ฮาร์ดดิสก์แบบ HDD

HDD คืออะไร 

        ฮาร์ดดิสก์ (Harddisk)  คืออุปกรณ์ชิ้นหนึ่ง ที่เป็นตัวเก็บข้อมูลต่างๆ ของคอมพิวเตอร์  ไม่ว่าจะเป็นข้อมูลระบบปฏิบัติการณ์ต่างๆ หรือข้อมูลในรูปแบบของโปรแกรมประยุกต์ หรือแฟ้มงานต่างๆ ล้วนถูกเก็บรักษาเอาไว้ในฮาร์ดดิสก์ ฮาร์ดดิสก์ เลยเป็นอุปกรณ์ที่จำเป็นและสำคัญที่สุดชิ้นหนึ่งเลยทีเดียวก็ว่าได้

ฮาร์ดดิสก์ถูกสร้างขึ้นในปี ค.ศ. 1950 ตอนนั้น มีขนาดค่อนข้างใหญ่ มีเส้นผ่าศูนย์กลางถึง 20 นิ้ว มีความจุระดับเพียงเมกะไบต์เท่านั้น ( 1 เมกะไบต์ เท่ากับ 1,000,000 ไบต์) ตอนแรกใช้ชื่อว่า ฟิกส์ดิสก์ (Fixed disks) หรือ วินเชสเตอร์ (Winchesters) เป็นชื่อที่บริษัท IBM เรียกผลิตภัณฑ์คอมพิวเตอร์ของพวกเขา ภายหลังจึงเรียกว่า ฮาร์ดดิสก์ (Hard disk) เพื่อให้มีความแตกต่างจากฟลอปปี้ดิสก์( Floppy disk) ภายในฮารด์ดิสก์ มีส่วนประกอบที่สำคัญที่สุด คือ จานกลมแข็ง ซึ่งฉาบไว้ด้วยสารแม่เหล็ก

การทำงานและส่วนประกอบของฮาร์ดดิสก์
•   หัวอ่าน (Head) เป็นส่วนหนึ่งของแขนหัวอ่าน ซึ่งเจ้าหัวอ่านตัวนี้สร้างจากขดลวด เพื่อใช้อ่านหรือเขียนข้อมูลลงบนแผ่นแม่เหล็ก โดยการรับคำสั่งจากตัวคอนโทรลเลอร์ ก่อนเกิดความเหนี่ยวนำทางแม่เหล็ก และไปเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของสนามแม่เหล็ก และทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของข้อมูลนั่นเอง
•   แขนหัวอ่าน (Actuator Arm) มีลักษณะเป็นแท่งเหล็กยาวๆ ซึ่งสามารถรับคำสั่งจากวงจรให้เลื่อนไปยังตำแหน่งที่ต้องการได้ ไม่ว่าจะเป็นอ่านหรือเขียนข้อมูลลงบนแผ่นแม่เหล็ก โดยต้องทำงานร่วมกับหัวอ่าน
•   จานแม่เหล็ก (Platters) มีลักษณะเป็นจานกลมๆ เคลือบด้วยสารแม่เหล็กวางซ้อนกันหลายๆ ชั้นขึ้นอยู่กับความจุ เจ้าสารแม่เหล็กที่เองที่เป็นข้อมูลต่างๆ ของเรา โดยข้อมูลนั้นจะถูกบันทึกในลักษณะของเลข 0 และ 1 แผ่นแม่เหล็กนั้นติดกับมอเตอร์สำหรับหมุน (Spindle Motor) และสามารถเก็บข้อมูลได้ทั้ง 2 ด้าน
•   มอเตอร์หมุนแผ่นแม่เหล็ก (Spindle Motor) เป็นตัวควบคุมจานแม่เหล็กให้หมุนไปยังตำแหน่งที่ต้องการเพื่อบันทึก หรือแก้ไขข้อมูล ปกติมักมีความเร็วในการหมุนประมาณ 7200 รอบต่อนาที แต่ด้วยเทคโนโลยีการผลิตที่มีประสิทธิภาพมากกว่าเดิมทำให้ตัวมอเตอร์มาสามารถเพิ่มความเร็วได้ถึง 1 หมื่นรอบต่อนาที
•   เคส (Case) หรือตัวกล่องสี่เหลี่ยม ซึ่งเป็นที่บรรจุส่วนต่างๆ ที่ใช้ในการทำงานของฮาร์ดดิสก์

