Объем

Объем винчестера является его самой важной характеристикой для большинства пользователей. Он зависит как от количества пластин в корпусе жесткого диска, так и от плотности записи информации в расчете на одну пластину. Так как количество пластин не может быть бесконечным и при их большом числе увеличивается нагрузка на мотор, ухудшаются температурные и шумовые характеристики диска, труднее обеспечивается надежность, то увеличение плотности записи на пластину технологически более перспективный вариант. Именно этот подход позволил существенно удешевить производство жестких дисков и значительно снизить их цену. Современные пластины изготовляются из алюминия или даже из стекла (некоторые модели IBM), а плотность записи находится в пределах 20.60 Гбайт на пластину.

Скорость

Второй важнейший параметр винчестеров - скорость чтения/записи информации (Transfer Rate). Он зависит в первую очередь от скорости вращения пластин диска, которая на сегодня составляет 5400.7200 оборотов в минуту (RPM) для бюджетных моделей, и до 15000 - для дорогих дисков (обычно у SCSI-устройств). На увеличение скорости считывания влияет также и рассмотренное выше увеличение плотности записи информации.

Время доступа

Не менее важная характеристика производительности винчестера - общее время доступа к информации (Access Time), которое определяется временем поиска нужной дорожки на диске и временем позиционирования внутри этой дорожки. Оно зависит в основном от скорости вращения диска.

Интерфейсы

Развитие интерфейсов винчестеров шло двумя параллельными путями: дешевым и дорогим. Дорогое решение заключалось в создании на плате самого винчестера отдельного интеллектуального контроллера, который бы брал на себя значительную часть работы по взаимодействию с винчестером. Результатом этого подхода явился интерфейс SCSI, который быстро завоевал популярность на рынке серверов. Одним из преимуществ этого подхода являлась возможность подключения к компьютеру значительного количества устройств, требующих для своей работы широкого канала передачи данных. Результатом воплощения в жизнь "дешевого" подхода явился широко распространенный интерфейс IDE. Он полностью вытеснил другие интерфейсы с рынка дешевых и недорогих систем, постепенно развивался, став более "интеллектуальным", а со временем появились стандарты UDMA, существенно ускоряющие работу винчестеров. Пропускная скорость SCSI выше IDE, целых 160 Мб/с. А IDE работает со скоростью 33, 66, 100 и 133 Мб/с, а соответствующие стандарты называются ATA/33, ATA/66, ATA/100 и ATA/133. В недалеком будущем нам пророчат замену сегодняшнего Parallel ATA на Serial ATA Пропускная способность интерфейса составит 1,5 Гбит/с, напряжение питания снизится с 5 до 3,3 В, число проводников в шлейфе уменьшится до двух (плюс шесть на питание и заземление), а его длина увеличится до 1 метра. Также канет в лету и последовательный способ подключения устройств, при котором каждое либо Master, либо Slave. Программное обеспечение посчитает оба устройства главными, "сидящими" на разных портах.

Внешние (переносные) жесткие диски

В настоящее время существует несколько решений для подключения внешних устройств. Во-первых, есть винчестеры, подключающиеся к USB-порту. Они используются в основном для обмена данными с цифровыми камерами и прочими мобильными устройствами. В силу невысокой пропускной способности этой шины подобные диски, конечно, не смогут сравниться в производительности с внутренними устройствами. Во-вторых, винчестеры с интерфейсом IEEE1394, который может использоваться не только для подключения жестких дисков, но и других устройств, работающих с большими массивами данных, например, видеокамер. Заявленная пропускная способность интерфейса достигает 50 Мб/с. Покупая внешние винчестеры, следует особенно обратить внимание на ударопрочность.

RAID-массивы

RAID - это стандарт на объединение нескольких дисков в массив, видимый системой, как один диск. Это позволяет повысить как производительность, так и надежность дисковой системы. Для увеличения скорости работы с информацией контроллер RAID обеспечивает параллельное чтение/запись информации одновременно на несколько дисков. Для увеличения надежности информация может дублироваться на нескольких дисках, что повышает надежность дисковой системы, правда, в ущерб емкости. Скоростные показатели при этом практически не меняются. Не забудьте о том, что в RAID-массивы укладываются только диски одинаковой емкости.

