Interna hårddiskar

Hur mycket som får plats på ett lagringsmedium anges i antal bytes (B). Eftersom det rör sig om stora mänger data används SI-prefix såsom kilo, mega och giga för att beskriva tusental, miljontal eller miljardtal bytes. Kilobyte, megabyte och gigabyte förkortas kB, MB respektive GB. Ibland kan det även skrivas som kbyte, Mbyte och Gbyte för att undvika förvirringen med begreppet bit. Mer om bit och byte finns att läsa i Dator 1.6.

Mängden information som går att lagra har ökat i snabb takt. I mitten av nittiotalet var det nästan otänkbart med hårddiskar som rymde 1 GB. Idag är det inte ovanligt med hårddiskar på 3 TB.

Exempel på lagringskapacitet hos olika medier:

Storleken är angiven i antalet megabyte (MB).

Tyvärr används SI-prefixen något felaktigt i datavärlden. När det talas om kilo, mega och giga motsvarar det inte jämna tusenmultiplar utan det är förenklade avrundningar.

För att förtydliga denna missvisning används ibland begreppen KiB (kibibyte), MiB (mebibyte), GiB (gibibyte) och TiB (tebibyte).

Hårddiskarnas storleksangivelse kan upplevas missvisande då datorn inte redovisar lika många GB som det står på förpackningen. Det beror på att hårddisktillverkarna avrundar 1024 till 1000 när de skriver ut kapaciteten. En 640 GB-hårddisk rymmer därför egentligen bara 596 GiB.

Ju större hårddiskens totala kapacitet är, desto fler gigabyte är det som skiljer mellan de två sätten att räkna. På grund av detta är det många som idag uppmärksammar den missvisande kapacitetsangivelsen när de köper en ny större hårddisk. Att det "saknades" någon enstaka gigabyte på den gamla hårddisken märktes knappt, men när det "saknas" nästan 100 GB på en ny 1 TB-hårddisk verkar det lite konstigt. Det har riktats kritik mot tillverkarnas sätt att välja den siffra som låter bäst, men att åstadkomma en förändring är svårt då alla tillverkare måste byta räknesätt samtidigt. Annars ser en tillverkares hårddiskar dyrare ut än en annans. Det positiva med att alla räknar på samma sätt är att det inte försvårar prisjämförelser mellan olika hårddiskar.

Hårddisken har länge stått ohotad på sin plats som bästa lagringsmedium för stora datamängder. Kapacitetsmässigt har utvecklingen gått fort genom åren, men tekniken är fortfarande lik den ursprungliga. Hårddisken är uppbyggd av roterande magnetiska skivor från och till vilka en mekanisk arm läser och skriver data. Denna upp­byggnad gör hårddisken känslig för mekaniska påfrestningar som uppstår om den till exempel skakas eller tappas i golvet. Skivorna finns i olika storlekar, kapaciteter och hastig­heter, och läsarmen kan vara mer eller mindre intelligent. Alla dessa faktorer gör att det finns många varianter av hårddiskar att välja mellan. Läs mer om den tekniska upp­byggnaden.

Det finns två vanligt förekommande fysiska storlekar på hårddiskar. Storleken anges i tum och baseras på skivornas storlek. 3,5" är den vanligaste storleken för stationära datorer och traditionella externa hårddiskar. Den mindre 2,5"-hårddisken sitter främst i bärbara datorer och i externa portabla hårddiskar. Kapacitetsmässigt har 3,5"-modellen ett stort övertag då den i skrivande stund kan rymma upp till 3 TB. Den största 2,5"-modellen som samtidigt finns på marknaden rymmer 1 TB. Tyvärr är det många 2,5"-diskar à 1 TB som tummar lite på de standardiserade fysiska måtten och är lite tjockare än vanliga 2,5"-diskar. Det gör att de inte passar i alla datorer. Det har dock börjat dyka upp modeller som är normaltjocka från bland annat Samsung.

En 3,5"-hårddisk bredvid en motsvarande 2,5"-variant

En del bärbara datorer med 2,5"-hårddiskar är utrustade med en sensor som känner av om datorn håller på att falla i golvet. Hårddisken avbryter omedelbart alla läsningar och skrivningar om sensorn registrerar häftiga rörelser. Om hårddisken skriver eller läser samtidigt som den utsätts för mekaniska påfrestningar finns det nämligen risk för att hårddisken tar skada.

Hårddiskar i 1,8"-storlek finns också, men de säljs sällan löst. Normalt sitter de inbyggda i någon produkt, till exempel Ipod Classic. De förekommer också som lagringsmedium i extremt små portabla hårddiskar.

Siffran som oftast syns i samband med hårddiskars hastighet är antalet rpm (revolutions per minute). Ju högre siffran är desto snabbare snurrar hårddisken. De flesta 3,5"-hårddiskar ligger på 5400 rpm eller 7200 rpm medan de mindre 2,5"-modellerna nästan alltid ligger på 5400 rpm. Det finns visserligen prestandamodeller såsom Western Digital VelociRaptor där 2,5"-modellen ligger på hela 10 000 rpm.

Det är inte bara rotationshastigheten på skivorna som spelar roll för den totala prestandan. Tekniken som används för att läsa och skriva påverkar också. Genom att använda smart läsning och intelligenta skrivhuvuden kan hårddiskens prestanda ökas ytterligare.

Slutligen spelar också valet av gränssnitt roll. Den maximala hastigheten som är möjlig med det äldre EIDE-gränssnittet är lägre än vad som är möjligt med SATA-standarden.

Accesstiden är den tid det tar för läshuvudet att förflytta sig till den position där begärd data ska läsas ifrån. Om läshuvudet redan befinner sig där det ska läsa går det fort. Om det däremot måste förflytta sig tar det längre tid. Accesstiden anges därför som ett medelvärde. Normal accesstid ligger på åtta millisekunder i genomsnitt, men det finns hårddiskar med bättre accesstid. Den ska vara så låg som möjligt.

Alla moderna hårddiskar har ett integrerat minne (cacheminne). Det fungerar som en buffert där data som nyligen lästs sparas. Cacheminnet gör också att det går att skriva snabbare till hårddisken än vad den egentligen klarar av. Informationen kan mellanlagras och efterhand skrivas ner till skivorna. Cacheminnet varierar mellan 8 MB och 64 MB beroende på hårddiskens pris. Ju större cache-minne, desto bättre.

EIDE och SATA är de gränssnitt som används idag. EIDE-anslutna hårddiskar har dock snart ersatts helt av den nyare SATA-tekniken. Det säljs fortfarande EIDE-hårddiskar för att erbjuda utökad lagringskapacitet till alla lite äldre datorer.

Två hårddisk-gränssnitt: SATA överst och EIDE underst.

Det parallella EIDE-gränssnittet är en vidareutveckling av den äldre IDE-varianten.  De två begreppen används ofta för att beskriva samma sak. PATA (Parallell ATA) är ett annat vanligt namn som används synonymt med EIDE och IDE.

Normalt finns det minst en EIDE-port på moderkortet, men på vissa av de senaste moder­korten har dock EIDE prioriterats bort. EIDE-gränssnittet använder en bred flatkabel för anslutning. Vanligtvis finns det tre anslutnings­kontakter på en sådan kabel: två för anslutning av enheter (t.ex. hårddisk, CD- eller DVD-brännare) och en för anslutning till moderkortet. Det förekommer även kablar med fler än tre kontakter. På dessa kablar går det ändå bara att ansluta två enheter. De extra anslutningarna är till för att kabeln ska kunna användas i alla typer av chassin, och då kan avståndet mellan enheterna kan variera.

Vanlig EIDE-kabel

EIDE-kabel med fem anslutningar (endast två kan användas samtidigt).

Rund EIDE-kabel under­lättar luftflödet och förbättrar kylningen.

EIDE-enheterna ansluts till moderkortets EIDE-kontroller (eller en EIDE-kontroller på ett expansionskort). EIDE-kontrollern sköter bland annat dataöverföringen till och från enheterna. Normalt har EIDE-kontrollern två kanaler (benämns primary och ). Då varje kanal kan hantera två enheter går det att ansluta upp till fyra enheter (t.ex. tre hårddiskar och en optisk enhet). Om fler än en enhet per kanal ska anslutas är det viktigt att den ena enheten sätts som master och den andra som slave.

Om fyra enheter används kommer de att kallas:

• Primary Master
• Primary Slave
• Secondary Master
• Secondary Slave

När datorn startas visas vilka enheter som är anslutna. Information om var enheterna ligger (se benämningar ovan) visas också. Ibland måste användaren trycka på en tangent för att detta ska visas.

På baksidan av EIDE-enheterna sitter en eller flera stiftlister. Här görs den så kallade jumperkonfigurationen. Det innebär att man flyttar en bygel (eng. jumper) till rätt position. Det är bygelns position som bestämmer om enheten ska vara en master- eller en slave-enhet.

Det är bygelns placering på stiftlisten som bestämmer om enheten ska vara en master- eller slave-enhet.

För att förenkla det hela finns även en bygelposition som kallas cable select. Då behöver inte några andra inställningar göras. Om två enheter ska anslutas på samma kabel på detta vis, ska båda konfigureras som cable select. Deras inbördes position på kabeln kommer automatiskt bestämma om de ska vara master- eller slave-enheter.

Utseendet på stiftkonfigurationen skiljer mellan olika tillverkare. Normalt finns en bild på enhetens (hårddiskens eller DVD-brännarens) etikett som visar hur bygeln ska sitta. Om exempelvis två hårddiskar ska anslutas på samma EIDE-kabel (kanal) ska den ena vara master och den andra slave.

Förutom EIDE-kabeln måste enheten även kopplas till nätaggregatet för att få ström. Till det används den fyrpoliga kontakten som populärt kallas 4-pin molex. Läs mer om 4-pin.

Det finns även en del anslutningar som påminner om den vanlida EIDE-standarden, här förklaras skillnaden och deras användningsområden.

SATA (Serial ATA) har nästan ersatt EIDE helt och hållet. SATA har många fördelar:

• Kontakter och kablar är mindre.
• Kabeln är enklare att dra i chassit.
• SATA klarar högre överföringshastighet.
• Det används alltid en kabel per enhet. Det gör att besväret med jumperkonfigurationer är ett minne blott.
• Tidigare var EIDE-hårddiskarna billigare än motsvarande SATA-modeller, men i och med att de stora volymerna sedan några år tillbaka ligger på SATA-diskar har prisförhållandet vänt till det motsatta.

SATA finns i tre versioner. Den första versionen klarar upp till 150 MB/s och den andra versionen (SATA 2) upp till 300 MB/s. Den absolut senaste versionen (SATA 3) klarar upp till hela 600 MB/s. SATA 3 behövs numera eftersom dagens SSD-enheter är snabbare än vad SATA 2 klarar av. De olika SATA-versionerna är kompatibla med varandra, vilket gör att exempelvis en SATA 2-hårddisk kan kopplas till en SATA 3-port på moderkortet.

Det vanligaste är att moderkortet har fyra eller fler SATA-portar och det krävs en port för varje enhet. Idag använder även de flesta optiska enheter SATA, vilket gör att det ibland uppstår en brist på SATA-portar. Detta går enkelt och billigt att lösa med ett expansionskort: en extra SATA-kontroller kopplas till en PCIe- eller PCI-sockel.

SATA-kabeln som används för att ansluta mellan moderkort och hårddisk är betydligt smalare än EIDE-kabeln, vilket gör att den inte är i vägen för luftflödet på samma sätt.  Kontakten för strömförsörjning är också utbytt, men en del SATA-hårddiskar utrustas med båda kontakttyperna. Endast en av de två anslutningarna ska då användas. Om nätaggregatet saknar den nya SATA-powerkontakten och hårddisken saknar den äldre 4-pin molexkontakten, finns det adaptrar som löser problemet.

Till skillnad från EIDE-hårddiskarna använder SATA-motsvarigheterna samma data- och strömanslutningar för både 3,5"- och 2,5"-storlekarna.

Standard 7-pin SATA-kabel för dataöverföring

SATA 15-pin power adapter

Marknadens efterfrågan på fysiskt mindre hårdvara ökar ständigt. I och med bytet från parallell kommunikation till seriell sådan kunde kablarna göras betydligt mindre än tidigare. Det har också öppnat för vidareutveckling av SATA-kontakterna till ännu mindre varianter än ursprungskontakten.