Қатқыл диск

Қатқыл диск (немесе винчестер; ) — дерек жазуға және сақтауға арналған құрылғы.

Қатқыл магнитті дискідегі жинақтауыш немесе ҚМДЖ (ағылш. Hard Disk Drive, HDD) қатқыл диск компьютерлік сленгте «винчестер» - магнитті жазбаның ұстанымына негізделген есте сақтау құрылғысы. Көптеген компьютерлерде негізгі есте сақтау құрылғысы болып табылады.
«Иілгіш дискіден» басты ерекшелігі – ақпарат ферромагнитті қабаты бар қатқыл пластинаның бетіне жазылады. Қатқыл дискіде хром қышқылының бірнеше пластиналы қабаты орналасқан.
Қатқыл дискінің жұмыс жүйесінде санаушы бастары пластинаның сыртқы бетіне тимейді. Оның басты себебі -  ферромагнитті диск жылдам айналған кезде, санаушы бастардың сыртқы қабатына дискіні тигізбейтін ауа қабаты қалыптасады. Санаушы бас пен диск арасында бірнеше нанометр кеңістік қана қалады. Қазіргі замаңғы қатқыл дискілерде бұл көлем 10 нм – ді құрайды. Санаушы бас пен дискінің бір-біріне соқтығыспауы қатқыл дискінің жұмыс мерзімінің ұзақ уақытқа жетуіне кепіл береді. 
Қатқыл дискінің иілгіш дискіден басты ерекшеліктерінің бірі – ақпарат тасымалдаушы жүйелік блок ішіндегі қор жинақтауышпен байланыстырылғандығы.

Жалпылама

Тұрғылықты диск  (тұрғылықты диск жетегі) немесе Hard disk Drive (HDD) – бұл компьютердегі негізгі мәліметтер қоймасы. Компьютерлердің көпшілігі құрамдас тұрғылықты дискілермен жабдықталған. Оларға қосымша бағдарламалар орнатылған, онда файлдар әзірленеді және әртүрлі мәліметтер сақталады.

Компьютерді сатып алғанда  тұрғылықты дискінің сыйымдылығының сипаттамасын алғашқы жолдарда (оперативті жады көлемі және процессордың жылдамдығымен қатар) келтірілгенін көруге болады.

Тұрғылықты дискінің сыйымдылығы түрлі компьютерлерде алуан түрлі болады, ол мегабайтпен және гигабайтпен өлшенеді. Қазіргі заманғы тұрғылықты дискілердің сйымдылығы 80 – 1Тбайт және одан да үлкен бола алады.

 «Винчестер» атауы 

Болжамдар бойынша «винчестер» атауы IBM фирмасында жұмыс істеген Кеннет Хотон есімді жұмыскерге арналып қойылған. Кеннет Хотон 1973 жылы 3340 модельді қатқыл дискіні шығаруда басшылық еткен. Бұл модельдің ерекшелігі санаушы бастары  мен диск пластиналары біріктірілген еді.
3340 моделін құрастыруда инженерлер қатқыл дискіні 30 мБ – тан тұратын екі модуль қолданғаның «30 – 30» деген есіммен қалдырды. Бұл есім сол замандағы «Winchester model 1984» деген аңға шығуға арналған қарудың «30 – 30 Winchester» атты оқтарымен түйіндес келді.  
Басқа да болжамдар бойынша Winchester Repeating Arms Company атты мекеменің шығарған оқтарына байланысты қатқыл дискіге алғашында «винчестер» есімі берілген. Winchester Repeating Arms Company мекемесінің шығарған оқ үлгілері АҚШ – тағы алғашқы азаматтық, шағын калибрлы және түтінсіз қоспа негізінде жасалынған болатын. Бұл оқ үлгілері лезде сұранысқа еңіп, кең таралымда болды.
1990 жылы «винчестер» атауы қолданыстан шығып, оның орнын «винт» сөзі басқан болатын.

 Көрсеткіштері 

Интерфейс (ағылш. interface) – сызық байланыстарынан жіберілетін сигналдардан, аталған сызықтарды байланыстыратын техникалық құрамнан тұратын ереже түрі. Қазіргі кездері қатқыл дискілердің топтамалары ATA (IDE және PATA), SATA, eSATA, SCSI, SAS, FireWire, SDIO және Fibre Channel интерфейстерінен тұрады.

