De hard disk drive (HDD) is al decennialang een essentieel onderdeel in computers voor permanente dataopslag. Een HDD bevat ronddraaiende platen (schijven) die voorzien zijn van een magnetische coating. Wanneer de stroom uitvalt, blijft de data dankzij die magnetische opslag bewaard. Hoewel solid-state drives (SSD’s) in moderne computers vaak de primaire opslag vormen, zijn HDD’s nog steeds in gebruik, vooral voor bulkopslag vanwege de lage prijs per gigabyte.

HDD-technologie is indrukwekkend: de platen kunnen tot wel 15.000 toeren per minuut (rpm) draaien (voornamelijk in enterprise-omgevingen). In gewone desktops zien we meestal snelheden van 5.400 of 7.200 rpm. Ondanks de mechanische aard van HDD’s kunnen ze grote hoeveelheden data goedkoop opslaan.

Korte extra noot over moderne HDD-ontwikkelingen:

• SMR vs. CMR: Sommige fabrikanten passen Shingled Magnetic Recording (SMR) toe om de opslagdichtheid te verhogen. Dit kan wel invloed hebben op schrijfsnelheden. Conventional Magnetic Recording (CMR) is de traditionele methode.
• Helium-gevulde drives: Bij grote capaciteiten (vaak 10 TB en hoger) worden HDD-behuizingen gevuld met helium om wrijving te verminderen en de capaciteit te vergroten.
• Sectorgrootte: Traditioneel waren sectoren 512 bytes groot, maar moderne schijven gebruiken vaak 4K-sectoren (4Kn of 512e).

Een harde schijf heeft zowel fysieke als logische onderdelen:

• Fysische componenten:
  • Platen: Meerdere ronddraaiende schijven, vaak tweezijdig beschrijfbaar.
  • Lees/schrijfkoppen: Één kop per plaatzijde. De koppen lezen en schrijven data door het magnetische oppervlak te beïnvloeden.
  • Actuator en actuatorarm: De actuator stuurt de arm met de kop heen en weer over de platen.
• Logische componenten:
  • Tracks: Cirkelvormige banen op een schijf waarop data gelezen of geschreven wordt.
  • Sectoren: Onderverdeling van een track. Moderne sectoren zijn doorgaans 4K (4.096 bytes).
  • Clusters: Groepen sectoren die de kleinste logische eenheid vormen voor besturingssystemen.
  • Bestanden: Bestanden (files) worden over één of meer clusters verdeeld. Als een bestand niet aaneengesloten ligt, spreken we van fragmentatie.

HDD’s draaien aan een vaste snelheid. Om data te lezen of te schrijven, verplaatst de actuatorarm zich naar de juiste track. De schijf wacht tot de juiste sector onder de kop doorkomt, en dan vindt het lees- of schrijfproces plaats.

Wanneer je een nieuwe schijf aanschaft of vervangt, let je op:

• Capaciteit: Uitgedrukt in gigabytes (GB) of terabytes (TB). Grotere capaciteit betekent een hogere prijs, maar ook meer opslagruimte.
• Interface: Interne HDD’s gebruiken meestal SATA. Externe HDD’s gebruiken vaak USB (3.x, USB-C) of in enterprise-omgevingen SAS.
• Snelheid (rpm): Typische snelheden in consumenten-pc’s zijn 5.400 of 7.200 rpm. Hogere rpm levert doorgaans snellere toegangstijden maar ook meer warmte en geluid.

De rotatiesnelheid van de platen is één van de factoren die de prestaties bepaalt:

• Rotatiesnelheid: 5.400, 7.200, 10.000 en 15.000 rpm zijn de meestvoorkomende snelheden. In desktop-pc’s is 7.200 rpm gebruikelijk.
• Seek time: De tijd om de leeskop naar de juiste track te verplaatsen. Een lagere seek time is beter.
• Interfacebandbreedte: De snelheid waarmee data tussen de HDD en de rest van het systeem kan worden overgedragen. Voor moderne interne HDD’s is dit vaak SATA III (6 Gbit/s).

Hoewel HDD’s nog altijd prima functioneren voor grote opslagvolumes, is de toegangssnelheid (latentie) in vergelijking met SSD’s aanzienlijk hoger. Daarom kiezen veel gebruikers voor een mix: een relatief kleine, maar snelle SSD voor besturingssysteem en toepassingen, en een grote HDD voor het archiveren van grote bestanden.

---