TFPCComService

ลักษณะทั่วไป

         ระบบฮาร์ดดิสค์แตกต่างกับแผ่นดิสเกตต์  ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะมีจำนวนหน้าสำหรับเก็บบันทึก ข้อมูลมากกว่าสองหน้า นอกจากระบบฮาร์ดดิสค์จะเก็บบันทึกข้อมูลเหมือนแผ่นดิสเกตต์ยังเป็นส่วน ที่ใช้ในการอ่านหรือเขียนบันทึกข้อมูลเหมือนช่องดิสค์ไดรฟ์
         แผ่นจานแม่เหล็กของฮาร์ดดิสค์ จะมีความหนาแน่นของการจุข้อมูลบนผิวหน้าได้สูงกว่าแผ่น ดิสเกตต์มาก เช่น แผ่นดิสเกตต์มาตราฐานขนาด 5.25 นิ้ว ความจุ 360 กิโลไบต์ จะมีจำนวนวงรอบ บันทึกข้อมูลหรือเรียกว่า แทร็ก(track) อยู่ 40 แทร็ก กรณีของฮาร์ดดิสค์ขนาดเดียวกันจะมีจำนวน วงรอบสูงมากกว่า 1000 แทร็กขึ้นไป ขณะเดียวกันความจุในแต่ละแทร็กของฮาร์ดดิสค์ก็จะสูงกว่า ซึ่งประมาณได้ถึง 5 เท่าของความจุในแต่ละแทร็กของแผ่นดิสเกตต์
         เนื่องจากความหนาแน่นของการบันทึกข้อมูลบนผิวแผ่นจานแม่เหล็กของฮาร์ดดิสค์สูงมากๆ ทำให้หัวอ่านและเขียนบันทึกมีขนาดเล็ก ตำแหน่งของหัวอ่านและเขียนบันทึกก็ต้องอยู่ในตำแหน่ง ที่ใกล้ชิดกับผิวหน้าจานมาก โอกาสที่ผิวหน้าและหัวอ่านเขียนอาจกระทบกันได้ ดังนั้นแผ่นจานแม่ เหล็กจึงควรเป็นแผ่นอะลูมิเนียมแข็ง แล้วฉาบด้วยสารแม่เหล็ก
           ฮาร์ดดิสค์จะบรรจุอยู่ในกล่องโลหะปิดสนิทเพื่อป้องสิ่งสกปรกหลุดเข้าไปภายใน ซึ่งถ้าต้อง การเปิดออกจะต้องเปิดในห้องเรียก clean room ที่มีการกรองฝุ่นละออกจากอากาศเข้าไปในห้อง ออกแล้ว ฮาร์ดดิสค์ที่นิยมใช้ในปัจจุบันเป็นแบบติดภายในเครื่องไม่เคลื่อนย้ายเหมือนแผ่นดิสเกตต์ ดิสค์ประเภทนี้อาจเรียกว่า ดิสค์วินเชสเตอร์(Winchester Disk)
           ฮาร์ดดิสค์ส่วนใหญ่จะประกอบด้วยแผ่นจานแม่เหล็ก(platters) สองแผ่นหรือมากกว่ามาจัด เรียงอยู่บนแกนเดียวกันเรียก Spindle ทำให้แผ่นแม่เหล็กหมุนไปพร้อม ๆ กัน จากการขับเคลื่อน ของมอเตอร์ด้วยความเร็ว 3600 รอบต่อนาที แต่ละหน้าของแผ่นจานจะมีหัวอ่านเขียนประจำเฉพาะ โดยหัวอ่านเขียนทุกหัวจะเชื่อมติดกันคล้ายหวี สามารถเคลื่อนเข้าออกระหว่างแทร็กต่าง ๆ อย่างรวดเร็ว
          ระบบฮาร์ดดิสค์แตกต่างกับแผ่นดิสเกตต์ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะมีจำนวนหน้าสำหรับเก็บบันทึก ข้อมูลมากกว่าสองหน้า นอกจากระบบฮาร์ดดิสค์จะเก็บบันทึกข้อมูลเหมือนแผ่นดิสเกตต์ยังเป็นส่วน ที่ใช้ในการอ่านหรือเขียนบันทึกข้อมูลเหมือนช่องดิสค์ไดรฟ์ 
        จากรูปเป็นภาพตัดขวางของฮาร์ดดิสค์แสดงแผ่นจาน แกนหมุน Spindle หัวอ่านเขียน และก้านหัวอ่านเขียน
        จากรูปแสดงฮาร์ดดิสค์ที่มีแผ่นจาน 2 แผ่น พร้อมการกำกับชื่อแผ่นและหน้าของดิสค์ ผิวของ แผ่นจานกับหัวอ่านเขียนจะอยู่เกือบชิดติดกัน คือห่างกันเพียงหนึ่งในแสนของนิ้ว และระยะห่างนี้ ในระหว่างแทร็กต่าง ๆ ควรสม่ำเสมอเท่ากัน ซึ่งกลไกของเครื่องและการประกอบฮาร์ดดิสค์ต้อง ละเอียดแม่นยำมาก การหมุนอย่างรวดเร็วของแผ่นจาน ทำให้หัวอ่านเขียนแยกห่างจากผิวจาน ด้วยแรงลมหมุนของจาน แต่ถ้าแผ่นจานไม่ได้หมุนหรือปิดเครื่อง หัวอ่านเขียนจะเลื่อนลงชิดกับ แผ่นจาน ดังนั้นเวลาเลิกจากการใช้งานเรานิยมเลื่อนหัวอ่านเขียนไปยังบริเวณที่ไม่ได้ใช้เก็บข้อมูล ที่เรียกว่า Landing Zone เพื่อว่าถ้าเกิดการกระแทรกของหัวอ่านเขียนและผิวหน้าแผ่นจานก็จะไม่มีผลต่อข้อมูลที่เก็บไว้
         ฮารด์ดิกส์เป็นอุปกรณ์ที่รวมเอาองค์ประกอบ ทั้งกลไกการทำงาน และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เข้าไว้ด้วยกัน แม้ว่าฮาร์ดดิสก์ นั้นจะได้ชื่อว่าเป็นอุปกรณ์ที่มีความซับซ้อนที่สุด ในด้านอุปกรณ์ที่มีการเคลื่อนไหว แต่ในความเป็นจริงแล้วการอธิบายการทำงาน ของฮาร์ดดิสก์นั้นถือว่าได้ง่าย ภายในฮาร์ดดิสก์นั้นจะมีแผ่น Aluminum Alloy Platter หลายแผ่นหมุนอยู่ด้วยความเร็วสูง โดยจะมีจำนวนแผ่นขึ้นอยู่กับแต่ละรุ่นแต่ละยี่ห้อต่างกันไป เมื่อผู้ใช้ พิมพ์คำสั่งให้คอมพิวเตอร์ทำงาน แขนกลของฮาร์ดดิสก์ จะรอบรับคำสั่งและเคลื่อนที่ ไปยังส่วนที่ถูกต้องของ Platter เมื่อถึงที่หมายก็จะทำการอ่านข้อมูลลงบนแผ่นดิสก์นั้น หัวอ่านจะอ่านข้อมูลแล้วส่งไปยัง ซีพียู จากนั้น ไม่นานข้อมูลที่ต้องการก็จะปรากฏ การทำงานเขียนอ่านข้อมูลของฮาร์ดดิกส์ จะมีการทำงาน คล้ายกับการทำงาน ของของเทปคาสเซ็ท แพล็ตเตอร์ของฮาร์ดดิสก์ นั้นจะเคลือบไปด้วยวัตถุจำพวกแม่เหล็ก ที่มีขนาดความหนา เพียง 2-3 ในล้านส่วนของนิ้ว แต่จะต่างจากเทปทั่วไปคือ ฮาร์ดดิสก์นั้นจะใช้หัวอ่านเพียง หัวเดียวในการทำงาน ทั้งอ่าน และเขียนข้อมูลบนฮาร์ดดิกส์ ส่วนเขียนข้อมูลลงบนฮาร์ดดิสก์นั้นหัวอ่านจะได้ รับกระแสไฟฟ้าผ่านเข้าสู่ คอยล์ของหัวอ่าน เพื่อสร้างรูปแบบแม่เหล็กบนสื่อ ที่เคลือบอยู่บนแพล็ตเตอร์ซึ่งเท่า กับเป็นการเขียนข้อมูลลงบน ฮาร์ดดิสก์ การอ่านนั้น ก็จะเป็นการแปลงสัญญาณรูปแบบแม่เหล็กที่ได้บันทึก อยู่บนฮาร์ดิสก์กลับแล้วเพิ่ม สัญญาณและทำการ ประมวลผล ให้กลับมาเป็นข้อมูลอีกครั้งอีก

     จุดที่แตกต่าง กันของการเก็บข้อมูลระหว่าง ออดิโอเทปกับฮาร์ดดิสก์นั้นก็ คือเทปจะเก็บข้อมูลในรูปแบบของ สัญญาณ อนาล็อก แต่สำหรับฮาร์ดดิสก์นั้นจะ เก็บในรูป สัญญาณ ดิจิตอลโดยจะเก็บเป็นเลขฐานสองคือ 0 และ 1 ฮาร์ดดิสก์ จะเก็บข้อมูลไว้ใน Track หรือ เส้นวงกลม โดยจะเริ่มเก็บข้อมูลที่ด้านนอกสุด ของฮาร์ดดิสก์ก่อน จากนั้นจึงไล่เข้ามาด้านในสุด โดยฮาร์ดดิสก์ จะเป็นอุปกรณ์ที่สามารถสุ่มเข้าถึงข้อมูลได้ คือการที่หัวอ่าน สามารถเคลื่อนที่ ไปอ่านข้อมูลบนจุดใดของ ฮาร์ดดิสก์ก็ได้ ไม่เหมือนกับเทปเพลงที่หากจะต้องการฟังเพลง ถัดไปเราก็ต้องกรอเทป ไปยังจุดเริ่มต้นของเพลงนั้น หัวอ่านของฮาร์ดดิสก์ นั้นสามารถบินอยู่เหนือพื้นที่จัดเก็บ ข้อมูลทันทีที่ได้รับตำแหน่งมาจากซีพียู ซึ่งการเข้า ถึงข้อมูลแบบสุ่มนี้เป็นเหตุผลสำคัญ ที่ทำให้ฮาร์ดดิสก์ สามารถแทนที่เทปในการเก็บข้อมูลหลักของคอมพิวเตอร์ ฮาร์ดดิสก์นั้นสามารถ เก็บข้อมูลได้ทั้ง 2 ด้านของ แพล็ตเตอร์ ถ้าหัวอ่านเขียนนั้นอยู่ทั้ง 2 ด้าน ดังนั้นฮาร์ดดิสก์ที่ มีแพล็ตเตอร์ 2 แผ่นนั้นสามารถมีพื้นที่ในการ เก็บข้อมูลได้ถึง 4 ด้าน และมีหัวอ่านเขียน 4 หัวการเคลื่อนที่ของ หัวอ่านเขียนนี้จะมีการเคลื่อนที่ไปพร้อม ๆ กันโดยจะมีการเคลื่อนที่ที่ตรงกัน Track วงกลมนั้นจะถูกแบ่งออก เป็นหน่วยย่อย ๆ เรียกว่า Sector การเขียนข้อมูลลงบนฮาร์ดดิสก์นั้นจะเริ่มเขียนจากรอบนอกสุด ของฮาร์ดดิสก์ก่อน จากนั้นเมื่อข้อมูลใน Track นอกสุดถูกเขียนจนเต็มหัวอ่านก็จะเคลื่อนมายังแทร็กถัดมา ที่ว่างแล้วทำการเขียน ข้อมูลต่อไป ซึ่งก็ด้วยวิธีการนี้ทำให้ประสิทธิภาพการทำงานสูงเป็นอย่างมากเพราะหัวอ่านเขียนสามารถบันทึกข้อ มูลได้มากกว่า ในตำแหน่งหนึ่งก่อนที่จะเคลื่อนที่ไปยังแทร็คถัดไป

