ฮาร์ดดิสก์

ฮาร์ดดิสก์ :

ส่วนประกอบสำคัญของระบบคอมพิวเตอร์ ที่ถูกขนาดนามว่าเป็นคลังหรือแล่งจัดเก็บข้อมูลของระบบ กระทั่งปัจจุบันเริ่มมีการดัดแปลงไปสู่ อุสาหกรรมอิเล็คทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค (Consumer Electronics : CE) มากขึ้น ด้วยความโดดเด่นในเรื่องการจัดเก็บข้อมูลต่าง ๆ บนปริมาณพื้นที่อันอลังการมากขึ้นทุกวัน ทำให้อุตสาหกรรมฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ไม่ได้หยุดอยู่กับที่บนตลาดคอมพิวเตอร์เพียงอย่างเดียวอีกต่อไป

สำหรับฮาร์ดดิสก์ถูกจัดเป็นอีกองค์ประกอบที่สำคัญไม่น้อยของระบบคอมพิวเตอร์ และเป็นอุปกรณ์ที่ง่ายต่อการอัปเกรด เพราะสเป็คที่ผู้บริโภคดูส่วนใหญ่เน้นเพียงไม่กี่ตัวอาทิ ความจุ ความเร็วรอบ ขนาดหน่วยความจำแคช ซึ่งมันอาจเป็นคำตอบที่ไม่ถูกต้องนักต่อการเลือกซื้อฮาร์ดดิสก์ในปัจจุบันและอนาคต เพราะเทคโนโลยีฮาร์ดดิสก์ในช่วง 2-3 ปีที่ผ่านมานับว่าพัฒนาได้รวดเร็วเอามากๆ ฉะนั้นการเลือกซื้อควรมองให้กว้างขึ้น เพื่อให้ได้มาซึ่งประสิทธิภาพการทำงานที่ท่านจะได้รับจากฮาร์ดดิสก์ไปเต็มๆ

ส่วนประกอบของฮาร์ดดิสก์
ฮาร์ดดิสก์จะประกอบไปด้วย จานแม่เหล็กหรือจานดิสก์ (Platter) ซึ่งออกแบบมาสำหรับบันทึกข้อมูลโดยขึ้นอยู่กับสถาปัตยกรรมในการออกแบบด้วยว่าได้มีการ กำหนดให้มีขนาดความจุต่อแผ่นเท่าใด และในฮาร์ดดิสก์แต่ละรุ่นจำต้องใช้จำนวนแผ่นเท่าใด ซึ่งจานแม่เหล็กมีลักษณะเป็นทรงกลมและมีมอเตอร์สำหรับควบคุมการหมุนของจานดิสก์ (Spindle)โดยอัตราความเร็วในการหมุน ณ วันนี้ถูกจัดหมวดออกเป็น 5400,7200 และ 10,000 รอบต่อนาที(rpm) ซึ่งถ้าจำนวนรอบในการหมุนของจาน ดิสก์มีระดับความถี่ที่สูง ก็จะส่งผลให้สามารถเข้าถึงข้อมูลได้รวดเร็วยิ่งขึ้นตามไปด้วย

ในส่วนของลักษณะการอ่านเขียนข้อมูลภายในไดรฟ์นั้น จะมีสิ่งสำคัญที่ขาดไม่ได้เลยนั้นก็คือหัวอ่านเขียน(Read/Write Head) โดยหัวอ่านเขียนจะมี จำนวนเท่าใดนั้นขึ้นอยู่กับขนาดและจำนวนจานดิสก์ด้วย สำหรับหัวอ่านเขียนข้อมูลนั้นเป็นอุปกรณ์ที่จะเคลื่อนที่ไปบนจานดิสก์ โดยจะเว้นระยะ***งระหว่าง หัวอ่านเขียนกับจานดิสก์อย่างคงที่ ซึ่งหากฮาร์ดดิสก์ได้รับการกระทบกระเทือนจนระยะ***งระหว่างหัวอ่านเขียนกับจานดิสก์ผิดเพี้ยนไป จะทำให้ฮาร์ดดิสก์ไม่ สามารถทำงานได้เลย แตปัจจุบันฮาร์ดดิสก์รุ่นใหม่ๆจึงได้มีการออกแบบจุดพักหัวอ่านเขียนไว้ด้านข้างเพื่อกันการทระแทกบนจานดิสก์ นอกจากนี้ ด้านหลังของตัวไดรฟ์ยังประกอบไปด้วย อินเทอร์เฟซ (Interface) ซึ่งเป็นช่องสำหรับเชื่อมต่อกับส่ายสัญญาณประเภทต่างๆ แบ่งได้ตาม ชนิดของฮาร์ดดิสก์ เช่น ฮาร์ดดิสก์แบบติดตั้งภายในมีอินเทอร์เฟซ IDE, SCSI และ Serial ATA และ ฮาร์ดดิสก์แบบติดตั้งภายนอกมักมีอินเทอร์เฟซแบบ USB และ Firewire ซึ่งทั้งสองแบบนั้นจำต้องมีช่องสำหรับต่อเข้ากับแหล่งจ่ายไฟเพื่ออาศัยพลังงานในการหล่อเลี้ยอยู่เสมอด้วย

