Väline kõvaketas

Väline kõvaketas (inglise external hard drive) on arvutiväline andmetalletusseade.

Arvutisüsteeme on ajaga arendatud ning tekkinud on uusi vajadusi, ohte ja olukordi, mis on teinud välised kõvakettad väga populaarseks. Välised kõvakettad on sama tüüpi kõvakettad, mida kasutatakse PC-arvutites ja sülearvutites. Neid kasutatakse, samuti nagu arvutis, informatsiooni (andmete) hoiustamiseks ajutiselt või pikema aja vältel. Peamised erinevused välise kõvaketta ja arvutisisese kõvaketta vahel seisnevad selles, et väline kõvaketas asub arvutist väljaspool, on lihtsasti kaasaskantav ning tunduvalt turvalisem ja kindlam andmete talletamiseks.

Välise kõvaketta ajalugu
Esimesed välised kõvakettad tegid debüüdi 1950. aastate lõpul.  ning nad käisid kaasas esimeste kommertslike IBMi süsteemidega. Paari aastakümne jooksul ei muutunud selles turuosas eriti midagi, sest PC oli veel leiutamata ning arvuti kasutus oli suunatud kommertslikele eesmärkidele. Peaaegu 30 aastat pärast välise kõvaketta debüüti tõi IBM avalikkuse ette 5 GB ketta. See seadeldis oli külmkapisuurune ning järelturul oli tema hinnaks 40 000 USA dollarit. Väliste kõvaketaste kuju arendamine ja muutumine peatus juba 1980ndatel seoses IDE-tehnoloogia kujunemise ja standardimisega. Suured muutused hakkasid toimuma pärast 1998. aastat, kui levima hakkas uus, USB-tehnoloogia. Tegemist oli revolutsioonilise tehnoloogiaga, mis lubas erinevatel seadmetel luua ühenduse arvutiga, kasutades sama kasutajaliidest. Koos efektiivsemate energiaallikate ja paremate jahutussüsteemidega kahanes ka väliste kõvaketaste füüsiline suurus. Kõige pealt jõudsid inimesteni välised kõvakettad, mis olid mõeldud laual hoidmiseks. Varsti tulid turule ka transportimiseks mõeldud välised kõvakettad.

Kõvaketta ehitus

Põhimõtteliselt näeb kõvaketas seest välja nagu pisike plaadimängija, ülestikku asetatud plaatide ja nende vahel liikuvate lugemis-kirjutuspeadega. Mida suurema mahutavusega kõvaketas, seda rohkem plaate on. Erinevalt flopikettast, mis on kergesti vahetatav ja transporditav, on kõvaketas (varem nimetati ka Winchester-kettaks) jäigalt seotud kettaseadmega. See on paigutatud hermeetiliselt suletud, tolmukindlasse korpusse. Kesta sisemus peab olema võimalikult tolmuvaba, võimaldamaks parimat täpsust ketta lugemis-kirjutuspeade sihtimisel ketta pinna ulatuses. Tänapäeva kõvaketta kettakontroller on sisse ehitatud. See kontrollib lugemis-kirjutuspeade liikumist, andmete lugemist ja salvestamist. Lugemis-kirjutuspead on kummagi poole jaoks. Kõvaketta kontroller paikneb tavaliselt kiirel PCI lokaalsiinil. Arvutile saab paigaldada ka mitu kõvaketast. IDE kettad on oma soodsa hinna tõttu küllalt laialt levinud, aga suurte piirangutega). EIDE-standard (Enchanced IDE) tuleb toime kuni 7,8 GB ja nelja kõvaketta või alternatiivse kettaseadmega. SCSI ja selle edasiarendused (SCSI-2, Wide-SCSI, Ultra-Wide-SCSI) on tunduvalt kiiremad ja paindlikumad, aga ka kallimad kui eelnevad lahendused. Mootor paneb telje liikuma ning telg paneb kettad pöörlema. Moodsa kõvaketta pöörlemissagedus on tavaliselt vahemikus 4500–10 000 pööret minutis. Teoreetiliselt kehtib põhimõte, et mida suurem pöörlemissagedus, seda kiiremini saab andmeid kettalt lugeda, aga suurem number ei pruugi alati näidata kiiremat kõvaketast, sest andmete lugemise kiirus oleneb veel mitmest muust tegurist. Kettad ise on kas metallist või klaasist ning kaetud üliõhukese (kuni 0,000001 mm) magneetuva kihiga. Kõvaketta plaadid pöörlevad konstantse kiirusega (CAV). See tähendab, et 360-kraadine ketta pööre võtab alati ühe ja sama aja, olgu siis lugemis/kirjutamispead ketta välimise või sisemise serva pool. Kuna välimiselt äärelt on võimalik ajaühikus rohkem andmeid kätte saada, siis kasutatakse tänapäeval andmete salvestamisel ka protsessi zoned bit recording mis tähendab, et võimalikult palju andmeid püütakse paigutada just välimise ääre poole. Kõvaketaste puhul "hõljuvad" pead õhupadjal ligikaudu 3/1000 mm kõrgusel ketta pinnast. Kõvaketaste pöörlemiskiirus on üle 5000 p/min ning mehaanika on väiksem ja täpsem kui diskettidel, võimaldades suuremaid salvestustihedusi ja mälumahtusid kui diskettidel. Enamasti kasutatakse konstruktsioonis rohkem kui ühte ketast (tegemist on kettapaketiga), mille poole võib korraga pöörduda mitu lugemis-salvestuspead. Andmed paiknevad ketta pinnal väikeste magnetiliselt polariseeritud väljadena, mida arvuti loeb kui 0 ja 1 jada. Magnetkettad kardavad kuumust, vett, painutamist, tolmu ja magnetvälja.

MTBF ja kasutusaeg
MTBF – keskmine tõrgeteta tööaeg (mean time between failures) on kõvaketastel vahemikus 200 000 – 500 000 tundi. See ei ole kõvaketta või ükskõik mis teise aparaadi keskmine kasutusaeg. Kui MTBF on nt 200 000 tundi, siis näitab see seda, et kui on 200 000 kõvaketast, siis iga tund läheb keskmiselt katki 1 kõvaketas. See arv on saadud katsetuste ja arvutuste tulemusena ning selle järgi võib otsustada, et kõvakettad on üsna töökindlad, kuid seda vaid ideaaltingimustes. Kõvakettad on suhteliselt raputus- ja löögitundlikud ning kardavad kuumust, vett, painutamist, tolmu ja magnetvälja. Kõvaketaste optimaalne kasutusaeg on ligikaudu 5 aastat.

Peamised näitajad

Kõvaketaste peamised näitajad peale mahutavuse on keskmine rajaotsinguaeg (access time), ülekandekiirus (megabaite sekundis), pöörlemiskiirus, lineaarne andmete tihedus ja kõvaketta vahemälu.

Ülekandekiirusi on mitut liiki. Ülekandekiirus (burst transfer rate) näitab liidese ülekande kiirust, mis on reeglina suurem kui sisemine ülekande kiirus. Pidev ülekandekiirus (sustained transfer rate) näitab, kui kiiresti liigub info arvuti ja dravide vahel teatud kindla aja jooksul keskmiselt.
Päringukiirus näitab, kui kaua võtab aega lugemispeal kõvakettal soovitud punktini jõudmiseks. Mida kiirem see on, seda kiiremini leitakse nõutud info. Päringu tegemise kiirusel on kaks määrajat – otsimisaeg (seek time) ja varjatud otsimisaeg (latency). Otsimisaeg näitab kaua võtab lugeja peal aega, et jõuda õigele rajale. Varjatud otsimisaeg (latency) näitab, kaua võtab kõvakettal aeg, et pöörata plaate nii, et pea jõuaks mööda rada liikudes õige punktini, kuhu info on salvestatud. Mida kiirem on pöörlemiskiirus, seda lühem on varjatud otsimisaeg (latency).
Pöörlemiskiirus näitab kui kiiresti kõvaketta plaadid pöörlevad. Keskmistele lauaarvutitele soovitatakse kettaid pöörete arvuga 4500–5400 pööret minutis. Põhjus selles, et suure pöörete arvuga (nt 7200 rpm ja 10 000 rpm) kõvakettad teevad küllaltki kõva häält ja võivad häirida töötegemist. 4500–5400 on piisavalt vaiksed, et neid lauaarvutis kasutada. Pöörlemiskiirus mõjutab keskmist pöördumisaega (päringu kiirus) ehk siis kui kiiresti suudab kontroller küsitud andmed kõvakettalt üles leida. Mida suurem on pöörlemiskiirus, seda kiiremini soovitav info kätte saadakse. Pöörlemiskiirus ei ole siiski kuigi objektiivne näitaja, kuna andmete kättesaadavus sõltub veel näiteks andmete tihedusest.
Andmete tihedus. Mida tihedamalt andmed kettale paigutatakse, seda rohkem neid sinna mahub. Lisaks sellele mõjutab andmete tihedus ka kiirust. Kõvaketta igal pöördel saab lugemispea rohkem andmed korraga. Niisiis kui kahel kõvakettal on võrdsed kiirused, kuid ühel on andmed tihedamalt, siis parem on kindlasti see, millel on andmed tihedamalt paigutatud.
Kõvaketta vahemälu (cache). Mida rohkem on kõvakettal vahemälu, seda parem.

Miks väline kõvaketas?

Põhjuseid, miks väliseid kõvakettaid kasutatakse arvutisiseste kõrval, on mitmeid. Regulaarne internetiühendus muudab arvutid kaitsetumaks potentsiaalsetele ohtudele nagu Trooja hobused, viirused või pahavara. Järjest raskemaks on muutunud kaitse sellistele ohtudele ning täieliku kaitset pole ka juhul, kui kasutusel on tulemüürid, viirustõrjeprogrammid ja pahavara eemaldajad. Peale internetist lähtuvate ohtude seisneb oht ka selles, et ühe arvuti kasutajaid on enamasti mitu. See tekitab suurema riski dokumentide kaoks või muudeks ebameeldivusteks. Multimeedia, nagu muusika, filmid, fotod ja DVDd, võtab palju kõvakettaruumi ning suuremat osa tõenäoliselt kasutaja väga aktiivselt ei kasuta, mistõttu võib tekkida kõvakettal ruumipuudus, mis omakorda muudab arvuti aeglaseks. Arvutipõhise virtuaalvara üheks põhiliseks miinuseks on, et koos kõvaketta rikkega kaob suure tõenäosusega kogu kogutud vara. Kõigile eelnevatele probleemidele ning mitmetele muudele vajadustele on üks lihtne lahendus: väline kõvaketas. Väline kõvaketas pole tavaliselt otseühenduses internetiga ning viirused jm pahavara satub sinna juhul kui kasutaja selle ise sinna tõstab. Juhul kui iga kasutaja hoiab oma faile või varukoopiaid isiklikul kõvakettal, on teise arvutikasutaja ja arvuti vead välistatud. Ruumipuudus arvuti kõvakettal on levinud probleem ning miski pole parem kui rohkem vaba ruumi.

Väliste kõvaketaste turg Eestis 2011. aastal
Andmed on võetud veebikeskkonnast http://www.hinnavaatlus.ee ning muutuvad kiiresti, siin on esitatud 2011. aasta novembri seis.
Odavaimate väliste kõvaketaste hinnad algavad 50 eurost ja kallimate omad lõpevad 1325 euro juures. Peamisteks kettaruumi suurusteks on 320 GB, 500 GB, 640 GB, 750 GB, 1 TB, 1,5 TB ja 2 TB. 50–60 euro vahemikku jäävad ketaste suurused on 320–500 GB. Odavaim 1 TB väline kõvaketas jääb 60–70 euro vahele. Odavaim 2 TB ketas jääb 90 euro kanti. Suurima kettaruumiga ostetavatel välistel kõvaketastel on 6 TB vaba ruumi ning need maksavad vähem kui 500 eurot.

Tulevik

Tulevikus on oodata, et välised kõvakettad võtavad koduses arvutikasutuses üha kesksemat rolli. Seadmete kompaktsemaks muutumisega ja tahvelarvutite üha suurema populaarsusega läheb vaja väliseid kettaid informatsiooni (andmete) hoiustamiseks. Säilima peab ka kiire juurdepääs talletatud infole ja võimalus teha seadmetes olevatest andmekogudest varukoopiaid. Seda kõike võimaldavad kõige turvalisemalt välised kõvakettad.

Viited

Arvuti mälu