Сыйымдылық (ағылш. capacity) – жинақтауышта сақталатын ақпараттың көлемі. Қатқыл дискілердің алғаш пайда болған уақытынан бастап, қазіргі күндерге дейін өзгермелі болған және әрдайым қосымшалар мен түзутулер еңгізуге беретін мүмкіндіктерінің бірі – ақпарат сақтау көлемі. Қазіргі замаңғы қатқыл дискілердің сыйымдылығы 2011 жылдың 11 қыркүйегінде өткен зерттеу нәтижесінде 4000 гБ екендігін көрсетті. Уақыт өте бұл көрсеткіш 5000 гБ көлеміне жақындауда. Информатика саласында қабылданған 1024 – тік санау жүйесі, қатқыл дискілерді өңдіруде 1000 деген қысқартылып аталатын көрсеткішке өзгереді. 200 гБ деген көлем жазылған қатқыл дискінің нағыз көлемі 186,2 гБ – қа тең.

Физикалық өлшем (форм – фактор) (ағылш. dimension). 2001 – 2008 жылдар арасындағы жаңа ғасырлық дербес компьютерлерде қолданылатын қатқыл дискілердің ұзындығы 3,5 немесе 2,5 дюйм – ға тең. Сондай – ақ 1,8 дюйм – ді, және 1,3 дюйм – ді, 1 дюйм – ді, және 0,85 дюйм – ді қатқыл дискілер қолданыста бар. Ал 8 және 5,25 дюйм – ді қатқыл дискілердің шығарылымы мүлдем тоқтатылған.

Жұмыстың атқарылу уақыты – винчестерде ақпаратты оқу – жазу әдісі қолданылғанғанда, қызметтің орташа уақыт санауы бойынша есептелінетінің көрсететін жүйе. Әдетте бұл уақыт 2,5 – 16 нс – қа тең. Ережеге сай, серверлік дискілер уақытты көбірек үнемдейді (мысалы, Hitachi Ultrastar 15K147 — 3,7 мс – қа тең). Ал уақыт жағынан ұзақ – тасымалдауға ыңғайлы қатқыл диск түрлері жұмыс жасайды (мысалы, Seagate Momentus 5400.3 — 12,5 мс). Ал SSD тасымалдаушыларда бұл көрсеткіш 1 мс – қа аз.

Шпиндельдің айналу жылдамдығы (ағылш. spindle speed) – шпиндельдің минутына айналу саны. Аталған көрсеткіштен, ақпараттын тасымалдау жылдамдығы байланысты. Қазіргі кездері келесідей жылдамдықпен айналатын қатқыл дискілер шағарылуда: 4200, 5400 және 7200 (ноутбуктер), 5400, 5900, 7200 және 10 000 (дербес компьютерлер), 10 000 және 15 000 айн/мин (серверлер мен шығармашылығы кең көлемді жұмыс станциялары). Ноутбуктарда айналымның жоғарылауына тосқауыл гироскопиялық әсер болады. Ал дербес компьютерлерде бұл әсер аз сезілмелі.

Сенімділік (ағылш. reliability) – қате шығарылған жағдайда оны қалыптастыратын уақыттың орташа көрсеткіші. Көптеген қатқыл дискілер S.M.A.R.T технологиясын қолдануда.

Еңгізу – шығаруға қажетті операциялардың мөлшері (ағылш. IOPS) – жаңа заман қатқыл дискілерінде бұл көрсеткіш 50 оп/сек тең.

Қуат қажеттілігі – мобильді құралдарда маңызды фактор.

Зақымдардан төзімділік (ағылш. G-shock rating) – қуаттың күрт өзгеруіне, зақымның келтірілгеніне шыдамдылығы.

Ақпараттың таратылу жылдамдығы (ағылш Transfer Rate) – келесідей үлгіде:
 Дисктің ішкі зонасы: 44,2 – ден 74,5 Мб/с – қа дейін;
 Дисктің сыртқы зонасы: 60,0 – ден 111,4 Мб/с – қа дейін.

 Шу деңгейі 

Шу деңгейі – жинақтауышының механикасының жұмыс кезіндегі шығаратын дыбыс деңгейі. Децибелмен көрсетіледі. Шуы аз жинақтауыштар ретінде шу көлемі 26 дБ – ға жететін жатады. Бұл шу шпинделдің айналуынан пайда болады.
Қатқыл дискінің шуын азайту үшін келесі шаралар қолданылады:
 Бағдарламалық, көптеген дисктарда кездесетін ААМ жүйесін реттеу нысандарында. Қатқыл дискінің шу көлемін бұл тәсілмен азайту, жұмыс ырғақтылығын 5 – 25% - ға алып келеді.
 Шу жұтқыш құралдар қолдану. Дискінің орналасу шайбаларын резиналы немесе басқа жұмсақ – созылмалы құралдармен ауыстыру.

