Максимальные перегрузки жесткого диска
Скажите, положа руку на сердце, вам приходилось ронять винчестер или компьютер? Валидол после этого глотали? И на сколько полегчал ваш кошелек после комплексной физиопроцедуры: «потеря данных + лекарства + замена диска + нервы и беготня»? Так вот, производители жестких дисков решили-таки наступить на горло фармацевтической промышленности и дружно ударили по потребителю очередями ударостойких трехдюймовых моделей. О них и поговорим.
На самом деле ударостойкость винчестеров выгодна, прежде всего, самим производителям, поскольку заметно уменьшает число возвратов в течение гарантийного срока. Ведь при отсутствии внешних повреждений корпуса доказать, что дефекты вызваны небрежным обращением с диском, практически невозможно. Ситуация осложняется еще и тем, что даже за пределами России до 30 процентов жестких дисков (по оценке компании Quantum) устанавливается в компьютеры неквалифицированным персоналом. Да и наши «продавцы & сборщики», чего греха таить, отнюдь не всегда аккуратно обращаются с комплектующими, а удар или падение диска может привести к дефектам, которые обнаружатся только спустя некоторое время после продажи.
Ниже мы рассмотрим системы ударозащиты современных винчестеров и проверим эффективность одной из них на практике. Но сначала немного теории…
Степень ударного воздействия (при падении, толчках) обычно измеряют в единицах, кратных ускорению свободного падения g (~9,8 м/с 2 ). За типовую принимается полусинусоидальная перегрузка как отвечающая максимуму при отклике упругой системы на однократное воздействие внешнего импульса. В качестве отраслевого стандарта времени воздействия (полупериод синусоиды) принимают интервалы в 2 мс и 11 мс, что примерно соответствует падению/толчкам свободного диска (первая цифра) и корпуса с закрепленным в нем диском (вторая). Наиболее опасными для дисков считаются перегрузки длительностью 2 мс. Ударостойкостью диска считают его способность переносить за время удара заявленные в спецификациях значения ускорений.
Удары по винчестеру наиболее вероятны, когда он выключен. То есть во время доставки, продажи, монтажа и так далее. Поэтому «нерабочей» ударостойкости уделяется больше внимания, нежели «рабочей». Типовые воздействия в нерабочем состоянии — это падения и столкновения одиночного (незакрепленного) диска; они могут достигать 250 g и более за время 0,5-2 мс.
Очень опасны короткие и жесткие удары (сотни g за время меньше 1 мс), например, диска о каменный пол или двух дисков друг о друга (скажем, при клонировании операционных систем при массовой сборке блоков). Такие удары обычно выходят за рамки спецификации по ударостойкости и могут привести к повреждению механики (смещение дисков в пакетах, дефекты в подшипниках, необратимый изгиб алюминиевых пластин диска или кронштейнов головок). Но самым распространенным является все же удар головок о поверхность пластин - так называемый шлепок.
У выключенных современных дисков головки запаркованы в крайнем положении в специальной защитной зоне, и шлепок не так страшен, потому что не разрушает рабочего ферромагнитного покрытия пластин. Однако существует вероятность, что при сильном ударе головки сместятся и повредят рабочую магнитную поверхность. Такие случаи сопровождаются характерным щелчком и появлением испорченных кластеров. При этом могут повредиться и головки. Кроме того, даже в парковочной области защитное покрытие пластины может разрушиться, и микроскопические осколки попадут на поверхность с данными.
Шлепок головки о диск
Пионером в области применения специальных противоударных технологий в «настольных» моделях винчестеров по праву можно считать фирму Quantum. Два года назад она стала оснащать диски серий Fireball EL и EX патентованной противоударной системой Quantum Shock Protection System (SPS). Помнится, даже на одной из презентаций представитель Quantum, рассказывая о ней и небрежно теребя один из таких дисков, заметил, что теперь его можно без печальных последствий опрокидывать из стоячего положения (на ребре) в лежачее (на столе), однако наглядно продемонстрировать это собравшейся общественности он все же не решился — видимо сказалась инерция мышления и боязнь ненароком загубить диск. Замечу, что ниже мы все же проверим это на практике.
Таблица 1. Ударостойкость современных 3,5-дюймовых
жестких дисков с интерфейсом IDE.
Таблица ударостойкости дисков
Влияние вибрации на скорость чтения диска
Кроме того, отдельного разговора заслуживает указанная в таблице вибростойкость современных дисков, нормируемая в спецификациях для частот «тряски» от единиц до сотен герц. Она важна, поскольку нередко системные блоки во время работы подвержены как внешним, так и внутренним вибрациям (от таких компонентов, как вентиляторы, CD-ROM-дисководы, да и сами винчестеры). Достаточно посмотреть график воздействия собственных вибрацийна плохо закрепленный диск, имеющий скорость вращения 7200 об./мин., — скорость чтения при этом заметно падает и очень неравномерна.
Quantum SPS и SPS II
Quantum Shock Protection System
Суть пионерской технологии Quantum Shock Protection System (SPS) состоит в мерах, принимаемых, главным образом, против шлепка головки о поверхность пластины во время резких коротких ударов в нерабочем состоянии. Используя новые методы анализа взаимодействия компонентов диска при ударе, инженеры фирмы произвели в общей сложности четырнадцать улучшений конструкции с тем, чтобы большинство внешних воздействий поглощалось внутренними элементами диска до того, как они дойдут до самых чувствительных деталей — головки и поверхности пластины. В результате в момент удара головка практически не отклоняется от своего равновесного положения над пластиной, и шлепка не происходит. Конечно, эта система не обеспечивает защиту от очень сильного удара, но Quantum уверяет, что диск защищен настолько, насколько это возможно. Так, по ее оценкам, применение SPS позволило на 70 процентов уменьшить возврат дисков!
