽ góp một phần làm tăng vận tốc đọc ghi dữ liệu.
VD một ổ cứng có tốc độ quay 7200RPM sẽ luôn cho tốc độ đọc ghi nhanh hơn một ổ 5400RPM (vòng trên phút).
2. Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động căn bản là có một đĩa tròn làm bằng nhôm (hoặc thủy tinh, hoặc gốm) được phủ vật liệu từ tính. Giữa ổ đĩa có một động cơ quay để để đọc/ghi dữ liệu, Kết hợp với những thiết bị này là những bo mạch điện tử nhằm điều khiển đầu đọc/ghi đúng vào vị trí của cái đĩa từ lúc nãy khi đang quay để giải mã nội dung.
Vì vậy mà các thao tác của bạn như chép nhạc, phim hay dữ liều (Cài đặt ứng dụng, game) nào đấy từ máy tính ra thiết bị khác (USB, Ổ cứng) nhanh hay chậm cũng dựa vào phần này, thêm nữa chất liệu của các linh kiện trong ổ cứng này càng tốt thì dữ liệu bạn lưu trên này sẽ an toàn hơn.
HDD có tốc độ quay 5400 rpm hoặc cao hơn là 7200 rpm (Round per minute: Số vòng quay trong 1 phút), trong đó HDD cũng có nhiều thế hệ để đánh giá năng lực giải quyết như trước thì có SATA 1, cao hơn có SATA 2 (tốc độ đọc/ghi 200 MB/s), SATA 3 (tốc độ đọc/ghi 6 Gbp/s).
3. Cấu tạo của HDD
Hình ảnh bên trong một ổ cứng HDD
CỤM ĐĨA: gồm có tất cả CÁC ĐĨA, TRỤC QUAY VÀ ĐỘNG CƠ.
- Đĩa từ.
- Trục quay: truyền chuyển động của đĩa từ.
- Động cơ: Được gắn đồng trục với trục quay và các đĩa.
CỤM ĐẦU ĐỌC
- Đầu đọc (head): Đầu đọc/ghi dữ liệu
- Cần di chuyển đầu đọc (head arm hoặc actuator arm)
CỤM MẠCH ĐIỆN
- Mạch điều khiển: có nhiệm vụ điều khiển động cơ đồng trục, điều khiển sự di chuyển của cần di chuyển đầu đọc để đảm bảo đến đúng vị trí trên bề mặt đĩa.
- Mạch xử lý dữ liệu: sử dụng để xử lý những dữ liệu đọc/ghi của ổ đĩa cứng.
- Bộ nhớ đệm (cache hoặc buffer): là địa điểm tạm lưu dữ liệu trong quá trình đọc/ghi dữ liệu. Dữ liệu trên bộ nhớ đệm sẽ đánh mất khi ổ đĩa cứng ngừng được cấp điện.
- Đầu cắm nguồn phân phối điện cho ổ đĩa cứng.
- Đầu kết nối giao tiếp với máy tính.
- Các cầu đấu thiết đặt (jumper) thiết đặt chế độ làm việc của ổ đĩa cứng: lựa chọn chế độ làm việc của ổ đĩa cứng (SATA 150 hoặc SATA 300) hay thứ tự trên các kênh trên ăn nói IDE (master hay slave hoặc tự lựa chọn), lựa chọn các chỉ số thực hiện công việc khác…
VỎ ĐĨA CỨNG
- Vỏ ổ đĩa cứng gồm các phần: Phần đế chứa các linh kiện gắn trên nó, phần nắp đậy lại để bảo vệ các linh kiện bên trong.
- Vỏ ổ đĩa cứng có chức năng chính nhằm định vị các linh kiện và đảm bảo độ kín khít để không cho phép bụi được lọt vào bên trong của ổ đĩa cứng.
Ngoài ra, vỏ đĩa cứng còn có công dụng chịu đựng sự va chạm (ở mức độ thấp) để bảo vệ ổ đĩa cứng.
Do đầu từ chuyển động rất sát mặt đĩa nên nếu như có bụi lọt vào trong ổ đĩa cứng cũng có thể làm xước bề mặt, mất lớp từ và hư hỏng từng phần (xuất hiện các khối hư hỏng (bad block)… Thành phần bên trong của ổ đĩa cứng là không khí có độ sạch cao, để cam kết áp suất cân bằng giữa môi trường bên trong và bên ngoài, trên vỏ bảo vệ có các hệ lỗ thoáng cam kết cản bụi và cân bằng áp suất.
ĐĨA TỪ
Đĩa từ (platter): Đĩa thường cấu tạo bằng nhôm hoặc thuỷ tinh, trên bề mặt được phủ một lớp vật liệu từ tính là nơi chứa dữ liệu. Tuỳ theo hãng sản xuất mà các đĩa này được sử dụng một hoặc cả hai mặt trên và dưới. Số lượng đĩa có thể nhiều hơn một, phụ thuộc vào dung lượng và công nghệ của mỗi hãng sản xuất không giống nhau.
Mỗi đĩa từ có thể sử dụng hai mặt, đĩa cứng có thể có nhiều đĩa từ, chúng gắn song song, quay đồng trục, cùng tốc độ với nhau khi công việc.
SECTOR
Trên track chia thành những phần nhỏ bằng các đoạn hướng tâm thành các sector. Các sector là phần nhỏ cuối cùng được chia ra để chứa dữ liệu. Theo chuẩn thông thường thì một sector chứa dung lượng 512 byte.
Số sector trên các track là không giống nhau từ phần rìa đĩa vào đến vùng tâm đĩa, các ổ đĩa cứng đều chia ra hơn 10 vùng mà trong mỗi vùng có số sector/track bằng nhau.
CYLINDER
Tập hợp các track cùng bán kính (cùng số hiệu trên) ở các mặt đĩa không giống nhau thành các cylinder. Nói một cách chính xác hơn thì: khi đầu đọc/ghi đầu tiên làm việc tại một track nào thì tập hợp toàn bộ các track trên các bề mặt đĩa còn lại mà các đầu đọc còn lại đang làm việc tại đấy gọi là cylinder (cách giải thích này chuẩn xác hơn bởi có thể xuất hiện thường hợp các đầu đọc không giống nhau có khoảng cách đến tâm quay của đĩa không giống nhau do quá trình chế tạo).
TRỤC QUAY
Trục quay là trục để gắn các đĩa từ lên nó, chúng được nối trực tiếp với động cơ quay đĩa cứng. Trục quay có nhiệm vụ truyền chuyển động quay từ động cơ đến các đĩa từ.
Trục quay thường chế tạo bằng các vật liệu nhẹ (như hợp kim nhôm) và được chế tạo tuyệt đối chính xác để đảm bảo trọng điểm của chúng không được sai lệch – bởi chỉ một sự sai lệch nhỏ có thể gây nên sự rung lắc của tất cả đĩa cứng khi làm việc ở tốc độ cao, dẫn đến quá trình đọc/ghi không chuẩn xác.
CẦN DI CHUYỂN ĐẦU ĐỌC/GHI
Cần di chuyển đầu đọc/ghi là các thiết bị mà đầu đọc/ghi gắn vào nó. Cần có nhiệm vụ di chuyển theo phương song song với các đĩa từ ở một khoảng cách cụ thể, dịch chuyển và định vị chính xác đầu đọc tại các vị trí từ mép đĩa đến vùng phía trong của đĩa (phía trục quay).
Các cần di chuyển đầu đọc được di chuyển cùng lúc đó với nhau do chúng được gắn chung trên một trục quay (đồng trục), có nghĩa rằng khi việc đọc/ghi dữ liệu trên bề mặt (trên và dưới nếu là loại hai mặt) ở một vị trí nào thì chúng cũng hoạt động cùng vị trí tương ứng ở các bề mặt đĩa còn lại.
4. Các loại ổ cứng HDD
Được sử dụng từ rất sớm vì thế tới nay HDD có rất nhiều mẫu mã và chuẩn giao tiếp khác nhau.
SATA 3 là một trong những chuẩn giao tiếp phổ biến nhất, chúng ta có thể phân loại chúng theo các kích thước như sau:
2.5 inch:
Đây là kích thước phổ biến nhất, chiếm đa số trên các desktop, máy tính cá nhân, có dung lượng, tốc độ đọc ghi trung bình, tuy vậy vẫn đạt tới 5TB và tốc độ khoảng từ 50MB/s đến 150MB/s.
Ngoài ra 2.5 SATA còn có ưu thế là có độ ồn thấp.
3.5 inch:
Dung lượng lớn lên tới 14TB, cho tốc độ đọc ghi cao, đạt 250MB/s, được dùng rộng rãi trên các máy trạm và máy tính để bàn.
5.25 inch:
Là ổ cứng thường dùng trong các hệ thống máy tính thế hệ đầu, khá cồng kềnh và cho hiệu suất kém, đã không được sử dụng từ năm 1990.
Mình vừa chia sẻ một vài thông tin về ổ cứng máy tính HDD, các bạn có câu hỏi gì hãy để lại dưới phần bình luận nhé! cảm ơn đã theo dõi bài viết.
Như Hoan – Tổng hợp, chỉnh sửa
(Nguồn tham khảo: Thegioididong, Phongvu)