Шумность и ударопрочность

Сейчас все производители с гордостью говорят о децибелах. Шумность определяется двумя параметрами: шумом вращения дисков винчестера и шумом движения головки. Этот параметр многим покажется несущественным. Однако ночью постоянный шум может действовать раздражающе, а при работе в офисах несколько рядом стоящих компьютеров могут создавать заметное звуковое сопровождение мыслительным процессам. Самый эффективный способ уменьшение шума - замедление скорости передвижения считывающей головки, но это неминуемо приводит к потере производительности. Так что если вы обнаружили очень тихий винчестер, то повнимательнее приглядитесь к его времени поиска. Впрочем, современные винчестеры позволяют с помощью специальных программ регулировать скорость (громкость) работы диска в зависимости от потребностей пользователей. Другой модный показатель - ударопрочность. Он характеризуется количеством G, (равному 9,8 м/с2) при ударе, которую может выдержать винчестер в работающем и неработающем состоянии. Этот параметр важен, если вы планируете активно перевозить винчестер с компьютера на компьютер.

Cоветы

Покупая жесткий диск, необходимо четко осознавать, для каких целей он будет использоваться. Покупая диск для дома, возможно, следует обратить внимание на шумность диска. При прочих равных условиях диски с меньшим количеством пластин и меньшей скоростью вращения обычно тише. Однако прогресс идет так быстро, что некоторые новые модели со скоростью 7200 тише старых моделей со скоростью 5400. Между тем производительности дисков со скоростью 5400 оборотов в минуту вполне достаточно для большинства домашних и офисных применений, если только вы не собираетесь работать с видео или организовывать сервер. Что касается рекомендации по объему кэш-буфера, то сейчас стандартом уже стал двухмегабайтный кэш, и диски с меньшим кэшем (512 кб) покупать не стоит. Еще один параметр, который нужно учитывать, - скорость интерфейса IDE. Сейчас практически у всех моделей это 100 или 133 Мб/с. Не забудьте посмотреть, поддерживает ли ваша материнская плата ATA/100 и ATA/133, хотя ничего криминального в использовании нового винчестера со скоростью 66 Мб/с нет. Также необходимо помнить, что жесткие диски - продукт высоких технологий, и, как всегда в этой области, покупать старые модели, которые вот-вот снимут с производства, абсолютно бессмысленно, так как вы, скорее всего, не получите выигрыша даже в цене, не говоря уж о производительности.

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.

Благодаря постоянному совершенствованию технологий, удельная стоимость твердотельных накопителей неуклонно снижается, а их объем и ресурс, наоборот, растут. Несмотря на это, жесткие диски будут актуальны еще достаточно продолжительное время и производители не останавливаются в стремлении улучшать их рабочие характеристики.

Собственно, конструкция НЖМД принципиально не изменяется уже длительное время — внутри герметичного корпуса вращается от одной до четырёх легких круглых пластин, а над ними перемещаются несколько магнитных головок и производят запись/чтение информации. Усилия производящих компаний направлены на модернизацию узлов крепления движущихся элементов, подбор состава ферромагнитного слоя на дисках, улучшение параметров привода и головок, а также на оптимизацию алгоритмов управления всем этим хозяйством.

Самые важные критерии выбора

Геометрические размеры

Чаще используется термин «форм-фактор», но тут есть один нюанс. Основных типоразмеров HDD два: 3,5 дюйма для десктопов и 2,5 дюйма для ноутбуков. Как правило, толщина накопителя зависит от количества пластин и если для настольных ПК ее величина особого значения не имеет, то у портативных устройств она может играть определяющую роль. Ультратонкие ноутбуки рассчитаны на установку 7-ми или даже 5-миллиметровых винчестеров, в то время как наиболее широко представлены устройства толщиной 9,5 мм.

Предназначение жесткого диска

Пожалуй, наиболее важным критерием является назначение жесткого диска. Если его основная задача состоит в хранении различной информации — на первый план выдвигаются требования к объему дискового пространства и удельной стоимости. В настоящее время оптимальным выбором здесь являются накопители емкостью 2—4 Тб с низким уровнем потребления энергии. При этом на скорость вращения пластин особого внимания не обращают. У НЖМД такой категории она обычно составляет 5400 об/мин, но может быть и выше. Для ответственного хранения данных накопители организовываются в RAID-массивы и к предъявляемым требованиям добавляется надежность, выражаемая во времени наработки устройства на отказ. Жесткие диски для корпоративного сектора имеют расширенный набор конструктивных особенностей, повышающих «живучесть» HDD и соответствующую стоимость. От накопителей для сетевых хранилищ требуется мгновенная готовность к обмену в любой момент, поэтому прошивка для их контроллеров модифицируется соответствующим образом, обычно в ущерб энергоэффективности.

Системные диски должны обеспечивать максимальную скорость чтения и, в меньшей степени, записи. Их отличительной чертой является более высокая частота вращения пластин (7200 об/мин и больше), а побочным эффектом интенсивной работы двигателя — повышенные нагрев и шум. Разумеется, ориентироваться нужно на диски с наиболее производительным интерфейсом, который поддерживает материнская плата (в настоящее время SATA III). В операционных системах Windows XP и Windows 7 были проблемы с загрузочными разделами большого объема, поэтому в качестве системных, накопители емкостью 3 Гб и выше использовались с учетом этого фактора. Своеобразным компромиссом между доступной стоимостью HDD и высокой производительностью SSD являются гибридные устройства. В однодисковых рабочих станциях или ноутбуках подобные накопители позволяют значительно повысить скорость загрузки операционной системы.

Объем

При выборе жесткого диска особое внимание всегда обращают на его объем. Именно его нехватка в большинстве случаев и является движущей причиной покупки. С точки зрения стоимости единицы хранения информации, наиболее выгодны HDD емкостью 2 или 4 Тб для десктопных систем и терабайтные для мобильных устройств. Преимущество следует отдавать дискам с меньшим количеством пластин. Обладая большей плотностью записи, такие носители обеспечивают и более высокую скорость обмена, а само устройство слабее нагревается при работе.

Фото: domcomputer.ru

Другие характеристики

• На сегодняшний день актуальными интерфейсами являются SATA III для пользовательского применения и SAS для серверов. В продаже также еще встречаются жесткие диски SATA II. Оставаясь полностью совместимыми в плане подключения, они имеют в два раза меньшую пропускную способность чем интерфейсы третьей ревизии этого стандарта. Для устаревшего оборудования могут потребоваться накопители с параллельной шиной (PATA - они же IDE).
• Чем выше скорость чтения/записи , тем быстрее будет осуществляться обмен данными с диском. Следует только иметь в виду, что производители любят в характеристиках указывать максимальные величины, достигаемые в идеале. На самом деле скорость уменьшается с приближением головок к центру пластины и зависит от размера блока данных и массы других вещей. Например, в реальных условиях обмен практически всегда идет в обе стороны. Типичные максимальные значения для накопителей с интерфейсом SATA III лежат в диапазоне от 130 до 180 Мб/с.
• Скорость вращения пластин важна, если требуется максимальное быстродействие, даже в ущерб другим параметрам. У накопителей, ориентированных на другие задачи, ее величина может быть переменной или не указываться производителями.
• До определенной степени ускорить производительность жесткого диска позволяет кеш-память . В процессе чтения данные из соседних блоков также извлекаются и помещаются в специальный буфер в расчете на то, что они потребуются при следующем обращении к накопителю. При считывании большого массива это всегда дает положительный эффект. Чем больше объем кеша, тем ощутимее прирост производительности — именно это послужило одной из причин создания гибридных устройств. Обратной стороной медали является рост цены и сложность согласования операций чтения/записи.
• Потребляемая мощность косвенно характеризует вероятный нагрев НЖМД. Более прожорливыми и сильнее греющимися ожидаемо являются скоростные накопители, экономными и относительно прохладными — их медленные собратья. В режимах чтения/записи первые потребляют мощность от 8 до 12 Вт, вторым требуется 4—5. Жесткие диски форм-фактора 2,5" в своих аппетитах гораздо скромнее, им достаточно 2—3 Вт. Отдельный интерес представляет величина потребления в состоянии покоя, служащая наглядным показателем энергоэффективности устройства.

