ฮาร์ดดิสก์  
     
 
 
     
        ฮาร์ดดิสก์ (อังกฤษ: hard disk drive) หรือ (ศัพท์บัญญัติ) คืออุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่บรรจุข้อมูลแบบไม่ลบเลือน มีลักษณะเป็นจานโลหะที่เคลือบด้วยสารแม่เหล็กซึ่งหมุนอย่างรวดเร็ว เมื่อทำงานการติดตั้งเข้ากับตัวคอมพิวเตอร์สามารถทำได้ผ่านการต่อเข้ากับแผงวงจรหลัก  (motherboard) ที่มีอินเตอร์เฟซแบบขนาน (PATA) , แบบอนุกรม (SATA) และแบบเล็ก (SCSI) ทั้งยังสามารถต่อเข้าเครื่องจากภายนอกได้ผ่านทางสายยูเอสบี, สายไฟร์ไวร์ รวมไปถึงอินเตอร์เฟซอนุกรมแบบต่อนอก (eSATA) ซึ่งทำให้การใช้ฮาร์ดดิสก์ทำได้สะดวกยิ่งขึ้นเมื่อไม่มีคอมพิวเตอร์ถาวรเป็นของตนเอง  
     
 

ฮาร์ดดิสก์ SSD

  
     
  ประวัติ  
     
 

ชิ้นส่วนภายใน ในปี 1997

  
        ฮาร์ดดิสก์ที่มีกลไกแบบปัจจุบันถูกประดิษฐ์ขึ้นเมื่อ พ.ศ. 2499 โดยนักประดิษฐ์ยุคบุกเบิกแห่งบริษัทไอบีเอ็ม เรย์โนล์ด จอห์นสัน โดยมีความจุเริ่มแรกที่ 100 กิโลไบต์ มีขนาด 20 นิ้ว ในปี พ.ศ. 2523 ฮาร์ดดิสก์ยังเป็นสิ่งที่หายากและราคาแพงมาก แต่หลังจากนั้นฮาร์ดดิสก์กลายเป็นมาตรฐานของพีซีและราคาถูกลงมากสิ่งที่เปลี่ยนแปลงของฮาร์ดดิสก์จากปี 1980 ถึงปัจจุบัน  
              - ความจุเพิ่มขึ้น จาก 3.75 เมกะไบต์ เป็น 3 เทระไบต์  
              - ขนาดเล็กลงกว่าเดิมมาก  
              - ราคาต่อความจุถูกลงมาก  
              - ความเร็วเพิ่มขึ้น  
     
  ขนาดและความจุ  
     
 
 
     
 
 
     
 
 
     
  ความจุของฮาร์ดดิสก์โดยทั่วไปในปัจจุบันนั้นมีตั้งแต่ 20 จิกะไบต์ ถึง 3 เทระไบต์  
        - ขนาด 8 นิ้ว (241.3 มิลลิเมตร × 117.5 มิลลิเมตร × 362 มิลลิเมตร)  
        - ขนาด 5.25 นิ้ว (146.1 มิลลิเมตร × 41.4 มิลลิเมตร × 203 มิลลิเมตร)  
        - ขนาด 3.5 นิ้ว (101.6 มิลลิเมตร × 25.4 มิลลิเมตร × 146 มิลลิเมตร) เป็นฮาร์ดดิสก์สำหรับคอมพิวเตอร์แบบตั้งโต๊ะ (Desktop) หรือเซิร์ฟเวอร์ (Server) มีความเร็วในการหมุนจานอยู่ที่ 15,000, 10,000, 7,200 หรือ 5,400 รอบต่อนาที โดยมีความจุในปัจจุบันตั้งแต่ 80 จิกะไบต์ ถึง 3 เทระไบต์  
        - ขนาด 2.5 นิ้ว (69.85 มิลลิเมตร × 9.5–15 มิลลิเมตร × 100 มิลลิเมตร) เป็นฮาร์ดดิสก์สำหรับคอมพิวเตอร์พกพา แล็ปท็อป, UMPC, เน็ตบุ๊ก, อุปกรณ์มัลติมีเดียพกพา มีความเร็วในการหมุนจานอยู่ที่ 5,400 รอบต่อนาที โดยมีความจุในปัจจุบันตั้งแต่ 60 จิกะไบต์ ถึง 2 เทระไบต์  
        - ขนาด 1.8 นิ้ว (55 มิลลิเมตร × 8 มิลลิเมตร × 71 มิลลิเมตร)  
        - ขนาด 1 นิ้ว (43 มิลลิเมตร × 5 มิลลิเมตร × 36.4 มิลลิเมตร)  
     
              ยิ่งมีความจุมาก ก็จะยิ่งทำให้การทำงานมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยความต้องการของตลาดในปัจจุบันที่ต้องการแหล่งเก็บข้อมูล ที่มีความจุในปริมาณมาก มีความน่าเชื่อถือในด้านการรักษาความปลอดภัยของข้อมูล และไม่จำเป็นต้องต่อเข้ากับอุปกรณ์ที่ใหญ่กว่าอันใดอันหนึ่ง ได้นำไปสู่ฮาร์ดดิสก์รูปแบบใหม่ต่าง ๆ เช่นกลุ่มจานบันทึกข้อมูลอิสระประกอบจำนวนมากที่เรียกว่าเทคโนโลยี เรด รวมไปถึงฮาร์ดดิสก์ที่มีลักษณะเชื่อมต่อกันเป็นเครือข่าย เพื่อที่ผู้ใช้จะได้สามารถเข้าถึงข้อมูลในปริมาณมากได้ เช่นฮาร์ดแวร์ NAS หน่วยเก็บข้อมูลบนเครือข่าย เป็นการนำฮาร์ดดิสก์มาทำเป็นเครื่อข่ายส่วนตัว และระบบ SAN (Storage area network) เป็นการนำฮาร์ดดิสก์มาเป็นพื้นที่ส่วนกลางในการเก็บข้อมูล  
     
  หลักการทำงานของฮาร์ดดิสก์  
     
 
 
     
              หลักการบันทึกข้อมูลลงบนฮาร์ดดิสก์ไม่ได้แตกต่างจากการบันทึกลงบนเทปคาสเซ็ทเลย เพราะทั้งคู่ต้องใช้สารบันทึกคือสารแม่เหล็กเหมือนกัน สารแม่เหล็กนี้สามารถลบหรือเขียนได้ใหม่อยู่ตลอดเวลา โดยเมื่อบันทึกหรือเขียนไปแล้ว มันสามารถจำรูปแบบเดิมได้เป็นเวลาหลายปี ความแตกต่างระหว่างเทปคาสเซ็ทกับฮาร์ดดิสก์มีดังนี้  
                          - สารแม่เหล็กในเทปคาสเซ็ท ถูกเคลือบอยู่บนแผ่นพลาสติกขนาดเล็ก เป็นแถบยาว แต่ในฮาร์ดดิสก์ สารแม่เหล็กนี้ จะถูกเคลือบอยู่บนแผ่นแก้ว หรือแผ่นอะลูมิเนียมที่มีความเรียบมากจนเหมือนกับกระจก  
                          - สำหรับเทปคาสเซ็ท ถ้าคุณต้องการเข้าถึงข้อมูลในบริเวณใดบริเวณหนึ่ง ก็จะต้องเลื่อนแผ่นเทปไปที่หัวอ่าน โดยการกรอเทป ซึ่งต้องใช้เวลาหลายนาที ถ้าเทปมีความยาวมาก แต่สำหรับฮาร์ดดิสก์ หัวอ่านสามารถเคลื่อนตัวไปหาตำแหน่งที่ต้องการในเกือบจะทันที  
                          - แผ่นเทปจะเคลื่อนที่ผ่านหัวอ่านเทปด้วยความเร็ว 2 นิ้วต่อวินาที (5.08 เซนติเมตรต่อวินาที) แต่สำหรับหัวอ่านของฮาร์ดดิสก์ จะวิ่งอยู่บนแผ่นบันทึกข้อมูล ที่ความเร็วในการหมุนถึง 30000 นิ้วต่อวินาที (ประมาณ 170 ไมล์ต่อชั่วโมง หรือ 270 กิโลเมตรต่อชั่วโมง)  
                          - ข้อมูลในฮาร์ดดิสก์เก็บอยู่ในรูปของโดเมนแม่เหล็ก ที่มีขนาดเล็กมาก ๆ เมื่อเทียบกับโดเมนของเทปแม่เหล็ก ขนาดของโดเมนนี้ยิ่งมีขนาดเล็กเท่าไร ความจุของฮาร์ดดิสก์จะยิ่งมีขนาดเพิ่มขึ้นเท่านั้น และสามารถเข้าถึงข้อมูลได้ในเวลาสั้น  
              เครื่องคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะปัจจุบันจะมีความจุของฮาร์ดดิสก์ประมาณ 500 จิกะไบต์ ถึง 10 เทระไบต์[ต้องการอ้างอิง] ข้อมูลที่เก็บลงในฮาร์ดดิสก์ เก็บอยู่ในรูปของไฟล์ ซึ่งประกอบด้วยข้อมูลที่เรียกว่า ไบต์ (แอสกี ที่แสดงออกไปตัวอักษร รูปภาพ วิดีโอ และเสียง) โดยที่ไบต์จำนวนมากมายรวมกันเป็นคำสั่ง หรือโปรแกรมทางคอมพิวเตอร์ มีหัวอ่านของฮาร์ดดิสก์อ่านข้อมูลเหล่านี้ และนำข้อมูลออกมาผ่านไปยังตัวประมวลผลเพื่อคำนวณและแปรผลต่อไป  
              เราสามารถคิดประสิทธิภาพของฮาร์ดดิสก์ได้ 2 ทางคือ  
                        - อัตราการส่งผ่านข้อมูล (Data rate) คือ จำนวนไบต์ต่อวินาที ที่หัวอ่านของฮาร์ดดิสก์สามารถจะส่งไปให้กับซีพียูหรือตัวประมวลผล ซึ่งปกติมีอัตราประมาณ 5 ถึง 400 เมกะไบต์ต่อวินาที  
                        - เวลาค้นหา (Seek time) คือ หน่วงเวลาที่หัวอ่านต้องใช้ในการเข้าไปอ่านข้อมูลตำแหน่งต่าง ๆ ในจานแม่เหล็ก โดยปกติประมาณ 10 ถึง 20 มิลลิวินาที ซึ่งมักขึ้นอยู่กับความเร็วรอบในการหมุนจานแม่เหล็กของฮาร์ดดิสก์  
     
  การเก็บข้อมูล  
     
 
 
     
              ข้อมูลที่เก็บลงในฮาร์ดดิสก์จะอยู่บนเซกเตอร์และแทร็ก แทร็กเป็นรูปวงกลม ส่วนเซกเตอร์เป็นเสี้ยวหนึ่งของวงกลม อยู่ภายในแทร็กดังรูป แทร็กแสดงด้วยสีเหลือง ส่วนเซกเตอร์แสดงด้วยสีแดง ภายในเซกเตอร์จะมีจำนวนไบต์คงที่ ยกตัวอย่างเช่น 256 ถึง 512 ขึ้นอยู่กับว่าระบบปฏิบัติการของคอมพิวเตอร์จะจัดการแบ่งในลักษณะใด เซกเตอร์หลาย ๆ เซกเตอร์รวมกันเรียกว่า คลัสเตอร์ (Clusters) ขั้นตอน ฟอร์แมต ที่เรียกว่า การฟอร์แมตระดับต่ำ (Low -level format) เป็นการสร้างแทร็กและเซกเตอร์ใหม่ ส่วนการฟอร์แมตระดับสูง (High-level format) ไม่ได้ไปยุ่งกับแทร็กหรือเซกเตอร์ แต่เป็นการเขียน FAT ซึ่งเป็นการเตรียมดิสก์เพื่อที่เก็บข้อมูลเท่านั้น