Что определяет быстродействие hdd
Параметры, влияющие на быстродействие жесткого диска
Скорость передачи данных по шине дискового интерфейса — это далеко не единственный параметр, влияющий на быстродействие винчестера в целом. Наоборот, производительность жестких дисков с одинаковым типом интерфейса иногда очень существенно различается. В чем же причина?
Дело в том, что жесткий диск является совокупностью большого количества разнообразных электронных и электромеханических устройств. Быстродействие же механических компонентов винчестера существенно уступает быстродействию электроники, в состав которой входит и шинный интерфейс. Общая производительность диска, к сожалению, определяется по скорости работы самых медленных компонентов. «Горлышком бутылки» при передаче данных между накопителем и компьютером является именно внутренняя скорость передачи — параметр, определяемый быстродействием механики винчестера, что является одной из причин ремонта ноутбуков. Поэтому в самых современных режимах обмена PIO 4 и UltraDMA максимально возможная пропускная способность интерфейса в ходе реальной работы с накопителем почти никогда не достигается. Для определения быстродействия механических компонентов, а также всего накопителя необходимо знать следующие параметры.
Частота вращения дисков — количество оборотов, совершаемых пластинами (отдельными дисками) винчестера в минуту. Чем выше частота вращения, тем быстрее происходит запись или считывание данных. Типичное значение этого параметра для большинства современных EIDE-дисков — 5400 об/мин. В некоторых новейших накопителях диски вращаются с частотой 7200 об/мин. Технический предел, достигнутый на сегодняшний день, — 10000 об/мин — реализован в SCSI-накопителях серии Seagate Cheetah.
Среднее время поиска — среднестатистическое время, необходимое для позиционирования блока головок из произвольного положения на заданную дорожку для чтения или записи данных. Типичное значение этого параметра для новых винчестеров составляет от 10 до 18 мс, причем хорошим можно считать время доступа 11-13 мс. В наиболее быстродействующих SCSI-моделях значение времени доступа — меньше 10 мс.
Среднее время доступа — среднестатистический отрезок времени от выдачи команды на операцию с диском до начала обмена данными. Это — составной параметр, включающий в себя среднее время поиска, а также половину периода вращения диска (с учетом того, что данные могут находиться в произвольном секторе на нужной дорожке). Параметр определяет величину задержки до начала считывания нужного блока данных, а также общую производительность при работе с большим количеством мелких файлов.
Внутренняя скорость передачи-скорость обмена данными между интерфейсом диска и носителями (пластинами). Значения этого параметра существенно различаются для чтения и записи. Они определяются частотой вращения дисков, плотностью записи, характеристиками механизма позиционирования и другими параметрами накопителя. Именно эта скорость имеет решающее влияние на быстродействие накопителя в установившемся режиме (при чтении большого цельного блока данных). Превышение общей скорости передачи над внутренней достигается только при обмене данными между интерфейсом и кэш-памятью винчестера без немедленного обращения к пластинам. Поэтому на быстродействие накопителя влияет еще один параметр, а именно…
…объем кэш-памяти. Кэш-память — обычное электронное ОЗУ, установленное на винчестере. Данные после считывания с винчестера одновременно с передачей их в память компьютера попадают и в кэш-память. Если эти данные потребуются снова, они будут считаны не с пластин, а из кэш-буфера. Это позволяет значительно ускорить обмен данными. Для повышения эффективности кэш-памяти разработаны специальные алгоритмы, выявляющие наиболее часто используемые данные и помещающие в кэш именно их, что повышает вероятность того, что при следующем обращении будут затребованы данные именно из электронного ОЗУ — произойдет так называемое «попадание в кэш». Естественно, чем больше объем кэш-памяти, тем быстрее обычно работает диск.
