Что означает характеристика жесткого диска емкость. Основные характеристики жестких дисков

Основными характеристиками жестких дисков являются:

• Интерфейс (interface) - совокупность линий связи, сигналов, посылаемых по этим линиям, технических средств, поддерживающих эти линии, и правил (протокола) обмена. Серийно выпускаемые жесткие диски могут использовать интерфейсы ATA (он же IDE), SATA, SCSI, SAS, FireWire, USB, SDIO и Fibre Channel.
• Ёмкость (capacity) - количество данных, которые могут храниться накопителем. Ёмкость современных устройств достигает 2000 ГБ (2 ТБ). В отличие от принятой в информатике системе приставок, обозначающих кратную 1024 величину, производителями при обозначении ёмкости жёстких дисков используются величины, кратные 1000. Так, ёмкость жёсткого диска, маркированного как «200 ГБ, составляет 186,2 ГиБ.
• Физический размер (форм-фактор) (dimension). Почти все современные (2001-2008 года) накопители для персональных компьютеров и серверов имеют ширину либо 3,5, либо 2,5 дюйма - под размер стандартных креплений для них соответственно в настольных компьютерах и ноутбуках. Также получили распространение форматы 1,8 дюйма, 1,3 дюйма, 1 дюйм и 0,85 дюйма. Прекращено производство накопителей в форм-факторах 8 и 5,25 дюймов.
• Время произвольного доступа (random access time) - время, за которое винчестер гарантированно выполнит операцию чтения или записи на любом участке магнитного диска. Диапазон этого параметра невелик - от 2,5 до 16 мс. Как правило, минимальным временем обладают серверные диски (например, у Hitachi Ultrastar 15K147 - 3,7 мс), самым большим из актуальных - диски для портативных устройств (Seagate Momentus 5400.3 - 12,5).
• Скорость вращения шпинделя (англ. spindle speed) - количество оборотов шпинделя в минуту. От этого параметра в значительной степени зависят время доступа и средняя скорость передачи данных. В настоящее время выпускаются винчестеры со следующими стандартными скоростями вращения: 4200, 5400 и 7200 (ноутбуки), 5400, 7200 и 10 000 (персональные компьютеры), 10 000 и 15 000 об/мин (серверы и высокопроизводительные рабочие станции).
• Надёжность (reliability) - определяется как среднее время наработки на отказ (MTBF). Также подавляющее большинство современных дисков поддерживают технологию S.M.A.R.T..
• Количество операций ввода-вывода в секунду - у современных дисков это около 50 оп./с при произвольном доступе к накопителю и около 100 оп./сек при последовательном доступе.
• Потребление энергии - важный фактор для мобильных устройств.
• Уровень шума - шум, который производит механика накопителя при его работе. Указывается в децибелах. Тихими накопителями считаются устройства с уровнем шума около 26 дБ и ниже. Шум состоит из шума вращения шпинделя (в том числе аэродинамического) и шума позиционирования.
• Сопротивляемость ударам (G-shock rating) - сопротивляемость накопителя резким скачкам давления или ударам, измеряется в единицах допустимой перегрузки во включённом и выключенном состоянии.
• Скорость передачи данных (Transfer Rate) при последовательном доступе:

1. внутренняя зона диска: от 44,2 до 74,5 МБ/с;
2. внешняя зона диска: от 60,0 до 111,4 МБ/с.

• Объём буфера - буфером называется промежуточная память, предназначенная для сглаживания различий скорости чтения/записи и передачи по интерфейсу. В современных HDD он обычно варьируется от 8 до 32 МБ.

1. Протокол передачи данных . Есть винчестеры со следующими интерфейсами: IDЕ/SCSI/FC-AL/IEEE/USB . Пеpвые винчестеpы в PC XT имели интеpфейс ST412/ST506; так как он оpиентиpован на метод записи MFM , его часто называют MFM-интеpфейсом.

2. Среднее время доступа (Average Seek Time) - процесс позиционирования головки записи/чтения на нужное место HDD. Бывает время при чтении и время при записи . Состоит из:

времени перемещения головки с текущего трека на трек с нужным сектором (Track-to-Track Seek Time );

времени ожидания, пока диск повернется так, что нужный сектор окажется под головкой записи/чтения;

Время измеряется в милисекундах (мс) и сегодня составляет 3,6-11,5 мс.