      ตัวอย่างเช่น ถ้าเรามีฮาร์ดดิสก์แบบ 4 แพล็ตเตอร์อยู่และหัวอ่านเขียนอยู่ที่แทร็ค 15 ไดร์ฟจะเขียนข้อมูลลงในแทร็ค 15 บนทั้ง 2 ด้านของ แพล็ตเตอร์ ทั้ง 4 จนเต็มจากนั้นจึงเคลื่อนเข้าไปหาที่แทร็ค 16 ต่อไป การหมุนของแพล็ตเตอร์นั้นนับได้ว่า เร็วมาก ความเร็วต่ำ สุดก็เท่ากับ 3,600 รอบต่อนาที และปัจจุบันสูงสุดนับหมื่นรอบ ซึ่งเป็นการทำงานที่เร็วกว่า ฟล็อบปี้ดิสก์หรือเทปมาก ด้วยความเร็วขนาดนี้ทำให้หัวอ่านเขียนขนาดเล็กสามารถลอยหรือบินอยู่เหนือพื้น ผิวได้หัวอ่านเขียนนั้นได้รับการ ออกแบบให้บินอยู่เหนือแผ่นแพล็ตเตอร์ที่กำลังหมุนอยู่ด้วยความเร็วสูงนี้ ในความสูงเพียง 3 ล้านส่วนของนิ้ว ซึ่ง เท่ากับว่าระยะห่างระหว่างหัวอ่านเขียนและแพล็ตเตอร์นั้นมีขนาดเล็ก กว่าเส้นผมของคนเราหรือแม้กระทั่งฝุ่นมาก หากเกิดการกระแทก อย่างรุนแรงขึ้นกับฮาร์ดดิสก์จนทำให้ หัวอ่านเขียนสัมผัสกับแผ่นแพล็ตเตอร์ก็จะทำให้พื้นผิว หรือหัวอ่านเขียน เกิดการเสียหาย ซึ่งส่งผลให้เกิด ปัญหาข้อมูลเสียหาย หรือถ้าโชคร้ายก็คือฮาร์ดดิสก์พังอย่างแก้ไข ไม่ได้ อย่างไรก็ตามปัญหานี้มักจะไม่เกิด กับฮาร์ดดิสก์ในปัจจุบัน ทั้งนี้เพราะฮาร์ดดิสก์ในปัจจุบันมีเทคโนโลยีการ ผลิตที่สูงขึ้นและได้รับการป้องกัน เป็นอย่างดีโดยถูกสร้าง ให้สามารถ รับแรงกระแทกได้สูงถึง 70-100 เท่าของ แรงดึงดูด (70-100G)

การจัดเรียงข้อมูลบนฮาร์ดดิสก์
     การจัดเรียงข้อมูลบนฮาร์ดดิสก์นั้นมีลักษณะเดียวกับแผนที่ ข้อมูลจะถูกจักเก็บไว้ในแทร็คบนแพล็ตเตอร์ ดิสก์ไดร์ฟทั่ว ๆ ไปจะมีแทร็คประมาณ 2,000 แทร็คต่อนิ้ว (TPI) Cylinder จะหมายถึงกลุ่มของ Track ที่อยู่ บริเวณหัวอ่านเขียนบนทุก ๆ แพล็ตเตอร์ ในการเข้าอ่านข้อมูลนั้นแต่ละแทร็คจะถูกแบ่งออกเป็นหน่วยย่อย ๆ เรียกว่า Sector กระบวนการในการจัดการดิสก์ ให้มีแทร็ค และเซกเตอร์เรียกว่า การฟอร์แมต ฮาร์ดดิสก์ ในปัจบันส่วนใหญ่จะได้รับการฟอร์แมตมาจากโรงงานเรียบร้อยแล้ว ในเครื่องคอมพิวเตอร์ โดยปกติ เซกเตอร์ จะมีขนาด เท่ากับ 512 ไบต์ คอมพิวเตอร์จะใช้ข้อมูลที่ได้รับการฟอร์แมตนี้ เหมือนกับที่นักท่องเที่ยวใช้แผนที่ ในการเดินทาง คือใช้ระบุว่าข้อมูลใดอยู่ที่ตำแหน่งใดบนฮาร์ดดิสก์ ดังนั้นหากฮาร์ดดิสก์ ไม่ได้รับการฟอร์แมต เครื่องคอมพิวเตอร์ จะก็ไม่รู้ว่าข้อมูลถูกเก็บไว้ที่ใด และจะนำข้อมูลมาได้จากที่ไหนในการออกแบบฮาร์ดดิสก์ แบบเก่านั้นจำนวน เซกเตอร์ต่อแทร็กจะถูกกำหนดตายตัว เนื่องจากพื้นที่แทร็คบริเวณขอบนอกนั้นมีขนาด ใหญ่กว่าบริเวณขอบใน ของฮาร์ดดิสก์ ดังนั้นพื้นที่สิ้นเปลืองของแทร็คด้านนอกจึงมีมากกว่า แต่ในปัจจุบัน ได้มีการใช้เทคนิคการฟอร์แมต รูปแบบใหม่ที่ เรียกว่า Multiple Zone Recording เพื่อบีบข้อมูลได้มากขึ้น ในการนำมาจัดเก็บบนฮาร์ดดิสก์ได้ Multiple Zone Recording จะอนุญาตให้พื้นที่แทร็คด้านนอก สามารถ ปรับจำนวนคลัสเตอร์ได้ทำให้พื้นที่แทร็ค ด้านนอกสุดมีจำนวนเซกเตอร์มากว่า ด้านในและด้วยการแบ่งให้พื้น ที่แทร็คด้านนอกสุดมีจำนวนเซกเตอร์มากว่าด้านในนี้ ข้อมูลสามารถจัดเก็บได้ตลอดทั้งฮาร์ดดิสก์ ทำให้มีการใช้เนื้อที่บนแพล็ตเตอร์ได้อย่างคุ้มค่า และเป็นการ เพิ่มความจุโดย ใช้จำนวนแพล็ตเตอร์น้อยลงจำนวนของเซกเตอร์ต่อแทร็ค ในดิสก์ขนาด 3.5 นิ้วแบบปกติจะมีอยู่ ประมาณ 60 ถึง 120 เซกเตอร์ภายใต้การจัดเก็บแบบ Multiple Zone Recording

การทำงานของหัวอ่านเขียน
     หัวอ่านเขียนของฮาร์ดดิสก์นับเป็นชิ้นส่วนที่มีราคาแพงที่สุด และลักษณะของมัน ก็มีผลกระทบอย่างยิ่งกับ ประสิทธิภาพ ของฮาร์ดดิสก์โดยรวม หัวอ่านเขียนจะเป็นอุปกรณ์แม่เหล็ก มีรูปร่างคล้าย ๆ ตัว “C” โดยมีช่อง ว่างอยู่เล็กน้อย โดยจะมีเส้นคอยล์ พันอยู่รอบหัวอ่านเขียนนี้เพื่อสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้า การเขียนข้อมูล จะใช้ วิธีการส่งกระแสไฟฟ้าผ่านคอยล์ ทำให้เกิดความเปลี่ยนแปลง ของสนามแม่เหล็กซึ่งจะส่งผลให้เกิด ความเปลี่ยนแปลงที่แพล็ตเตอร์ ส่วนการอ่านข้อมูลนั้น จะรับค่าความเปลี่ยนแปลง ของสนามแม่เหล็กผ่าน คอยล์ที่อยู่ที่หัวอ่าน เขียนแล้วแปลงค่าที่ได้เป็น สัญญาณส่งไปยังซีพียู ต่อไปเมื่อเทคโนโลยีพัฒนาไปความ หนาแน่นของข้อมูลก็ยิ่ง เพิ่มขึ้นในขณะที่เนื้อที่สำหรับเก็บข้อมูลก็จะลดขนาดลง ขนาดบิตของข้อมูลที่เล็กนี้ ทำให้สัญญาณที่เกิดขึ้นแล้ว ส่งไปยังหัวอ่านนั้นอ่อนลง และอ่านได้ยากขึ้น ด้วเหตุนี้ทางผู้พัฒนาจึงจำเป็น ต้องวางหัวอ่านให้กับสื่อมากขึ้นเพื่อ ลดการสูญเสียสัญญาณ จากเดิมในปี 1973 ที่หัวอ่านเขียนบินอยู่ห่างสื่อ ประมาณ 17 microinch (ล้านส่วนของนิ้ว) มาในปัจจุบันนี้หัวอ่านเขียน บินอยู่เหนือแผ่นแพล็ตเตอร์เพียง 3 microinch เท่านั้น เหมือนกับการนำเครื่องบิน โบอิ้ง 747 มาบินด้วยความเร็วสูงสุด โดยให้บินห่างพื้นเพียง 1 ฟุต แต่ที่สำคัญก็คือหัวอ่านเขียนนั้นไม่เคยสัมผัส กับแผ่นแพล็ตเตอร์ ที่กำลังหมุนอยู่เลยเมื่อเครื่อง คอมพิวเตอร์ถูกปิด ฮาร์ดดิสก์จะหยุดหมุนแล้วหัวอ่านเขียนจะ เคลื่อนที่ไปยังพื้นที่ที่ปลอดภัย และหยุดอยู่ตรงนั้น ซึ่งแยกอยู่ต่างหากจากพื้นที่ที่ใช้เก็บข้อมูล

Seek Time
     คือระยะเวลาที่แขนยืดหัวอ่านเขียนฮาร์ดดิสก์ เคลื่อนย้ายหัวอ่านเขียนไประหว่างแทร็คของข้อมูลบนฮาร์ดดิสก์ ซึ่งในปัจจุบันฮาร์ดดิสก์ จะมีแทร็คข้อมูลอยู่ประมาณ 3,000 แทร็คในแต่ละด้านของแพล็ตเตอร์ ขนาด 3.5 นิ้ว ความสามารถในการเคลื่อนที่ จากแทร็คที่อยู่ไปยังข้อมูลในบิตต่อ ๆ ไป อาจเป็นการย้ายตำแหน่งไปเพียง อีกแทร็คเดียวหรืออาจย้ายตำแหน่งไปมากกว่า 2,999 แทร็คก็เป็นได้ Seek time จะวัดโดยใช้หน่วยเวลาเป็น มิลลิเซก (ms) ค่าของ Seek time ของการย้ายตำแหน่งของแขนยึดหัวอ่านเขียน ไปในแทร็คถัด ๆ ไปในแทร็คที่ อยู่ติด ๆ กันอาจใช้เวลาเพียง 2 ms ในขณะที่การย้ายตำแหน่งจากแทร็คที่อยู่นอกสุดไปหาแทร็คที่อยู่ในสุด หรือ ตรงกันข้ามจะต้องใช้เวลามากถึงประมาณ 20 ms ส่วน Average seek time จะเป็นค่าระยะเวลาเฉลี่ย ในการย้ายตำแหน่ง ของหัวเขียนอ่านไปมาแบบสุ่ม (Random) ในปัจจุบันค่า Average seek time ของ ฮาร์ดดิสก์จะอยู่ ในช่วงตั้งแต่ 8 ถึง 14 ms แม้ว่าค่า seek จะระบุเฉพาะคุณสมบัติในการทำงานเพียง ด้านกว้างและยาวของ แผ่นดิสก์ แต่ค่า Seek time มักจะถูกใช้ในการเปรียบเทียบ คุณสมบัติทางด้านความ เร็วของฮาร์ดดิสก์เสมอ ปกติ แล้วมักมีการเรียกรุ่นของฮาร์ดดิสก์ตามระดับความเร็ว Seek time ของตัว ฮาร์ดดิสก์เอง เช่นมีการเรียกฮาร์ดดิสก์ ที่มี Seek time 14 ms ว่า “ฮาร์ดดิสก์ 14 ms” ซึ่งก็แสดงให้ทราบว่า ฮาร์ดดิสก์รุ่นนั้น ๆ มีความเร็วของ Seek time ที่ 14 ms อย่างไรก็ตามถึงแม้ว่าการใช้ค่าความเร็ว Seek time กำหนดระดับชั้นของฮาร์ดดิสก์จะสะดวก แต่ค่า Seek time ก็ยังไม่สามารถแสดงให้ประสิทธิภาพทั้งหมด ของฮาร์ดดิสก์ได้ จะแสดงให้เห็นเพียงแต่การค้นหาข้อมูลในแบบสุ่ม ของตัวไดร์ฟเท่านั้น ไม่ได้แสดงในแง่ของ การอ่านข้อมูลแบบเรียงลำดับ (sequential) ดังนั้น ให้ใช้ค่า seek time เป็นเพียงส่วนหนึ่ง ในการตัดสิน ประสิทธิภาพของฮาร์ดดิสก์เท่านั้น