Записки IT специалиста
Технический блог специалистов ООО»Интерфейс»
Как видим за один и тот же промежуток времени определенная область диска сделает поворот на один и тот же угол, если мы обозначим эту область в виде сектора, то окажется что в него попадет пять секторов с внешней дорожки и только три с внутренней. Следовательно за данный промежуток времени магнитная головка считает с внешнего цилиндра большее количество информации, чем с внутреннего. На практике это проявляется в том, что график скорости чтения любого диска представляет собой снижающуюся кривую.
Начальные сектора и цилиндры всегда располагаются с внешней стороны, обеспечивая максимальную скорость обмена данными, поэтому рекомендуется размещать системный раздел именно в начале диска.
Здесь будет не лишним вспомнить о таком параметре как плотность записи, которая выражается в площади необходимой для записи 1 бита данных. Чем выше этот параметр, тем больше данных может вместить одна пластина и тем выше скорость линейного обмена данными. Этим объясняются более высокие скоростные характеристики современных винчестеров, хотя технически они могут ничем не отличаться от более старых моделей. Рисунок ниже иллюстрирует данную ситуацию. Как несложно заметить, при более высокой плотности записи за один и тот-же промежуток времени, при той же самой скорости вращения будет считано/записано большее количество данных
Теперь разберем прямо противоположную ситуацию, нам требуется считать большое количество небольших файлов случайным образом разбросанных по всему диску. В этом случае количество операций ввода-вывода будет велико, а скорость обмена данными низка. Основное время будет занимать ожидание доступа к следующему блоку данных, которое зависит от времени позиционирования головки и задержки из-за вращения диска. Простой пример: если после 100 сектора поступит команда прочитать 98, то придется ждать полный оборот диска, пока появится возможность прочитать данный сектор. Сюда же следует добавить время, которое требуется чтобы физически прочитать нужное количество секторов. Совокупность этих параметров составит время случайного доступа, которое имеет очень большое влияние на производительность винчестера.
Следует отметить, что для ОС и многих серверных задач (СУБД, виртуализация и т.п.) характерен именно случайный доступ с размером блока в 4 Кб (размер кластера), при этом основным показателем производительности будет не скорость линейного обмена данными (MBPS), а максимальное количество операций ввода-вывода в секунду (IOPS). Чем выше этот параметр, тем большее количество данных может быть считано в единицу времени.
Однако количество операций ввода-вывода не может расти бесконечно, это значение очень жестко ограничено сверху физическими показателями винчестера, а именно временем случайного доступа.
А теперь поговорим о фрагментации, суть этого явления общеизвестна, мы же посмотрим на него сквозь призму производительности. Для крупных файлов и линейных нагрузок фрагментация способна значительно снизить производительность, так как последовательный доступ превратится в случайный, что вызовет резкое снижение скорости доступа и также резко увеличит количество операций ввода-вывода.
При случайном характере доступа фрагментация не играет особой роли, так как нет никакой разницы в каком именно месте диска находится тот или иной блок данных.
Появление дисков с более крупным 4 Кб сектором стало причиной появления еще одной проблемы: выравнивания файловой системы относительно секторов диска. Здесь возможны два варианта: если файловая система выровнена, то каждому кластеру соответствует сектор, если не выровнена, то каждому кластеру соответствует два смежных сектора. А так как сектор это минимальная адресуемая единица, то для считывания одного кластера потребуется считать не один, а два сектора, что негативно скажется на производительности, особенно при случайном доступе.
При случайном доступе скорость будет минимальна, так как размер пакета данных очень мал (в худшем случае кластер) и производительность упрется в максимально доступное количество IOPS. Для современных массовых дисков это значение равно около 70 IOPS, нетрудно посчитать, что при случайном доступе с размером пакета в 4 Кб мы получим максимальную скорость не более 0,28 MBPS.
Непонимание этого момента часто приводит к тому, что дисковая подсистема оказывается бутылочным горлышком, которое тормозит работу всей системы. Так, выбирая между двумя дисками с максимальной линейной скоростью в 120 и 150 MBPS, многие не задумываясь выберут второй, не посмотрев на то, что первый диск обеспечивает 70 IOPS, а второй всего 50 IOPS (вполне характерная ситуация для экономичных серий), а потом будут сильно удивляться тому, почему «более быстрый» диск сильно тормозит.