Основные производители

Жесткие диски являются достаточно высокотехнологичным продуктом, поэтому изначально небольшое число компаний, специализировавшихся на их выпуске, постоянно сокращается. Наиболее востребованы винчестеры производства Western Digital , Seagate Technology , Hitachi Global Storage Technologies (HGST ) и, в меньшей мере, Samsung Electronics . В сегменте 2,5-дюймовых НЖМД очень популярна продукция Toshiba Corporation , причем накопители этой компании служат основой для 2/3 внешних жестких дисков, выпускающихся под другими брендами.

Фото: www.komposervis.ru

Приобретая HDD, в первую очередь отталкивайтесь от того, как он будет использоваться. Установленная на диски «зеленых» серий операционная система будет медленнее загружаться чем могла бы. Скорость обмена данными с быстрыми накопителями порадует сердце, если забыть об их стоимости. Потеря информации способна значительно усложнить жизнь, поэтому серьезные дела стоит доверять только винчестерам с повышенной надежностью.

Выбирая жесткий диск для ноутбука, не забудьте обратить внимание на соответствие размеров. Чем тоньше мобильное устройство, тем выше вероятность установки в нем Thin или Ultrathin накопителя. С другой стороны, отсек HDD практически любого ноутбука имеет ту или иную систему повышения ударостойкости, в основе которой лежит установка диска в окружении демпфирующего материала. Хорошим вариантом здесь будет приобретение винчестера в комплект которого входит специальная утолщающая накладка.

Планируя покупку жесткого диска нужного объема, помните — указываемая производителем величина и реальная емкость отформатированного накопителя это, как говорят в Одессе, две большие разницы. Как правило, на винчестерах указывается емкость в миллиардах (G) или триллионах (T) байт. А так как один терабайт состоит из 1 099 511 627 776 минимально адресуемых наборов данных (1024 в 4-й степени), то и объем в соответствующих единицах получается меньше.

Плата электроники современного накопителя на жестких магнитных дисках представляет собой самостоятельный микрокомпьютер с собственным процессором, памятью, устройствами ввода/вывода и прочими традиционными атрибутами присущими компьютеру. На плате могут располагаться множество переключателей и перемычек.

Все накопители соответствуют стандартам, определяемым либо независимыми комитетами и группами стандартизации, либо самими производителями. Среди множества технических характеристик отличающих одну модель от другой можно выделить некоторые, наиболее важные с точки зрения пользователей и производителей.

Диаметр дисков (disk diameter) - параметр довольно свободный. Наиболее распространены накопители с диаметром дисков 2.2,2.3,3.14 и 5.25 дюймов. Диаметр дисков определяет плотность записи на дюйм магнитного покрытия. Накопители большего диаметра содержат большее число дорожек, и в них, как правило используются более простые технологии изготовления носителей, предназначенных для меньшей плотности записи. Они медленнее и имеют меньшее число дисков, но более надежны. Накопители с меньшим диаметром больших объемов имеют более высокотехнологичные поверхности и высокие плотности записи информации, а также большее число дисков.

Число поверхностей (sides number) - определяет количество физических дисков нанизанных на шпиндель. Выпускаются накопители с числом поверхностей от 1 до 8 и более. Однако, наиболее распространены устройства с числом поверхностей от 2 до 5. Число поверхностей прямо определяет физический объем накопителя и скорость обработки операций на одном цилиндре. Так как операции на поверхностях цилиндра выполняются всеми головками синхронно, то при равных всех остальных условиях, более быстрыми окажутся накопители с большим числом поверхностей.

Число цилиндров (cylinders number) - определяет сколько дорожек (треков) будет располагаться на одной поверхности. В настоящее время все накопители емкостью более 1 Гигабайта имеют число цилиндров более 1024, вследствие чего, для распространенных ОС применяются унифицированные режимы доступа с пересчетом и эмуляцией и виртуализацией числа головок, цилиндров и секторов (LBA и Large) .