Head Switch Time
     เป็นเวลาสลับการทำงาของหัวอ่านเขียน แขนยึดหัวอ่านเขียนจะเคลื่อนย้ายหัวอ่านเขียนไปบนแพล็ตเตอร์ ที่อยู่ในแนวตรงกัน อย่างไรก็ตามหัวอ่านเขียนเพียงหัวเดียวเท่านั้นที่อ่านหรือบันทึกข้อมูลในเวลาใดเวลาหนึ่ง ระยะเวลา ในการสลับกันทำงาน ของหัวอ่านเขียนจะวัดด้วยเวลาเฉลี่ยที่ตัวไดร์ฟใช้สลับ ระหว่างหัวอ่านเขียน สองหัวในขณะ อ่านบันทึกข้อมูล เวลาสลับหัวอ่านเขียนจะวัดด้วยหน่วย ms

Cylinder Switch Time
     เวลาในการสลับไซลินเดอร์ สามารถเรียกได้อีกแบบว่าการสลับแทร็ค (track switch) ในกรณีนี้แขนยึดหัวอ่านเขียน จะวางตำแหน่งของหัวอ่านเขียนอยู่เหนือไซลินเดอร์ข้อมูลอื่น ๆ แต่มีข้อแม้ว่า แทร็คข้อมูลทั้งหมดจะต้องอยู่ใน ตำแหน่งเดียวกันของแพล็ตเตอร์อื่น ๆ ด้วย เวลาในการสลับระหว่าง ไซลินเดอร์จะวัดด้วยระยะเวลาเฉลี่ยที่ตัว ไดร์ฟใช้ในการสลับจากไซลินเดอร์หนึ่งไปยัง ไซลินเดอร์อื่น ๆ เวลาในการสลับไซลินเดอร์จะวัดด้วยหน่วย ms

Rotational Latency
     เป็นช่วงเวลาในการอคอยการหมุนของแผ่นดิสก์ภายใน การหมุนภายในฮาร์ดดิสก์จะเกิดขึ้นเมื่อหัวอ่าน เขียนวางตำแหน่ง อยู่เหนือแทร็คข้อมูลที่เหมาะสมระบบการทำงาน ของหัวอ่านเขียนข้อมูลจะรอให้ตัวไดร์ฟ หมุนแพล็ตเตอร์ไปยังเซ็กเตอร์ที่ถูกต้อง ช่วงระยะเวลาที่รอคอยนี้เองที่ถูกเรียกว่า Rotational Latency ซึ่งจะวัด ด้วยหน่วย ms เช่นเดียวกัน แต่ระยะเวลาก็ขึ้นอยู่กับ RPM (จำนวนรอบต่อนาที) ด้วยเช่นกัน

รู้จักกับ ฮาร์ดดิสก์ และมาตราฐานของการเชื่อมต่อ แบบต่าง ๆ
     ฮาร์ดดิสก์ (Hard Disk) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับเก็บข้อมูลต่าง ๆ ของเครื่องคอมพิวเตอร์ มีลักษณะเป็นรูปสี่เหลี่ยมที่มีเปลือกนอก เป็นโลหะแข็ง และมีแผงวงจรสำหรับการควบคุมการทำงานประกบอยู่ที่ด้านล่าง พร้อมกับช่องเสียบสายสัญญาณและสายไฟเลี้ยง ส่วนประกอบภายในจะถูกปิดผนึกไว้อย่างมิดชิด โดยจะเป็นแผ่นดิสก์และหัวอ่านที่บอบบางมาก และไม่ค่อยจะทนต่อการกระทบ กระเทือนได้ ดังนั้น จึงควรที่จะระมัดระวังเป็นอย่างยิ่ง เวลาจัดถือไม่ควรให้กระแทกหรือกระเทือน และระมัดระวังไม่ให้มือโดน อุปกรณ์อื่น ๆ ที่อยู่บนแผงวงจร โดยปกติ ฮาร์ดดิสก์ มักจะบรรจุอยู่ในช่องที่เตรียมไว้เฉพาะภายในเครื่อง โดยจะมีการต่อสาย สัญญาณเข้ากับตัวควบคุมฮาร์ดดิสก์ และสายไฟเลี้ยงที่มาจากแหล่งจ่ายไฟด้วยเสมอ ในที่นี้ จะขอแนะนำให้รู้จักกับ ฮาร์ดดิสก์ แบบต่าง ๆ ในเบื้องต้น พอเป็นพื้นฐานในการทำความรู้จักและเลือกซื้อมาใช้งานกัน