Что будет, если количества IOPS диска окажется недостаточно чтобы обработать все запросы? Возникнет очередь дисковых запросов. На практике все несколько сложнее и очередь диска будет возникать даже в том случае, когда IOPS достаточно. Это связано с тем, что различные процессы, обращающиеся к диску, имеют разный приоритет, а также то, что операции записи всегда имеют приоритет над операциями чтения. Для оценки ситуации существует параметр длина очереди диска, значение которого не должно превышать (по рекомендациям Microsoft)
В любом случае постоянная большая длина очереди говорит о том, что системе недостаточно текущего значения IOPS. Увеличение очереди диска на уже работающих системах говорит либо о увеличении нагрузки, либо о выходе из строя или износе жестких дисков. В любом случае следует задуматься об апгрейде дисковой подсистемы.
На этом мы закончим наш сегодняшний материал, приведенной информации должно быть достаточно для понимания физических процессов, происходящих при работе жесткого диска и того, как они влияют на производительность. В следующих статьях мы рассмотрим, как правильно определить, какое количество IOPS нужно в зависимости от характера нагрузки и как правильно спроектировать дисковую подсистему, чтобы она удовлетворяла предъявляемым требованиям.
Помогла статья? Поддержи автора и новые статьи будут выходить чаще:
Или подпишись на наш Телеграм-канал: 
Как выбрать жёсткий диск HDD
Жёсткий диск – это не основа ПК, но не менее важная его составляющая, чем материнская плата или процессор. Основная функция жесткого диска — это долгосрочное хранение данных. Эта статься поможет вам разобраться в типах и функциях жесткого диска, а так же поможет сориентироваться среди сегодняшних предложений на рынке.
Типы жестких дисков: внутренний и внешний
Внутренние жёсткие диски подключаются к персональным компьютерам и ноутбукам через различные внутренние интерфейсы. Внешние – через, соответственно, внешние, USB-порты.
Внешние пакуются в корпус и имеют преимущество в виде компактности. Внутренние выигрывают в цене и в скорости при прочих равных.
Тут стоит оговориться, что внутренний жесткий диск будет лучшим решением для устройств c портом USB 2.0, так как его пропускная способность ограничена 60 Мб/с. А вот более новые интерфейсы портов USB 3.0 и USB 3.1 позволяют жёстким дискам если не полностью, то как минимум в большей степени раскрыть свой скоростной потенциал – соответственно, до 625 и 1250 Мб/с. Это конечно при условии, что USB 3.0 или USB 3.1 должен поддерживать и внешний жёсткий диск, и само компьютерное устройство.
Дорогостоящие модели устройств также могут подключаться через высокоскоростной интерфейс Thunderbolt. К интерфейсам внутренних устройств мы ещё вернёмся в этой статье.
Типы жестких дисков: SSD или HDD
Внутренние и внешние диски по принципу обустройства могут быть типа SSD или HDD.
Сегодня на рынке существуют следующие типы жёстких дисков:
Рассмотрим все три типа жестких дисков по порядку.
Жесткий диск HDD имеет электронно-механическую природу. В его основе лежит принцип записи информации на магнитные пластины.
HDD — это, на данный момент, технически устаревшее устройство с критически низкими показателями скорости рандомной обработки мелких файлов – обычно до или немногим более 1 Мб/с. Его последовательная скорость работы с данными в редких случаях превышает 180 Мб/с. Это очень частый виновник различных торможений и подвисаний компьютера. Часто именно это устройство является причиной чрезмерно длительного ожидания при проведении программных операций. По сути, HDD дискам уже давно пора стать прошлым эры IT, но высокая стоимость их приемников SSD-накопителей, не даёт HHD уйти на заслуженную «пенсию».
