Sunday, June 10, 2012

เริ่มต้นรู้จัก Harddisk อุปกรณ์เก็บข้อมูล

0 comments
 

Hard Disk   คือ  อุปกรณ์สำคัญสำหรับใช้จัดเก็บ บริหารข้อมูล ในระบบคอมพิวเตอร์ ลักษณะเป็นจานโลหะที่เคลือบด้วยสารแม่เหล็ก สามารถจัดเก็บ หรือลบข้อมูลได้อย่างถาวร ด้วยระบบไฟฟ้า  โดยสามารถเข้าถึงข้อมูลได้อย่างรวดเร็ว เมื่อบันทึกข้อมูลลงจานแล้วข้อมูลจะคงอยู่ไม่สูญสลาย ดังนั้น  Hard Disk  จึงถูกจัดเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการเก็บระบบปฏิบัติการ  โปรแกรม  และข้อมูล




ส่วนประกอบของ Hard Disk
1. แขนของหัวอ่าน (Actuator Arm)
ทำงานร่วมกับ Stepping Motor ในการหมุนแขนของหัวอ่านไปยังตำแหน่งที่เหมาะสม สำหรับการอ่านเขียนข้อมูล โดยมีคอนโทรลเลอร์ ทำหน้าที่แปลคำสั่งที่มาจากคอมพิวเตอร์ จากนั้นก็เลื่อนหัวอ่านไปยังตำแหน่งที่ต้องการ เพื่ออ่านหรือเขียนข้อมูล และใช้หัวอ่านในการอ่านข้อมูล ต่อมา Stepping Motor ได้ถูกแทนด้วยVoice Coil ที่สามารถทำงานได้เร็ว และแม่นยำกว่า Stepping Motor


2 . หัวอ่าน (Head)
เป็นส่วนที่ใช้ในการอ่านเขียนข้อมูล จะอยู่ที่ส่วนปลายของแขนหัวอ่าน (Actuator Arm) ภายในหัวอ่านมีลักษณะเป็น ขดลวด โดยในการอ่านเขียนข้อมูลคอนโทรลเลอร์  จะนำคำสั่งที่ได้รับมาแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้าแล้วป้อนเข้าสู่ขดลวดทำให้เกิดการเหนี่ยวนำทางแม่เหล็ก ไปเปลี่ยนโครงสร้างของสารแม่เหล็ก ที่ฉาบบนแผ่นดิสก์ จึงทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของข้อมูลขึ้น

3. แผ่นจานแม่เหล็ก (Platters)
มีลักษณะเป็นจานเหล็กกลมๆ ที่เคลือบสารแม่เหล็กวางซ้อนกันหลายๆชั้น (ขึ้นอยู่กับความจุ) และสารแม่เหล็กที่ว่าจะถูกเหนี่ยวนำให้มีสภาวะเป็น 0 และ1 เพื่อจัดเก็บข้อมูล โดยจานแม่เหล็กนี้จะติดกับมอเตอร์ ที่ทำหน้าที่หมุน แผ่นจานเหล็กนี้ ปกติ Hard Disk  แต่ละตัวจะมีแผ่นจานประมาณ 1-4 แผ่นแต่ละแผ่นก็จะเก็บข้อมูลได้ทั้ง 2 ด้าน

4. มอเตอร์หมุนจานแม่เหล็ก (Spindle Moter)
เป็นมอเตอร์ที่ใช้หมุนของแผ่นแม่เหล็ก ซึ่งมีความสำคัญอย่างมากต่อความเร็วใน การหมุน ของ Hard Disk เพราะยิ่งมอเตอร์หมุนเร็วหัวอ่านก็จะเจอข้อมูลที่ต้องการเร็วขึ้น ซึ่งความเร็วที่ว่านี้จะวัดกันเป็นรอบต่อนาที ( Rovolution Per Minute หรือย่อว่า RPM ) จาก Hard Disk รุ่นเก่าดั้งเดิมที่หมุนด้วยความเร็ว 3,600 รอบต่อนาที แต่ในปัจจุบัน พัฒนามาเป็น 5,400 รอบต่อนาที  7,200 รอบต่อนาที จนถึง 10,000 รอบต่อนาที