ชนิดของ ฮาร์ดดิสก์ แบ่งตามอินเตอร์เฟสที่ต่อใช้งาน
       ปัจจุบันนี้ ฮาร์ดดิสก์ที่มีใช้งานทั่วไป จะมีระบบการต่อใช้งานแบ่งออกเป็น 2 แบบใหญ่ ๆ คือ EIDE (Enhanced Integrated Drive Electronics) กับ SCSI (Small Computer System Interface) ซึ่งฮาร์ดดิสก์ทั่ว ๆ ไปที่ใช้งานกันตาม เครื่องคอมพิวเตอร์ตามบ้าน มักจะเป็นการต่อแบบ EIDE ทั้งนั้น ส่วนระบบ SCSI จะมีความเร็วของการรับส่ง ข้อมูลที่เร็วกว่า แต่ราคาของฮาร์ดดิสก์จะแพงกว่ามาก จึงนิยมใช้กันในเครื่อง Server เท่านั้น

EIDE หรือ Enhance IDE เป็นระบบของ ฮาร์ดดิสก์อินเตอร์เฟสที่ใช้กันมากในปัจจุบันนี้ การต่อไดร์ฟฮาร์ดดิสก์แบบ IDE จะต่อผ่าน สายแพรและคอนเน็คเตอร์จำนวน 40 ขาที่มีอยู่บนเมนบอร์ด ชื่อเรียกอย่างเป็นทางการของการต่อแบบนี้คือ AT Attachment หรือ ATA ต่อมาได้มีการพัฒนาไปเป็นแบบย่อยอื่น ๆ เช่น ATA-2, ATAPI, EIDE, Fast ATA ตลอดจน ATA-33 และ ATA-66 ในปัจจุบัน ซึ่งถ้าหากเป็นแบบ ATA-66 แล้วสายแพรสำหรับรับส่งสัญญาณ จะต้องเป็นสายแพรแบบที่รองรับการทำงานนั้นด้วย จะเป็นสายแพรที่มีสายข้างใน 80 เส้นแทนครับ ส่วนใหญ่แล้วใน 1 คอนเน็คเตอร์ จะสามารถต่อฮาร์ดดิสก์ได้ 2 ตัวและบนเมนบอร์ด จะมีคอนเน็คเตอร์ให้ 2 ชุด ดังนั้น เราสามารถต่อฮาร์ดดิสก์หรืออุปกรณ์อื่น ๆ เช่นซีดีรอมไดร์ฟ ได้สูงสุด 4 ตัวต่อคอมพิวเตอร์ 1 เครื่อง

วิธีการรับส่งข้อมูลของฮาร์ดดิสก์แบบ EIDE ยังแบ่งออกเป็นหลาย ๆ แบบ ในสมัยเริ่มต้น จะเป็นแบบ PIO (Programmed Input Output) ซึ่งเป็นการรับส่งข้อมูลโดยผ่านซีพียู คือรับข้อมูลจากฮาร์ดดิสก์ เข้ามายังซีพียู หรือส่งข้อมูลจากซีพียูไปยัง ฮาร์ดดิสก์ การรับส่งข้อมูลแบบ PIO นี้ยังมีการทำงานแยกออกไปหลายโหมด โดยจะมีความเร็วในกรรับส่งข้อมูลต่าง ๆ กันไป ดังตารางต่อไปนี้

การรับส่งข้อมูลระหว่าง ฮาร์ดดิสก์ กับเครื่องคอมพิวเตอร์อีกแบบหนึ่ง เรียกว่า DMA (Direct Memory Access) คือทำการ รับส่งข้อมูลระหว่างฮาร์ดดิสก์ กับหน่วยความจำโดยไม่ผ่านซีพียู ซึ่งจะกินเวลาในการทำงานของซีพียูน้อยลง แต่ได้อัตราการรับส่ง ข้อมูลพอ ๆ กับ PIO mode 4 และยังแยกการทำงานเป็นหลายโหมดเช่นเดียวกันการรับส่งข้อมูลทาง PIO โดยมีอัตราการรับส่ง ข้อมูลดังตารางต่อไปนี้

ฮาร์ดดิสก์ตัวหนึ่งอาจเลือกใช้การรับส่งข้อมูลได้หลายแบบ ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลักคือ ฮาร์ดดิสก์ที่ใช้นั้นสนับสนุนการทำงานแบบใดบ้าง ชิปเซ็ตและ BIOS ของเมนบอร์ดต้องสนับสนุนการทำงานในแบบต่าง ๆ และอย่างสุดท้านคือ ระบบปฏิบัติการบางตัว จะมีความสามารถเปลี่ยนหรือเลือกวิธีการรับส่งข้อมูลในแบบต่าง ๆ ได้ เพื่อให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมในการทำงาน เช่น Windows NT, Windows 98 หรือ UNIX เป็นต้น

ถัดจาก EIDE ในปัจจุบันก็มีการพัฒนามาตราฐานการอินเตอร์เฟส ที่มีความเร็วสูงยิ่งขึ้นไปอีก คือแบบ Ultra DMA/2 หรือเรียกว่า ATA-33 (บางทีเรียก ATA-4) ซึ่งเพิ่มความเร็วขึ้นไป 2 เท่าเป็น 33 MHz และแบบ Ultra DMA/4 หรือ ATA-66 (หรือ ATA-5) ซึ่งกำลังเป็นมาตราฐานอยู่ในปัจจุบัน โดยมีรายละเอียดดังนี้

นอกจากนี้ ปัจจุบันเริ่มจะเห็น ATA-100 กันบ้างแล้วในฮาร์ดดิสก์รุ่นใหม่ ๆ บางยี่ห้อ

