Az egyre nagyobb tárolókapacitás, s a gyorsabb adatelérés, biztonságosabb adattárolás iránti igény hívta életre a merevlemezes tárolási módot. A hajlékonylemezes tároláshoz képesti különbségek:

• egy lezárt tokozásban elhelyezett, pontosan pozícionált lemez + meghajtó megbonthatatlan egysége;
• a mágneses felületű lemez alapját diamágneses tulajdonságú alumínium ötvözet, vagy kerámia adja, így az kemény, alakja állandó;
• egy egységben több lemezt helyeznek el (köteg, cilinder);
• minden lemez mindkét oldalához külön-külön író/olvasó fej tartozik (bár ezek együtt mozognak).

57.  ábra Merevlemezes egység

 

A lezárt tokozáson belül a fejek sugárirányban képesek elmozdulni az állandó fordulatszámmal forgó lemezek fölött. Az alkalmazott fordulatszámok: 5400, 7200, 10.000, de már ennél gyorsabb típusok is léteznek. A fejek igen kis távolságra mozognak a lemeztől (0,2-1 nanométer), melyet a forgás közben keletkező légpárna stabilizál. Így elkerülhető, hogy a szerkezet rezgése, vagy külső mozgatása miatt a fej a lemez felületéhez érjen, s abban kárt okozzon. Hiszen az adatsűrűség mára oly nagy, hogy egy-egy, gyártás során bekerülő porszem is működésképtelenséget okoz.

 

58.  ábra Merevlemez író/olvasó feje

 

Az adatáramlás más egységek felé történő szervezésére, meggyorsítására átmeneti tárolóval, s önálló vezérlő egységgel szerelik fel a merevlemezes egységeket.

Bár folyamatos a fejlődés, de 2010 elején kapacitásuk 500BG és 2TB között mozog. Az elvárható adatelérési idő átlagosan 8-20ms, az adatátviteli sebességet az alkalmazott csatolófelület szabhatja meg.

Három csatlakoztatási módot alkalmazunk:

• A hagyományos IDE (Integrated Drive Elektronics), azaz eleve az eszközbe integrált csatoló közvetlenül képes az AT szabványú (és későbbi) gépekhez csatlakozni. Szinonimaként alkalmazhatjuk az ATA (Advanced Technology Attachment), vagy a PATA (Parallel ATA) elnevezéseket az újabb szabványok megjelenése óta. Ebben a formában 40 eres (legnagyobb elméleti adatátviteli sebesség: 17 MB/s), vagy a gyorsabb működést lehetővé tévő 80 eres (legnagyobb elméleti adatátviteli sebesség: 100 MB/s) szalagkábel biztosítja az alaplappal az adatkapcsolatot. E kábelek hossza legfeljebb 46 cm lehet. Párhuzamos adatáramlás valósul meg, de nem a ma már igényelt 32, vagy 64 biten, hanem mindössze 16 biten. Egy szalagkábelen két egység csatlakoztatása történhet, ennek módja a következetes master/slave beállítások alkalmazása, vagy a „cable select" mód engedélyezése.

 

59.  ábra PATA (IDE) csatoló felületű merevlemez

 

• Ennél gyorsabb, s rugalmasabb csatlakoztatást tesznek lehetővé a SATA (Serial ATA) szabványok. Az akár 1m hosszú, mindössze hét eres vezetéken az adatok sorosan áramlanak (a hét érből valójában csak négyet használunk, a többi a jövőbeni fejlesztésekhez rendelkezésre álló tartalék). Ez a kábelezés nagyobb szerelési szabadságot enged. Így könnyebb a számítógépházban termelődő hőtől is megszabadulni. Minden eszköz külön kapcsolatot létesít az eszközvezérlővel, így nem szükséges az egy csatlakozáson átvihető kapacitáson osztozni. De maga az adatátviteli sebesség is jelentősen nőtt: SATA I. esetén 150 MB/s, SATA II: esetén pedig akár 300 MB/s is lehet, s már létezik SATA III. is, ami elméletileg 600MB/s adatátvitelt tesz lehetővé, bár ilyen háttértároló pillanatnyilag még nem áll rendelkezésre.

 

60.  ábra HDD SATA csatlakozással

• Inkább a szerver berendezések rendszere a SCSI [ejtsd: szkázi] (Small Computer System Interface = egyszerű számítógép csatoló) felület. Ez háttértárakon kívüli más eszközök (pl.: scanner, nyomtató) csatlakoztatását is lehetővé teszi. A SCSI vezérlőkártyán önálló processzor látja el az adatforgalmazással és ütemezéssel kapcsolatos feladatokat, így növeli a rendszer sebességét, kevéssé terheli a CPU-t. 50 eres szalagkábel biztosítja a kapcsolatot, mely 8 bites párhuzamos adatátvitelt valósít meg (9 biten, ugyanis paritásbittel segíti az adatbiztonságot) legfeljebb 7 eszközt csatlakoztatva a vezérlőkártyához. Az újabb (SCSI-II.) szabvány már 68 eres szalagkábelen keresztül 16 bites párhuzamos adatkapcsolat megvalósítását teszi lehetővé, akár 15 perifériás egységet illesztve a vezérlőkártyához. De elsősorban a rendszer logikája tér el az ATA, SATA kapcsolatoktól. A SCSI adatcsomagokra bontott adatáramlást valósít meg, melyet az eszközökhöz címez, melyek egyaránt lehetnek az adatcsomag küldői (initiator) és céljai (target). A rendszer - szerverekben elengedhetetlen - másik előnye a „HotSwap" képesség: azaz lehetővé teszi a rendszer leállítása, áramtalanítása nélkül az egyes egységek lekapcsolását, cseréjét, feljelentkezését.

 

61.  ábra Hot swap SCSI csatolófelület merevlemezes egységen

 

Mivel háttértárainkon, s azok közül is leginkább a merevlemezeken tároljuk értékes, s sokszor pótolhatatlan adatainkat, tenni kell azért, hogy azok el ne veszhessenek. Ilyen hibatűrő rendszerekbe szervezett háttértárak találhatóak a különböző RAID (Redundant Array of Independent Disks, vagy Redundant Array of Inexpensive Disks) rendszerekben. A különböző rendszerek az adatok többszöri (redundáns) tárolásával segítik, hogy egy kieső (meghibásodó) tárolóegység esetén a teljes adattartalmat helyre lehessen állítani. Ugyanakkor e rendszerek az adatátviteli sebesség növeléséhez is hozzájárulhatnak. Bár elvileg sok különböző rendszer létezik, ezek közül csak néhányat használunk a gyakorlatban.

Mióta számítógépekkel dolgozunk, egyre több adatot szeretnénk magunkkal vinni. Vagy éppen azt szeretnénk, hogy a merevlemezen tárolt adatainkat a számítógéptől távol tárolhassuk biztonságos körülmények között (pl.: biztonsági másolat). Erre kínált megoldást régebben a mobil rackbe szerelt merevlemez. Ez két részből áll: egy fogadó egységet a gépházba kell beépíteni, mely az eddig ismertetett felületek segítségével csatlakozik a rendszer többi eleméhez. A másik része tartalmazta a merevlemezt. Azonban ezek csatlakoztatása (ATA csatolók esetében) csak a számítógép kikapcsolt állapotában lehetséges, tehát ha utóbb kívánjuk csatlakoztatni, az a számítógép újraindítását igényli.

 

62.  ábra Mobil rack HDD csatlakoztatásához

 

E nehézségek leküzdésére inkább az USB felületen csatlakozó merevlemezek terjednek. Azért ezzel is lehetnek kellemetlenségeink:

• Ha a 2,5", vagy 3,5" rendszerűeket választjuk (melyeket inkább laptopok és más hordozható eszközök számára fejlesztettek ki, s tárolókapacitásuk nem is éri el az 5¼"-os típusokét), akkor ugyan lehetőség van az USB csatlakozón keresztül biztosítani a szükséges tápfeszültség ellátást, de ez rendszerint két csatlakozót igényel.
• Ha a nagyobb tároló kapacitást lehetővé tévő 5¼"-os típusok mellett döntünk, ahhoz külön tápegységre is szükség van, mivel ezek +12V-os feszültséget is igényelnek a működésükhöz.

Ám legalább arra nincs gondunk, hogy mikor akarjuk a csatlakoztatást elvégezni. Viszont fokozottan ügyelni kell rá, hogy üzem közben az egység ne rázkódjon, ütés ne érje!