...
...

Что означают эти цифры?

Собрав в таблицу основные (с точки зрения осознанного выбора) характеристики винчестеров, встречающихся на нашем рынке, нельзя не рассказать о тех цифрах, которые вы в ней увидите.

Даже самый примитивный подход к выбору жесткого диска требует сравнения разных моделей - пусть только по емкости. Однако в последние годы роль дисковой памяти значительно возросла, так как она стала основным хранилищем данных не только когда машина выключена, но и непосредственно во время работы с ними. Такова архитектура современных многозадачных операционных систем.

А если к этому добавить, что компьютерной индустрии удается добиться гораздо большего прогресса в быстродействии процессоров, чем памяти (и не только дисковой, но и оперативной), то становится очевидным, что скорость работы жестких дисков очень существенно влияет на общую производительность системы. А потому не обойтись без более детального знакомства с их характеристиками.

Конечно, пользователю нет нужды подробно разбираться абсолютно во всех параметрах накопителей, но некоторые из них он должен понимать и учитывать, если хочет получить от компьютера максимум того, на что тот способен.

Компания-производитель 

На нашем рынке представлены все основные компании, занимающиеся производством накопителей на жестких дисках и разработкой передовых технологий в этой области. Некоторые из них предлагают богатый ассортимент винчестеров, другие на чем-то специализируются, но все они обеспечивают достаточный уровень качества и производительности.

Среди представленных наибольший авторитет у Seagate, Quantum, Western Digital и IDM, так как именно эти компании стоят у истоков новейших технологий и решений. Однако чуть раньше или чуть позже, но последние достижения появляются в изделиях всех фирм. Причем спешка не всегда уместна. Из новых имен заслуживает внимания южнокорейская Samsung, масштабный прорыв которой на рынок винчестеров для многих стал неожиданностью.

Емкость 

На этот параметр при покупке обращают внимание в первую очередь. Не всегда, на мой взгляд, оправданно. Зачем, скажите, ограничивать выбор винчестерами только на 2.1 гигабайта, если за те же деньги вам сегодня предлагают накопители емкостью в полтора раза больше? Так что исходить следует из минимально допустимой емкости и желаемой цены, а верхний предел ограничивать нет смысла.

При оценке емкости винчестеров непременно надо учитывать, что, по мнению их производителей, в мегабайт входит ровно миллион байт, а в гигабайт - миллиард байт, то есть 1 Гбайт = 1,000,000,000 байт.

С этим не согласны программисты, в том числе из Microsoft. Они уверены, что в мегабайте 1,024 килобайта, а в гигабайте 1,024 мегабайта. Иными словами, 1 Гбайт = 2 20 байт = 1,073,741,824 байт Как видите, налицо разбежка в 7 процентов.

Для винчестеров обычно указывается форматированная емкость при 512-байтных секторах, но реальная вместимость диска зависит еще от размера кластера, то есть от операционной системы и выбранной вами схемы его разбиения на логические тома.

Форм-фактор 

Интересует пользователей персональных компьютеров гораздо меньше. Для них все диски - 3.5-дюймовые. Но обладатели ноутбуков, если, конечно, захотят поменять винчестер, должны проверить, поместится ли новый в отведенном для него отсеке. При этом обязательно надо учесть не только ширину, но и высоту и длину дисковода.

Подобные проблемы касаются и сетевых администраторов. Выбирая диски для файлового сервера, они обязаны видеть перспективы развития в ближайшие годы и иметь в виду, что корпус сервера не резиновый. Дисков высотой в 1 дюйм в него обычно можно поставить больше, чем 1.6-дюймовых. Соответственно получив большую емкость дисковой подсистемы или организовав массив RAID более высокого уровня.

Интерфейс 

Это тема для очень длинного разговора. Обсудить основные на сегодня интерфейсы я планирую в следующем номере "КГ", а пока можно ограничиться простейшими рекомендациями.

Для настольных машин предпочтительно покупать винчестеры с интерфейсами семейства АТА. Это обусловлено тем, что во всех компьютерах на материнской плате уже есть соответствующий контроллер и дисковая подсистема обойдется дешевле. При желании получить большую скорость передачи данных между компьютером и жестким диском можно выбрать интерфейс Ultra АТА, но тогда надо учитывать, что не все материнские платы его поддерживают. К тому же диски к ним появились совсем недавно, и пока выигрыш в скорости не очевиден.