Жесткий диск SSD – современный тип устройства на базе флеш-памяти. У него приемлемые показатели производительности при рандомной работе с мелкими данными: даже самое захудалое устройство этого типа будет выборочно читать маловесные файлы (до 4 Кб) со скоростью 15-20 Мб/с. При последовательных операциях SSD может разгоняться от 150 до 500 Мб/с. Но это на интерфейсе SATA III. На интерфейсе PCI-E последовательные скорости могут быть запредельными. Так, современные SSD с интерфейсом подключения PCI-E могут развивать последовательную скорость до 4 Гб/с. Самый быстрый на сегодняшний день накопитель от компании Seagate на интерфейсе PCI-E х16 может работать с данными, разгоняясь до 10 Гб/с.
SSD превалирует над HDD по времени доступа к данным – показателю, от которого сильно зависит скорость чтения и записи мелких файлов. Время доступа SSD — 0,1-0,2 мс, тогда как у HDD оно составляет 12-18 мс.
SSD – это будущее компьютерных технологий, но, увы, пока что довольно медленными темпами приходящее на смену прошлому. Для массового потребителя, желающего ускорить работу операционной системы своего компьютера, SSD диски — это сравнительно дорогое удовольствие. Относительно приемлемыми можно назвать устройства с достаточно малым объёмом в 120 или 240 Гб.
Жесткий диск SSHD – это своеобразный гибрид HDD и SSD, устройство с магнитными пластинами, но доукомплектованное малым объёмом флеш-памяти для выделения её под раздел операционной системы. Гибриды не столь популярны на рынке, поскольку не представляют ощутимой материальной выгоды, в сравнении с отдельным приобретением SSD и HDD дисков.
Типы жестких дисков по форм-фактору
Размер жёсткого диска, определяемый в дюймах – это его форм-фактор. Существует два типа:
Поскольку SSD поставляется в форм-факторе 2,5», устанавливать его в сборки ПК в идеале нужно с применением специального бокса, который не всегда идёт в комплекте.
И чтобы не тратиться на него в отдельности многие крепят SSD просто на два болта с одной стороны по славянскому принципу «Авось, пройдёт». И это обычно «проходит» из-за лёгкого веса устройства.
Типы интерфейса внутренних жестких дисков
Самый распространённый сегодня интерфейс подключения внутренних HDD и SSD дисков – SATA III. Его пропускная способность — до 750 Мб/с. Реже встречаются:
Интерфейс подключения определяет потенциал — с какими скоростями устройство могло бы читать и записывать данные в идеале. Устройства с SATA III и mSATA будут оптимальными решениями для обывательских нужд. Но интерфейс никак не гарантирует достижение этих скоростей на деле. Фактические скорости работы жёстких дисков – это отдельная история.
Ёмкость жесткого диска
Ёмкость жёсткого диска – это сугубо индивидуальный параметр, определяемый нашими потребностями и бюджетом. При выборе ёмкости HDD необходимо отследить все предложения по выбранным параметрам этого типа устройства: начиная с 750 Гб, модель с большим объёмом может предлагаться с несущественной доплатой.
Покупая жёсткий диск больше 2 Тб, необходимо помнить, что видимым всё его пространство будет только при инициализации диска как GPT на компьютерах с BIOS UEFI.
Скорость вращения шпинделя HDD
Скорость, она же частота вращения шпинделя – это число вращений оси магнитных пластин в минуту.
Это параметр, который в какой-то мере определяет быстродействие HDD. Существуют устройства со скоростью 5400, 7200 и 1000 об/мин. Чем больше, конечно, тем лучше. Последний тип самый быстрый, его последовательная скорость может достигать 250 Мб/с, но он же и самый шумный, потому он не рекомендуется для домашних нужд.
Большее число оборотов шпинделя обеспечивает прирост производительности при последовательной обработке данных, но вот при случайном чтении и записи мелких файлов любой HDD будет тормозить.
