انواع هارد دیسک

در سال های اخیر با پیشرفت روز افزون تکنولوژی، نیاز به ذخیره سازی اطلاعات دیجیتال نیز گسترش فراوانی یافته است. دستگاه های ذخیره سازی مختلفی موجود است که رایج‌ترین آنها شامل درایوهای دیسک سخت (HDD)، درایوهای حالت جامد (SSD)، درایوهای (USB)، کارت‌های حافظه و (NAS) هستند.

 در این مقاله ما قصد داریم تا با بررسی دو مورد اول یعنی HDD و SSD و انواع آن، راهکاری جامع برای تصمیم در مورد انتخاب درایو ذخیره سازی مناسب در اختیار شما قرار دهیم.

تعریف هارد دیسک

حافظه ای دائمی است (با خاموش شدن کامپیوتر اطلاعات شما پاک نمی شود) که برای ذخیره سازی و نگهداری از داده ها، مانند عکس و موسیقی و فایل های شخصی و همچنین نصب سیستم عامل و برنامه ها بکار می رود.

در نسل های اولیه مکانیزم این نوع حافظه ها بیشتر مکانیکی بوده (شامل چندین دیسک چرخان با پوشش مغناطیسی و یک هد جهت ذخیره سازی و بازیابی اطلاعات) ولی در نسل های بعدی اجزای متحرک با حافظه های فلش غیر متحرک جایگزین شدند.

تاریخچه هارد دیسک

اولین نمونه درایو هارد توسط شرکت IBM در سال 1956 با نام تجاری RAMAC و ظرفیت 75/3 مگابایت تولید شد. IBM 350 فضایی برابر با دو دستگاه یخچال را اشغال می کرد و با قیمت بالایی که داشت تنها دانشگاه ها و مراکز دولتی و شرکت های بزرگ قادر به استفاده از آن بودند.

در سال های بعد به خاطر عطشی که برای افزایش قدرت ذخیره سازی وجود داشت نمونه های دیگری نیز ارائه شد؛ در سال 1962، IBM 1311 معرفی شد که به اندازه یک دستگاه لباسشویی بود و توان ذخیره سازی 2 مگابایت داشت.

در دهه 70 میلادی با کاهش قیمت ها و افزایش ظرفیت هاردها، صنعتی جدید بنام کامپیوترهای شخصی ظهور کرد. نمونه های اولیه این کامپیوترها ظرفیت بسیار کمی داشتند.در دهه 80 شرکت شوگارت تکنولوژی با معرفی هارد دیسک خود با ظرفیت 5 مگابایت پای به عرصه رقابت گذاشت.

در طول 25 سال هارد دیسک های عظیم الجثه جای خود را به درایوهایی به اندازه کف دست دادند. در همین دهه با ظهور RAID شاهد ترکیب چندین دستگاه ذخیره سازی مجزا به شکل یک واحد کل بودیم که با تفکیک وظایف خواندن و نوشتن از هم، سرعت انتقال داده را افزایش و همچنین احتمال از دست دادن اطلاعات را کاهش می داد.

در طول دهه 90 بازار به شکل بازگشت ناپذیری متحول شد و درایو های 25/5 اینچی جای خود را به درایو های 5/3 اینچی دادند و به همین ترتیب این درایو ها نیز با مدل 5/2 اینچی که هم اکنون نیز مورد استفاده هستند، جایگزین شدند. به مرور مکانیزم مکانیکی که انرژی زیادی استفاده میکرد و هم سرعت دسترسی کندتری داشت، جای خود را به درایوهایی با سیستم های غیر مکانیکی دادند.

انواع هارد دیسک

برای ذخیره سازی اطلاعات دیجیتال بسته به عوامل مختلف از جمله نوع عملیات مورد نیاز و بودجه، دست ما در بازار باز است تا از میان چندین مورد موجود، بهترین را انتخاب کنیم. انواع مختلف هارد دیسک ها در زیر به اختصار توضیح داده شده اند.

HDD

HDD مخفف Hard Disk Drive است و نوعی درایو فلزی با پوشش مغناطیسی است، که با سرعت زیادی می چرخد و عمل خواندن و نوشتن را انجام می دهد. دسترسی به داده ها از طریق یک هد که روی یک بازو  قرار دارد میسر می شود؛ در حالی که صفحات در حال چرخش هستند، این هد با حرکت به قسمت های مختلف دیسک می تواند اطلاعات را بخواند و یا بنویسد. این درایو ها در لپ تاپ ها و دسکتاپ ها استفاده می شوند.