Число секторов (sectors count) - общее число секторов на всех дорожках всех поверхностей накопителя. Определяет физический неформатированный объем устройства.

Число секторов на дорожке (sectors per track) - общее число секторов на одной дорожке. Часто, для современных накопителей показатель условный, т.к. они имеют неравное число секторов на внешних и внутренних дорожках, скрытое от системы и пользователя интерфейсом устройства.

Частота вращения шпинделя (rotational speed или spindle speed) - определяет, сколько времени будет затрачено на последовательное считывание одной дорожки или цилиндра. Частота вращения измеряется в оборотах в минуту (rpm) . Для дисков емкостью до 1 гигабайта она обычно равна 5,400 оборотов в минуту, а у более вместительных достигает 7,200 и 10000 rpm.

Время перехода от одной дорожки к другой (track-to-track seek time) обычно составляет от 3.5 до 5 миллисекунд, а у самых быстрых моделей может быть от 0.6 до 1 миллисекунды. Переход с дорожки на дорожку является самым длительным процессом в серии процессов произвольного чтения/записи на дисковом устройстве. Показатель используется для условной оценки производительности при сравнении накопителей разных моделей и производителей.

Время успокоения головок (head latency time) - время, проходящее с момента окончания позиционирования головок на требуемую дорожку до момента начала операции чтения/записи. Является внутренним техническим показателем, входящим в показатель - время перехода с дорожки на дорожку.

Время установки или время поиска (seek time) - время, затрачиваемое устройством на перемещение головок чтения/записи к нужному цилиндру из произвольного положения.

Среднее время установки или поиска (average seek time) - усредненный результат большого числа операций позиционирования на разные цилиндры, часто называют средним временем позиционирования. Среднее время поиска имеет тенденцию уменьшаться с увеличением емкости накопителя, т. к повышается плотность записи и увеличивается число поверхностей. Для 540-мегабайтных дисков наиболее типичны величины от 10 до 13, а для дисков свыше гигабайта - от 7 до 10 миллисекунд. Среднее время поиска является одним из важнейших показателей оценки производительности накопителей, используемых при их сравнении.

Время ожидания (latency) - время, необходимое для прохода нужного сектора к головке, усредненный показатель - среднее время ожидания (average latency) , получаемое как среднее от многочисленных тестовых проходов. После успокоения головок на требуемом цилиндре контроллер ищет нужный сектор. При этом, последовательно считываются адресные идентификаторы каждого проходящего под головкой сектора на дорожке. В идеальном, с точки зрения производительности случае, под головкой сразу окажется нужный сектор, в плохом - окажется, что этот сектор только что "прошел" под головкой, и, до окончания процесса успокоения необходимо будет ждать полный оборот диска для завершения операции чтения/записи. Это время у накопителей объемом от 540 мегабайт до 1 гигабайта составляет примерно 5.6, а у дисков свыше гигабайта - 4.2 миллисекунды и менее.

Время доступа (access time) - суммарное время, затрачиваемое на установку головок и ожидание сектора. Причем, наиболее долгим является промежуток времени установки головок.

Среднее время доступа к данным (average access time) - время, проходящее с момента получения запроса на операцию чтения/записи от контроллера до физического осуществления операции - результат сложения среднего время поиска и среднего времени ожидания. Среднее время доступа зависит от того, как организовано хранение данных и насколько быстро позиционируются головки чтения записи на требуемую дорожку. Среднее время доступа - усредненный показатель от многочисленных тестовых проходов, и обычно, оно составляет от 10 до 18 миллисекунд и используется как базовый показатель при сравнительной оценке скорости накопителей различных производителей.

Скорость передачи данных (data transfer rate) , называемая также пропускной способностью (throughput) , определяет скорость, с которой данные считываются или записываются на диск после того, как головки займут необходимое положение. Измеряется в мегабайтах в секунду (MBps) или мегабитах в секунду (Mbps) и является характеристикой контроллера и интерфейса. Различают две разновидности скорости передачи - внешняя и внутренняя. Скорость передачи данных, также является одним из основных показателей производительности накопителя и используется для ее оценки и сравнения накопителей различных моделей и производителей.

Внешняя скорость передачи данных (external data transfer rate или burst data transfer rate) показывает, с какой скоростью данные считываются из буфера, расположенного на накопителе в оперативную память компьютера. В настоящее время, накопители с интерфейсами EIDE или Fast ATA, обычно, имеют внешнюю скорость передачи данных от 11.1 до 16.6 мегабайта в секунду, а для накопителей с интерфейсами SCSI-2 - этот параметр находится в пределах от 10 до 40 мегабайт в секунду.

Внутренняя скорость передачи данных (internal transfer rate или sustained transfer rate) отражает скорость передачи данных между головками и контроллером накопителя и определяет общую скорость передачи данных в тех случаях, когда буфер не используется или не влияет (например, когда загружается большой графический или видеофайл) . Внутренняя скорость передачи данных очень сильно зависит от частоты вращения шпинделя.

Размер кеш-буфера контроллера (internal cash size) . Встроенный в накопитель буфер выполняет функцию упреждающего кэширования и призван сгладить громадную разницу в быстродействии между дисковой и оперативной памятью компьютера. Выпускаются накопители с 128,256 и 512 килобайтным буфером. Чем больше объем буфера, тем потенциально выше производительность при произвольном "длинном" чтении/записи. Также, более емкий буфер обеспечивает рост производительности дисковой подсистемы, во-первых, при работе с объемными упорядоченными (записанными на диски последовательно) данными, а во-вторых - при одновременном обращении к диску множества приложений или пользователей, как это происходит в многозадачных сетевых ОС.

Средняя потребляемая мощность (capacity) . При сборке мощных настольных компьютеров учитывается мощность, потребляемая всеми его устройствами. Современные накопители на ЖД потребляют от 5 до 15 Ватт, что является достаточно приемлемым, хотя, при всех остальных равных условиях, накопители с меньшей потребляемой мощностью выглядат более привлекательно. Это относится не только к экономии электроэнергии, но и надежности, т.к. более мощные накопители рассеивают избыток энергии в виде тепла и сильно нагреваются. А как известно, проблемы, связанные с изменением свойств магнитных носителей напрямую зависят от их температуры и коэффициента расширения/сжатия материала.

Уровень шума (noise level) , разумеется, является эргономическим показателем. Однако, он также, является и некоторым показателем сбалансированности механической конструкции, т.к. шум в виде треска - есть не что иное как звук ударов позиционера шагового или линейного механизма, а, даже микро- удары и вибрация так не желательны для накопителей и приводят к более быстрому их износу.

Физический и логический объем накопителей. Носители жестких дисков, в отличие от гибких, имеют постоянное число дорожек и секторов, изменить которое невозможно. Эти числа определяются типом модели и производителем устройства. Поэтому, физический объем жестких дисков определен изначально и состоит из объема, занятого служебной информацией (разметка диска на дорожки и сектора) и объема, доступного пользовательским данным. Физический объем жесткого диска, также, зависит от типа интерфейса, метода кодирования данных, используемого физического формата и др. Производители накопителей указывают объемы дисков в миллионах байт, предполагая исходя из десятичной системы исчисления, что в одном мегабайте 1000000 байт. Однако, ПО оперирует не десятичной, а двоичной системами, полагая, что в одном килобайте не 1000 байт, а 1024. Такие несложные разногласия в системах исчисления приводят к несоответствиям при оценке объема накопителей, данном в описании и - выдаваемом различными программными тестами.

Одним из возможных, но не желательных способов повышения физической емкости, для производителей, является увеличение емкости сектора. В настоящее время, стандартной емкостью сектора для IBM-совместимых компьютеров является 512 байт. Многие адаптеры позволяют, в процессе физического форматирования, программным путем, изменять емкость сектора, например, до 1024 байт. При этом, соотношение пользовательских данных и служебной информации для сектора улучшается, но снижается надежность хранения данных, т.к. тот же полином ECC будет использоваться для коррекции большего объема данных.