5. เคส ( Case /body)
มีลักษณะเป็นกล่องสี่เหลี่ยม หุ้มด้านนอก เพื่อป้องกันความเสียหาย ที่เกิดจากการหยิบ จับ และป้องกันฝุ่นละออง

ประเภทของ Hard disk
หากเราจะแบ่งชนิดของ Hard disk สามารถแบ่งได้หลายลักษณะ แต่ถ้าแบ่งตามลักษณะการเชื่อมต่อ (อินเทอร์เฟซ) จะมี 5 ประเภทคือ

1. แบบ IDE (Integrate Drive Electronics)
แบบ IDE เป็นอินเทอร์เฟซรุ่นเก่า ที่มีการเชื่อมต่อโดยใช้สายแพเชื่อมต่อสัญญาณขนาด 40 เส้น โดยสายแพ 1 เส้นสามารถที่จะต่อ Hard Disk ได้ 2 ตัว บนเมนบอร์ดนั้นจะมีขั้วต่อ IDE อยู่ 2 ขั้วด้วยกัน ทำให้สามารถพ่วงต่อ Hard Disk ได้สูงสุด 4 ตัว มีความเร็วสูงสุดในการถ่ายโอนข้อมูลอยู่ที่ 8.3 เมกะไบต์/ วินาที สำหรับขนาดความจุก็ยังน้อยอีกด้วย เพียงแค่ 504MB เท่านั้นเอง






2. แบบ E-IDE (Enhanced Integrated Drive Electronics)
แบบ E-IDE พัฒนามาจากประเภท IDE ด้วยสายแพเชื่อมต่อสัญญาณ ขนาด 80 เส้น ผ่านคอนเน็คเตอร์ 40 ขาเช่นเดียวกันกับ IDE ซึ่งช่วยเพิ่มศักยภาพ ในการทำงานให้มากขึ้น โดย Hard Disk  ที่ทำงานแบบ E-IDE นั้นจะมีขนาดความจุที่สูงกว่า 504MB และความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลที่สูงขึ้น โดยสูงถึง 133 เมกะไบต์ต่อวินาทีเลยทีเดียว



3. แบบ SCSI (Small Computer System Interface)
แบบ SCSI (หรือที่เรียกว่า สะกัสซี่) เป็น Hard Disk  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



4.แบบ Serial Attached SCSI (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 สำหรับความเข้ากันได้ของระบบและความยืดหยุ่นสำหรับโซลูชั่น ทางด้าน การจัดเก็บข้อมูลในองค์กร ซึ่งคุณสมบัตินี้ ช่วยให้ผู้จัดการทางด้านไอที มีประสิทธิภาพในการลดจำนวนของส่วนประกอบต่างๆ ทางด้านไอทีในองค์กรไปได้ รวมถึงลดความซับซ้อนที่เกิดขึ้น ในโซลูชั่น ทางด้าน Storage นอกจากนี้ SAS ยังมีความเหมาะสมทางด้านอื่นๆ อีก เช่น ให้ความจุสูงขณะที่ มีราคาในการสร้างที่ต่ำกว่า เพื่อเหมาะสำหรับโซลูชั่น ที่ราคาประหยัด นอกจากนั้นในการประยุกต์ใช้งานยังสามารถที่จะรวมกันระหว่า SAS และ SATA เข้ากันได้ ซึ่งเหมาะสำหรับองค์กรขนาดกลาง โดยมีค่าใช้จ่ายต่อประสิทธิภาพที่เหมาะสม เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพและการทำงานที่เหมาะสมได้ง่าย