Quantum Shock Protection System II
Дальнейшим развитием технологии стала Quantum Shock Protection System II (SPS II), применяемая в IDE-моделях Fireball lct08, lct10, lct15 и Fireball Plus LM, а также некоторых SCSI-дисках. Наряду с улучшением сохранности диска при переноске и монтаже SPS II предусматривает меры защиты от потери информации во время работы. Она позволяет увеличить ударостойкость диска в нерабочем и рабочем состоянии до 300 g при 2-миллисекундном воздействии. Суть нововведений в следующем. При толчке во время записи информации на диск блок головок дрожит, и информация записывается не строго вдоль нужной дорожки, а хаотично с некоторым разбросом (см. рисунок), после чего, с большой вероятностью, она будет потеряна и может повредить данные на соседних дорожках. Технология SPS II приостанавливает процесс записи во время подобных толчков и возобновляет его только после исчезновения тряски.
Maxtor ShockBlock Mechanics
Первая реализация технологии ShockBlock от Maxtor приходится на серию дисков DiamondMax Plus 5120, вышедших в первой половине 1999 года. Однако уже в следующем поколении дисков (DiamondMax 6800) их ударостойкость для 2-миллисекундного воздействия была повышена. Кстати, только в спецификациях винчестеров Maxtor отмечается, что для указанной ударостойкости в рабочем состоянии гарантируется не только отсутствие разрушений, но даже ошибок чтения/записи! Более того, испытания в лаборатории фирмы показали, что такие диски могут выдерживать удары до 1000 g. Технология ShockBlock применяется и во всех последующих моделях от Maxtor.
Исследования ударных воздействий в реальных условиях, в том числе при сборке компьютеров, показали, что самые сильные удары диска (от сотен до тысячи g за время в доли миллисекунды) часто происходят в процессе его установки в системный блок. Они способны оторвать головку от диска с последующим шлепком. Технология ShockBlock Enhanced предусматривает несколько этапов защиты. На первом этапе снижается ударная нагрузка на головку — благодаря менее гибкому механизму ее подвески (уменьшена «хлесткость» кронштейна головки), а также поглощению удара другими деталями диска. На втором — уменьшается вероятность отрыва головки от диска при сильном ударе и последующего шлепка. Этому способствует более жесткий механизм подвески и на 40 процентов облегченные головки (которым труднее преодолеть прижимную силу при том же ускорении). Наконец, на третьем этапе минимизируются возможные разрушения, если отрыв головки и шлепок о поверхность пластины все же произошли. Наибольшие разрушения поверхности случаются, если головка падает на диск краем или углом. Специальная конструкция головки и ее подвески обеспечивает плоское прилегание головки к диску во время шлепка, заметно снизив вероятность образования осколков. Кроме того, в зоне парковки головок («зоне приземления», как ее называют в Maxtor) усилено защитное покрытие диска.
Seagate G-Force Protection
Компания Seagate уделяет ударостойкости своих дисков большое внимание, и ее новые IDE-винчестеры сегодня одни из самых крепких — держат до 350 g. Во главу угла здесь поставлена защита от перегрузок в нерабочем состоянии. С этой целью были улучшены все внутренние компоненты диска (головки, их подвеска, мотор шпинделя, зажим пластин), а также микропрограмма управления. Меры по повышению ударостойкости в дисках Seagate сходны с теми, что применяют Quantum и Maxtor, но есть и ряд отличий.
Благодаря специальной конструкции внутренних компонентов удалось подавить резонансные колебания, возникающие внутри диска при ударе, добиться синхронной реакции каждого компонента на перегрузку и резко снизить вероятность шлепка головки о пластину. Этому способствовали как уменьшенная масса и размер головки и замена проволочной подвески гибкой системой Flex on Suspension, помогающей управлять положением головки над пластиной, так и доработка подвески, кронштейна с головкой и пластин (снижен их резонанс). Кроме того, приняты меры по предотвращению соприкосновения с пластинами самих подвесок и кронштейнов (а не только головок) во время удара, для чего увеличены зазоры между ними и пластиной, а также добавлен амортизатор у основания кронштейна.
Испытателя-обозревателя жестких дисков и всякой флеши хлебом не корми, а дай позапускать какой-нибудь навороченный специфический бенчмарк, который покажет, сколько «попугаев» производительности или «ио-псов» та или иная модель покажет в нем. Всякие «иометры», «писимарки» и прочие «йо!-марки», как правило, специально спроектированы, чтобы наилучшим образом продемонстрировать разницу между дисками при тех или иных операциях непосредственно с этими дисками. И они (бенчмарки и обозреватели :)) со своим предназначением прекрасно справляются, давая нам, читателям, богатую пищу для размышлений, какую модель диска предпочесть в том или ином случае.
Но дисковые бенчмарки (да и обозреватели!) мало что говорят простому пользователю о том, как именно (и насколько) улучшится (или ухудшится) комфортность его повседневной работы с персональным компьютером, если тот или иной диск будет установлен в его систему. Да, мы будем знать, что, например, в два раза быстрее файл/директория в идеальных условиях запишется на наш диск или прочтется с него, или, скажем, на 15% быстрее станет выполняться «загрузка Выньдовс» — а точнее не она сама, на нашем конкретном компьютере, а ранее записанный на каком-то другом, совсем непонятном нам и, как правило, уже морально устаревшем ПК, специальный паттерн, который к нашему любимому ПК может иметь весьма далекое отношение. Допустим, погонимся мы за новенькой дорогой моделью диска, начитавшись всяких «авторитетных» обозревателей, потратимся, а придем домой и ровным счетом ничего, кроме сознания того, что купили крутую по чьему-то субъективному мнению вещицу, не почувствуем… То есть наш ПК как «бегал», так и продолжает «бегать», «летать» он отнюдь не стал. :)
А все дело в том, что в реальности «отдача» от быстродействия дисковой подсистемы, как правило, ощутимо маскируется отнюдь не мгновенной работой остальных подсистем нашего компьютера. В результате, даже если мы поставим втрое более шустрый (по профильным бенчмаркам) винчестер, наш компьютер в среднем по ощущениям в три раза быстрее работать вовсе не станет, и субъективно мы в лучшем случае почувствуем, что совсем чуток быстрее стали запускаться графический редактор и любимая игрушка. Этого ли мы ждали от апгрейда?
В этой небольшой статье мы, отнюдь не претендуя на всеобъемлющую полноту освещения этого многогранного вопроса, попробуем дать ответ на то, чего же все-таки в реальности ждать от дисковой подсистемы с той или иной «реперной» производительностью. Надеемся, что это позволит вдумчивому читателю сориентироваться в предмете и решить, когда и сколько тратить на очередной накопитель на «очень жестких» дисках.