Объём буфера HDD
У HDD есть свой буфер, он же кэш, небольшой запас промежуточной памяти 8-256 Мб. Это нечто на подобии RAM компьютера, буфер используется для хранения считанных, но ещё не переданных, а также часто используемых данных.
Оптимальный выбор «цена-качество» – устройство с 32-64 Мб кэшем. Вместительный кэш ускоряет работу HDD, но устройства с 256 Мб стоят непомерно дорого, при этом не лишены проблем самого принципа обустройства этого типа жёстких дисков. Как и обороты шпинделя, большой кэш не решает вопрос с критически низкой скоростью рандомной обработки мелких данных.
Производители жестких дисков
Производитель жёсткого диска не имеет значения при ориентации на мощностные характеристики, но его авторитет играет роль, если вы хотите приобрести устройство, которое прослужит вам долгие годы. Безусловно, неудачные модели и брак случаются у любого производителя. Тем не менее, существуют бренды с хорошей репутацией, а главное, оптимальным соотношением таких параметров, как цена и качество. Вот несколько таких производителей:
Как выбрать жёсткий диск
Рассмотренные выше характеристики – это основные критерии, которые должны предопределить выбор жёсткого диска. Выбирая мощный HDD – с оборотами шпинделя 1000 об/мин и кэшем 256 Мб, всегда нужно рассматривать альтернативы в виде SSD. Так, между дорогостоящим HDD с большим кэшем и бюджетной моделью SSD примерно той же ёмкости, может быть незначительная разница в цене. При этом производительность бюджетного SSD будет в разы больше, чем у самого крутого HDD.
Выше мы рассмотрели интерфейсы жёстких дисков, определяющие максимальные скорости их работы. Именно этот показатель производители любят указывать в описании, что является ни чем иным, как маркетинговым ходом. А что же на счет реальных скоростей?
О том, как диск на самом деле справляется с обработкой данных, могут рассказать только специальные программы. Например, утилита CrystalDiskMark показывает реальные скорости чтения и записи данных в условиях последовательности и рандомности, с разными глубиной очереди и потоками данных, с разным их размером.
А такая программа, как HD Tune, кроме прочего, показывает время доступа к данным, что важно для HDD.
Где взять реальные тесты скорости работы приглянувшейся модели жёсткого диска? Скриншоты реальных тестов часто выкладывают продавцы техники на AliExpress. Нужно просто зайти на сайт китайской торговой площадки, вбить в поиск модель диска и посмотреть в описании товара.
Скриншоты тестов так же могут быть в отзывах людей, уже купивших продукт на AliExpress, на эту вкладку обязательно нужно заглянуть. Если модель устройства популярная, можно поискать её обзоры на различных сайтах в сети, в частности, на YouTube.
Отзывы об эффективности жёстких дисков, в частности, сведения об их тестировании могут быть на страничках товара в интернет-магазинах Рунета, например, на сайтах DNS или Ozon. Или на том же Яндекс.Маркете. А на масштабной украинской торговой площадке Rozetka.Com.Ua, в отзывах на страничках товара по популярным моделям устройств можно просмотреть скриншоты их тестов.
Снимки тестов жёстких дисков также могут быть на площадках вторичного рынка — например, на Авито или OLX.
Надеюсь данная статья была полезна и теперь, вам будет легче сориентироваться в предложениям при выборе жесткого диска!
Ликбез по жёстким дискам: рекомендации по выбору накопителя
На первый взгляд кажется, что рынок жёстких дисков не так динамичен, как рынок процессоров или видеокарт. Большинство потребителей считают, что жёсткие диски не развиваются так быстро, как другие комплектующие современного персонального компьютера. Однако на практике всё далеко не так – производители жёстких дисков находятся в постоянном поиске эффективных решений для улучшения характеристик винчестеров. Все эти заблуждения от недостатка информации, у большого количества среднестатистических пользователей ПК знания о жёстком диске – на уровне строчки из прайс-листа: «Samsung 160 Гбайт 7200 об./мин.». В сегодняшнем материале мы хотим восполнить этот пробел и рассказать вам, дорогие читатели, что такое винчестер.
Жёсткий диск Western Digital
Жёсткий диск Western Digital
Немного теории
Жёсткий диск представляет собой сложное устройство для хранения данных, в основу которого положен принцип магнитной записи электрических сигналов.
Винчестеры используют одну или несколько магнитных пластин, на которые нанесены концентрические дорожки. Запись и хранение информации на этих пластинах происходит за счёт преобразования электрических сигналов в определённые изменения магнитного поля с последующим воздействием этим полем на магнитную пластину. Благодаря явлению остаточного магнетизма следы от этих воздействий сохраняются в магнитном материале на длительный срок. Считывание информации, то есть воспроизведение электрических сигналов, происходит точно так же, только в обратном направлении.
Магнитные домены или битовые ячейки представляют собой чередующиеся участки с различным направлением намагниченности. Плотность магнитной пластины определяется размерами ячеек: чем они меньше, тем выше плотность записи информации.
Битовые ячейки формируют секторы, которые впоследствии определяют минимальную логическую единицу хранения данных – кластер. Размер кластера меняется в зависимости от использования файловой системы – NTFS или FAT32. В конечном итоге кластеры образуют те самые пресловутые мегабайты, которые определяют ёмкость жёсткого диска.
Для считывания и записи информации используются так называемые головки, которые собраны на механическом перемещающемся приводе, предназначенном для позиционирования. Количество головок зависит от количества пластин. Для каждой магнитной пластины применяется по две головки – при условии, что используются обе её стороны. Визуально процесс позиционирования головок напоминает виниловый проигрыватель.
Ёмкость жёсткого диска напрямую связана с плотностью и количеством пластин. Всё достаточно просто: чем больше плотность и количество пластин – тем больше объём жёсткого диска. Однако повышать ёмкость исключительно за счёт увеличения количества пластин бессмысленно. Во-первых, корпус обыкновенного 3,5-дюймового винчестера способен уместить максимум 5 пластин и 10 головок. Во-вторых, большое количество пластин и головок увеличивает энергопотребление и тепловыделение, что повышает риск аппаратного сбоя из-за большого числа подвижных элементов.
Таким образом, для развития жёстких дисков производителю очень важно работать над увеличением плотности применяемых пластин. Для увеличения линейной плотности записи информации необходимо максимально уменьшать длину битовых ячеек и делать переходы между ними максимально резкими. На первый взгляд в теории кажется, что всё достаточно просто: уменьшай себе длину битовых ячеек и клепай пластины. Однако на практике всё немного иначе, и с уменьшением длины у битовой ячейки снижается устойчивость к внешним магнитным полям, в результате чего возникает так называемый супермагнитизм. Длина битовой ячейки уменьшается до критической отметки, и размагничивающиеся поля становятся настолько большими, что ячейка саморазмагничивается и исчезает. Говоря простым языком, происходит самопроизвольное стирание данных.
Основные игроки рынка винчестеров смогли решить эту проблему. Благодаря технологии перпендикулярной магнитной записи PMR (Perpendicular Magnetic Recording) производителям жёстких дисков удалось получить плотность в 200 Гбайт для одной пластины. Перпендикулярное расположение магнитных доменов позволило достигнуть высокой плотности без проявления суперпарамагнитного эффекта.
Формфактор, интерфейс и кэш-память жёстких дисков
Винчестеры получили очень широкое применение в различных устройствах: персональные компьютеры, ноутбуки, КПК, MP3-плееры и пр. Одним из основополагающих моментов типа жёсткого диска является его формфактор, который, в свою очередь, определяется диаметром пластин. Обычные десктопные жёсткие диски используют 3,5-дюймовые пластины и предназначены для установки в соответствующие отсеки корпусов настольных ПК.