   หลักการบันทึกข้อมูลลงบนฮาร์ดดิสก์ไม่ได้แตกต่างจากการบันทึกลงบนเทปคาสเซ็ทเลย เพราะทั้งคู่ต้องใช้สารบันทึกคือสารแม่เหล็กเหมือนกัน สารแม่เหล็กนี้สามารถลบหรือเขียนได้ใหม่อยู่ตลอดเวลา โดยเมื่อบันทึกหรือเขียนไปแล้ว มันสามารถจำรูปแบบเดิมได้เป็นเวลาหลายปี โดยส่วนที่แตกต่างกันเพียงสองสามอย่างเท่านั้นสื่อในการเก็บข้อมูลนี้จะเก็บข้อมูลไว้ในรูปของอนุภาคแม่เหล็กบนผิวของฟิลม์เหล็กออกไวด์ซึ่งเคลือบอยู่บนผิวของดิสก์ และจะใช้หัวในการอ่านและเขียนหนึ่งหัวหรือมากกว่านั้นเพื่อทำการเปลี่ยนการจัดเรียงตัวของอนุภาคแม่เหล็กไปเป็นสัญญาณทางอิเล็กทรอนิกส์ (1หรือ0)เพื่อป้อนข้อมูลให้กับเครื่องคอมพิวเตอร์อย่างไรก็ตามกรณีของฮาร์ดดิสก์นั้นผิวของสารที่เคลือบด้วยสารแม่เหล็กไว้จะเป็นโลหะแข็ง (ดังที่ชื่อก็บอกไว้แล้ว) ตัวดิสก์นี้จะเก็บอยู่ในกล่องที่ปิดสนิทและมีแผ่นจานอยู่สอง สาม แผ่นที่เรียกว่า Platters

ประเภทของ ฮาร์ดดิสก์ (Hard Disk)

     1.IDE (Integrated Drive Electronics)

แบบแรกคือ IDE เป็นแบบที่มีใช้กันมานานมาก จนกระทั่งปัจจุบันแทบไม่มีเหลือแล้วตามท้องตลาด มีความจุตั้งแต่ 40 -500 GB ซึ่งด้วยความเก่าแก่ของมันนั้นทำให้ความเร็วในการโอนถ่ายข้อมูลจะอยู่ที่ 8.3 Mbps แต่ต่อมานั้นได้มีการพัฒนาให้สามารถโอนถ่ายข้อมูลได้เร็วขึ้น ชื่อของมันคือ E-IDE (Enhanced Integrated Drive Electronics) โดยฮาร์ดดิสก์แบบ E-DIE นั้นมีความเร็วในการโอนข้อมูลอยู่ที่ประมาณ 133 Mbps ส่วนประกอบที่จำเป็นมีสี่ส่วนด้วยกันคือ IDE Port ที่ตัวเมนบอร์ด, สายสัญญาณ 80 pin IDE, Power connector และตัว hard disk IDE นั่นเอง

2.SCCSI (Small Computer System Interface)

SCCSI  เอสซีเอสไอ หรือที่ พวกเราเรียกกันว่า “สกัสซี”  ที่มีอินเทอร์เฟซที่แตกต่างจาก E-IDE โดย Hard Disk แบบ SCSI จะมีการ์ดสำหรับควบคุมการทำงาน โดยเฉพาะ ซึ่งเรียกว่า การ์ด SCSI สำหรับความสามารถของการ์ด SCSI นี้ สามารถที่จะควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ที่มีการทำงานแบบ SCSI ได้ถึง 7 ชิ้นอุปกรณ์ด้วยกัน ผ่านสายแพรแบบ SCSI อัตราความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลของ Hard Disk แบบ SCSI จะมีความเร็วสูงสุดถึง 320 เมกะไบต์/วินาที รวมถึงกำลังรอบในการหมุนของจานดิสก์อย่างต่ำก็หลักหมื่นโดยปัจจุบันแบ่งเป็น 10,000 และ 15,000 รอบต่อนาที ซึ่งมีความเร็วที่มากกว่าประเภท E-IDE อยู่เยอะ ส่งผลให้ราคานั้นย่อมที่จะแพงเป็นธรรมดา โดยส่วนใหญ่จะนำ Hard Disk (ฮาร์ดดิสก์) แบบ SCSI มาใช้กับงานด้านเครือข่าย (Server) เท่านั้น

3.SAS (Serial Attached SCSI)

SAS เป็นโพรโทคอลสื่อสารรูปแบบ Point-to-Point ทำหน้าที่ในการรับส่งข้อมูลสำหรับอุปกรณ์ฮาร์ดไดร์ฟ (Hard Drive) และ เทป (Tape Drive) โดยตัวควบคุม (Controller) จะเชื่อมต่อกับดิสก์ไดร์ฟ (Disk Drive)โดยตรง SAS เป็น interface ที่พัฒนามาจาก SCSI  โดย บริษัท ซีเกท เทคโนโลยี และบริษัทแอลเอสไอ ลอจิก  มีลักษณะเป็น port เชื่อมต่อแบบพอร์ตคู่ ที่มีอัตราการถ่ายโอนข้อมูลที่ระดับความเร็ว 3 กิกะบิตต่อวินาที โดยที่ Serial Attached SCSI (SAS) ได้ถูกกำหนดขึ้นเป็นมาตรฐานใหม่ สำหรับประสิทธิภาพและการปรับขนาดได้ และยังสร้างปรากฏการณที่ไม่เคยมีมาก่อน นอกจากนี้ SAS ยังมีความเหมาะสมทางด้านอื่นๆ อีก เช่น ให้ความจุสูงขณะที่ มีราคาในการสร้างที่ต่ำกว่า เพื่อเหมาะสำหรับโซลูชั่น ที่ราคาประหยัด นอกจากนั้นในการประยุกต์ใช้งานยังสามารถที่จะรวมกันระหว่า SAS และ SATA เข้ากันได้ ซึ่งเหมาะสำหรับองค์กรขนาดกลาง โดยมีค่าใช้จ่ายต่อประสิทธิภาพที่เหมาะสม เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพและการทำงานที่เหมาะสมได้ง่าย

4. SATA (Serial Advanced Technology Attachment)
คือระบบการรับส่งข้อมูลแบบอนุกรม โดยจะส่งข้อมูลทีละบิตเรียงกัน ทำให้ SATA สามารถรับส่งข้อมูลได้เร็วกว่า และมีประสิทธิภาพมากกว่าเทคโนโลยีแบบขนาน (IDE) ความเร็วที่เพิ่มขึ้นของ SATA นี้ยังช่วยให้การเรียกใช้โปรแกรมและข้อมูลต่าง ๆ ทำได้รวดเร็วยิ่งขึ้นอีกด้วย โดยตามท้องตลาดมี Hard disk อยู่สองรูปแบบ คือ รุ่นใหม่เรียกว่า Serial ATA หรือ SATA และอีกแบบคือ แบบ IDE ซึ่งทั้งสองแบบใช้สายสัญญาณและสายไฟในการเชื่อมต่อที่แตกต่างกัน การเลือกใช้งานต้องตรวจสอบว่า เมนบอร์ดรองรับการทำงานกับฮาร์ดิสค์แบบใดด้วย

    ฮาร์ดดิสก์ SATA จะมีคุณสมบัติพิเศษอยู่ 2 อย่าง คือ
-Native Command Queuing (NCQ) เป็นการเข้าถึงข้อมูลในฮาร์ดดิสก์แบบใหม่ทั้งในการอ่านและเขียน
-Hot Plugging Hard Drives เป็นการช่วยในการเพิ่มหรือเอาออกของฮาร์ดดิสก์โดยที่ไม่ต้องรีสตาร์ต Windows
สำหรับสายของฮาร์ดดิสค์แบบ SATA นั้นจะเป็นสายเส้นเดียวที่ด้านหนึ่งจะเชื่อมต่อเข้ากับตัวเมนบอร์ด และปลายอีกด้านหนึ่งจะเชื่อมต่อเข้าที่ตัวฮาร์ดดิสค์แบบ SATA ข้อดีของการเชื่อมต่อแบบนี้ก็คือความเป็นระเบียบเรียบร้อยของตัวสายอัน เนื่องมาจากขนาดที่เล็กกว่าของสาย IDE ทำให้การจัดวางสายใช้เนื่อที่ภายในเคสน้อย

5.SSD (Solid-State Drive)

SSD เป็นอุปกรณ์การจัดเก็บข้อมูลแบบใหม่ที่ใช้การประกอบแผงวงจรในรูปแบบชิปหน่วยความจำ (คล้ายกับการทำงานของแฟลชไดร์ฟ) ที่เก็บข้อมูลอย่างต่อเนื่อง โดย SSD ประกอบไปด้วยอุปกรณ์ 2 ส่วนหลักๆ คือ ชิปหน่วยความจำ (Memory) และ ชิปควบคุมการทำงาน (Controller) หากเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีฮาร์ดดิสก์แบบจานหมุนแม่เหล็กแบบเดิมที่ทำให้เกิดเสียงรบกวนในขณะที่ดิสก์หมุนด้วยความเร็วรอบสูงและแน่นอนว่าความร้อนก็สูงตามอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ซึ่งผลที่ตามมาคืออายุการใช้งานที่สั้นลง แต่ SSD กลับตอบโจทย์ปัญหาทุกข้อที่ฮาร์ดดิสก์แบบจานหมุนมี ทั้งในเรื่องการเสียงรบกวน ความร้อน และเรื่องความเร็วในการอ่านเขียนข้อมูลแบบทวีคูณ เรียกได้ว่าเร็วที่สุดในบรรดาอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลทุกประเภทในปัจจุบัน