Jak pracuje pevný disk v počítači

Počítače jsou dnes kolem nás téměř všude a setkávám se kolem sebe také se spoustou lidí, kteří nemají ani základní podvědomí, jak vlastně části počítače fungují. Přitom pochopení základních principů, jak jednotlivé součásti fungují, může vést k předcházení nejednoho problému.

Ať už se bavíme stolních počítačích nebo o noteboocích, v obou zařízení je obsažen pevný disk. Je na něm uložen nejen operační systém, tedy například Windows, ale také veškeré naše data. Ať už jde o oblíbenou muziku nebo například fotky z dovolené. Pevné disky jsou dnes součástí dvou základních konstrukcí.

Mechanické pevné disky
Stále nejrozšířenější a také nejlevnější jsou mechanické pevné disky. Jak již název napovídá jedná se o součástku, která pro své fungování vyžaduje neustálý pohyb. Pod obalem, který disk hermeticky chrání. Je uložena magnetická plotna, která se vysokými otáčkami otáčí kolem své osy a několik milimetrů nad touto plochou se pohybuje čtecí a zapisující hlava, která čte nebo naopak ukládá data. Mění magnetické pole na ploše destičky dle potřeby, tak aby odpovídalo ukládaným datům.

Díky mechanickému pohybu je pevný disk velmi náchylný na otřesy, vibrace či rázy. Pokud například v průběhu zapisování na pevný disk dojde k nárazu, může dojít a také dochází k poškození pevného disku a tím k nevyhnutelné ztrátě dat. Do pevného disku ale nemusíte třískat, aby se porouchal. Se stářím pevného disku přímo narůstá pravděpodobnost, že se mechanická část porouchá a disk přestane fungovat. Moderní disky jsou naštěstí vybaveny technologii zvanou S.M.A.R.T. což je systém v elektronice pevného disku, který zaznamenává všechny problémy s chodem disku a dovede předvídat či upozornit na blížící se konec životnosti disku.

Psal jsem, že jsou pevným diskem vybaveny jak stolní tak také přenosné počítače ptáte se jak je možné že se u notebooku pevné disky tak často nekazí? Notebook je přeci jen mnohem náchylnější na disk než stojící počítač již proto, že se předpokládá, že se s přenosným počítačem muže manipulovat i když zrovna ukládá na pevný disk. A v praxi tomu opravdu tak je pokud s počítačem pracujete a přenášíte jej při zápisu muže dojít k problému. Někteří výrobci notebooku však tento problém obcházejí například tím že pokud notebook pomocí giroskopu pozná že se s ním pohybuje zaparkuje hlavičky disku tak aby nedošlo k poškození disku a v případě ustálení opět používá disk normálně.

Dalším problémem který může nastat u pevných disku, je náhlá ztráta napětí. Například při nešetrném vypnutí může také dojít k poškození dat na disku. Když totiž počítač dáte vypnout po ukončení všech systému, dává počítač disku signál, aby čtecí hlavička najela mimo oblast ploten a teprve poté se počítač vypíná.

Jak je vidět, mechanický pevný disk je velmi náročné zařízení. Určitě se vyvarujte jeho nečekanému vypínání nebo například otřesům či úderům. Pokud však dodržíte zásady používání a sem tam zkontrolujete stav pevného disku můžete velkou měrou omezit ztrátu dat způsobenou selháním pevného disku. 100% jistotu však nemáte nikdy, protože se pevný disk může náhodně porouchat i bez zjevného zavinění. Například vadou konstrukce nebo selháním jakékoliv jeho součástky. Proto je vždy důležité mít data na více místech a nebýt odkázáni pouze na mechanický kotouček, otačející se ve velkých otáčkách kolem své osy.

V případě ztráty opravdu důležitých dat je zde také možnost poslat poškozený pevný disk do specializované laboratoře, ve které se mechanicky disk rozebere a data se z ploten zkopíruji v laboratorních podmínkách. I když je tato možnost i v České republice dostupná, věřte že je to opravdu až poslední možnost, jak se dostat k datům tyto služby jsou většinou velice drahé a oplatí se jen u dat, které mají opravdu velkou hodnotu nebo se jinak pořídit již nedají. Cena se přitom různí a záleží na druhu selhání pevného disku a náročnosti obnovy.

Disk SSD
Druhou novější technologii je pevný disk založený na principu ukládání dat do paměťových modulů, podobných jako u Flash disku. Tato součástka je plně elektrická a neobsahuje žádné mechanické součásti, které by se mohly poškodit při otřesech. SSD disky jsou relativně mladou technologii a oproti pevným diskům má však své specifické vlastnosti. Prvním základním problémem je životnost buněk disku. Data na disku jsou totiž ukládaná v buňkách paměťových modulu, které se překlápějí bud na logiskou 0 či 1. A právě počet překlopení těchto buněk ovlivňuje životnost disku. Jakmile je dosažen maximální počet překlopení opakovaným zápisem na disku, buňka umírá a není možné na ni další dat zapsat ani s ní stav přečíst. SSD tedy vadí neustálý přepis buněk.

Další nevýhodou je napěťová závislost. U mechanických pevných disku není problém zapsat data, disk odpojit a po několika letech jej znovu připojit a data přečíst. U SSD je tomu trochu jinak. Výrobci to nikde neudávají nebo jsem to alespoň nenašel, ale pokud na SSD něco nahrajete a nechate disk bez napětí několik let, s velkou pravděpodobností data po letech již nepřečtete. Je to proto, že buňky drží ve stavu překlopení elektrický náboj. Jakmile se elektrický náboj vytratí, buňky nejsou schopné stav udržet a dochází ke poškození dat.

SSD disky jsou navíc stále ještě dražší než mechanický pevný disk. Cenu a menší kapacitu však vynahrazují několikanásobně rychlejším zápisem i čtením. I technologie disku SSD není odolná proti nešetrnému vypínání při zápisu, kdy může dojit k poškození zapisovaných dat. Takže i když následky jsou většinou mnohem menší než u mechanického disku, kdy může dojít k poškození mechanické plochy čtecí hlavičkou.

Obnova dat z SSD disku je navíc mnohem náročnější, než u mechanických disku a proto je důležité mít vždy cenná data na několika místech. U mechanického disku mohou v laboratořích vytáhnout v případě potřeby plotnu a data přečíst ve specializovaném stroji. U SSD disku jsou data ukládaná pomocí řadiče na jednotlivé čipy a obnova dat bývá velmi obtížná.

Disk SSHD
Třetí variantou jsou disky, které jsou kombinací obou možností. Disk v sobě má jak malý oddíl paměti SSD a klasický mechanický disk. Pro neustále zapisující a čtené data využívá rychlou část a pro velká a poměrně statická data zase plotny. Jde tedy o možnost jak zrychlit klasické disky, ale zároveň poskytnout dostatek prostoru na disku pro vaše data.

Jak vidíte aď už jde o starší mechanický disk tak i o novější SSD disk data je dobrá mít na více místech protože v případě problému ztrácíte to nejdůležitější, co v počítači máte.