Hårddisk

Datorgrafik av en hårddisk

En hårddisk i delar

En PATA-hårddisk och dess komponenter.

En hårddisk från 1980-talet på 44 MByte i 5,25-tumsstorleken i jämförelse med ett flashminne från 2000-talet 2 GByte

En nyare SATA-hårddisk i 3,5-tumsstorleken

Utvecklingen av hårddiskkapaciteten över tid. Den vertikala axeln är logaritmisk, så regressionslinjen motsvarar exponentiell tillväxt.

Hårddisk (tidigare skivminne, finlandssvenska hårdskiva, ibland förkortat HDD efter engelskans hard disk drive) är en anordning för lagring av information som används i datorer. En hårddisk innehåller en eller flera roterande skivor belagda med ett magnetiskt material. En läsarm rör sig över skivan och skriver eller läser när rätt ställe på skivan befinner sig under läshuvudet. Beteckningen används för att markera skillnaden mellan en sådan disk och en mjuk diskett (engelska floppy disk, ungefär "fladdrig disk").

Teknik

Hårddiskar spelar in data genom att magnetisera ferromagnetiskt material i en viss riktning så att en liten del av materialets yta motsvarar antingen en etta eller en nolla (en binär enhet, en bit.) Hårddisken läser tillbaka datat genom att detektera materialets magnetisering. En typisk hårddisk består av en kassett som innehåller en eller flera platta cirkulära diskar som kallas för skivor. Det är efter dessa diskar som hårddisken har fått sitt namn. På dessa diskar eller skivor spelas informationen in. Skivorna tillverkas av ett icke-magnetiskt material — vanligtvis en aluminiumlegering eller glas. Därefter täcks plattorna med ett tunt lager magnetiskt material. Äldre skivor använde järnoxid som magnetiskt material, men nutida skivor använder kobolt-baserade legeringar.

Anslutning

Hårddisken kommunicerar med värddatorn med ett protokoll över en kabel som beror på protokollet. Den vanligaste tekniken för hemdatorer är ATA (IDE, EIDE, Serial ATA), servrar använder ofta SCSI som i allmänhet är dyrare. Mindre vanligt för att ansluta hårddiskar är Firewire, USB och eSATA (En SATA-kontakt på utsidan av datorn), som ibland används när man vill ansluta enheter utan att behöva öppna datorn.

RAID

Vid behov av stort lagringsutrymme kan man logiskt sätta ihop flera hårddiskar till en större enhet med RAID eller LVM. RAID kan göras med extra hårdvara, så att det för datorn ser ut som om den kommunicerar med en vanlig, men stor, hårddisk, eller med mjukvara. RAID finns i flera olika utförande som alla har olika egenskaper. Vissa varianter ökar prestandan genom att flera diskar kan läsas samtidigt, andra ökar säkerheten genom att data lagras redundant. Man kan även använda RAID för att slå ihop flera separata diskar till en virtuell stor disk. LVM klarar liknande saker som RAID men görs alltid i mjukvara och används även för att kunna förändra partitionsgränser utan att formatera om hårddisken.

Historik

Hårddisken uppfanns på 1950-talet av IBM laget som var styrt av Rey Johnson. Hårddisken var mycket utrymmeskrävande och hade en kapacitet på 5 till 20 megabyte, vilket ansågs mycket. Den första hårddisken var ungefär lika stor som en frys och vägde 250 kg. ^{[källa behövs]}

Kapacitet

Stora hårddiskar idag rymmer flera terabyte. Kapaciteten beror på lagringsmetoden och den senaste av dessa kallas Perpendicular Magnetic Recording eller PMR. Lägg märke till att hårddiskkapacitet räknas på två sätt - med SI-prefix samt med binära prefix. Detta leder till att en hårddisk som säljs som 1 terabyte (TB) (1024 gigabyte) visas som cirka 950 GByte.

Hastighet

I de första hårddiskarna roterade skivorna med 3 600 rpm: senare kom det hårddiskar med 4 500 och 5 400 rpm.

Under slutet på 1990-talet lanserade Fujitsu världens första hårddiskar med 7 200 rpm skivhastighet, MPC3045AH (4,5 GB) och MPC3065AH (6,5 GB).

Standarden för skivorna idag i en modern hårddisk roterar med en konstant hastighet på 5 400 varv i minuten (anges i RPM, revolutions per minute). Näst vanligast är diskar med 7 200 rpm skivhastighet. De snabbaste i dagsläget ligger på 10 000 eller 15 000 rpm.

Söktiden anger den tid det i genomsnitt tar för läshuvudet att flytta sig till den position på hårddisken där läsning/skrivning skall ske samt hur lång tid det tar för skivan att rotera till rätt läge.

Rotationshastigheten påverkar söktiden och hur snabbt läsning och skrivning sker.

Hur mycket information som kan lagras per skiva i hårddiskar har ökat drastisk sedan de första hårddiskarna vilket även påverkat läs och skrivhastigheterna. En genomsnittlig 7 200 RPM-hårddisk läser idag (2009) större filer i omkring 75-100 MB/s, medan de snabbare diskarna (10 000 rpm och högre) kan ha överföringshastighet på omkring 100-125 MB/s.

Fel

MTBF (engelska Mean Time Between Failures) används för att ange kvalitet på en hårddisk då den säljs från fabriken. Högre värden är bättre då de anger en längre felfri tid innan det blir fel på hårddisken. En hårddisk som har ström och snurrar konstant har faktiskt en längre hållbarhet än en hårddisk där strömmen stängs av och på, blir kall och varm, spinner upp och ned, eftersom lagren och andra rörliga delar slits betydligt mer i det senare scenariot.

Trots att data som lagrats på hårddisken verkar permanenta så varar de inte för evigt. En längre livstid på en hårddisk beror oftast på att dess data läses in och skrivs om och därför uppdateras på skivan. Om en hårddisk får ligga oanvänd för länge så försvinner sakta de data som har skrivits på den, oftast handlar det om cirka 10 år, ibland mer eller mindre. Denna process kallas ibland bitröta.

Om hårddisken har ett fysiskt fel kan man prova att lägga hårddisken i frysen några timmar och sedan ansluta den igen. Kylan kan tillfälligt åtgärda problem med vobblande skivor och göra det möjligt att kopiera innehållet till ett annat medium.

Känslighet

Hårddiskar byggs med ett tätt skal, men det är inte lufttätt som många tror utan släpper igenom luft genom små, så kallade "breath holes" för att skivorna inte skall bli varma. Dessa hål är dock tätade med ett speciellt filter för att förhindra att damm och fukt kommer in i maskineriet och skadar den känsliga ytan på skivorna.

Skivorna är känsliga för fukt, fett, damm och repor och de områden av skivorna som exponeras för något av dessa brukar bli skadade för gott. Öppnar man en hårddisk skall man göra det i en torr, dammfri miljö och undvika att ta på skivorna direkt med händerna. Helst skall man ha handskar.

Hårddiskar är även känsliga för plötsliga avstängningar, då läsarmen inte hinner gå ner i viloläge.

Se även

• Solid state drive
• Click of death
• S.M.A.R.T.
• Renrum

Externa länkar

• Wikimedia Commons har media som rör Hårddisk.
  Bilder & media