SCSI เป็นอินเตอร์เฟสที่แตกต่างจากอินเตอร์เฟสแบบอื่น ๆ มาก ความจริงแล้ว SCSI ไม่ได้เป็น อินเตอร์เฟสสำหรับ ฮาร์ดดิสก์ โดยเฉพาะ ข้อแตกต่างที่สำคัญที่สุดได้แก่ อุปกรณ์ที่จะนำมาต่อกับอินเตอร์เฟสแบบนี้ จะต้องเป็นอุปกรณ์ที่มีความฉลาดหรือ Intelligent พอสมควร (มักจะต้องมีซีพียู หรือหน่วยความจำของตนเองในระดับหนึ่ง) โดยทั่วไป การ์ดแบบ SCSI จะสามารถต่อ อุปกรณ์ได้ 7 ตัว แต่การ์ด SCSI บางรุ่นอาจต่ออุปกรณ์ได้ถึง 14 ตัว (SCSI-2) ในทางทฤษฎีแล้ว เราสามารถนำอุปกรณ์หลายชนิด มาต่อเข้าด้วยกันผ่าน SCSI ได้เช่น ฮาร์ดดิสก์ เทปไดร์ฟ ออปติคัลดิสก์ เลเซอร์พรินเตอร์ หรือแม้กระทั่งเมาส์ ถ้าอุปกรณ์เหล่านั้น มีอินเตอร์เฟสที่เหมาะสม มาดูความเร็วของการรับส่งข้อมูลของ SCSI แบบต่าง ๆ กันดีกว่า

ประสิทธิภาพของฮาร์ดดิสก์ขึ้นอยู่กับอะไรบ้าง
     ความเร็วในการทำงานของฮาร์ดดิสก์ ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่างเช่น ความเร็งในการหมุน กลไกภายใน ความจุข้อมูล ชนิดของ คอนโทรลเลอร์ ขนาดของบัฟเฟอร์ และระบบการเชื่อต่อที่ใช้เป็นต้น ฮาร์ดดิสก์ที่มีกลไกที่เคลื่อนที่เร็วที่สุดเพียงอย่างเดียว อาจจะไม่ใช่ฮาร์ดดิสก์ที่มีประสิทธิภาพดีที่สุดก็ได้

ความเร็วในการหมุนของฮาร์ดดิสก์
     ความเร็วในการหมุนของดิสก์ เป็นสิ่งที่มีผลกับความเร็วในการอ่านและบันทึกข้อมูลมากทีเดียว ฮาร์ดดิสก์ทั่วไป ถ้าเป็นรุ่นธรรมดา จะหมุนอยู่ที่ประมาณ 5,400 รอบต่อนาที (rpm) ส่วนรุ่นที่เร็วหน่อยก็จะเพิ่มเป็น 7,200 รอบต่อนาที ซึ่งถือเป็นมาตราฐาน อยู่ในขณะนี้ และถ้าเป็นรุ่นใหญ่หรือพวก SCSI ในปัจจุบันก็อาจถึง 10,000 รอบหรือมากกว่านั้น ฮาร์ดดิสก์ที่หมุนเร็ว ก็จะสามารถ อ่านข้อมูลในแต่ละเซ็คเตอร์ได้เร็วกว่าตามไปด้วย ทำให้ความเร็วการรับส่งข้อมูลภายใน มีค่าสูงกว่า ฮาร์ดดิสกที่หมุนมากรอบกว่า ก็อาจมีเสียงดัง ร้อน และสึกหรอมากกว่า แต่โดยรวมทั่วไปแล้ว หากราคาไม่เป็นข้อจำกัด ก็ควรเลือกฮาร์ดดิสก์ที่หมุนเร็ว ๆ ไว้ก่อน

อินเตอร์เฟสของฮาร์ดดิสก์
     ดังที่อธิบายแล้วว่า ฮาร์ดดิสก์อินเตอร์เฟสที่นิยมใช้งานกันมากที่สุดสำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์ในปัจจุบันได้แก่ แบบ ATA-33 และ ATA-66 ซึ่งมีอัตราการรับส่งข้อมูลที่สูงกว่าแบบเก่า หากต้องการอัตราการรับส่งข้อมูลที่เร็วกว่านี้ ก็ต้องเลือกอินเตอร์เฟสแบบ SCSI ซึ่งจะมีข้อดีคือ มีความเร็วสูงกว่าแบบ EIDE มากและยังสามารถต่ออุปกรณ์ต่าง ๆ ได้ถึง 7 ตัวด้วยกัน โดยที่ราคาก็ยังคงจะ แพงกว่าแบบ EIDE ด้วย จะเหมาะสำหรับงานที่ต้องใช้ความเร็วสูงเช่น Server ของระบบ LAN เป็นต้น

ประเด็นสำคัญของการต่อฮาร์ดดิสก์แบบ IDE ก็คือ แต่ละสายที่ต่อออกมานั้น ตามปกติจะต่อได้ 2 ไดร์ฟ โดยฮาร์ดดิสก์ ที่อยู่บนสาย คนละเส้นจะทำงานพร้อมกันได้ แต่ถ้าอยู่บนสายเส้นเดียวกันจะต้องทำทีละตัว คือไม่ทำงานกับ Master ก็ Slave ตัวเดียวเท่านั้น ในเวลาหนึ่ง ๆ และหากเป็นอุปกรณ์ที่ทำการรับส่งข้อมูลคนละแบบบนสายเดียวกัน เช่นการต่อฮาร์ดดิสก์แบบ UltraDMA/66 ร่วมกับซีดีรอมแบบ PIO mode 4 อุปกรณ์ทุกตัวบนสายเส้นนั้น ก็จะต้องทำตามแบบที่ช้ากว่า ดังนั้น จึงไม่ควรต่อฮาร์ดดิสก์ที่เร็ว ๆ ไว้กับซีดีรอมบนสายเส้นเดียวกัน เพราะจะทำให้ฮาร์ดดิสก์ช้าลงตามไปด้วย

หน่วยความจำ แคช หรือ บัฟเฟอร์ ที่ใช้
     อีกวิธีที่ผู้ผลิตฮาร์ดดิสก์ ใช้เพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของฮาร์ดดิสก์ในปัจจุบัน คือการใช้หน่วยความจำแคช หรือบัฟเฟอร์ (Buffer) เพื่อเป็นที่พักข้อมูลก่อนที่จะส่งไปยัง คอมโทรลเลอร์บนการ์ด หรือเมนบอร์ด แคชที่ว่านี้จะทำงานร่วมกับฮาร์ดดิสก์ โดยในกรณีอ่านข้อมูล ก็จะอ่านข้อมูลจากฮาร์ดดิสก์ ในส่วนที่คาดว่าจะถูกใช้งานต่อไปมาเก็บไว้ล่วงหน้า ส่วนในกรณีบันทึกข้อมูล ก็จะรับข้อมูลมาก่อนเพื่อเตรียมที่จะเขียนลงไปทันที ที่ฮาร์ดดิสก์ว่าง แต่ทั้งหมดนี้จะทำอยู่ภายในตัวฮาร์ดดิสก์เอง โดยไม่เกี่ยวข้องกับซีพียูหรือแรมแต่อย่างใด

หน่วยความจำหรือแคชนี้ ในฮาร์ดดิสก์รุ่นราคาถูกจะมีขนาดเล็ก เช่น 128KB หรือบางยี่ห้อก็จะมีขนาด 256-512KB แต่ถ้าเป็นรุ่นที่ราคาสูงขึ้นมา จะมีการเพิ่มจำนวนหน่วยความจำนี้ไปจนถึง 2MB เลยทีเดียว ซึ่งจากการทดสอบพบว่า มีส่วนช่วย ให้การทำงานกับฮาร์ดดิสก์นั้นเร็วขึ้นมาก ถึงแม้กลไกการทำงานของฮาร์ดดิสก์รุ่นนั้น ๆ จะช้ากว่าก็ตาม แต่ทั้งนี้ก็ขึ้นอยู่กับลักษณะการทำงานของโปรแกรมด้วย

ปัจจัยอื่น ๆ ในการเลือกซื้อฮาร์ดดิสก์
     หลังจากที่ได้พอจะรู้จักกับฮาร์ดดิสก์แบบต่าง ๆ กันแล้ว หากต้องการซื้อฮาร์ดดิสก์ที่จะนำมาใช้งานสักตัว ปัจจัยต่าง ๆ ด้านบนนี้ น่าจะเป็นตัวหลักในการกำหนดรุ่นและยี่ห้อของฮาร์ดดิสก์ที่จะซื้อได้ แต่ทั้งนี้ ไม่ควรที่จะมองข้ามปัจจัยอื่น ๆ เหล่านี้ไปด้วย

ความจุของข้อมูล
     ยิ่งฮาร์ดดิสก์ที่มีความจุมาก ราคาก็จะแพงขึ้นไป เลือกให้พอดีกับความต้องการแต่ไปเน้นเรื่องความเร็วดีกว่าครับ เช่นหากมีขนาด 15G 7,200 rpm กับ 20G 5,400 rpm ที่ราคาใกล้เคียงกัน ผมมอลว่าน่าจะเลือกตัว 15G 7,200 rpm ดีกว่า

ความจุของฮาร์ดดิสก์ (ไบต์) = 0.5 x Cylender x จำนวนหัวอ่าน x Sector

1 ไบต์ (byte) = 8 บิต (bit)
1 กิโลไบต์ (Kilobyte) = 1,024 ไบต์
1 เมกะไบต์ (Megabyte) = 1,048,576 ไบต์
1 กิกะไบต์ (Gigabyte) = 1,073,741,824 ไบต์
1 เทราไบต์ (Terabyte) = 1,099,511 ล้านไบต์
1 พิโตไบต์ (Petobyte) = 1,125,899,906 ล้านไบต์

ความทนทานและการรับประกัน
     อย่าลืมว่า ฮาร์ดดิสก์ เป็นอุปกรณ์ที่ต้องทำงานตลอดเวลา มีการเคลื่อนไหวต่าง ๆ มากมายอยู่ภายในและโอกาสที่จะเสียหายมีได้มาก โดยเฉพาะเรื่องของความร้อนและการระบายความร้อนที่ไม่ดีในเครื่อง ก็เป็นสาเหตุสำคัญของการเสียหาย นอกจากนี้ การเกิด แรงกระแทกแรง ๆ ก็เป็นสาเหตุหลักของ การเสียหายที่พบได้บ่อย ดังนั้น ปัจจัยที่ค่อนข้างสำคัญในการเลือกซื้อฮาร์ดดิสก์ คือ เรื่องระยะเวลาในการรับประกันสินค้า และระยะเวลาในการส่งเคลม ว่าจะช้าหรือเร็วกว่าจะได้ของกลับคืนมาใช้งาน รวมทั้งร้านค้า ที่เราไปซื้อด้วย ที่ในบางครั้ง เวลาซื้อสินค้า จะบอกว่าเปลี่ยนได้ เคลมเร็ว แต่เวลาที่มีปัญหาจริง ๆ ก็จะไม่ค่อยยอมเปลี่ยนสินค้าให้เราแบบง่าย ๆ

เท่าที่เคยได้ยินมา ส่วนมากจะนิยมซื้อยี่ห้อ Quantum, IBM, Maxtor กันครับ ทั้งนี้ก็คงจะขึ้นอยู่กับราคา ความร้อน เสียง ความเร็ว และความชอบของแต่ละคนกันครับ ที่สำคัญคือเรื่องของความเร็วต่าง ๆ ก็เลือกกันให้ดีนะครับ

credit:http://www.mary.ac.th