 هارد دیسک های سنتی چرخان نوعی ذخیره سازی غیر فرار در کامپیوتر هستند؛ یعنی وقتی سیستم را خاموش می‌کنید، اطلاعات ذخیره شده روی آن برخلاف داده‌های ذخیره‌شده در RAM از بین نمی‌رود. طیف گسترده ای از اطلاعات قابلیت ذخیره سازی در هارد دیسک را دارند، از گزارش‌های آب‌وهوایی سال های دور گرفته تا کپی فیلم سه گانه پدرخوانده. فضای فراهم شده برای ذخیره سازی در این درایو از 500 گیگابایت تا 16 ترابایت متغیر است.

SSD

SSD مخفف Solid State Drive است و شبیه به HDD هست ولی برخلاف مکانیزم مکانیکی آن (دیسک چرخان) از فلش مموری استفاده می کند؛ و در نتیجه نسبت به آن سریع تر، گران تر و قابل اعتمادتر است. در این نوع درایوها زمان بوت شدن، بارگذاری برنامه ها و ذخیره سازی سریع تر است. SSD ها انواع مختلفی دارند که هر کدام برای نیازها و کاربردهای متفاوتی مناسب هستند:

SATA SSD: رایج ترین نوع SSD که از رابطه مشابه هارد دیسک های سنتی (SATA) استفاده می کند؛ سرعت آنها نسبت به هارد دیسک بهبود قابل توجهی داشته اما رابط SATA محدودیت هایی ایجاد کرده است. فضای ذخیره سازی در حدود 120 گیگابایت تا 30 ترابایت است. ولی باید توجه داشت که یک SSD با ظرفیت مشابه با یک HDD بسیار گرانتر از آن خواهد بود.

M.2 SSD: این درایو کوچک، سریع و قابل اعتماد است، در دستگاه‌های باریک مانند لپ تاپ های نازک استفاده می‌شود. M.2 از پروتکل‌های متعدد و برنامه‌هایی مانند PCIe و SATA پشتیبانی می‌کند و بر خلاف SATA SSD محدود نیست.  محصولات سازگار با M.2 را می توان در کارت های گرافیک و کارت های شتاب دهنده هوش مصنوعی استفاده کرد. حداکثر ظرفیت ذخیره سازی در این درایو تا 2 ترابایت است.

M.2 NVMe SSD: از نظر اندازه کوچکتر از SSDهای SATA سنتی است و در لپ تاپ ها، تبلت ها و برخی از دسکتاپ های بسیار نازک استفاده می شود؛ از رابط NVMe استفاده می کند که سرعت انتقال داده سریع تری را در مقایسه با SATA SSD ارائه می دهد. برای اپلیکیشن های با کارایی بالا مانند بازی، ویرایش ویدئو و مراکز داده ایده آل است.

به عنوان مثال، برای گیمری که از NVMe SSD استفاده می‌کند، زمان بارگذاری و نصب سریع‌تر محسوس خواهد بود و تجربه کلی بهتری را از بازی خواهد داشت. معمولا در ظرفیت های 1 ترابایتی یا 2 ترابایتی ارائه می شود ولی در ازای قیمت بسیار بالاتر در مدل های 4 ترابایت و 8 ترابایت نیز موجود است.

mSATA SSD: SSD مینی ساتا برای دستگاه های قابل حمل مانند نوت بوک ها و تبلت هایی که از محدودیت انرژی رنج می برند، طراحی شده است؛ حداکثر تا 1 ترابایت ظرفیت ذخیره سازی دارد.

Serial Advanced Technology Attachment (SATA): رابطه مشابه با هارد دیسک‌های سنتی که با اکثر لپ‌تاپ‌ها و دسکتاپ‌ها سازگار است؛ با وجود بهبودی قابل توجه نسبت به هارد دیسک ها، اما با حداکثر سرعت نرخ انتقال داده رابط SATA محدود می شود. تبادل داده تنها از طریق یک خط (lane) انجام می گیرد.

Peripheral Component Interconnect Express (PCIe): رابطی است که از طریق 4 خط (lane) تبادل داده ها را انجام می دهد که در نهایت منتج به سرعت بیشتر خواندن و نوشتن می شود.

NVMe)) Non-Volatile Memory Express: پروتکلی است ارتباطی که برای کار با فلش مموری با استفاده از رابط PCIe طراحی شده است؛ زمانی که با رابط PCIe ترکیب شود سرعت بسیار بالایی را خواهد داشت.