3. Скорость вращения (Spindle Speed) шпинделя - это скорость, с которой вращаются диски. Измеряется в оборотах в минуту (rpm). Она влияет:

на скорость чтения с поверхности диска . Чем быстрее диск крутится, тем больше информации считывается за единицу времени;

на время доступа к нужной информации . Информация в HDD записывается по кольцевым дорожкам, а каждая дорожка разбита на сектора. Время поиска информации определяется временем выбора нужной дорожки (не зависит от скорости вращения диска) и временем, необходимым для того, чтобы диск провернулся так, чтобы под головкой оказался нужный сектор. Чем скорость вращения выше, тем меньше это время. Скорость вращения 3600 - 15000 об/мин.

Для увеличения плотности записи зазор между поверхностью диска и головкой необходимо уменьшить до минимума. В современных винчестерах эта задача решается с использованием аэродинамической подъемной силы, создаваемой потоком воздуха, который увлекает за собой вращающаяся рабочая поверхность диска. Для возникновения подъемной силы рабочим поверхностям головок придают специальную форму в виде крыла. Для того чтобы головка не «улетала» далеко от поверхности диска, она закрепляется на пружинящем поводке.

Поскольку величина подъемной силы определяется плотностью воздуха, которая зависит от атмосферного давления, то винчестеры общего применения имеют ограничения по максимальной высоте подъема над уровнем моря (приблизительно до 2000...3000 м).

В современных накопителях скорость вращения пакета дисков может достигать 15 000 об/мин. Однако высокие скорости вращения порождают проблемы, связанные с его балансировкой, гироскопическим эффектом и аэродинамикой головок. Во время работы головки ни в коем случае не должны механически соприкасаться с рабочими поверхностями – случайное касание поверхности практически всегда приводит к полному или частичному повреждению соответствующей дорожки рабочей поверхности и очень часто к обрыву самой головки.

4. Объём . Измеряется в гигабайтах (Gb). Hа самих HDD раньше писали емкость в миллионах байт и указывалась нефоpматиpованная емкость (pеальная - на 10-15% меньше). Бывает, что Bios"ы выдают емкость не в Gb, а Mb или даже в млн.байт. Сегодня в продаже - HDD емкостью 10-80Gb, максимальный объем дисков постоянно растет и пока равен 320Gb (MaXLine от Maxtor ).

5. Плотность записи . Измеряется в гигабайтах на пластину. Внутри HDD находится один или несколько дисков. Она влияет:

на скорость : чем больше плотность записи, тем больше информации помещается на одну дорожку, и, соответственно, больше скорость считывания этой информации при одинаковой скорости вращения диска;

на охлаждение : меньшее число пластин уменьшает тепловыделение (диск меньше греется).

До 5Gb на пластину - старые винчестеры; HDD в продаже - с плотностью записи 10Gb/пл.(устар.), 15Gb/пл., 20Gb/пл., 30Gb/пл.; максимальная плотность пока равна 125Gb/пл. (винчестеры от Seagate Technology ).

В большой степени максимальная плотность записи зависит от конструкции и характеристик головок записи/чтения. Раньше в винчестерах использовались магнитные головки , представляющие собой миниатюрные катушки индуктивности, намотанные на магнитный сердечник.

Позднее стали использовать тонкопленочные магнитные головки , а в современных винчестерах используются высокочувствительные магниторезистивные головки (MRH - Magneto-Resistive Heads) чтения (представляет собой резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от напряженности магнитного поля, причем амплитуда уже практически не зависит от скорости изменения поля. Это позволяет намного более надежно считывать информацию и диска и, как следствие, значительно повысить предельную плотность записи. MR-головки используются только для считывания; запись по-преждему выполняется индуктивными головками), конструктивно объединенные с тонкопленочными головками записи. Головки собираются в блок.

Информационная ёмкость

Ёмкость жёсткого диска является самым важным его параметром. Она определяет количество информации, которое может быть на него записано. Ёмкость измеряется в байтах и их кратных единицах: мегабайт, гигабайт. При этом производители используют приставки степени 1000, то есть 1 гигабайт ёмкости винчестера это ровно 1 миллион байт. Это противоречит компьютерной традиции использовать степени 1024, поэтому может вводить в заблуждение - диск, обозначенный как 100-гигабайтный отображается на компьютере как 93-гигабайтный (хотя правильнее его называть 93-гибибайтным).

Ёмкость винчестера определяется следующими параметрами:

§ Размер пластины - параметр, определяющийся как правило геометрическими размерами винчестера, обычно диаметр на 1-2 см меньше ширины.

§ Плотность записи на единицу площади - определяется технологией изготовления диска. Указывается обычно в гигабитах на квадратный дюйм или квадратный сантиметр. Обычно диски одной серии имеют одинаковую плотность записи.