Магнитные пластины диаметром 2,5 дюйма используются в мобильных жёстких дисках, которые широко применяются в ноутбуках и внешних портативных накопителях.
Есть и устройства, использующие пластины диаметром 1,8″, 1″ и 0,8″. Как правило, такие жёсткие диски используются в ультрапортативных ноутбуках, MP3-плеерах и других ультрамобильных девайсах.
Большинство жёстких дисков выпускается для двух интерфейсов – SATA и PATA. Их пропускная способность составляет 300 Мбит/с (Serial ATA II) и 133 Мбит/с соотвественно. На первый взгляд Serial ATA выглядит куда привлекательнее. Как говорится, многомегабайтная разница налицо, однако где преимущество от использования интерфейса с пропускной способностью 300 Мб/с, если стандартный жёсткий диск со скоростью вращения шпинделя 7 200 об./мин. имеет скорость чтения с пластин до 90 Мбит/с. Очередной маркетинг с точки зрения производительности. И всё же Serial ATA имеет конструктивное преимущество в виде тонкого шлейфа, который удобнее прокладывать в корпусе, чтобы он не мешал циркуляции воздушных потоков.
Serial ATA – интерфейс
Serial ATA – интерфейс
Объем кэш-памяти большинства современных жёстких дисков составляет 8 и 16 Мбайт, хотя встречаются на рынке и модели с большим объёмом кэша. Для примера можно взять жёсткие диски Hitachi DeskStar 7K1000 HDS721075KLA330 и DeskStar 7K1000 HDS721010KLA330, объём кэша у которых составляет 32 Мбайт. В теории больший объём кэш-памяти – это хорошо, жёсткие диски хранят в кэше входящие команды и алгоритмы для предварительного кэширования данных, да и очередь команд NCQ (Native Command Queuing) тоже требует некоторого количества памяти. Однако на практике оказывается, что жёсткий диск с 16 Мбайт кэш-памяти не имеет какой-либо существенной прибавки в скорости по сравнению с аналогичной моделью, оснащённой 8 Мбайт.
Печатная плата жёсткого диска
Печатная плата жёсткого диска
Производительность жёстких дисков
На производительность жёсткого диска влияют несколько параметров: скорость вращения шпинделя, время доступа, плотность записи, интерфейс, формфактор, объём кэш-памяти, диаметр и количество пластин – некоторые сильно, некоторые не очень (например, интерфейс).
Скорость вращения шпинделя является одним из ключевых параметров, определяющих быстродействие накопителя на жёстких дисках. Данный параметр измеряется в оборотах в минуту (RPM или RotatePerMinute) и напрямую связан с линейной скоростью головок чтения/записи. Говоря простым языком, чем быстрее крутится шпиндель, тем больше данных могут считать/записать головки на магнитные пластины. Большинство жёстких дисков, рассчитанных на установку в настольные ПК, имеют скорость вращения шпинделя 7200 об./мин., ноутбучные накопители – 5400 об./мин., старые мобильные накопители – 4200 об./мин. Серверные решения имеют более внушительные характеристики – 10000 или 15000 об./мин. У десктопных решений есть приятные исключения в виде жёстких дисков Western Digital Raptor, у которых скорость вращения пластин составляет внушительные 10000 об./мин.
Western Digital Raptor X WD1500AHFD
Western Digital Raptor X WD1500AHFD
Другой параметр – время доступа представляет собой временной промежуток, который требуется на ожидание подхода требуемого сектора, когда головки встанут на нужную дорожку. Очевидно, что время доступа напрямую связано со скоростью вращения шпинделя: чем быстрее пластина докрутится до необходимого ожидаемого сектора, тем быстрее головка считает его.
