Pevný disk (HDD) je zařízení pro ukládání dat v počítačích a dalších elektronických zařízeních. Ukládá data na rotující kotouče potažené magnetickou vrstvou, tzv. záznamovou vrstvou, a pro čtení i zápis využívá čtecí/zapisovací hlavy. Kapacita se běžně uvádí v gigabajtech (GB) nebo — u větších disků — v terabajtech (TB). Pozor na rozdíl mezi desetinnými a binárními jednotkami: v desetinném (SI) systému platí 1 GB = 1 000 000 000 bajtů a 1 TB = 1 000 GB, zatímco v binárním značení se používají gibibajty a tebibyty (1 GiB = 1 073 741 824 bajtů, 1 TiB = 1 024 GiB). Často se setkáte s tím, že výrobce udává kapacitu v SI (např. 1 TB = 1 000 000 000 000 bajtů), ale operační systém ji může zobrazit v binárním přepočtu, což je častý zdroj nejasností. Dále: 1 GB = 1 000 megabajtů (SI) a 1 MB = 1 000 000 bajtů (SI); v praxi se ale často používají i binární ekvivalenty (MiB, GiB).

Z čeho se HDD skládá

  • Kotouče (platters) – rotující disky z kovu nebo skla, na jejichž povrchu je magnetická vrstva pro uložení dat.
  • Čtecí/zapisovací hlavy – malé elektromagnetické elementy umístěné na konci ramene, které čtou a zapisují data bez kontaktu s povrchem kotouče.
  • Aktuátor (rameno) – přesouvá hlavy nad příslušné stopy na kotouči.
  • Tahové a otáčivé části – včetně motoru otáčejícího kotouče (spindle motor) a ložisek.
  • Elektronika (PCB) – řídí pohyb, zpracování signálu, mezipaměť (cache) a komunikaci s počítačem.
  • Kryt – hermeticky uzavřená skříň chránící vnitřní součásti před prachem a vlhkostí.

Jak HDD funguje

Data se na kotoučích zapisují magnetizací malých oblastí (bitů) v tzv. stopách a sektorech. Kotouče se rychle otáčejí (typicky 5 400, 7 200, 10 000 nebo 15 000 ot./min), zatímco hlava se přesouvá na správnou stopu. Zápis probíhá magnetizací oblasti v určitém směru, čtení detekcí směru magnetizace. Pro přesné polohování se používají servo informace uložené na kotouči a pro korekci chyb se používají algoritmy ECC (error-correcting code).

Kapacita a jednotky – praktické dopady

Výrobci obvykle uvádějí kapacitu v SI (např. 1 TB = 1 000 000 000 000 bajtů). Operační systémy mohou kapacitu zobrazit v GiB (binárně), takže disk označený jako 1 TB výrobce může v systému zobrazit přibližně 931 GB (či spíše 931 GiB). Proto při koupi disku očekávejte, že dostupná kapacita bude o něco menší, než je štítek.

Výkonnostní parametry

  • Rychlost otáček (RPM) – ovlivňuje průměrnou dobu přístupu; vyšší RPM znamená nižší mechanické zpoždění a obvykle vyšší propustnost.
  • Doba hledání (seek time) – čas potřebný k přesunu hlavy nad správnou stopu (desítky ms u průměrných disků).
  • Rotational latency – čekání na otáčení kotouče tak, aby požadovaný sektor byl pod hlavou (polovina doby jedné otáčky v průměru).
  • Sekvenční propustnost – MB/s při čtení nebo zápisu velkých souborů.
  • IOPS – počet vstupně-výstupních operací za sekundu; u HDD je náhodný přístup poměrně pomalý ve srovnání s SSD.

Formáty a rozhraní

  • Formát – nejběžnější jsou 3,5" (desktop) a 2,5" (laptopy, NAS). Existují i menší nebo speciální formáty.
  • Rozhraní – SATA (běžné v PC a externích diskových skříních), SAS (enterprise), USB (externí disky) a dříve IDE/PATA. HDD nepodporují NVMe — to je rozhraní pro SSD.

SMR vs CMR

Existují různé technologie zápisu: CMR (Conventional Magnetic Recording) umožňuje nezávislý zápis stop, zatímco SMR (Shingled Magnetic Recording) přepisuje překrývající se stopy a zvyšuje hustotu záznamu, ale může zpomalit zápis při náročných operacích. Pro NAS nebo aplikace s vysokým zatížením zapisování volte disky s CMR nebo disky určené pro NAS.

HDD vs SSD – kdy použít který

  • HDD – výhodné pro velké kapacity za nízkou cenu (archivy, zálohy, multimédia, NAS). Nevýhodou je pomalejší náhodný přístup, vyšší spotřeba energie a mechanické opotřebení.
  • SSD – mnohem rychlejší, bez mechanických částí, vhodné pro systémový disk a aplikace náročné na I/O. Vyšší cena za GB než u HDD.

Údržba, bezpečnost a zálohování

  • Pravidelně zálohujte důležitá data (HDD selhávají). Používejte 3-2-1 pravidlo: tři kopie, na dvou typech médií, jedna mimo lokalitu.
  • Sledování stavu disku pomocí SMART (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology) pomůže odhalit předzvěst selhání.
  • Na HDD má still benefit defragmentace souborového systému (u moderních OS a SSD se defragmentace nedoporučuje).
  • Chraňte disky před otřesy, horkem a vlhkostí; při manipulaci s otevřeným diskem riskujete jeho poškození.
  • Pro citlivá data zvažte šifrování (hardware nebo software) a bezpečné mazání (přepis nebo degaussing u fyzicky dostupných disků).

Kdy a kde HDD používat

Pevné disky jsou ideální pro dlouhodobé ukládání velkého množství dat, zálohování, mediální knihovny a servery NAS. Pro operační systém, programy a rychlé databáze jsou vhodnější SSD nebo kombinace SSD (pro systém a cache) + HDD (pro data).

Tip: Při nákupu zkontrolujte typ záznamu (SMR/CMR), RPM, velikost cache a rozhraní; u NAS/enterprise nasazení volte disky určené pro 24/7 provoz a s vyšším MTBF.