5. แบบ Serial ATA
แบบ Serial ATA  เป็นอินเทอร์เฟซที่กำลังได้รับความนิยมมากในปัจจุบัน และมีการพัฒนาไปสู่ Serial ATA II  และ Serial ATA III ตามลำดับ  Serial ATA ถือกำเนิดมาจากความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลไม่สามารถไล่ตามทัน SCSI ได้ ดังนั้นเมื่อ Parallel ATA หรือ E-IDE เจอขอจำกัดเรื่องของความเร็วที่พัฒนาอย่างไรก็ไม่ทัน SCSI ซะที ส่งผลให้บรรดาผู้ผลิต Hard Disk  ต่างพากันหันมาให้ความสนใจเทคโนโลยีต่อเชื่อมรูปแบบแบบใหม่ที่เรียกว่า Serial ATA กันเป็นแถว โดยให้อัตราความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูล Serial ATA สูงสุดถึง 150 เมกะไบต์ต่อวินาที Serial ATA II อัตราความเร็ว 300 เมกะไบต์ต่อวินาที  โดยที่เทคโนโลยี Serial ATA นี้ถูกพัฒนาขึ้นโดยกลุ่มผู้พัฒนา Serial ATA ซึ่งได้เผยข้อกำหนดคุณสมบัติสำหรับ Serial ATA 1.0 ขึ้น ด้วยคาดหวังว่าจะสามารถ ขยายช่องสัญญาณ (Bandwidth) ในการส่งผ่านข้อมูลได้เพิ่มขึ้นถึง 2-3 เท่า และยังรองรับข้อมูลได้มากยิ่งขึ้น ไม่เฉพาะ Hard Disk (ฮาร์ดดิสก์) เพียงเท่านั้นที่จะมีการเชื่อมต่อในรูปแบบนี้ แต่ยังรวมไปถึง อุปกรณ์ตัวอื่นๆ อย่าง CD-RW หรือ DVD อีกด้วย



เราสามารถวัดประเมินประสิทธิภาพของฮาร์ดดิสก์ได้จากการทำงานใน 2 ภาคส่วนคือ
1.      เวลาในการค้นหาข้อมูล (Seek Time) คือเวลาที่ข้อมูลถูกอ่านขึ้นมาและส่งต่อไปให้กับซีพียู โดยปกติประมาณ 10 ถึง 20 มิลลิวินาที
2.      อัตราการไหลของข้อมูล (Data Rate) คือปริมาณ (จำนวนไบต์ต่อวินาที) ที่หัวอ่านของฮาร์ดดิสก์สามารถส่งผ่านไปให้กับซีพียูหรือตัวประมวลผล ซึ่งปกติมีอัตราประมาณ 5 ถึง 40 เมกะไบต์ต่อวินาที

Hard Disk ทำงานอย่างไร
จากการศึกษารายละเอียดมาจากด้านบน เรามาดูวิดีทัศน์ถึงรูปลักษณะของการทำงานกัน ซึ่งจะสมมุติสถานการณ์ในการใช้คำสั่งต่างๆ อาทิ การลบไฟล์ข้อมูล การ Copy / Paste ... ว่า หัวอ่านและแขนหัวอ่าน จะททำงานในลักษณะใด



ขนาดของตัว(Size) Harddisk
ปัจจุบัน (2012)มีอยู่ 3 ขนาด
1. ขนาด 3.5 นิ้ว
2. ขนาด 2.5 นิ้ว

ขนาดความจุ(Capacity) ของ Hard disk
ปัจจุบัน (2012) Hard disk มีความจุค่อนข้างสูง(มาก) สูงถึง 4 TB คาดการณ์ว่า ภายในปี 2015 จะมีความจุสูงถึง 100 TB

Leave a Reply

ขอบคุณที่ได้ให้ความสนใจบทความ ใน mediathailand network ครับ

สาระ เนื้อหา เรื่องราว ที่ปรากฎอยู่ในบล็อกแห่งนี้ จัดทำขึ้นเพื่อรวบรวมผลงาน แนวคิด จากการศึกษาเรียนรู้ และประสบการณ์ในการทำงาน รวมถึงการนำมาจากแหล่งข้อมูลอื่น(ซึ่งจะแจ้ง links ต้นทาง) นำมาเผยแพร่ให้กับท่านที่สนใจ ผ่านช่องทางและเวทีบล็อกแห่งนี้ หากท่านต้องการที่จะแนะนำ หรือแสดงความคิดเห็นที่เป็นประโยชน์ในการจัดทำบล็อกความรู้นี้ ติดต่อพูดคุย(ฝากข้อความ) ได้นะครับ

ขอบคุณที่กรุณาเข้าเยี่ยมชม
mediathailand
สุวัฒน์ ธรรมสุนทร
ข้าราชการบำนาญ สำนักงาน กศน.




ข้อเสนอแนะจากเพื่อนสมาชิก Facebook