دیسک سخت یا هارد دیسک (HDD) یک رسانه ذخیره‌ساز غیرفرار است. منظور از غیرفرار این است که این وسایل با خاموش شدن دستگاه، اطلاعات را حفظ می‌کنند. تمام کامپیوترها و سرورها به یک حافظه ذخیره‌سازی جانبی نیاز دارند و هارد دیسک یکی از انواع حافظه‌ها است.
هارد دیسک‌ها اغلب داخل کامپیوترهای رومیزی، انواع مختلف سرورها و آرایه‌های ذخیره‌سازی سازمانی در مراکز داده نصب می‌شوند. آنها می‌توانند با استفاده از دیسک‌های مغناطیسی، فریم‌ویر و دستوراتی که از سمت سیستم عامل برای آنها ارسال می‌شود، اقدام به ذخیره‌سازی اطلاعات کنند. برای آشنایی کامل به هاردهای HDD و نحوه کار و انواع آنها تا پایان با ما همراه باشید.
هارد دیسک (HDD) چیست؟
هارد دیسک (hard disk drive) رسانه ذخیره‌ساز غیر فرار، نقش مهمی در سرورها و مراکز داده ایفا می‌کند. این رسانه قدیمی و قدرتمند، اطلاعات را روی دیسک‌های چرخان ذخیره می‌کند و ساده‌ترین راهکار برای دسترسی به اطلاعات را امکان‌پذیر می‌کند. هارد دیسک‌ها از نظر ظرفیت ذخیره‌سازی، سرعت و کاربرد انواع مختلفی دارند.
امروزه، هارد دیسک‌های با ظرفیت 2 ترابایت به شکل گسترده‌ای در زمینه‌های خانگی مورد استفاده قرار می‌گیرند، هرچند در سرورها از هارد دیسک‌های چندترابایتی استفاده می‌شود تا مشکلی از بابت ذخیره‌سازی اطلاعات در کوتاه‌مدت وجود نداشته باشد.
هنگامی که صحبت از هارد دیسک‌ها به میان می‌آید، سرعت چرخش دیسک معیار مهمی است که باید به آن دقت کنید. سرعت چرخش دیسک‌ها بر حسب دور در دقیقه (RPM) اندازه‌گیری می‌شود. هر چه RPM بیشتر باشد، هارد دیسک با سرعت بیشتری دسترسی به اطلاعات را امکان‌پذیر می‌کنند. سرعت‌های رایج در این زمینه 5400، 7200 و 10000 هستند. زمان جستجو، زمانی است که طول می‌کشد تا هد خواندن/نوشتن به موقعیت مورد نظر روی دیسک برسد. هر چه زمان جستجو کمتر باشد، هارد دیسک سریعتر است. سرعت انتقال داده‌ها بیان‌گر، نرخ انتقال اطلاعات بین هارد دیسک و سرور است. این سرعت به رابط کاربری هارد که از نوع SATA یا SAS است، بستگی دارد. در شرایطی که SATA سرعت انتقال 6 گیگابیت بر ثانیه را ارائه می‌کند، در مقابل رابط SAS سرعت انتقال 12 گیگابیت بر ثانیه را ارائه می‌کند.
هارد دیسک‌ها کاربردهای مختلفی در مقیاس خانگی و تجاری دارند. کاربرد اصلی هارد دیسک‌ها، ذخیره‌سازی و سازمان‌دهی اطلاعات هستند، با این‌حال، هنگامی که در قالب مجموعه‌ای از دیسک‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند، راهکاری جامع برای ذخیره‌سازی، محافظت و دسترسی به اطلاعات در اختیار ما قرار می‌دهند. بنابراین، به عنوان رسانه آرشیو اطلاعات نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. هارد دیسک‌ها به دو نوع اصلی داخلی و خارجی تقسیم می‌شوند. هارد دیسک‌های داخلی از طریق رابط‌هایی مثل SATA، SAS و نوع قدیمی IDE که دیگر استفاده نمی‌شود، در سرورها و کامپیوترهای شخصی نصب می‌شوند.
هارد دیسک‌های خارجی از طریق مکانیزم‌های مختلفی که رایج‌ترین آنها رابط‌های USB هستند، فرآیند انتقال اطلاعات میان هارد دیسک و سرور را امکان‌پذیر می‌کنند. رسانه ذخیره‌ساز دیگری که امروزه نقش مهم و کلیدی در دنیای مراکز داده دارد، حافظه‌های حالت جامد (SSD) است که برعکس هارد دیسک‌ها، از حافظه فلش برای ذخیره سازی داده‌ها به جای دیسک‌های چرخان استفاده می‌کنند. بنابراین، سرعت بیشتری دارند، بی صدا هستند و بادوام‌تر از هارد دیسک‌ها هستند، در مقابل، قیمت بیشتری نیز دارند. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد حافظه‌های SDD، خواندن مقاله هارد ssd چیست را پیشنهاد می‌کنیم.
به طور کلی، هنگامی که صحبت از هارد دیسک‌ها به میان می‌آید، این رسانه ذخیره‌سازی محبوب، یکسری مزایای کلیدی در اختیار ما قرار می‌دهد که از مهم‌ترین آنها به موارد زیر باید اشاره کرد:
- قیمت مناسب: هارد دیسک‌ها به ازای هر گیگابایت فضای ذخیره‌سازی، قیمت به مراتب کمتری نسبت به حافظه‌های SSD دارند.
- ظرفیت ذخیره‌سازی بالا: هارد دیسک‌ها می‌توانند ظرفیت ذخیره‌سازی بسیار بالایی داشته باشند و امروزه با ظرفیت‌های 20 ترابایت یا بیشتر نیز قابل خریداری هستند.
- قابلیت اطمینان: هارد دیسک‌ها به طور کلی قابل اعتماد هستند و می‌توانند سال‌ها بدون مشکل کار کنند، حال اگر آنها را در قالب معماری رید ترکیب کنیم، قابلیت اطمینان بیشتری در اختیار ما قرار می‌دهند.
با این‌حال، این رسانه‌های قدیمی معایبی نیز دارند که از مهم‌ترین آنها به موارد زیر باید اشاره کرد:
- سرعت: هارد دیسک‌ها کندتر از حافظه SSD هستند.
- سر و صدا: هارد دیسک‌ها هنگام کار صدای بیشتری تولید می‌کنند.
- لرزش: هارد دیسک‌ها می‌توانند به لرزش و ضربه حساس باشند که می‌تواند منجر به از دست دادن داده‌ها یا خرابی فیزیکی شود.
هارد HDD چگونه کار می کند؟
هارد دیسک معمولی از چند صفحه دیسک (پلاتر) تشکیل شده‌است. این صفحات دایره‌ای شکل هستند و از آلومینیوم، شیشه یا سرامیک ساخته می‌شوند. صفحات دیسک روی یک محور در یک محفظه قرار گرفته‌اند. دسترسی به این صفحات از طریق یک بازو انجام می‌شود. در بطن این زیرساخت، یک موتور به محور متصل است و باعث چرخش صفحات می‌شود.
داخل محفظه هدهای خواندن/نوشتن وجود دارند که با استفاده از یک هد مغناطیسی، اطلاعات را به صورت مغناطیسی روی صفحات ذخیره و بازیابی می‌کنند. این صفحات یک پوشش نازک مغناطیسی هم دارند. موتور می‌تواند صفحات را تا ۱۵,۰۰۰ دور در دقیقه بچرخاند که البته این مسئله به نوع هارد دیسک و ظرفیت آن بستگی دارد. در حالی که صفحات در حال چرخش هستند، موتور دیگری موقعیت هدهای خواندن و نوشتن را کنترل می‌کند. این هدها به صورت مغناطیسی اطلاعات را روی هر صفحه ذخیره و بازیابی می‌کنند.
انواع هارد HDD
هنگامی که صحبت از انواع هارد دیسک به میان می‌آید، در حقیقت منظور ما رابط‌هایی است که هارد دیسک‌ها بر مبنای آن کار می‌کنند. امروزه، هارد دیسک‌ها بر مبنای رابط‌های زیر در سیستم‌ها نصب شده و مورد استفاده قرار می‌گیرند:
- PATA: این رابط قدیمی است و دیگر در کامپیوترها یا سرورهای جدید یافت نمی‌شود.
- SATA: این رابط رایج‌ترین رابط برای هارد دیسک‌های امروزی است و از سرعت و کارایی بالاتری نسبت به PATA برخوردار است.
- SAS: رابط پیشرفته‌تری نسبت به SATA است که قادر است، اطلاعات را با سرعت دو برابر بیشتر انتقال دهد.
- رابط سیستم کامپیوتر کوچک (SCSI): این رابط اغلب در سرورها و کامپیوترهای قدرتمند استفاده می‌شود و از سرعت و قابلیت اطمینان بالایی برخوردار است، اما هارد دیسک‌های مبتنی بر این رابط، گران‌تر از SATA است.
- رابط حافظه غیرفرار اکسپرس (NVMe): جدیدترین و سریع‌ترین رابط و فناوری ذخیره‌سازی اطلاعات است که از اتصال PCIe برای دستیابی به بالاترین سرعت استفاده می‌کند. درایوهای NVMe در سرورهای با کارایی بالا و کامپیوترهای گیمینگ قدرتمند به کار می‌روند.
هارد Hard Disk Drive اصلی‌ترین رسانه ذخیره‌ساز مورد استفاده در سرورها و هارد دیسک‌ها است که با ارائه ظرفیت‌های بالا، اجازه می‌دهد حجم زیادی از داده‌های مختلف را روی آن ذخیره‌سازی کنیم. هارد دیسک‌ها از نظر ظرفیت ذخیره‌سازی، سرعت و کاربرد انواع مختلفی دارند و از رابط‌های مختلفی برای برقراری ارتباط با سرور استفاده می‌کنند. انتخاب هارد دیسک مناسب به نیازهای تجاری بستگی دارد.
اگر به فضای ذخیره‌سازی زیاد و قیمت مناسب نیاز دارید، هارد دیسک‌های با دور چرخش پایین گزینه خوبی هستند که ظرفیت‌های بالا را ارائه می‌کنند.
اگر به دنبال دسترسی به اطلاعات با سرعت بالا هستید، بهتر است از هارد دیسک‌های با ظرفیت کم و پیکربندی‌هایی مثل RAID1 استفاده کنید که عملیات ورودی و خروجی را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهند.
برای انتخاب یک هارد دیسک مناسب برای سرور، چه نکاتی را باید در نظر گرفت؟