Для рабочих станций, равно как и для высокопроизводительных компьютеров РС и серверов, стоит потратить больше денег и купить диск с интерфейсом SCSI и соответствующий контроллер. Преимущества дисков SCSI лучше проявляются в многопользовательских и многозадачных системах при одновременной интенсивной работе с диском нескольких приложений. Для обычных настольных персоналок они не заметны.

Контроллер лучше приобретать отдельно, даже если у вас уже есть SCSI-адаптер от сканера. Обычно сканеры комплектуют более примитивными и дешевыми платами, не способными поддержать максимальную производительность винчестера.

Скорость передачи данных 

Следует понимать, что в дисковой подсистеме есть два участка передачи данных, не очень связанных между собой. Во-первых, это участок между компьютером (процессором и памятью) и накопителем на жестких дисках. За этот участок отвечает контроллер интерфейса АТА или SCSI, он и определяет скорость передачи данных между системой и встроенным буфером накопителя. Во-вторых, это участок между буфером винчестера и его головками. Тут все под контролем электроники самого дисковода - это его канал записи-чтения.

Внутренняя скорость передачи измеряется обычно в мегабитах в секунду и определяет, насколько быстро способен винчестер заполнять свой буфер. Данная величина точнее других отражает производительность винчестера при чтении больших массивов последовательно записанных данных (например, графических и мультимедийных файлов).

Внешняя скорость описывает передачу данных из буфера винчестера в оперативную память компьютера и определяется типом его интерфейса. На сегодня для ATA она составляет 16.6 мегабайта в секунду, для Ultra ATA - до 33.3 мегабайта в секунду, для 16-разрядного Ultra SCSI - 40 мегабайт в секунду, а новейший Ultra-2 SCSI поддерживает внешнюю скорость до 80 мегабайт в секунду, приближаясь к самому скоростному оптоволоконному интерфейсу Fiber Channel, который передает данные со скоростью до 100 мегабайт в секунду на каждый из двух портов.

Внешняя скорость актуальна при считывании небольших порций данных, которые винчестер умудряется загодя поместить в свой буфер. Это наблюдается при работе с текстами и вообще больше характерно для офисных приложений.

Перевести приблизительно внутреннюю скорость в мегабайты в секунду можно, разделив ее на 10.

Емкость буфера 

Встроенный в накопитель буфер выполняет функцию упреждающего кэширования и призван сгладить громадную разницу в быстродействии между дисковой и оперативной памятью компьютера. Как он работает, вы можете прочитать в этом номере в статье "Кэширование данных: путь к повышению производительности".

Попытаюсь сформулировать общие требования к емкости буфера как можно короче, не вдаваясь в подробности его организации.

Для настольных и мобильных компьютеров общего назначения, включая офисные, достаточно буфера в 128 килобайт. Если вам приходится в основном работать с мультимедиа и графикой и вы практически не используете многозадачные возможности компьютера, обратите внимание на винчестеры с буфером в 256 килобайт. Жесткие диски для многозадачных и мощных графических рабочих станций нуждаются в жестких дисках с буфером в 512 килобайт, а для серверов лучше использовать диски с буфером от 512 килобайт и выше.

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 сетевых и Web-серверах.

Временные характеристики 

Скорость работы механики винчестера характеризуется временем, которое она затрачивает на ту или иную работу. (Скорость передачи данных описывает скорость работы в основном электронной начинки дисковода.) Таких характеристик множество - для каждого перемещения головок, для внешних и внутренних дорожек и т.п. Обычно производители указывают средние величины.

Наиболее общий параметр - среднее время поиска (average seek time). Оно характеризует быстродействие механики винчестера при считывании или записи небольших блоков данных, произвольно размещенных на поверхности пластин. Такой режим работы характерен для баз данных с большим количеством записей, а также для сетевых серверов.

Если говорить о рабочих станциях, на которых выполняются графические работы и идет обмен между памятью и диском большими файлами, то в этом случае возрастает роль других временных характеристик.