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
Магнитно-резистивные головки и их работа
Принцип работы магнитно-резистивной (MR) головки при чтении данных состоит в изменении сопротивления электрическому току в соответствии с изменением магнитного поля. Элемент чтения такой головки представляет собой очень тонкую пленку специального материала, которая меняет свое сопротивлении в соответствии с расположением магнитных доменов на поверхности вращающегося диска. Расположение этих доменов, определяется записанной на диск информацией. Изменение сопротивления пленки, регистрируется специальным каналом чтения и передается на дальнейшую обработку компаратору, окончательно определяющему, что было записано, ноль или единица. MR головки обладают еще одним свойством, непосредственно относящимся к нашей теме — конечное активное сопротивление пленки зависит от ее температуры.
В нормальных условиях, при раскрученном до рабочих оборотов диске, воздушный поток приподнимает головку над диском, и она парит над гладкой поверхностью диска, не касаясь его. Если же на диске будут частицы или неровности сопоставимые по размерам с зазором между головкой и диском, то они, проносясь с огромной скоростью под парящей головкой, задевают ее, и трение мгновенно разогревает головку. Этот нагрев, тут же сказывается на сопротивлении пленочного покрытия головки и оно резко повышается. Канал чтения неверно интерпретирует изменение сопротивления головки и чтение данных в этом месте становится невозможным.
Постоянное воздействие температуры преждевременно старит головку, а проносящиеся под головкой частицы действуют как абразивная шкурка. Способность головки реагировать на изменение магнитного поля ухудшается со временем (на диске появляются все новые и новые нечитаемые сектора, или как говорят диск начал «сыпаться»), и в конечном итоге происходит полный выход головки из строя.
Fujitsu
Компания не изобретала и не патентовала каких либо громких технологий по защите дисков от ударных воздействий, но, тем не менее, многие из производимых в настоящее время винчестеров очень устойчивы к нерабочим ударным нагрузкам. Например, винчестеры серий MPE3xxx имеют удароустойчивость на уровне 250 G. А модели серий Hornet 9, 10, 11 до 600 G! Причем, их варианты для мобильных компьютеров способны нормально переносить до 700 G в нерабочем состоянии и до 125 G во время работы.
Ударное воздействие и его последствия
Падение жесткого диска (пусть даже с очень небольшой высоты) может вызвать внутренние повреждения в накопителе, несмотря на то, что внешне корпус винчестера выглядит безупречно, и на нем нет следов механического воздействия. Самым безопасным такое воздействия будет, если отказ HDD или наличие ошибок на нем были обнаружены при тестировании на заводе изготовителе. В этом случае, накопитель выбраковывается и на этом его жизненный путь закончен. Это не страшно, т. к. он никогда не поступит в эксплуатацию и на него никогда не будет записана информация. Гораздо хуже, если возникшие неисправности при тестировании себя никак не проявили, и накопитель поступил в продажу. Подобные неисправности опасны тем, что они проявят себя позже, постепенно ухудшая параметры накопителя, они несут угрозу хранящимся на накопителе данным…
-
Удар — это резкое и сильное механическое воздействие на предмет характеризующееся очень малой длительностью. Удары характеризуются огромными ускорениями, которые получает предмет за очень непродолжительное время. Поэтому уровень ударного воздействия, которому подвергнулся предмет, принято измерять в единицах кратных ускорению свободного падения G, равное 9,8 мс2.
-
Рабочая ударостойкость определяет его стойкость к ударам в рабочем состоянии, при которых обеспечивается безошибочность записи/чтения. Рабочая ударостойкость обычно не велика и составляет около 10-15G у старых накопителей и до 70-150 у новейших, собранных с применением технологий защиты. К счастью, накопители, находящиеся в рабочей системе подвергаются ударам очень редко, да и энергия этих воздействий значительно снижается элементами конструкции корпуса компьютера, поэтому повреждения в этом состоянии жесткие диски получают редко.
Чаще всего жесткие диски испытывают ударные воздействия в моменты транспортировок от поставщика к потребителю и в процессе его установки в PC недостаточно квалифицированным или плохо осведомленным персоналом. В России ситуация часто усугубляется тем, что партии винчестеров перевозят неподготовленным для этого транспортом, не предусматривая никаких дополнительных мер защиты на случай столкновения автомобиля или просто резкого торможения. Очень часто фирмы — продавцы комплектующих, при продаже винчестеров передают их покупателю упакованными в одну единственную электростатическую оболочку. А ведь покупателю его еще до дома или до работы везти. И где гарантия, что сам продавец, не стукнул этот винт, а это очень вероятно в таких точках торговли, как радиорынки. Достаточно посмотреть, как там с ними обращаются. Более того, достаточно сильное ударное воздействие жесткий диск может испытать, если случайно ткнуть его монтажным инструментом, например отверткой, стукнув два винчестера между собой или в результате усиленного проталкивания винчестера в его посадочное место в корпусе компьютера… На рисунке 1 показаны наиболее типичные случаи возникновения ударных воздействий на винчестеры и степень их воздействия на жесткие диски. По вертикали — сила воздействия в единицах кратным ускорению свободного падения (G), по горизонтали длительность воздействия.
- шлепок головок;
- проскальзывание и смещение дисков в пакете;
- появление люфта в подшипниках.
Самым распространенным последствием удара в накопителе является «шлепок головок», Рисунок 2. Он происходит когда энергиия удара направлена вертикально или под некоторым углом к горизонтальной плоскости. В этом случае, происходит отрыв магнитой головки от поверхности диска и затем ее резкое опускание на поверхность магнитного диска. В момент соприкосновения, головка врезается в поверхность своей кромкой, положение головки выравнивается и она с силой прижимается к поверхности всей плоскостью. В результате этого диск получает поверхностные повреждения, мельчайшие частички и осколки рассеиваются по поверхности магнитного диска.