معایب و مزایای انواع درایو

در ادامه قصد داریم که انواع درایو ها را از جهات مختلف بررسی کنیم تا برای تصمیم گیری شما دیدی کاملی ارائه دهیم.

طول عمر: SSD vs HDD

SSD ها معمولا نسبت به HDD ها بیشتر عمر می کنند. HDD ها اغلب به علت داشتن قطعات مکانیکی حدود 3 تا 5 سال دوام می آورند، ولی SSD ها از آنجایی که هیچ قطعه متحرکی ندارند، گاه تا 10 سال یا بیشتر کار می کنند. همچنین، SSD ها نیازمند یکپارچه سازی (defragmentation) نیستند، پس عمر بیشتری خواهند داشت. SSD خرابی‌های سخت‌افزاری و هزینه‌های تعمیر و نگهداری کمتری در طول زمان خواهد داشت.

سرعت خواندن و نوشتن: HDD vs SATA SSD vs NVMe

سرعت خواندن و نوشتن این 3 دستگاه ذخیره سازی به طور چشمگیری نسبت بهم متفاوت است. HDD ها توانایی مدیریت سرعت تا 200 IOPS را دارند، و در عین حال که سرعت SSD های SATA می تواند به 100000 IOPS برسند، سرعت اغلب SSD NVMe بسیار فراتر از آن، یعنی تا 500،000 IOPS یا بیشتر می رسد.

قیمت: SSD vs HDD

می توان گفت که قیمت HDD بطور متوسط یک پنجم SSD است و دلیل این موضوع بهره مندی از تکنولوژی قدیمی تر آن است. این تفاوت زمانی از اهمیت بالایی برخوردار خواهد بود که شما نیازمند ذخیره سازی اطلاعات با حجم بزرگ باشد.

حداکثر ظرفیت: SSD vs HDD

 درحالیکه حداکثر گنجایش یک HDD می تواند تا 20 ترابایت باشد، این عدد برای یک SSD 30 ترابایت است؛ برعکس اکثر SSD های موجود در بازار ظرفیت هایی به مراتب بسیار کمتری دارند، چون قیمت حجم های بالا بسیار زیاد خواهد بود.

اندازه : SSD vs HDD vs M.2 SSD

از آنجایی که یک HDD دارای دیسک های چرخان است، برای کوچک سازی آن محدودیت وجود دارد. در سال های قبل، برای ساخت اندازه 8/1 اینچی کوچک اقدام شد، اما در حدود 320 گیگابایت متوقف شد.

SSD ها دارای چنین محدودیتی نیستند، بنابراین با گذشت زمان روند کوچک شدنشان ادامه خواهد داشت. اکثر لپ‌تاپ‌ها و دسکتاپ‌های مدرن دارای یک SSD  M.2 به اندازه یک آدامس هستند که مستقیماً به مادربرد متصل می شود.

میزان صدای تولیدی و قدرت: SSD vs HDD

حتی کم صداترین HDD ها نیز هنگام کار مقداری  نویز تولید می کنند. (چون دیسک درایو می چرخند، و بازو به جلو و عقب حرکت می کند.) میزان تولید نویز در مدل های سریعتر، حتی بیشتر است. درایوهای SSD بدلیل مکانیزم غیر مکانیکی هیچ نویزی تولید نمی کنند.

یک SSD نیازمند صرف انرژی برای چرخاندن دیسک از حالت سکون نیست. در نتیجه، انرژی مصرفی SSD تحت عنوان اصطکاک یا نویز هدر نخواهد رفت و  این یعنی کارآمدی بالا. این امر در مورد دسکتاپ ها یا سرورها، منجر به کاهش هزینه های انرژی می شود و در لپ‌تاپ ها یا تبلت ها، می‌تواند میزان دقایق یا ساعت های مصرف باتری را افزایش دهد.

سخن آخر

در این مقاله از داریانت با ارائه تاریخچه ای کوتاه از ظهور هارد دیسک ها، به توضیح انواع آنها پرداختیم؛ و در ادامه سعی شد تا با مقایسه ای جامع بین معایا و مزایای هر کدام از درایوهای ذخیره سازی، راهکاری کامل پیش روی خواننده قرار دهیم تا بتواند با دید حرفه ای و کارشناسانه اقدام به انتخاب درایو مناسب خود با در نظر گرفتن نیازها و بودجه ی خود نماید.