Jediná dvě místa, kde jsou v počítači uložena data, jsou operační paměť (random-access memory - RAM) a pevný disk (hard disc drive). Zatímco v paměti RAM jsou data držena elektronicky a při vypnutí / restartu PC dojde k jejich ztrátě, na pevném disku jsou data zapsaná poměrně složitým způsobem, jehož základem je u magnetických pevných disků HDD bezkontaktní magnetický zápis (magnetická indukce) a u disků SSD elektronický zápis do trvalé (nevolatilní) paměti flash, podobně jako např. u přenosných "flešek".
Magnetický pevný disk (Hard Disc Drive – HDD)
Magnetické pevné disky jsou nedílnou součástí počítačů už několik desetiletí. Jejich výhodou je především delší životnost a lepší cena na jednotku úložného prostoru. Konstrukce pevného disku je velmi tuhá. Musí být – vždyť čtecí hlavy se vznáší nad povrchem rychle rotujících ploten ve vzdálenosti několika mikronů (μm). Není proto divu, že moderní pevné disky odolávají nárazům v řádu stovek G.
Hlavními parametry pevných disků jsou tzv. střední přístupová doba (ms) a rychlost otáčení ploten. Na vlastní rychlost přenosu dat (přenosovou rychlost) mají ale vliv i další parametry, zejména rozhraní disku a vnitřní vyrovnávací paměť cache.
Střední přístupová doba (seek) – doba, potřebná k vyhledání určitého sektoru pevného disku. Měří se mnoha způsoby, ale zpravidla rozlišujeme přístupovou dobu u prvních 512MB a zbytku disku. Průměrná hodnota se dnes pohybuje někde kolem 8,5 ms, ale u rychle rotujících disků může být i nižší, než 4 ms. A samozřejmě čím kratší, tím lepší.
Rychlost otáčení ploten – v současných pevných discích najdeme nejčastěji čtyři až šest ploten, které se otáčejí rychlostmi 5.400, 7.200 nebo 10.000 ot/min. Rychlejší disky nabízejí lepší přístupovou dobu a větší rychlost toku dat, ovšem také za cenu větší hlučnosti. Proto např. do kancelářských PC volíme sice pomalejší, ale tišší disky, zatímco do výkonných multimediálních strojů, serverů apod. jsou vhodnější výkonné disky.
Výrobci často nabízejí speciální vyšší řady pevných disků, označované jako „serverové“ nebo „vhodné pro RAID“. Bývají o něco dražší a teorie spolu s reklamou praví, že by měly být kvalitnější než ty běžné. Vyplatí se vám do nich investovat? Podle dvou nezávislých studií, které podnikla společnost Google a Carnegie Mellon University, není mezi těmito disky měřitelný rozdíl. O spolehlivosti disku vypovídá víc tzv. MTBF, tedy střední doba mezi dvěma poruchami. Ta se v současnosti pohybuje okolo 2 milionů provozních hodin.
Polovodičový pevný disk (Solid-State Drive – SSD)
Disky SSD jsou stále populárnější a cenově dostupnější, a tak postupně vytlačují magnetické pevné disky z jejich dominantní pozice. Nemají žádné pohyblivé části, mají nižší spotřebu, rychlejší přístup k datům (protože u klasických HDD disků je potřebný určitý čas na přesun čtecích/zápisových hlaviček na konkrétní místo), dosahují vyšších přenosových rychlostí, nevydávají hluk atd. Jsou také mnohem menší a lehčí, a nejsou zdaleka tak náchylné na nárazy a otřesy jako mechanické disky.
SSD jednotky však mají i nevýhody, dané jejich konstrukcí. Typ použitých paměťových čipů (MLC, QLC, TLC) mají zásadní vliv na cenu i životnost. Obecně ale platí, že všechny flash paměti, používané v SSD discích, mají životnost omezenou maximálním počtem zápisů do stejného místa - tato hodnota je přesně daná a je stále významně nižší, než u klasických pevných disků. Tomu se výrobci SSD brání tím, že řídící jednotka zápisy rovnoměrně rozděluje po celém paměťovém prostoru, takže podle novějších průzkumů je životnost a spolehlivost SSD jednotek ve výsledku srovnatelná s HDD.
Rozhraní disku – pevné disky, stejně jako většina ostatních počítačových komponent, prošly za dobu své existence bouřlivým vývojem. Nová rozhraní ssebou přinášela především vyšší přenosové rychlosti, což bylo vzhledem ke stále rostoucí kapacitě disků nutností. V současné době se nejčastěji setkáme s disky pro rozhraní SATA3.
Vedle disků pro rozhraní SATA se můžeme setkat s pevnými disky, připojitelnými přes rozhraní M.2 PCI-Express, M.2 SATA, PCI-Express, U.2 PCI-Express (případně U.2 PCI Express NVMe), nebo přes rozhraní SAS (které nahrazuje dřívější SCSI a kombinuje v sobě výhody SCSI a SATA. Jeden disk lze např. přes SAS připojit ke dvěma řadičům, což zvyšuje bezpečnost serverů v případě selhání radiče).
Rychlost čtení / zápisu – magnetické pevné disky pro rozhraní SATA3 nabízí rychlost čtení / zápisu 200MB/s. Solidní SSD disky pro stejné rozhraní dosahují průměrné rychlosti 500MB/s. Ale např. SSD disky formátu M.2 pro rozhraní PCI Express 4. generace, s podporou NVMe a s použitím nejnovějších V-NAND flash pamětí nabízejí rychlost čtení / zápisu až 7000 / 5000MB/s.
Pevné disky se vyrábějí také jako externí datová úložiště, připojitelná nejčastěji přes rozhraní USB 3.0 – jejich přímým konkurentem jsou dnes zejména USB Flash disky, které využívají trvalou (nevolatilní) elektronickou paměť (více informací najdete v sekcích Externí pevné disky a Flashdisky).
Přední výrobci magnetických pevných disků stále pracují na nových technologiích, umožňujících zvýšit počet ploten v jednom HDD a také zvýšit hustotu zápisu na plotnu. Jedním z řešení jsou např. pevné disky, plněné Heliem. Helium o nízkém tlaku umožňuje umístit jednotlivé plotny blíž k sobě a díky nižším turbulencím také snížit vzdálenost čtecí hlavičky od povrchu plotny. Když před několika lety přišla s touto myšlenkou společnost Western Digital, zdálo se, že s nápadem neuspěje. Dnes už dodávají Heliem plněné disky všichni významní výrobci - Seagate, Western Digital i Toshiba.
Aktuální rozhraní pevných disků:
SATA revize 3.0 (SATA 6Gb/s)
SAS (až 12Gb/s)
M.2 PCI-Express, U.2 PCI-Express NVMe, M.2 SATA (až 3200 / 1600 MB/s - čtení / zápis)