Логический объем зависит от того, как операционная система или программа записывает информацию в сектора. В случае использования программ и операционных систем с программной компрессией данных, можно повысить объем носителя на величину, зависящую от степени сжатия данных. Для оптимального использования поверхности дисков применяется так называемая зонная запись (Zoned Bit Recording - ZBR) , принцип которой состоит в том, что на внешних дорожках, имеющих большую длину (а следовательно - и потенциальную информационную емкость на единицу площади), информация записывается с большей плотностью, чем на внутренних.

Таких зон с постоянной плотностью записи в пределах всей поверхности образуется до десятка и более; соответственно, скорость чтения и записи на внешних зонах выше, чем на внутренних. Благодаря этому файлы, расположенные на дорожках с большим диаметром, в целом будут обрабатываться быстрее файлов, расположенных на дорожках с меньшим диаметром, т.к. для них будет производится меньшее число позиционирований с дорожки на дорожку.

В ЖД последнего поколения используются технологии PRML (Partial Response, Maximum Likelihood - максимальное правдоподобие при неполном отклике) и S. M. A. R. T. (Self Monitoring Analysis and Report Technology - технология самостоятельного слежения анализа и отчетности).

Первая разработана по причине того, что при существующих плотностях записи уже невозможно четко и однозначно считывать сигнал с поверхности диска - уровень помех и искажений очень велик. Вместо прямого преобразования сигнала используется его сравнение с набором образцов, и на основании максимальной похожести (правдоподобия) делается заключение о приеме того или иного машинного слова.

Накопитель, в котором реализована технология S. M. A. R. T., ведет статистику своих рабочих параметров (количество стартов/остановок и наработанных часов, время разгона шпинделя, обнаруженные/исправленные физические ошибки и т.п.), которая регулярно сохраняется в перепрограммируемом ПЗУ или служебных зонах диска.

Эта информация накапливается в течение всего периода эксплуатации и может быть в любой момент затребована программами анализа. По ней можно судить о состоянии механики, условиях эксплуатации или примерной вероятности выхода из строя.

Жесткий диск (винчестер, HDD) – перезаписываемое постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) - основной носитель информации в компьютере. На нем хранятся, данные: как операционной системы, так и файлы пользователя (программы, игры, фильмы, музыка, изображения…). Память жесткого диска не является энергозависимой, что объясняет возможность хранения данных, без подачи электричества на устройство.

Винчестер представляет собой набор из одной или нескольких герметизированных пластин в форме дисков, покрытых слоем ферромагнитного материала и считывающих головок в одном корпусе. Пластины приводятся в движение при помощи шпинделя (вращающегося вала). Соленоидный привод позиционирует головку для проведения операций чтения\записи данных.

Считывающее головки не касаются поверхности диска как во время чтения\записи данных (из-за прослойки набегающего потока воздуха в 5 – 10 нм, которая образуется при очень быстром вращении), так и во время простоя диска (головки отводятся к шпинделю или за пределы пластин). Благодаря отсутствию контакта, жесткий диск можно перезаписать в среднем 100 тысяч раз. Также на продолжительность работы диска влияет герметический корпус (гермозона), благодаря которому внутри корпуса HDD создается пространство, очищенное от пыли и влаги.

Основные характеристики жесткого диска: интерфейс, ёмкость, объем буфера, физический размер (форм-фактор), время произвольного доступа, скорость передачи данных, количество операций ввода-вывода в секунду, скорость вращения шпинделя, уровень шума.

Первое, на что следует обратить внимание при выборе жесткого диска – интерфейс - устройство, преобразующее и передающее сигналы между HDD и компьютером. Наиболее распространёнными интерфейсами сейчас являются: SCSI , SAS , ATA (IDE , PATA ), Serial ATA (SATA ), eSATA и USB .

Интерфейс SCSI имеет скорость 640МБ/с, используется, в основном, на серверах; SAS – его более высокоскоростной аналог (12 Гбит/с), обратно совместимый с интерфейсом SATA .