Не стоит думать, что эти осколки смогут улететь за пределы диска в виду центробежных сил возникающих при бешеном вращении диска. По причине магнитной природы диска и микроскопического размера осколков, они остануться на диске и ничем их оттуда не убрать. Кроме того, после удара, сама головка может получить физическое повреждение, а ее магнитные свойства резко ухудшаются. На практике данные повреждения проявляются в виде так называемых «битых кластеров». Если просматривать такой диск в программах с визуальным интерфесом типа Norton Speed Disk, то повреждения поверхности проявятся в виде одного или нескольких хаотично расположенных сбойных кластеров. Повреждения вызванные дефектом одной из головок скорее всего проявятся в виде гораздо большего количества дефектных кластеров и в их расположении будет четко отслеживаться некоторая закономерность. Но даже в том случае, если дефекты на диске не проявились сразу после ударного воздействия на накопитель, эти дефекты дадут о себе знать позже (через месяц или даже через год!). Почему? Давате рассмотрим этот вопрос детальней.
Quantum
Технология SPS
Технология SPS (Shock Protection System) была разработана в первой половине 1998 года и впервые внедрена в винчестерах серии Fireball EL. Она представляет собой 14 улучшений и технологических решений в конструкции накопителя направленных, прежде всего на поглощение и минимизацию отрицательного эффекта ударов с высокой энергией и коротким временем воздействия. Это явилось результатом долгого и тщательного исследования поведения, взаимодействия конструктивных элементов, нагрузок и их распределения во время удара. Повторимся, самым пагубным последствием таких ударов, является отрыв головки от диска и ее дальнейший резкий шлепок по нему. Решения примененные инженерами Quantum исключают или значительно уменьшают высоту отрыва головки при ударе (Рисунок 3). Основная энергия удара поглощается остальными конструкциями накопителя, что предотвращает шлепок и появление осколков, ведущих к преждевременному старению жесткого диска. На настоящий момент, следующие модели Quantum собираются с применением SPS: VikingII, Fireball EL, Fireball CX, Fireball CR, Fireball Plus KA, Fireball Plus KX, Atlas III, Atlas IV, Atlas 10k, BigFoot TS.
Технология SPS II
Технология SPS II явилась логическим продолжением технологии SPS и была объявлена в 1999 году. Первым жеским диском с такой технологией стал Fireball Ict В то время как, SPS обеспечивала повышенный уровень устойчивости к ударам полученным накопителем в нерабочем состоянии, SPS II дополнительно защищает работающий накопитель от производства записи /чтения в моменты удара и тряски возникающие в случае толчков системного блока работающего компьютера. Вместо записи на диск, данные кэшируются, и будут записаны на диск позже, когда энергия толчка будет поглощена и диск будет в спокойном состоянии. Рисуноки 4 и 5 показывают процесс записи в момент удара на не защищенный и защищенный технологией SPS II диски. На момент написания SPS II используется в трех новейших моделях Quantum — Fireball Ict, Fireball Ict10k и AtlasV.
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.
Заключение
Жесткий диск очень чувствительное к тряскам и ударам устройство и поэтому требует к себе очень внимательного отношения. Диски, произведенные год, полтора назад, имели очень не большую удароустойчивость (на уровне 60-100G), поэтому некоторые из вас, наверное, только сейчас видят на своем «винте» результаты удара произведенного год назад, о котором вы даже и не подозревали.
Купив винчестер, обратите внимание на появившиеся сбойные кластеры в течение гарантийного срока, и если появился хотя бы один - срочно меняйте. И не поддавайтесь ни на какие убеждения продавцов по поводу того, что один два нечитаемых кластера — это в пределах нормы. Появление битых кластеров неизбежно приведет к появлению новых и новых, вплоть до выхода винчестера из строя. Вопрос только в том, насколько долго он протянет.
Например - 30G длительностью 2 мс при чтении, 65G длительностью 2 мс при чтении/записи; 300G длительностью 2 мс в выключенном состоянии.
И как определить какие цифры лучше.
Перегрузка (как и для летчиков или космонавтов) — это изменение веса (в физическом смысле — силы, действующей на предмет и на отдельные его части) при изменении скорости движения, т. е. при УСКОРЕНИИ.
В случае с жестким диском имеется ввиду встряхивание или удар об пол при падении, к примеру, со стола.
А буквой G принято обозначать стандартное для земных условий ускорение силы тяжести.
Т. е. 300G будет в 300 раз больше.
Известно, что в выключенном состоянии считывающие головки диска "паркуются" и поэтому могут выдержать более сильное встряхивание, чем при работе.
Данный параметр говорит только о надёжности HDD при использовании в экстремальных условиях.
Если вы покупаете винчестер для нормального использования (не для экстрима) , то зачем переплачивать за дополнительную защиту от удара при падении?
Т. е. , конечно же, чем выше указанные цифры, тем лучше, но такая защита всё-таки стоит денег.
g — это ускорение в свободном падении. Бросишь что-то с высоты. Пока оно летит первые десять метров его скорость возрастает на 1 g. Когда пролетает следующие 10 м, то его ускорение возрастает ещё на 1 g.
На идиотском американском спутнике, садившемся на Марс, уронили сверхпрочную фотокамеру ЛОМО (Ленинградского объединения по выпуску оптики) всего лишь с ускорением 20 g (вообще-то уронили весь спутник вместе с фотокамерой) . От фотокамеры стоимостью 20 000 $ осталась пыль. Потому как упала она с высоты 200 м.
300 g — это откровенное враньё. Получается, что Винчестер шарахнули о земь с высоты в 3 км. Но не дали ему разбиться в пыль, а в первые 2 мс (две сотые от секунды) увели его плавно от земли, и он остался жив.
С таким же успехом можно говорить что какого-нибудь человека переехал трамвай всего на 2 мс. Ему оторвало голову и растёрло по рельсам, но он остался жив, т. к. его успели убрать из-под трамвая. Т. е. его на самом деле трамвай, вроде как и не переехал. Просто его выдернули из-под трамвая вовремя.
Это самая обыкновенная чушь.
то что написал ты это по счет физики, типа если он упадет и так далее. А вот реальные нагрузки это качать и раздавать utorrent'om на скорости 100 Мбит/сек. 24 часа 365 дней в году. Вот это нагрузки
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.
Жёсткий диск Western Digital
Жёсткий диск Western Digital
Western Digital
Мне не удалось найти какой либо информации о применяемых в винчестерах данной компании специальных технологиях защиты от ударов. Но, судя по техническим данным винчестеров, этих технологий возможно и не было. Ряд моделей запущенных в производство совсем недавно, имеют повышенную ударостойкость на уровне 150-200 G. Остальные модели на уровне 60-70 G. Поэтому также требуют очень нежного обращения.
Существующие на настоящий момент накопители серий DeskStar и UltraStar емкостью свыше 3.5 Gb имеют удароустойчивость на уровне 175 G в нерабочем состоянии. Модели этих серий с емкостью ниже 3.5 Gb имеют меньшие возможности выдержать внешние ударные воздействия. Модели винчестеров для мобильных компьютеров серии TravelStar от 2.2 Gb и выше обладают очень неплохими показателями и способны переносить до 400-500G в нерабочем состоянии и до 150 G в рабочем. Недавно анонсированные новые модели винчестеров UltraStar 36, 72 будут производится с использованием технологии Active Damping, которая позволит эксплуатировать эти винчестеры в условиях с повышенным уровнем вибрации.
Samsung
В первом квартале 2000 года компания Samsung представит в России две новые модели винчестеров серии SpinPoint: V9100 и V10200. Cовместное использование в этих моделях двух собственных технологий защиты от ударов ImpacGuard (ТМ) и Shock Skin Bumper (ТМ) позволит обеспечивать защиту от ударных воздействий с уровнем до 250G в нерабочем состоянии. Более ранние модели SpinPoint серий V6800, V4300, V4, V3, V3A, V3200 имеют показатели 75G для длительности воздействия в 11 ms (или 200G Ref. для длительности в 2ms). Несколько выпадает из этого ряда модели серии W2100, у которой эти показатели ниже.
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.
Решение
Одним из возможных решений проблемы может явиться осторожность и квалифицированность людей обращающихся с накопителями. Но таким способом проблему решить тяжело, т. к. даже за рубежом, более 30% жестких дисков устанавливаются в компьютеры не подготовленным персоналом вне фирм производителей компьютеров. В России этот процент гораздо выше. Более того, очень много случаев, когда ударные воздействия являются следствием случайности, а не халатности.
Таким образом, решение данной проблемы должно реализовываться через повышение ударной стойкости самого накопителя. В последнее время производителя накопителей разработали целый ряд недорогих и эффективных технологических решений по повышению ударной стойкости и надежности продукции и к нашему счастью, теперь это решение не ограничивается надписью «Handle with care!» на корпусе.
Посмотрим, что же предлагают нам основные производители.
Seagate
Технология GFP
Технология GFP (G-force protection) компании Seagate объединяет в себе ряд технологических решений направленных на улучшение нерабочей ударостойкости носителей. Эта технология обеспечивает большую степень защиты таких компонентов жестких дисков как: двигатель и подшипник вращения дисков, головки, гибкие держатели головок и диски.
Уменьшив массу и размеры головок, а так же увеличив величину клиренса между держателем и диском, инженеры компании заметно уменьшили кинетическую энергию этих компонентов приобретаемую ими в процессе удара. А значит, у головок становится меньше шансов произвести шлепок по диску в момент внешнего воздействия. Seagate также уделила внимание защите и прочности подшипников вращения дисков и узлу крепления дисков в пакете.
Дефекты возникающие в подшипнике (см. рис. 6) ведут к повышенной шумности и вибрациям винчестера, что к конечном итоге может привести к отказу двигателя.
Проскальзывание дисков в узле крепления происходит достаточно редко, но даже если это и происходило в результате удара, то жесткие диски семейства Barracuda и Cheetah всегда имели способность работать с проскользнувшим диском благодаря встроенной системе коррекции головок на каждый оборот диска (once per revolution compensation — OPR). Сервосистема диска использует OPR для определения величины, на сколько сдвинут диск от своего первоначального положения, и в соответствии с этим корректирует положение головок, так чтобы положение головки соответствовало записанной на диск дорожке. В технологии GPS применена улучшенная система OPR, что вдвое увеличивает способность сервосистемы обслуживать сдвинутые диски.
Технология GPS будет применена на новейших высокопроизводительных накопителях Seagate Barracuda 18LP/36/50 и Cheetah 18LP/36. В целом применение GPS позволит, по мнению производителя, увеличить сопротивляемость ударным воздействиям на 30% для дисков Barracuda и на 40% для семейства Cheetah.
Методология
К сожалению, SYSmark 2007 Preview вышел уже давно и хотя он регулярно патчился производителем (мы здесь используем версию 1.06 за июль 2009 г.), в своей основе содержит приложения отнюдь не самые свежие, образца примерно 2005 г. Но сами-то мы всегда ли «юзаем» самые последние версии программ? Многие, например, еще на Windows XP себя очень даже комфортно чувствуют (и даже тестируют новое железо под ней!), уже не говоря о том, что не воодушевлены многосотдолларовой «гонкой офисных вооружений», по сути, навязываемой нам одной небезызвестной редмонтской компанией. Таким образом, можно считать, что SYSmark 2007 до сих пор актуален для «среднестатистического» пользователя ПК, тем более что мы здесь запускаем его на последней ОС — Windows 7 Ultimate x64. Ну а компании BAPCo нам остается пожелать поскорее преодолеть последствия финансового кризиса в ИТ-индустрии и выпустить новую версию SYSmark на базе приложений образца 2010-2011 гг.
По результатам тестов SYSmark 2007 Preview в целом и по его подтестам E-Learning, VideoCreation, Productivity и 3D, которые мы в данном случае провели для двух современных системных конфигураций ПК (на базе процессоров Intel Core i7 и i3) и пяти «реперных» накопителей разной «дисковой» производительности (то есть всего 10 протестированных систем), мы в этой статье сделаем выводы о том, как сильно тот или иной диск будет влиять на комфортность работы пользователя с ПК, то есть как сильно изменится среднее время реакции компьютера на действия активного пользователя.
