Ako fungujú procesy zápisu na pevný disk

09.05.2023

V tomto článku si vysvetlíme, ako vlastne fungujú pevné disky (HDD) a SSD. Tieto dva typy úložísk fungujú na odlišných princípoch, z čoho vyplývajú rozdiely vo výkone a spoľahlivosti.

HDD a SSD
HDD a SSD

Zápis údajov na pevný disk (HDD)

  1. Zdroj údajov: Keď počítačový systém vytvorí údaje na ukladanie, operačný systém ich odošle na jednotku pevného disku prostredníctvom rozhrania, napríklad SATA alebo SAS.
  2. Radič disku: Tento elektronický obvod je integrovaný do pevného disku a je zodpovedný za spracovanie údajov z operačného systému, riadenie mechanických a elektronických komponentov disku a riadenie prenosu údajov na povrch disku. Radič tiež komunikuje s počítačom o stave prenosu.
  3. Zápisová hlava a rameno: V ramene jednotky pevného disku sa nachádza zapisovacia (a čítacia) hlava, ktorá je zodpovedná za zápis údajov na magnetický povrch disku. Zápisová hlava pozostáva z tenkého drôtu, ktorý vytvára magnetické pole na základe prúdu, ktorý ním preteká. Toto magnetické pole mení polaritu rôznych častí magnetického povrchu disku, čím sa ukladajú binárne hodnoty (0 a 1).
  4. Vreteno, platne a otáčanie: Pevný disk obsahuje niekoľko platní, ktoré sú pokryté tenkou vrstvou magnetického materiálu a navzájom oddelené. Vreteno udržiava platne v pohybe a otáča sa určitou rýchlosťou (napríklad 5400, 7200 alebo 10 000 otáčok za minútu). Táto rýchlosť ovplyvňuje rýchlosť zápisu a čítania údajov.
  5. Sektorovanie a zápis údajov: Pevný disk je rozdelený na menšie jednotky nazývané sektory. Každý sektor obsahuje určitý počet bajtov (zvyčajne 512 bajtov) a má jedinečnú adresu. Keď riadiaca jednotka disku dostane príkazy na zápis a prenos údajov, rameno hlavy sa presunie nad správne miesto na disku, kde sa majú údaje uložiť. Vreteno sa otáča a zapisovacia hlava zapisuje údaje na magnetický povrch disku zmenou polarizácie.

Zápis údajov na disk SSD

Zdroj údajov: Operačný systém posiela údaje na disk SSD prostredníctvom rozhraní, ako sú SATA, NVMe alebo U.2.

Radič SSD: Tento elektronický obvod prijíma údaje zo zdroja a komunikuje s pamäťovými čipmi SSD. Radič SSD je tiež zodpovedný za riadenie prenosu údajov do pamäťových buniek a optimalizáciu zápisu údajov s cieľom minimalizovať opotrebovanie pamäte flash.

Pamäť NAND flash: SSD disky používajú na ukladanie údajov pamäť NAND flash. Táto pamäť je založená na tranzistoroch s plávajúcimi bránami, ktoré dokážu udržať elektrický náboj aj bez napájania.

Zápis údajov: Keď radič SSD prijme príkazy na zápis a zápis, spustí proces zápisu údajov do pamäte NAND flash. Elektrický náboj sa ukladá do jednotlivých pamäťových buniek, čo umožňuje ukladať binárne hodnoty (0 a 1). Údaje sa zapisujú a čítajú bez mechanických častí, čo zvyšuje rýchlosť a spoľahlivosť SSD diskov.

Rýchlosť zápisu a čítania: Rýchlosť zápisu a čítania údajov je pri SSD diskoch v porovnaní s tradičnými pevnými diskami výrazne vyššia, pretože tento proces nie je obmedzený mechanickými časťami, ako sú ramená a otáčanie platne. Táto výhoda sa prejavuje najmä pri náhodných operáciách so súbormi a pri zavádzaní operačného systému.

Správa zariadenia a opotrebovanie na úrovni blokov: Údaje na SSD sú usporiadané do blokov, ktoré sa ďalej delia na stránky. Každý blok obsahuje niekoľko stránok, ktoré možno zapisovať a prepisovať. Radič SSD zabezpečuje, aby sa údaje zapisovali do správnych blokov a stránok, a tiež riadi procesy, ako je vyrovnávanie opotrebenia, aby sa zabezpečilo rovnomerné opotrebovanie každého bloku, čím sa zvyšuje životnosť SSD.

TRIM a zhromažďovanie voľného miesta: Disky SSD obsahujú funkciu TRIM, ktorá komunikuje s operačným systémom a pomáha optimalizovať výkon disku znížením nadbytočných pamäťových operácií. Keď sa na disku SSD odstráni súbor alebo blok údajov, funkcia TRIM označí toto miesto ako nevyužité a pripravené na prepísanie, čím sa urýchli ďalší zápis na tieto miesta.

Na záver

Disky SSD sú oveľa odolnejšie voči nárazom, vibráciám a teplotným rozdielom ako tradičné pevné disky, pretože neobsahujú žiadne pohyblivé mechanické časti. Vďaka tejto vlastnosti sú disky SSD ideálne pre prenosné zariadenia, ako sú notebooky a tablety. Okrem toho SSD disky spotrebúvajú menej energie, čo zvyšuje výdrž batérie v prenosných zariadeniach.

V súčasnosti sa SSD disky čoraz viac uprednostňujú pred tradičnými pevnými diskami, pretože ponúkajú vyšší výkon, spoľahlivosť, rýchlosť a odolnosť voči fyzickým otrasom. Hoci sú SSD disky zvyčajne drahšie na jednotku úložného priestoru, ich výhody často prevyšujú vyššiu počiatočnú investíciu.

Najnovšie články

Prečítajte si ako prví, čo je nové

Esencie alebo esenciálne oleje sú komplexnou zmesou aromatických látok, ktoré sú zodpovedné za vôňu kvetov. Majú mnohé farmakologické účinky, a preto tvoria základ aromaterapie, ale používajú sa aj v parfumérii a kozmetike, vo farmaceutickom priemysle a v potravinárskom, liehovarníckom a cukrárenskom priemysle.

V tomto článku si vysvetlíme, ako vlastne fungujú pevné disky (HDD) a SSD. Tieto dva typy úložísk fungujú na odlišných princípoch, z čoho vyplývajú rozdiely vo výkone a spoľahlivosti.