ชนิดของ ฮาร์ดดิสก์ แบ่งตามการเชื่อมต่อ (อินเทอร์เฟซ)
1. แบบ IDE (Integrate Drive Electronics)ฮาร์ดดิสก์แบบ IDE เป็นอินเทอร์เฟซรุ่นเก่า ที่มีการเชื่อมต่อโดยใช้สายแพขนาด 40 เส้น โดยสายแพ 1 เส้นสามารถที่จะต่อฮาร์ดดิสก์ได้ 2 ตัว บนเมนบอร์ดนั้นจะมีขั้วต่อ IDE อยู่ 2 ขั้วด้วยกัน ทำให้สามารถพ่วงต่อฮาร์ดดิสก์ได้สูงสุด 4 ตัว มีความเร็วสูงสุดในการถ่ายโอนข้อมูลอยู่ที่ 8.3 เมกะไบต์/ วินาที สำหรับขนาดความจุก็ยังน้อยอีกด้วย เพียงแค่ 504MB เท่านั้นเอง

2. แบบ E-IDE (Enhanced Integrated Drive Electronics)ฮาร์ดดิสก์แบบ E-IDE พัฒนามาจากประเภท IDE ด้วยสายแพขนาด 80 เส้น ผ่านคอนเน็คเตอร์ 40 ขาเช่นเดียวกันกับ IDE ซึ่งช่วยเพิ่มศักยภาพ ในการทำงานให้มากขึ้น โดยฮาร์ดดิสก์ที่ทำงานแบบ E-IDE นั้นจะมีขนาดความจุที่สูงกว่า 504MB และความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลที่สูงขึ้น โดยสูงถึง 133 เมกะไบต์ต่อวินาทีเลยทีเดียว

วิธีการรับส่งข้อมูลของฮาร์ดดิสก์แบบ E-IDE ยังแบ่งออกเป็นหลาย ๆ แบบ ทั้งPIO และ DMA

- โหมด PIO (Programmed Input Output) เป็นการรับส่งข้อมูลโดยผ่านการประมวลผลของซีพียู คือรับข้อมูลจากฮาร์ดดิสก์ เข้ามายังซีพียู หรือส่งข้อมูลจากซีพียูไปยัง ฮาร์ดดิสก เห็นได้ชัดเลยว่าการทำงานนั้นมีความเกี่ยวข้องกับซีพียู ดังนั้นจึงไม่เหมาะในลักษณะงานที่ต้องการเข้าถึงข้อมูลในฮาร์ดดิสก์บ่อยครั้งหรือการทำงานหลายๆ งานพร้อมกันในเวลาเดียวที่เรียกว่า Multitasking environment ซึ่งการที่ต้องเข้าถึงข้อมูลในฮาร์ดดิสก์บ่อยครั้ง จะทำให้ความสามารถในการทำงานโดยรวมของระบบต่ำลง

- โหมด DMA (Direct Memory Access) จะอนุญาตให้อุปกรณ์ต่างๆ ส่งผ่านข้อมูลหรือติดต่อไปยังหน่วยความจำหลัก (RAM) ได้โดยตรงโดยไม่ต้องติดต่อไปที่ซีพียูก่อนเหมือนกระบวนการทำงานปกติ ประโยชน์ของการใช้ DMA ก็น่าจะเห็นได้ชัดเจน เพราะเมื่อซีพียูสามารถมุ่งมั่นกับงานของตนเองให้เสร็จโดยไม่ต้องพะวงว่าจะถูกสะกิดรบกวนจากฮาร์ดดิสก์ให้ช่วยทำงาน ก็สามารถทำให้ซีพียูจัดการงานได้รวดเร็วขึ้น ส่งผลให้ระบบโดยรวมมีความเร็วสูงขึ้นตามไปด้วย