 Өндірушілер 

Алғашқы кездері қатқыл дискіні өндіретін мекемелер көп болғандықтан, қатқыл дискінің түрі әртүрлі болатын. Бәсекелестіктің қаталдағанына, қатқыл дискінің көлемінің артуына, табыстың мөлшері азайғанға байланысты көптеген фирмалар өз әсекелесшілерінің қатарына ауысты немесе басқа салаға ауысты.

Fujitsu ноутбуктарға арналған қатқыл дискілерді және SCSI дискілерін шығаруды жалғастыруда. Бірақ 2001 жылы дербес компьютерлерге арналған қатқал дискілерді шығаруды тоқтатты. 2,5 – және 1,8 – дюймді ноутбуктарға арналға қатқыл дисктардың негізгі өндірушісі Toshiba компаниясы. Maxtor бірнеше уақыт қатқыл дискілерді өндіруде бастапқа орындарды алатын компания ретінде келген, 2001 жылы Maxtor Quantum компаниясын сатып алады. Өткен  кездердегі аталмыш компанияның өнімдерінің сапаларының кемшіліктерінің көптігінен, 2006 жылы Maxtoer Seagate фирмасымен қосылып, бірге қызмет ете бастайды. Сондай – ақ Seagate фирмасы Nidec және Micropolis компанияларының акцияларын сатып алады. IBM компаниясының қатқыл дисктармен байланысты көптеген шығындардың болғандығынан Hitachi фирмасымен сатып алынады. Кейіннен 2011 жылы  Hitachi фирмасы Western Digital компаниясымен сатып алынады, және 2011 жылының санауы бойынша қатқыл дискіні тек 3 фирма ғана өндіреді: Seagate Technology, Western Digital және Toshiba.

 Қатқыл дискілердің даму тарихы 

1980 жыл — бірінші 5,25-дюймды Winchester, Shugart ST-506, 5 Мб.

1981 жыл — 5,25- дюймды Shugart ST-412, 10 Мб

1986 жыл —SCSI, ATA(IDE)

1990 жыл — максималды сыйымдылық 320 Мб.

1995 жыл — максималды сыйымдылық 2 Гб.

1997 жыл — максималды сыйымдылық 10 Гб.

1998 жыл —UDMA/33 және ATAPI.

1999 жыл — IBM көлемі 170 және 340 Мб болатын Microdrive шығарды.

2000 жыл — IBM көлемі 500 мБ  және 1Гб болатын Microdrive шығарды. 

2002 жыл —ATA/ATAPI-6 және көлемі 137 Гб – тан астам тасымалдаушы.

2003 жыл —SATA.

2003 жыл — Hitachi көлемі 2 Гб болатын Microdrive шығарды.

2004 жыл — Seagate көлемі 2.5 және 5 Гб болатын Microdrive шығарды.

2005 жыл — максималды сыйымдылық  500 Гб.

2005 жыл —Serial ATA 3G (немесе SATA II).

2005 жыл —SAS (Serial Attached SCSI).

2005 жыл — Seagate көлемі 8 Гб болатын Microdrive шығарды.

2006 жыл — Алғашқы «гибридті» қатқыл дисктердің пайда болуы

2006 жыл — Seagate көлемі 12Гб болатын ST1 Microdrive аналогын  шығарды.

2007 жыл — Hitachi бірінші коммерциялық 1 ТB көлемді қытқыл диск шығарды

2009 жыл — Samsung интерфейсі USB 2.0 қатқыл диск шығарды

2009 жыл — SATA 3.0 (SATA 6G).

2010 жыл — Seagate көлемі 3 ТB болатын қатқыл диск шығарды.

2011 жыл — Western Digital алғашқы 750 Гб пластиналы қатқыл диск шығарды.

2011 жыл — Hitachi 1 Тб пластиналы қатқыл диск шығарды.

Дереккөздер
Қазақстан Республикасында ақпараттық теңсіздікті төмендету бағдарламасы бойынша халықты компьютерлік сауаттылыққа оқыту жөніндегі оқу-әдістемелік құрал 2007ж.

Санат:Компьютер