Время перехода на соседний трек (track-to-track seek time) определяет, сколько времени потребуется головке на переход к очередному треку после полной записи или считывания предыдущего. После позиционирования головок винчестер должен подождать, пока под его головки попадет требуемый сектор (например, начальный), то есть пока повернутся его пластины. В среднем принято считать, что им придется совершить половину полного оборота, поэтому среднее время ожидания (average latency time) и вычисляется исходя из скорости вращения пластин. Таким образом, для оценки затрат времени при последовательной записи или чтении больших объемов информации надо сложить время ожидания и время перехода на соседний трек.

Скорость вращения пластин 

Это очень важный параметр. От него зависит не только среднее время ожидания, но и внутренняя скорость передачи данных. Дело в том, что плотность записи у всех современных винчестеров примерно одинакова и составляет (для 3.5-дюймовых) порядка 1.4 - 1.7 гигабайта на пластину. Кроме того, за один оборот пластины электроника современного винчестера успевает полностью прочитать или записать его дорожку. Следовательно, при большей скорости вращения пластин достигается и более высокая скорость считывания и записи информации.

С другой стороны, более высокая скорость вращения предъявляет повышенные требования к механике. При увеличении плотности записи сигнал, считываемый головками, ослабевает и приходится применять более совершенные (и сложные) схемы кодирования и каналов чтения, такие как PRML. Задача обеспечения надежности работы механики и безошибочности записи/чтения данных усложняется, поэтому не всем компаниям удается строить накопители с высокой скоростью вращения, подобные Seagate Cheetah с 10,033 оборотами в минуту.

Для массовых винчестеров сегодня принята скорость вращения пластин в 4,500 оборотов в минуту. В рабочих станциях и мультимедийных компьютерах предпочтительно использовать жесткие диски на 5,400 оборотов в минуту, а для наиболее мощных станций и серверов лучше подойдут накопители со скоростью вращения от 7,200 оборотов в минуту и выше.

Средняя потребляемая мощность 

При сборке мощных настольных компьютеров теперь тоже приходится учитывать мощность, потребляемую его устройствами. Раньше эта проблема касалась в основном производителей портативных ноутбуков и серверов.

Процессоры класса Pentium с частотой свыше 200 мегагерц, а именно они уже составляют основу для массовых компьютеров, потребляют дикую мощность. К обычному набору дисковой периферии добавились CD-ROM и магнитооптические накопители. В компьютеры все чаще устанавливаются сетевые адаптеры Ethernet, а звуковые платы стали общепринятым атрибутом. Увеличился в несколько раз средний объем оперативной памяти, а это такой же серьезный потребитель энергии, как и процессор.

Меньше всего прогресс в области производительности и мультимедиа сказался на корпусах и, соответственно, блоках питания компьютеров. Суммарная потребляемая мощность в обычных настольных компьютерах заметно возросла, а блоки по-прежнему рассчитаны на 200 Вт. Так что стоит посмотреть и на "прожорливость" винчестера.

Уровень шума Это, разумеется, эргономический показатель. Его в первую очередь следует учитывать, если вы беспокоитесь о своем здоровье. Только кажется, что персональные компьютеры работают бесшумно. На самом деле за день от них начинаешь глохнуть. Зайдите вечером, когда вокруг тишина, в пустую комнату и включите компьютер. Сразу почувствуете.

Винчестер - одно из самых шумных устройств в компьютере, так что стоит отдавать предпочтение более тихим моделям, если не хотите уставать понапрасну. К тому же по уровню шума можно косвенно судить о качестве приводов и механики в целом, а это уже касается вопросов надежности, долговечности и производительности.

Наработка на отказ Сколько времени способен проработать выбранный винчестер без сбоев, интересует любого покупателя. К сожалению, точные оценки надежности производителями не афишируются. Они приводят обычно наработку на отказ (MTBF) в часах работы, что является расчетной статистической величиной. К тому же производители используют для ее определения разные методики, поэтому сравнивать наработку на отказ, приводимую в спецификациях своих продуктов разными компаниями, нужно с особой осторожностью.

Я располагаю совершенно противоречивыми высказываниями о надежности винчестеров, полученными в доверительных беседах с инженерными работниками наших компьютерных фирм. Делиться с вами этой информацией не имеет смысла, так как мнения диаметрально противоположны и только вас запутают. Остается надеяться на репутацию компании-производителя и на собственное везение.

Роман Соболенко

© Компьютерная газета

полезные ссылки
IP камеры видеонаблюдения
Корпусные камеры видеонаблюдения