3. แบบ SCSI (Small Computer System Interface)ฮาร์ดดิสก์แบบ SCSI (สะกัสซี่) เป็นฮาร์ดดิสก์ที่มีอินเทอร์เฟซที่แตกต่างจาก E-IDE โดยฮาร์ดดิสก์แบบ SCSI จะมีการ์ดสำหรับควบคุมการทำงาน โดยเฉพาะ ซึ่งเรียกว่า การ์ด SCSI สำหรับความสามารถของการ์ด SCSI นี้ สามารถที่จะควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ที่มีการทำงานแบบ SCSI ได้ถึง 7 ชิ้นอุปกรณ์ด้วยกัน ผ่านสายแพรแบบ SCSI อัตราความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลของฮาร์ดดิสก์แบบ SCSI จะมีความเร็วสูงสุดถึง 320 เมกะไบต์/วินาที รวมถึงกำลังรอบในการหมุนของจานดิสก์อย่างต่ำก็หลักหมื่นโดยปัจจุบันแบ่งเป็น 10,000 และ 15,000 รอบต่อนาที ซึ่งมีความเร็วที่มากกว่าประเภท E-IDE อยู่เยอะ ส่งผลให้ราคานั้นย่อมที่จะแพงเป็นธรรมดา โดยส่วนใหญ่จะนำฮาร์ดดิสก์แบบ SCSI มาใช้กับงานด้านเครือข่าย (Server) เท่านั้น

4. แบบ Serial ATAเป็นอินเทอร์เฟซที่กำลังได้รับความนิยมมากในปัจจุบัน และอีกไม่นานจะพลัดใบเข้าสู่ความเป็น Serial ATA II ซึ่งเมื่อการเชื่อมต่อในลักษณะParallel ATA หรือ E-IDE เริ่มเจอทางตันในเรื่องของความเร็วที่พัฒนาอย่างไรก็ไม่ทัน SCSI ซะที และอีกสาเหตุมาจากสายแพแบบ Parallel ATA เพื่อการส่งผ่านข้อมูลนั้นมีขนาดความกว้างถึง 2 นิ้ว และเป็นที่คุ้นเคยสำหรับผู้ใช้คอมพิวเตอร์ทั่วไป แต่ตอนนี้อินเทอร์เฟซแบบ Parallel ATA ก็เริ่มเจอทางตันแล้วเหมือนกัน เมื่ออัตราความเร็วในปัจจุบันทำได้สูงสุดเพียงระดับ 133 เมกะไบต์ต่อวินาทีเท่านั้น ด้วยเหตุนี้ ส่งผลให้บรรดาผู้ผลิตฮาร์ดดิสก์ต่างพากันหันมาให้ความสนใจเทคโนโลยีต่อเชื่อมรูปแบบแบบใหม่ที่เรียกว่า Serial ATA กันเป็นแถว โดยให้อัตราความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลขั้นแรกสูงสุดถึง 150 เมกะไบต์ต่อวินาที โดยเทคโนโลยี Serial ATA นี้ถูกพัฒนาขึ้นโดยกลุ่มผู้พัฒนา Serial ATA ซึ่งได้เผยข้อกำหนดคุณสมบัติสำหรับ Serial ATA 1.0 ขึ้น ด้วยคาดหวังว่าจะสามารถ ขยายช่องสัญญาณ (Bandwidth) ในการส่งผ่านข้อมูลได้เพิ่มขึ้นถึง 2-3 เท่า และยังรองรับข้อมูลได้มากยิ่งขึ้น ไม่เฉพาะฮาร์ดดิสก์เพียงเท่านั้นที่จะมีการเชื่อมต่อในรูปแบบนี้ แต่ยังรวมไปถึง อุปกรณ์ตัวอื่นๆ อย่าง CD-RW หรือ DVD อีกด้วย
และด้วยการพัฒนาของ Serial ATA นี้เอง ที่จะทำให้ลดปัญหาที่เกิดขึ้นระหว่างการส่งผ่านข้อมูลระหว่าง CPU ความเร็วสูงกับตัวฮาร์ดดิสก์ลงได้ โดยสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องด้วยความเร็วของระบบที่เพิ่มมากขึ้น ด้วยเหตุนี้ Serial ATA จึงกลายเป็นความหวังใหม่ สำหรับการเพิ่มความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลของฮาร์ดไดรฟ์ (Hard Drive) ในอนาคต นอกจากนี้ Serial ATA ยังแตกต่างจากฮาร์ดไดรฟ์ที่ใช้อินเทอร์เฟซ Parallel ATA ซึ่งเป็นแบบขนานอย่างชัดเจน เพราะอินเทอร์เฟซ Serial ATA นี้ มีการกำหนดให้ฮาร์ดไดรฟ์ตัวไหนเป็น Master (ตัวหลัก) หรือ Slave (ตัวรอง) ผ่านช่องเชื่อมต่อบนเมนบอร์ดได้เลย ลดความยุ่งยากในการติดตั้งลงไปได้มาก อีกทั้งฮาร์ดดิสก์ประเภทนี้บางตัวยังรองรับการถอดสับเปลี่ยนโดยทันที (Hot Swap) ทำให้การเชื่อมต่อในลักษณะนี้กำลังได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆในปัจจุบัน