Ổ cứng
Ổ cứng, hay còn gọi là ổ đĩa cứng, là thiết bị điện tử dùng để lưu giữ thông tin dưới
dạng nhị phân trên bề mặt các tấm đĩa hình tròn phủ vật liệu từ tính. Ban đầu, ổ cứng
được thiết kế để hoạt động trong máy tính điện tử. Với sự phát triển nhanh chóng của
công nghệ, ổ cứng ngày có kích thước càng nhỏ và dung lượng càng lớn. Ngày nay ổ
cứng còn được sử dụng trong các thiết bị điện tử khác như máy nghe nhạc kĩ thuật số,
máy ảnh kĩ thuật số, máy quay phim kĩ thuật số, đầu máy DVD, v.v.
Các đặc tính
• Dung lượng (đơn vị gigabyte - GB)
• Tốc độ truy xuất trung bình (đơn vị mili giây - ms):Tốc độ truy xuất trung bình
thấp đồng nghĩa với khả năng đáp ứng yêu cầu đọc ghi dữ liệu cao.
• Độ lớn của bộ nhớ đệm (đơn vị megabyte - MB): Độ lớn của bộ đệm có ảnh
hưởng đáng kể tới hiệu suất hoạt động của ổ cứng.
• Số vòng quay một phút (đơn vị vòng/phút - rpm): Tốc độ quay của tấm đĩa dữ
liệu
• Kích thước (đơn vị inch - "): Hầu hết các ổ đĩa cứng ngày nay có kích thước
3,5" đối với máy để bàn và 2,5" đối với máy xách tay. Các ổ đĩa 2,5" thường
chậm hơn và có dung lượng thấp hơn đồng thời tiêu thụ ít điện năng hơn và an
toàn hơn khi di chuyển. Một kích thước nữa đang ngày càng trở nên phổ biến là
các ổ 1,8" dùng trong các máy nghe nhạc kĩ thuật số MP3. Loại ổ này có mức
tiêu thụ điện năng rất thấp cũng như độ kháng chấn cao.
• Độ tin cậy, hay thời gian trung bình giữa các sự cố hỏng hóc (Mean Time
Between Failures - MTBF): Ổ đĩa SATA 1.0 hỗ trợ tốc độ lên tới 10.000
vòng/phút và mức MTBF lên tới 1 triệu giờ. Những ổ đĩa kênh sợi quang (Fibre
Channel - FC) hỗ trợ tới 15.000 vòng/phút và có giá trị MTBF đến 1,4 triệu giờ.
• Số lượng truy xuất I/O mỗi giây: Ổ đĩa hiện đại có thể thực hiện khoảng 50 lần
ngẫu nhiên hoặc 100 lần tuần tự.
• Mức tiêu thụ điện: Chỉ số này đặc biệt quan trọng trong các máy tính xách tay
chạy pin.
• Độ ồn (đơn vị dBA)
• Tốc độ truyền dữ liệu:

Đa số các ổ đĩa cứng cho máy vi tính đầu thập kỉ 1980 không bán trực tiếp cho người
dùng cuối bởi nhà sản xuất mà bởi các OEM như một phần của thiết bị lớn hơn (như
Corvus Disk System và Apple ProFile). Chiếc IBM PC/XT được bán ra đã có một ổ
cứng lắp trong nhưng xu hướng tự cài đặt nâng cấp bắt đầu xuất hiện. Các công ty chế
tạo ổ cứng bắt đầu tiếp thị với người dùng cuối bên cạnh OEM và đến giữa thập niên
1990, ổ đĩa cứng bắt đầu xuất hiện trong các cửa hàng bán lẻ.
Ổ đĩa lắp trong ngày càng được sử dụng nhiều trong PC trong khi các ổ đĩa lắp ngoài
tiếp tục phổ biến trên máy Macintosh của Apple Computer và các nền tảng khác. Mỗi
máy Mac sản xuất giữa giữa các năm 1986 và 1998 đều có một cổng SCSI phía sau
khiến cho việc lắp đặt thêm phần cứng mới trở nên dễ dạng; tương tự như vậy,
"toaster" (máy nướng bánh) Macs không có chỗ cho ổ cứng (hay trong Mac Plus không
có chỗ lắp ổ cứng), các đời tiếp theo cũng vậy thế nên ổ SCSI lắp ngoài là có thể hiểu
được. Các ổ đĩa SCSI lắp ngoài cũng phổ biến trong các máy vi tính cổ như loạt Apple
II và Commodore 64, và cũng được sử dụng rộng rãi trong máy chủ cho đến tận ngày
nay. Sự xuất hiện vào cuối thập niên 1990 của các chuẩn giao tiếp ngoài như USB và
FireWire khiến cho ổ cứng lắp ngoài trở nên phổ biến hơn trong người dùng thông
thường đặc biệt đối với những ai cần di chuyển một khối lượng lớn dữ liệu giữa hai địa
điểm. Vì thế, phần lớn các ổ đĩa cứng sản xuất ra đều có trở thành lõi của các vỏ lắp
ngoài.
Dung lượng ổ cứng tăng trưởng theo hàm mũ với thời gian. Đối với những máy PC thế
hệ đầu, ổ đĩa dung lượng 20 megabyte được coi là lớn. Cuối thập niên 1990 đã có
những ổ đĩa cứng với dung lượng trên 1 gigabyte. Vào thời điểm đầu năm 2005, ổ đĩa
cứng có dung lượng khiêm tốn nhất cho máy tính để bàn còn được sản xuất có dung
lượng lên tới 40 gigabyte còn ổ đĩa lắp trong có dung lượng lớn nhất lên tới một nửa
terabyte (500 gigabyte), và những ổ đĩa lắp ngoài đạt xấp xỉ một terabyte. Cùng với lịch
sử phát triển của PC, các họ ổ cứng lớn là MFM, RLL, ESDI, SCSI, IDE và EIDE, và
mới nhất là SATA. Ổ đĩa MFM đòi hỏi mạch điều khiển phải tương thích với phần điện
trên ổ cứng hay nói cách khác là ổ đĩa và mạch điều khiền phải tương thích. RLL (Run
Length Limited) là một phương pháp mã hóa bit trên các tấm đĩa giúp làm tăng mật độ
bit. Phần lớn các ổ đĩa RLL cần phải tương thích với bộ điều khiển nó làm việc với.

• Đĩa: là những miếng đĩa nhỏ hình tròn được phủ một lớp từ tính, đĩa này có thể
được sử dụng hai mặt trên và dưới.
• Mạch xử lý dữ liệu: dùng để xử lý những thông tin được truy xuất từ đĩa.
• Bộ đệm: là nơi tạm lưu dữ liệu trong quá trình truy xuất, HDD có bộ nhớ đệm
lớn sẽ có tốc độ truy xuất dữ liệu cao hơn.
• Hộp bảo vệ: những thiết bị trên được bao bọc bởi hộp bảo vệ rất kín để đĩa
không thể tiếp xúc với mội trường bên ngoài và chịu được sự va chạm nhẹ.
Giao tiếp
Hai giắc cắm SATA trên bảng
mạch chủ
Có nhiều chuẩn giao tiếp khác nhau giữa ổ đĩa cứng với hệ thống phần cứng. Sự đa
dạng này xuất phát từ yêu cầu tốc độ đọc/ghi dữ liệu khác nhau giữa các hệ thống máy
tính. Các chuẩn ATA được sử dụng phổ biến trong máy tính cá nhân trong khi chuẩn
SCSI và Fibre Channel có tốc độ cao hơn được sử chủ yếu nhiều trong máy chủ. Các
chuẩn giao tiếp ổ cứng phổ biến gồm:
• ATA
• Ultra ATA
• Fibre Channel
• SCSI
• Ultra SCSI
• Ultra160 SCSI
• Ultra320 SCSI
• Serial ATA