ATA (IDE , PATA ) – предшественник SATA , сейчас он уже не актуален из-за своей небольшой скорости в 150МБ/с.

eSATA и USB – интерфейсы для внешних винчестеров.

Serial ATA (SATA) - это самый распространённый интерфейс жестких дисков. Именно на него следует ориентироваться при выборе винчестера. На данный момент существует несколько вариаций SATA . С физической точки зрения они не отличаются (интерфейсы совместимы), различия только в скорости: (SATA-I - 150 Мбайт/с, SATA-II - 300 Мбайт/c, SATA-III - 600 Мбайт/с.).

Что касается емкости: тут все просто. Чем она больше, тем лучше, так как больше информации можно будет записать. Данная характеристика никак не влияет на производительность винчестера. Определяется пользователем исходя из потребности в месте для хранения файлов. В таблице ниже приведены средние значения размера основных типов файлов, на которые стоит обратить внимание при выборе HDD .

Объём буфера (кэша) . Буфер (кэш) - встроенная в жёсткий диск энергозависимая память (подобная оперативной памяти), предназначенная для сглаживания различий скорости чтения/записи, а также хранения данных, обращение к которым происходит наиболее часто. Чем больше кэш – тем лучше. Показатель варьируется от 8 до 64 Мб. Наиболее оптимальным считается значение 32 Мб.

Существуют два основных форм-фактора для жестких дисков: 3.5 дюйма и 2.5 дюйма. Первый в основном используется в настольных компьютерах, второй – в ноутбуках.

Время произвольного доступа . Данная характеристика показывает среднее время, за которое винчестер выполняет операцию позиционирования головки чтения/записи на произвольный участок магнитного диска. Параметр колеблется в пределах - от 2,5 до 16 милисекунд. Естественно, чем меньше значение – тем лучше.

Скорость передачи данных. Современные жесткие диски имеют скорость 50-75 Мб/с (для внутренней зоны HDD) и 65-115 Мб/с (для внешней зоны).

Количество операций ввода-вывода в секунду. Данная характеристика колеблется в пределах от 50 до 100 операций в секунду в зависимости от размещения информации на диске.

Последние три параметра стоит рассматривать в иерархической последовательности, в зависимости от назначения винчестера. Если вы чаще пользуетесь громоздкими приложениями, играми, нередко смотрите фильмы в HD качестве, их следует подбирать в такой последовательности: скорость передачи данных > количество операций ввода-вывода в секунду > время произвольного доступа. Если же в вашем арсенале много маленьких, часто запускаемых приложений, то иерархия будет выглядеть так: время произвольного доступа > количество операций ввода-вывода в секунду > скорость передачи данных.

Скорость вращения шпинделя - количество оборотов шпинделя в минуту. От этого параметра в значительной степени зависят время доступа и средняя скорость передачи данных. Наиболее распространенными являются скорости вращения: 5400, 5900, 7200, 10000 и 15000 об/мин. Оптимальной для ПК является скорость в 7200 об/мин.

Уровень шума жесткого диска состоит из шума вращения шпинделя и шума позиционирования. Измеряется в децибелах. На данную характеристику следует обратить внимание из убеждений комфорта.

RAID . Если вы располагаете средствами на покупку двух или более HDD , вам необходимо обратить внимание на технологию RAID (redundant array of independent disks) – массив дисков. Данная технология позволяет с одной стороны в разы увеличить скорость обмена данными с винчестерами (подобно многоканальному режиму, для ОЗУ), с другой – обезопасить себя от потери важных данных.

Итог. В первую очередь следует задуматься о предназначении диска, исходя из этого, определится с объемом, форм-фактором. Исходя из характеристик вашей материнской платы, подобрать интерфейс (скорее всего это будет SATA ). Далее следует отобрать диски с приемлемым объемом буфера, и определится со скоростью вращения шпинделя. Параметры скорости передачи данных, количества операций ввода-вывода в секунду, времени произвольного доступа выбираем по ситуации, в зависимости от потребности. Обращаем внимание на уровень шума, если нужен комфорт.