Но одним SYSmark мы, конечно же, не ограничимся. Помимо проверки «дискозависимости» некоторых отдельных приложений, тестов и комплексных бенчмарков, мы «присовокупим» к оценкам влияния диска на общесистемную производительность показатели системных тестов более ли менее современного пакета Futuremark PCMark Vantage. Хотя подход PCMark и более синтетический, нежели у SYSmark, тем не менее, он в различных паттернах также измеряет скорость работы «целиком» компьютера в типичных пользовательских задачах, причем при этом учитывается и производительность дисковой подсистемы (о детальном устройстве PCMark Vantage тоже написано предостаточно, поэтому вдаваться в подробности здесь не станем). Попробовали мы привлечь и новенький (этого года) интеловский тест (HDxPRT 2010). Он отчасти напоминает по подходу SYSmark, но применительно к работе с мультимедийным контентом, хотя и оценивает не среднее время реакции пользователя, а общее время выполнения того или иного комплексного сценария. Однако дискозависимость этого теста оказалась самой минимальной (почти отсутствующей) и совершенно непоказательной, поэтому «прогнали» мы этот длительный бенчмарк не для всех конфигураций, и его результаты в этой статье не демонстрируем.
Быстродействие собственно накопителей
Прежде чем перейти к результатам нашего исследования дискозависимости системной производительности, кинем краткий взгляд на быстродействие самих накопителей, которое мы оценивали нашим традиционным способом — при помощи профильных дисковых бенчмарков. Средняя скорость случайного доступа к этим дискам показана на следующей диаграмме.
Понятно, что SSD вне досягаемости с типичными для себя 0,09 мс, десктопный «семитысячник» чуть шустрее шевелит «усами», чем ноутбучные «семитысячники», хотя, например, модель Hitachi 7K100 по среднему времени доступа может посоперничать с рядом 3,5-дюймовых «семитысячников» прошлых лет, имеющих сходную емкость и скорость линейного доступа. Последняя для наших реперных дисков приведена на следующей диаграмме.
«Пятитысячник» от Toshiba по этому параметру чуть быстрее, чем «семитысячник» Hitachi 7K100, однако уступает последнему по времени случайного доступа. Посмотрим, что окажется важнее для типичной работы десктопа и есть ли реальная разница от применения этих дисков, по сути, разных классов.
В качестве любопытной информации попутно приведем показатель, которым Windows 7 встроенным «в себя» бенчмарком оценивает полезность того или иного реперного накопителя.
Подчеркнем, что для обеих тестовых систем Windows 7 оценила видеоускоритель HD 5770 на 7,4 балла (по графике и игровой графике), а процессор и память получили оценки, соответственно, 7,6 и 7,9 для старшей и 6,9 и 7,3 для младшей из наших тестовых систем. Таким образом, диски — это самое слабое звено данных систем (по «мнению» Windows 7). Тем более заметным, по идее, должно быть их влияние на общесистемную производительность ПК.
Последней в этом параграфе будет диаграмма с результатами сугубо дисковых тестов PCMark Vantage, показывающая типичную диспозицию выбранных накопителей в традиционных обзорах жестких дисков, где подобными тестами оперируют обозреватели для вынесения своего сурового вердикта.
Более чем пятикратное преимущество SSD над НЖМД в этом конкретном бенчмарке (PCMark Vantage, HDD Score) — эти типичное положение на данный момент (впрочем, в ряде других десктопных бенчмарков разрыв все же поменьше). К слову, обратите внимание, что результаты дисковых тестов крайне слабо зависят от системной конфигурации — они примерно одинаковы для процессоров, в 10 раз отличающихся друг от друга по цене, а также в пределах погрешности одинаковы для x64- и x86-случаев. Кроме этого, отметим, что старший из выбранных нами НЖМД опережает младший по «чисто дисковой» производительности примерно вдвое. Посмотрим, как этот разрыв в 5-10 раз по дисковым бенчмаркам скажется на реальной работе ПК.
Результаты общесистемных тестов
Для начала — диаграмма с итоговым рейтингом всех 10 систем в тесте SYSmark 2007.
Как и «предрекал» нам индекс Windows 7, нет никакой практической разницы между системами с двумя младшими из выбранных нами реперных дисков, хотя это и диски разных классов (7200 и 5400 об/мин). Интересно и то, что производительные модели SATA-семитысячников форм-факторов 3,5 и 2,5 дюйма, причем различающиеся между собой вдвое по емкости (читай — на старшем примерно вдвое меньше перемещаются головки при выполнении одного и того же общесистемного теста), почти в полтора раза — по скорости линейно доступа и заметно — по скорости случайного доступа, так вот эти две модели в реальных ПК ведут себя практически одинаково, то есть вы при всем желании на своих «человеческих» ощущениях не почувствуете между такими системами никакой разницы в комфорте при типичной работе с приложениями. Зато после апгрейда на один из них с одной из наших младших реперных дисковых подсистем прибавка в среднем составит около 15% (напомним, что по чисто дисковой производительности они различаются примерно вдвое!). Это вполне актуальная ситуация и для ноутбука (замена устаревшего пятитысячника на емкий топовый семитысячник), и для десктопа (апгрейд старого семитысячника на новый терабайтник).
Но 15% — это много или мало? Автору этих строк думается, что это, на самом деле, очень мало! Фактически, это почти предел нашей дифференциации по ощущениям (≈1 дБ). Мы, как биологические индивиды, явно ощущаем разницу во времени протекания процессов (и воспринимаем разницу в других «аналоговых» величинах), если эта разница составляет хотя бы процентов 30-40 (это примерно соответствует 3 дБ логарифмической шкалы восприятия нами различных внешних раздражителей). В противном случае нам, в общем-то, все равно. :) А еще лучше, если разница по времени между процессами будет двукратная (6 дБ). Тогда мы точно скажем, что система/процесс явно ускорился. Но это, увы, далеко не случай показанной выше диаграммы с SYSmark 2007. Таким образом, если после апгрейда НЖМД вы не будете специально сидеть с секундомером в руке или гонять специализированные дисковые бенчмарки, то о прибавке комфортности своей работы вы вряд ли узнаете!
Чуть иной случай — с апгрейдом НЖМД на SSD. Тут уже в рамках старшей модели ноутбука, например, прибавка средней общесистемной производительности составит около 30%. Да, мы сможем это почувствовать. Но вряд ли при этом скажем, что система стала «летать». Даже в случае топового настольного ПК применение SSD вместо одного НЖМД даст нам лишь 20-40% уменьшения среднего времени реакции ПК на действия пользователя (это при 5-10-кратной разнице в скорости самих дисков!). Я отнюдь не хочу сказать, что на отдельных частных задачах, связанных с активным использованием диска, вы не скажете «вау!». Но в целом ситуация будет отнюдь не столько радужная, как порой описывается тестерами жестких дисков. Причем, применять SSD в слабеньких ПК, как мы видим из этой диаграммы, вряд ли очень целесообразно — средняя прибавка комфортности работы будет на уровне порога индивидуальной различимости. А наибольший эффект от SSD вы почувствуете в мощных ПК.
Впрочем, не все так уж грустно! Например, анализируя положение в разных паттернах SYSmark 2007, можно прийти к следующим выводам. Так, при выполнении задач определенного профиля (в данном случае, работа с 3D и сценарий E-Learning) действительно почти нет разницы, каким диском вы при этом пользуетесь (разница между нашим старшим и младшим реперами составляет «неразличимые» нами 5-15%). И здесь совсем нет смысла тратиться на новый быстрый диск! Однако с другой стороны, на ряде задач (в частности, сценарий VideoCreation, активно использующий редактирование видео и аудио) вы все же сможете почувствовать «ветерок в ушах»: для мощного десктопа сокращение среднего времени реакции ПК на действия пользователя от применения SSD может достигнуть заветных 2 раз (см. диаграмму ниже), да и для менее мощной десктопной системы, а также топового ноутбука польза от применения SSD в сценариях VideoCreation и Productivity совершенно очевидна (в VideoCreation, к слову, и топовые НЖМД ведут себя очень даже достойно). Таким образом, мы в очередной приходим к навязшему на зубах постулату: универсальных решений не существует, и конфигурацию своего ПК надо подбирать, руководствуясь тем, какие конкретные задачи вы на нем собираетесь решать.
Глупо отрицать очевидное — согласно методике оценки теста PCMark Vantage, преимущество систем с SSD неоспоримо и порой более чем двукратно по сравнению с младшими из наших реперных НЖМД (но все же не 10-кратно). А разница между быстрыми десктопным и ноутбучным винчестерами и здесь не так уж очевидна. И уж всяко неразличима в «реальности, данной нам», как известно, «в ощущениях». Оптимально в данном случае ориентироваться на «верхний» блок «PCMark» на этих диаграммах, показывающий «главный» индекс общесистемной производительности этого бенчмарка.
Да, можно спорить, что это в определенном смысле «синтетика», куда менее реалистичная, чем имитация работы пользователя в тестах типа SYSmark. Однако паттерны PCMark Vantage учитывают много таких нюансов, которые пока что отсутствуют в SYSmark. Поэтому тоже имеют право на жизнь. А истина, как известно «где-то рядом» (и этот перевод, как известно, неточен). :)
Методология
К сожалению, SYSmark 2007 Preview вышел уже давно и хотя он регулярно патчился производителем (мы здесь используем версию 1.06 за июль 2009 г.), в своей основе содержит приложения отнюдь не самые свежие, образца примерно 2005 г. Но сами-то мы всегда ли «юзаем» самые последние версии программ? Многие, например, еще на Windows XP себя очень даже комфортно чувствуют (и даже тестируют новое железо под ней!), уже не говоря о том, что не воодушевлены многосотдолларовой «гонкой офисных вооружений», по сути, навязываемой нам одной небезызвестной редмонтской компанией. Таким образом, можно считать, что SYSmark 2007 до сих пор актуален для «среднестатистического» пользователя ПК, тем более что мы здесь запускаем его на последней ОС — Windows 7 Ultimate x64. Ну а компании BAPCo нам остается пожелать поскорее преодолеть последствия финансового кризиса в ИТ-индустрии и выпустить новую версию SYSmark на базе приложений образца 2010-2011 гг.
По результатам тестов SYSmark 2007 Preview в целом и по его подтестам E-Learning, VideoCreation, Productivity и 3D, которые мы в данном случае провели для двух современных системных конфигураций ПК (на базе процессоров Intel Core i7 и i3) и пяти «реперных» накопителей разной «дисковой» производительности (то есть всего 10 протестированных систем), мы в этой статье сделаем выводы о том, как сильно тот или иной диск будет влиять на комфортность работы пользователя с ПК, то есть как сильно изменится среднее время реакции компьютера на действия активного пользователя.
Но одним SYSmark мы, конечно же, не ограничимся. Помимо проверки «дискозависимости» некоторых отдельных приложений, тестов и комплексных бенчмарков, мы «присовокупим» к оценкам влияния диска на общесистемную производительность показатели системных тестов более ли менее современного пакета Futuremark PCMark Vantage. Хотя подход PCMark и более синтетический, нежели у SYSmark, тем не менее, он в различных паттернах также измеряет скорость работы «целиком» компьютера в типичных пользовательских задачах, причем при этом учитывается и производительность дисковой подсистемы (о детальном устройстве PCMark Vantage тоже написано предостаточно, поэтому вдаваться в подробности здесь не станем). Попробовали мы привлечь и новенький (этого года) интеловский тест (HDxPRT 2010). Он отчасти напоминает по подходу SYSmark, но применительно к работе с мультимедийным контентом, хотя и оценивает не среднее время реакции пользователя, а общее время выполнения того или иного комплексного сценария. Однако дискозависимость этого теста оказалась самой минимальной (почти отсутствующей) и совершенно непоказательной, поэтому «прогнали» мы этот длительный бенчмарк не для всех конфигураций, и его результаты в этой статье не демонстрируем.
Заключение
Наше первое исследование дискозависимости общесистемной производительности современных ПК топового и среднего уровней на примере десятка реперных конфигураций показало, что в большинстве традиционных задач простой пользователь вряд ли почувствует (по своим ощущениям от работы компьютера) большую разницу от применения более быстрого или более медленного диска из тех, что сейчас представлены на рынке или продавались не так давно. В большинстве задач, не связанных напрямую с постоянной активной работой с диском (копирование, запись и чтение большого объема файлов на предельной скорости), дискозависимость системной производительности либо отсутствует вовсе, либо не настолько велика, чтобы мы ее реально почувствовали (ощутили) по уменьшению среднего времени отклика системы на наши действия. С другой стороны, безусловно, существует немало задач (например, обработка видео, профессиональная работа с фото и пр.), в которых дискозависимость заметна. И в этом случае применение высокопроизводительных дисков и, в частности, SSD, способно положительно повлиять на наши ощущения от работы ПК. Но шустрый диск и SSD — это не панацея. Если ваш компьютер работает недостаточно быстро, то к апгрейду имеет смысл подходить строго в соответствии с теми задачами, которые при помощи этого ПК предполагается решать. Чтобы вдруг не испытать разочарования от потраченных без реальной пользы денег.
Отказы, возникающие при эксплуатации носителей информации на жестких дисках, могут быть вызваны очень многими причинами, в том числе и производственными дефектами. В данной статье мы рассмотрим природу отказов, вызванных внешними механическими воздействиями на жесткий диск (удары, сотрясения, толчки, т. к. именно они являются «невидимыми» провокаторами гибели винчестера в 53% случаев), а также технологии, реализуемые в последних модификациях жестких дисков с целью значительного повышения устойчивости носителей к указанным воздействиям.
Любой отказ или неисправность в накопителе может обернуться частичной или полной потерей очень важной и порой бесценной информации. В виду того, что значительная доля неисправностей в накопителях является следствием непредусмотренных спецификациями механических воздействий на них, в настоящее время особое внимание стало уделяться защите HDD от ударов и толчков.
Тестовые конфигурации
Для первых опытов мы выбрали две базовые системные конфигурации десктопов. Первая из них основана на одном из самых производительных «настольных» процессоров Intel Core i7-975, а вторая — на младшем (на момент написания статьи) десктопном процессоре из линейки Intel Core i3 — модели i3-530 ценой чуть выше 100 долларов. Таким образом, мы проверим влияние скорости дисковой подсистемы как для топового ПК, так и для недорогого современного десктопа. Производительность последнего, кстати, вполне сравнима с таковой для современных топовых ноутбуков, поэтому мы заодно с «двумя зайцами» «убиваем» и третьего. :) Конкретные конфигурации выглядели так:
- процессор Intel Core i7-975 (HT и Turbo Boost активированы);
- материнская плата ASUS P6T на чипсете Intel X58 с ICH10R;
- 6 Гбайт трехканальной памяти DDR3-1333 (тайминги 7-7-7);
- видеоускоритель AMD Radeon HD 5770.
- процессор Intel Core i3-530 (2 ядра + НТ, 2,93 ГГц);
- материнская плата Biostar TH55XE (чипсет Intel H55);
- 4 Гбайт двухканальной памяти DDR3-1333 (тайминги 7-7-7);
- видеоускоритель AMD Radeon HD 5770.
- типичный SATA SSD на MLC-памяти (≈250 Мбайт/с на чтение, ≈200 Мбайт/с на запись);
- типичный 3,5-дюймовый SATA-«семитысячник» на 1 Тбайт (≈150 Мбайт/с на чтение/запись);
- быстрый 2,5-дюймовый SATA-«семитысячник» на 500 Гбайт (≈100 Мбайт/с на чтение/запись);
- SATA-«семитысячник» малой емкости со скоростью чтения/записи в районе 50 Мбайт/с;
- ноутбучный SATA-«пятитысячник» со скоростью чтения/записи в районе 50 Мбайт/с.
- Patriot TorqX PFZ128GS25SSD (IDX MLC SSD 128 Гбайт);
- Hitachi Deskstar 7K1000.C HDS721010CLA332 (1 Тбайт);
- Seagate Momentus 7200.4 ST950042AS (500 Гбайт);
- Hitachi Travelstar 7K100 HTS721010G9SA00 (100 Гбайт);
- Toshiba MK1246GSX (5400 об/мин, 120 Гбайт).
Подчеркнем, что наши тестовые конфигурации не нацелены на оценку влияния данных конкретных (примененных нами в этих тестах) моделей жестких дисков, но эти конфигурации фактически представляют «интересы» не только тех или иных десктопов, но также (опосредованно) медиацентров, мини-ПК и мощных ноутбуков. И пусть использованная нами модель видеокарты вас не смущает — подавляющее большинство из демонстрируемых нами здесь результатов бенчмарков несущественно зависит (или вовсе не зависит) от производительности видеоускорителя.
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.
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.
Maxtor
Maxtor тоже не осталась в стороне, и разработала свою собственную технологию, получившую название ShockBlock. Первой моделью накопителя с этой технологией, стала модель DiamondMax Plus 5120. Как и в технологиях конкурентов, проблема шлепка головки решается в ней за счет уменьшения физических размеров и массы головки. Но здесь Maxtor, добавила еще одно решение. Все мы знаем, что в нерабочем состоянии головки винчестера размещаются в так называемой landing zone, в зоне, куда запись информации никогда не производится. Поэтому, укрепив покрытие магнитного диска в landing zone, компания заметно уменьшила вероятность появления мелких частиц и осколков в случае, когда головка все же ударялась о диск накопителя в отключенном состоянии.
Дальнейшим развитием этой технологии стала технология ShockBlock Enhanced. Теперь Maxtor утверждает, что ее технология позволяет накопителям ее производства противостоять ударам с уровнем до 1000 G!. Первым накопителем произведенным с этой технологией стал DiamondMax 6800. Чем же достигнута такая высокая ударостойкость. По мнению Maxtor, делая держатели головок более гибкими, производители не только не снижают силу шлепка головки о диск, а даже увеличивают его, так как эффект «хлыста», только усиливает удар. Maxtor наоборот сделала держатели гораздо более упругими в своих новых накопителях. Неизбежно, увеличив упругость держателя, компании пришлось дополнительно решать вопрос обеспечения прежнего «парения» головок над диском во время его вращения. И видимо ей это удалось. Более того, компания пошла дальше. Справедлив рассудив, что пагубным эффектом является не столько сам шлепок, а его последствия (частицы и осколки на диске), то нужно сделать так чтобы даже после шлепка появление осколков было мене вероятным. Посмотрите на рисунок. Головка, опускаясь после удара, всегда бьет о диск своей кромкой. Вероятность повредить диск — очень велика.
Поэтому компания изменила конструкцию крепления головки к держателю таким образом, что бы даже во время шлепка, головка ударялась о диск равномерно всей поверхностью. Это в несколько раз уменьшает вероятность появления осколков и частиц после удара головки.
Читайте также: