هارد دیسک چیست؟ (انواع هارد دیسک)

هارد دیسک چیست؟ به‌عنوان یکی از قدیمی‌ترین و پرکاربردترین انواع حافظه‌های ذخیره‌سازی، نقش مهم در کامپیوترها، لپ‌تاپ‌ها و حتی برخی از دستگاه‌های هوشمند دارد. از سیستم‌عامل و نرم‌افزارها گرفته تا عکس‌ها، فیلم‌ها، همه در فضای هارد دیسک ذخیره می‌شوند. اما هارد دیسک چگونه کار می‌کند و چرا هنوز با وجود انواع دیگر حافظه‌های سریع‌تر، همچنان جایگاه ویژه‌ای در دنیای فناوری دارد؟

در این مقاله، به بررسی ساختار هارد دیسک، انواع آن، و نحوه عملکردش می‌پردازیم و به مزایا و معایب آن در مقایسه با حافظه‌های جدید مانند SSD اشاره می‌کنیم. با شناخت بهتر این دستگاه، می‌توانیم انتخاب هوشمندانه‌تری در خرید و استفاده از حافظه‌ها داشته باشیم و با دنیای جذاب ذخیره‌سازی اطلاعات آشنا شویم.

فهرست مطالب

1 تعریف هارد دیسک
2 نقش اصلی هارد دیسک در کامپیوترها
3 هارد دیسک‌ها چگونه کار می‌کنند؟
4 تاریخچه هارد دیسک‌ها
5 ظرفیت ذخیره‌سازی هارد دیسک‌ها
6 اجزای هارد دیسک و فرم فکتورها
7 هارد اکسترنال
8 HDD و SSD
9 نتیجه‌گیری
10 سوالات متداول

تعریف هارد دیسک

هارد دیسک (Hard Disk Drive یا HDD) یک نوع دستگاه ذخیره‌سازی کامپیوتر است که برای ذخیره و بازیابی اطلاعات دیجیتال در کامپیوترها و دستگاه‌های الکترونیکی استفاده می‌شود. هارد دیسک‌ها قادر به حفظ داده‌ها حتی زمانی که کامپیوتر خاموش است، هستند.

همچنین، معمولاً از چندین دیسک مغناطیسی (پلاتر) که به صورت دایره‌ای چیده شده‌اند و توسط یک موتور به چرخش درمی‌آیند، تشکیل شده‌اند. این دیسک‌ها به وسیله هدهای خواندن و نوشتن که بر روی بازوهای مکانیکی متحرک قرار دارند، داده‌ها را می‌خوانند و می‌نویسند. هدها به صورت دقیق بر روی دیسک‌ها حرکت کرده و با تغییرات مغناطیسی، اطلاعات را ذخیره یا بازیابی می‌کنند.

این هاردها به عنوان یکی از اجزای اصلی در ذخیره‌سازی داده‌ها در کامپیوترها، دستگاه‌های موبایل و دیگر تجهیزات الکترونیکی استفاده می‌شوند. هارد دیسک‌ها معمولاً به عنوان حافظه اصلی یا ثانویه در سیستم‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند و قادر به ذخیره‌سازی حجم زیادی از داده‌ها مانند سیستم‌عامل‌ها، برنامه‌های کاربردی و فایل‌های مختلف هستند.

هارد دیسک‌ها معمولاً از طریق رابط‌هایی مانند ATA، Serial ATA یا SCSI به مادربرد متصل می‌شوند و همچنین به منبع تغذیه کامپیوتر متصل می‌شوند تا بتوانند داده‌ها را حتی زمانی که کامپیوتر خاموش است، حفظ کنند. این دستگاه‌ها به دلیل ظرفیت بالا و هزینه مناسب برای هر گیگابایت، همچنان در بسیاری از کاربردها محبوب هستند، هرچند که سرعت پایین‌تری نسبت به درایوهای (SSD) دارند.

نقش اصلی هارد دیسک در کامپیوترها

هارد دیسک (HDD) به عنوان یکی از اجزای کلیدی در کامپیوترها، نقش اساسی در ذخیره‌سازی و مدیریت داده‌ها دارد. این دستگاه، به طور خاص برای ذخیره‌سازی اطلاعات به‌صورت دائمی طراحی شده است و در زیر به بررسی نقش‌های اصلی آن می‌پردازیم:

ذخیره‌سازی داده‌ها:

هارد دیسک به عنوان محل اصلی ذخیره‌سازی داده‌ها در کامپیوتر عمل می‌کند. این داده‌ها شامل سیستم‌عامل، برنامه‌های کاربردی، فایل‌های متنی، تصاویر، ویدیویی و سایر محتویات است که کاربران نیاز دارند. هارد دیسک‌ها قادر به ذخیره حجم زیادی از اطلاعات به‌طور دائم و با قابلیت دسترسی سریع هستند.

اجرای سیستم‌عامل و برنامه‌ها:

سیستم‌عامل کامپیوتر و برنامه‌های کاربردی اصلی در هارد دیسک نصب می‌شوند. این به این معنی است که هنگام روشن کردن کامپیوتر، سیستم‌عامل از هارد دیسک بارگذاری می‌شود و برنامه‌ها و فایل‌ها برای اجرا و استفاده در دسترس قرار می‌گیرند.

مدیریت داده‌ها و پشتیبان‌گیری:

هارد دیسک‌ها به کاربران امکان می‌دهند تا داده‌های خود را به‌طور منظم ذخیره و مدیریت کنند. آن‌ها نقش مهمی در ایجاد نسخه‌های پشتیبان از اطلاعات مهم ایفا می‌کنند، که در صورت بروز مشکلات یا خرابی‌های سیستمی، امکان بازیابی داده‌ها را فراهم می‌آورد.

فضای ذخیره‌سازی گسترده:

هارد دیسک‌ها به دلیل ظرفیت بالای ذخیره‌سازی، برای ذخیره‌سازی مقادیر زیادی از داده‌ها مناسب هستند. این ویژگی به ویژه در محیط‌های سازمانی و مراکز داده که نیاز به ظرفیت‌های بزرگ و توانایی مدیریت حجم زیادی از داده‌ها دارند، بسیار ارزشمند است. علاوه براین، با وجود اینکه هارد دیسک‌ها به اندازه درایوهای حالت جامد (SSD) سریع نیستند، اما همچنان به کاربران این امکان را می‌دهند که به‌راحتی و با سرعت مناسب به داده‌های ذخیره‌شده دسترسی داشته باشند.

نقش اصلی هارد دیسک در کامپیوترها

هارد دیسک‌ها چگونه کار می‌کنند؟

مطالعه مقاله پیشنهادی 4 روش چک کردن سلامت هارد دیسک

بیشتر هارد دیسک‌ها شامل چندین صفحه دیسک هستند که به دور یک محور درون یک محفظه مهر و موم شده قرار دارند. این صفحه‌های دیسک معمولاً از آلومینیوم، شیشه یا سرامیک ساخته شده‌اند و با استفاده از یک موتور به محور متصل می‌شوند و می‌چرخند. محفظه همچنین شامل هدهای خواندن و نوشتن است که اطلاعات را به صورت مغناطیسی بر روی و از روی خطوط موجود بر روی صفحات دیسک ضبط می‌کنند. این دیسک‌ها دارای پوشش مغناطیسی نازکی هستند.

موتور صفحات دیسک را تا 15,000 دور در دقیقه می‌چرخاند. هنگامی که صفحات دیسک می‌چرخند، یک موتور دیگر موقعیت هدهای خواندن و نوشتن را که اطلاعات را به صورت مغناطیسی بر روی هر صفحه دیسک ضبط و خوانده می‌شود، کنترل می‌کند.

تاریخچه هارد دیسک‌ها

هارد دیسک در سال 1953 توسط مهندسان IBM ساخته شد که به دنبال یافتن راهی برای ارائه دسترسی تصادفی به حجم بالای داده‌ها با هزینه کم بودند. درایوهای دیسک توسعه یافته به اندازه یخچال‌ها بودند، می‌توانستند 3.75 مگابایت داده ذخیره کنند و از سال 1956 به بازار عرضه شدند. ممورکس، سیگیت تکنولوژی و وسترن دیجیتال دیگر فروشندگان اولیه فناوری هارد دیسک بودند.

اندازه فرم فاکتور هارد دیسک‌ها به مرور زمان با پیشرفت تکنولوژی کاهش یافته است. تا اواسط دهه 1980، فرم فاکتورهای 3.5 اینچ و 2.5 اینچ معرفی شدند و به استانداردی در کامپیوترهای شخصی تبدیل شدند.

چگالی هارد دیسک‌ها از زمان توسعه اولیه فناوری افزایش یافته است. اولین هارد دیسک‌ها قادر به ذخیره داده‌های در مقیاس مگابایت بودند، در حالی که ظرفیت ذخیره‌سازی آن‌ها در حال حاضر به محدوده ترابایت رسیده است. شرکت Hitachi Global Storage Technologies (HGST) که اکنون برند وسترن دیجیتال است، اولین هارد دیسک‌های 1 ترابایتی را در سال 2007 عرضه کرد. در سال 2015، HGST اولین هارد دیسک 10 ترابایتی را معرفی کرد و در سال 2021، وسترن دیجیتال دو هارد دیسک 20 ترابایتی را رونمایی کرد.

ظرفیت ذخیره‌سازی هارد دیسک‌ها

هارد دیسک‌ها ظرفیت‌های مختلفی دارند:

16 GB، 32 GB و 64 GB: این ظرفیت‌ها در پایین‌ترین رده برای فضای ذخیره‌سازی HDD قرار دارند و معمولاً در دستگاه‌های قدیمی‌تر و کوچکتر استفاده می‌شوند.
120 GB و 256 GB: این محدوده به طور کلی به عنوان نقطه شروع برای دستگاه‌های HDD مانند لپ‌تاپ‌ها یا کامپیوترها در نظر گرفته می‌شود.
500 GB، 1 TB و 2 TB: ظرفیت‌های نزدیک به 500 GB و بیشتر معمولاً برای یک کاربر متوسط مناسب تلقی می‌شود. کاربران به احتمال زیاد می‌توانند تمام موسیقی، عکس‌ها، ویدئوها و سایر فایل‌های خود را با این میزان فضا ذخیره کنند. افرادی که بازی‌هایی با حجم زیاد دارند باید ظرفیت HDD بین 1 TB تا 2 TB را مناسب بیابند.
بیش از 2 TB: هر چیزی بالاتر از 2 TB فضای HDD برای کاربرانی که با فایل‌های با وضوح بالا کار می‌کنند، نیاز به ذخیره یا نگهداری حجم زیادی از داده‌ها دارند، یا می‌خواهند از این فضا برای پشتیبان‌گیری و اضافه‌کاری استفاده کنند، مناسب است.

در حال حاضر، بالاترین ظرفیت HDD، 20 TB است. با این حال، هارد دیسک‌ها در عمل فضای کمتری از آنچه که تبلیغ شده دارند، زیرا سیستم‌عامل، ساختارهای فایل سیستم و برخی از رویه‌های افزونگی داده‌ها بخشی از آن فضا را استفاده می‌کنند.

تاریخچه هارد دیسک‌ها

اجزای هارد دیسک و فرم فکتورها

اجزای هارد دیسک شامل موارد زیر است:

محور (Spindle): محوری که صفحات دیسک به دور آن می‌چرخند.
صفحه دیسک (Disk Platter): صفحات دایره‌ای که داده‌ها بر روی آن‌ها ذخیره می‌شود و درون محفظه هارد دیسک قرار دارد.
عملگر (Actuator): سیستم حرکتی که هد خواندن/نوشتن را به سمت و سوی مناسب هدایت می‌کند.
بازوی عملگر (Actuator Arm): بازوی متصل به عملگر که هد را به موقعیت‌های مختلف منتقل می‌کند.
هد خواندن/نوشتن (Read/Write Head): هد مغناطیسی که داده‌ها را بر روی صفحات دیسک می‌نویسد و از آن‌ها می‌خواند.

با اینکه اصطلاح “هارد دیسک” می‌تواند به کل واحد اشاره کند، این اصطلاح به طور خاص به مجموعه صفحات دیسک که روی آن‌ها داده‌ها ذخیره و در دسترس قرار می‌گیرد، اشاره دارد.

فرم فاکتور HDD چیست؟

به اندازه فیزیکی یا هندسه دستگاه ذخیره‌سازی داده اشاره دارد. فرم فاکتور HDD مطابق با مجموعه‌ای از استانداردهای صنعتی است که طول، عرض و ارتفاع آن‌ها، همچنین موقعیت و جهت‌گیری کانکتور رابط میزبان را تنظیم می‌کند. استفاده از فرم فاکتور استاندارد صنعتی به تعیین سازگاری مشترک با دستگاه‌های محاسباتی مختلف کمک می‌کند.

رایج‌ترین فرم فاکتورها برای HDDها در سیستم‌های شرکتی شامل اندازه‌های 2.5 اینچ و 3.5 اینچ هستند که به ترتیب به عنوان فرم فاکتور کوچک (SFF) و فرم فاکتور بزرگ (LFF) شناخته می‌شوند. اندازه‌های 2.5 اینچ و 3.5 اینچ نمایانگر قطر تقریبی صفحه دیسک درون محفظه‌های درایو هستند.

در حالی که فرم فاکتورهای دیگری نیز وجود دارند، از سال 2009، تولیدکنندگان توسعه محصولات با فرم فاکتورهای 1.3 اینچ، 1 اینچ و 0.85 اینچ را متوقف کردند. کاهش قیمت فلش باعث شد این فرم فاکتورها تقریباً منسوخ شوند. همچنین مهم است که توجه داشته باشید که در حالی که اندازه‌های اسمی بر اساس اینچ هستند، ابعاد واقعی به میلیمترها مشخص می‌شود.

بسیاری از درایوهای حالت جامد (SSDها) نیز برای فرم فاکتور HDD طراحی شده‌اند. SSDهایی که در همان شکاف‌هایی که HDDها قرار می‌گیرند، مناسب هستند معمولاً از رابط SATA یا SCSI متصل سری (SAS) برای انتقال داده‌ها به و از سیستم محاسباتی میزبان استفاده می‌کنند.

مطالعه مقاله پیشنهادی آشنایی با انواع هارد دیسک

هارد اکسترنال

بیشتر هارد دیسک‌ها به طور داخلی در یک کامپیوتر نصب می‌شوند و به همان شکلی که توضیح داده شد، عمل می‌کنند. با این حال، افراد می‌توانند هارد دیسک‌های اکسترنال یا خارجی را نیز خریداری کنند. هارد دیسک‌های خارجی می‌توانند برای افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی یک کامپیوتر یا به عنوان یک دستگاه قابل حمل برای پشتیبان‌گیری از داده‌ها استفاده شوند. این درایوهای خارجی از طریق رابط‌هایی مانند USB 2.0، USB-C یا SATA خارجی (eSATA) به کامپیوتر یا دستگاه متصل می‌شوند. همچنین، ممکن است نرخ انتقال داده در هارد دیسک‌های خارجی نسبت به هارد دیسک‌های داخلی کندتر باشد.

مزیت اصلی هارد دیسک خارجی، به جز افزایش فضای ذخیره‌سازی دستگاه، شامل قابل حمل بودن آن است. کاربران می‌توانند داده‌های خود را از چندین دستگاه ذخیره کرده و آن داده‌ها را به راحتی به هر جایی که می‌روند، ببرند.

HDD و SSD

جایگزین اصلی هارد دیسک‌ها درایوهای حالت جامد هستند.

برخلاف هارد دیسک‌ها، SSDها قطعات متحرک ندارند. SSDها همچنین دارای تأخیر کمتری نسبت به HDDها هستند و به همین دلیل اغلب برای ذخیره داده‌های مهم که نیاز به دسترسی سریع دارند و برای برنامه‌هایی با تقاضای ورودی/خروجی بالا، مورد استفاده قرار می‌گیرند. SSDها به گونه‌ای پیکربندی شده‌اند که سرعت‌های بالای خواندن/نوشتن را برای درخواست‌های داده‌های ترتیبی و تصادفی ارائه دهند. علاوه بر این، SSDها داده‌ها را به صورت مغناطیسی ذخیره نمی‌کنند، بنابراین عملکرد خواندن ثابت باقی می‌ماند، صرف‌نظر از جایی که داده‌ها در درایو ذخیره شده‌اند. SSDها همچنین زمان بوت سریع‌تری دارند.

به دلیل این مزایا و اینکه HDDها بیشتر در معرض خرابی هستند، در حال حاضر HDDها به تدریج توسط SSDها جایگزین می‌شوند.

هارد دیسک HDD و SSD

نتیجه‌گیری

در پایان باید گفت که هارد دیسک‌ها (HDD) به عنوان یکی از مهم‌ترین اجزای سیستم‌های ذخیره‌سازی داده، نقش کلیدی در پیشرفت تکنولوژی کامپیوتر ایفا کرده‌اند. از زمان معرفی اولین هارد دیسک‌ها در دهه 1950، این فناوری به طور چشمگیری تکامل یافته است. هارد دیسک‌ها، با قابلیت ذخیره‌سازی مقادیر زیادی از داده‌ها و هزینه نسبتاً پایین، به انتخابی مناسب برای کاربران و کسب‌وکارها تبدیل شدند. با این حال، چگالی و فرم فاکتور هارد دیسک‌ها به تدریج کاهش یافته و ظرفیت آن‌ها به ترابایت‌ها رسیده است، که نشان‌دهنده پیشرفت‌های قابل توجه در این فناوری است.

به‌رغم مزایای فراوان هارد دیسک‌ها، مانند هزینه کمتر نسبت به SSDها و ظرفیت بالاتر برای ذخیره‌سازی داده، آن‌ها همچنان نقاط ضعفی دارند از جمله تأخیر بالاتر و آسیب‌پذیری فیزیکی بیشتر. در نتیجه، با ظهور درایوهای حالت جامد (SSD) و ویژگی‌های برتری که ارائه می‌دهند، شاهد جایگزینی تدریجی HDDها با SSDها هستیم. این تغییرات نشان‌دهنده روند طبیعی پیشرفت تکنولوژی و بهبود مستمر در زمینه ذخیره‌سازی داده‌هاست. در نهایت، انتخاب میان HDD و SSD به نیازهای خاص کاربران و برنامه‌های مورد استفاده بستگی دارد.

سوالات متداول

آیا می‌توان اطلاعات حذف‌شده از هارد دیسک را بازیابی کرد؟
بله، در بسیاری از موارد، اطلاعات حذف‌شده را می‌توان با نرم‌افزارهای بازیابی یا کمک کارشناسان بازگرداند.
چگونه از هارد دیسک محافظت کنیم؟
با نگهداری در محیط خنک و خشک، جلوگیری از ضربه، و تهیه نسخه پشتیبان منظم.
هارد دیسک اکسترنال چیست و چه کاربردی دارد؟
هارد دیسک اکسترنال یک حافظه خارجی است که برای انتقال و ذخیره اطلاعات بین دستگاه‌ها استفاده می‌شود.

منبع: https://www.techtarget.com

مقايسه

نمایش سریع

افزودن به علاقه مندی

افزودن به سبد خرید