Диаметр пластин также влияет на производительность накопителя на жёстких дисках. Дело в том, что винчестеры с одинаковой скоростью вращения шпинделя имеют и одинаковую угловую скорость. Расстояние, которое за секунду проходят головки на внешних и внутренних дорожках, разное, в последнем случае оно меньше. Соответственно, линейная скорость на внутренних дорожках, которые ближе к центру пластины, гораздо меньше, чем на внешних, расположенных ближе к её краям. Из всех этих фактов несложно вывести логическое заключение, что жёсткие диски с пластинами диаметром 2,5 дюйма не смогут на равных тягаться с 3,5-дюймовыми собратьями.
Количество пластин играет косвенную роль в производительности жёстких дисков. Для того чтобы понять, в чем суть, достаточно представить современную линейку жёстких дисков от какого-либо производителя. Допустим, данная линейка жёстких дисков использует пластины плотностью 200 Гбайт. Производитель не может выпускать жёсткие диски только 200, 400 и 600 Гбайт, потому что рынок диктует другие условия, потребители хотят видеть на прилавках магазинов доступные модели объёмом 250 и 320 Гбайт. Соответственно, такие модели винчестеров используют не полную доступную ёмкость магнитной пластины, а определённую её часть. Как правило, не используется та самая медленная часть внутренних дорожек. Несложно сделать вывод, что у жёстких дисков, использующих «обрезанные» магнитные пластины, минимальные скорости передачи оказываются несколько выше, чем у винчестеров, использующих полную доступную ёмкость.
Производительность обусловлена рядом параметров винчестера, однако если трезво взглянуть на вопрос быстродействия, то на практике в большинстве случаев нереально будет заметить «на глаз» разницу между жёсткими дисками последних поколений со скоростью вращения шпинделя 7200 об./мин. производства Seagate, Hitachi, Samsung или Western Digital. Разница ощутима при использовании двух накопителей на 7200 об./мин. для массового рынка в конфигурации RAID 0 или в случае использования скоростных жёстких дисков – например, того же Western Digital Raptor со скоростью вращения шпинделя 10000 об./мин.
Надёжность жёстких дисков
Жёсткий диск – достаточно сложный элемент компьютера, так как является электронно-механическим изделием и ко всему прочему работает при больших физических нагрузках. Механические элементы не вечны, и стоит чётко понимать, что винчестер рано или поздно выйдет из строя. Поэтому, чтобы не потерять важные данные, мы настоятельно рекомендуем делать резервную копию информации. Если жёсткий диск выйдет из строя, вы сможете купить новый и записать данные из back-up. Всегда стоит помнить один важный момент: с ростом ёмкости жёсткого диска и, соответственно, объёма информации на нём возрастают требования к резервированию данных, back-up попросту становится больше.
Надёжность жёстких дисков измеряется временем наработки на отказ (Mean Time Between Failures). Параметр MTBF для каждой модели винчестера можно найти на сайтах производителей. Как правило, большинство жёстких дисков имеют сопоставимый уровень MTBF, исключение составляют серьёзные Enterprise и серверные решения.
Контролировать состояние жёсткого диска можно при помощи технологии самотестирования, которую разработали производители винчестеров. S.M.A.R.T. (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technolodgy) заключается в том, что жёсткий диск самостоятельно мониторит состояние своей работоспособности и заранее предупреждает пользователя о возможных ошибках и серьёзных последствиях.
Советы Ferra.ru по выбору жёсткого диска
Для того чтобы правильно выбрать жёсткий диск, нужно определиться, что для вас критично в первую очередь: производительность, ёмкость или и то и другое вместе. Если вы хотите приобрести недорогой и шустрый винчестер, который будет использоваться для Windows, так называемый системный жёсткий диск для операционной системы, тогда стоит присмотреться к моделям небольшой ёмкости, которые обладают приличными скоростными характеристиками. Для примера можно взять 160-гигабайтные модели производства Western Digital и Hitachi, Caviar SE WD1600AAJS и DeskStar 7K160. Последнюю мы уже рассматривали в одном из материалов.