§ Объём поверхности - параметр, зависящий от плотности записи и размера пластины.

§ Количество рабочих поверхностей - то же, что и количество физических головок. Зависит от конструктивного исполнения. В пределах серии используется для варьирования ёмкости.

Интерфейсы

Винчестеры могут иметь различные интерфейсы.

§ MFM и ESDI - практически вымерли, использовались на первых винчестерах.

§ IDE/ATA - долгое время держал абсолютное лидерство по распространённости вследствие простоты реализации и дешевизны. Обычный интерфейс для рабочих станций. Технически представляет собой частично выведенную 16-разрядную шину ISA. Развитие стандартов на IDE привело к постепенному увеличению скорости обмена на шине, а также появлению работы через ПДП (DMA) и некоторых других сервисных функций.

§ Serial ATA - разработан как замена IDE. Физически представляет собой две однонаправленные последовательные линии передачи данных. На программном уровне при работе в режиме совместимости во многом аналогичен IDE, в «родном» режиме предоставляет дополнительные возможности.

§ SCSI - универсальный интерфейс, к которому подключались не только винчестеры, но и многие другие устройства. Активно использовался в серверах. Несмотря на большее техническое совершенство по сравнению с IDE не стал распространён, так как относительно дорог. Может использоваться для внешних винчестеров.

§ SAS (Serial Attached SCSI) - последовательная версия SCSI.

§ USB - интерфейс, используемый внешними винчестерами. Для обмена используется протокол USB Mass Storage, универсальный для любых носителей ниформации.

§ FireWire - подобно USB, используется для внешних жёстких дисков.

§ Fibre Channel - высокоскоростной интерфейс для систем высокого класса.

Винчестеры, устанавливаемые во внешние контейнеры с интерфейсами USB, FireWire обычно имеют интерфейс IDE. При этом в контейнере содержится пребразователь интерфейса (переходник).

Быстродействие

Немаловажное значение имеют скоростные характеристики жёстких дисков:

§ Скорость вращения шпинделя (англ. rotational speed , spindle speed ) обычно измеряется в оборотах в минуту (об/мин, rpm). Она не даёт прямой информации о реальной скорости обмена, но позволяет различать более скоростные от менее. Стандартные скорости вращения: 4800, 5600, 7200, 9600, 10 000, 15 000 об/мин. Медленные обычно используются на ноутбуках и других мобильных устройствах, самые скоростные - в серверах.

§ Время доступа - количество времени, необходимое винчестеру от момента приёма команды до начала выдачи данных по интерфейсу. Обычно указывается среднее и максимальное время доступа.

§ Время позиционирования головок (англ. seek time ) - время за которое головки перемещаются и устанавливаются на трек с другого трека. Различают время позиционирования на соседний трек (track-to-track), среднее (average), максимальное (maximum).

§ Скорость передачи данных или пропускная способность - определяет производительность диска при передаче последовательно больших объёмов данных. Эта величина показывает установившуюся скорость передачи, когда головки диска уже на нужном треке и секторе.

§ Внутренняя скорость передачи данных - скорость передачи данных между контроллером и магнитными головками.

§ Внешняя скорость передачи данных - скорость передачи данных по внешнему интерфейсу.

Энергопотребление

Энергопотребление - немаловажный параметр, особенно в портативных системах. Он определяет необходимые характеристики источника питания и время, которое сможет проработать система от автономного источника питания. Различают энергопотребление в различных режимах:

§ Пиковое энергопотребление - предел энергопотребления, обычно достигается в момент включения и раскручивания дисков. Пиковое энергопотребления должен выдерживать блок питания. Как параметры пикового энергопотребления обычно указывается максимальный ток по шинам питания.

§ Энергопотребление активного режима определяется во время активной работы накопителя. Это предельное энергопотребление достигаемое продолжительное время. Следует иметь в виду, что практически вся энергия, потребляемая жёстким диском выделяется в виде тепла, следовательно энергопотребление рабочего режима определяет также необходимую интенсивность отвода тепла. Основная статья энергопотребления тут - сервопривод головок, мощность которого определяет быстродействие винчестера в случае произвольного доступа, и следовательно, быстрые винчестеры требуют значительного охлаждения.

§ Энергопотребление режима ожидания - во время простоя, когда диск готов выполнять команды.

§ Энергопотребление спящего режима - минимальное энергопотребление включённого винчестера, когда остановлен шпиндельный двигатель.

§ Среднее энергопотребление - интегральный параметр, показывающий, насколько долго сможет проработать диск от батарей.

Другие параметры

§ Надёжность. Стандартный показатель надёжности - среднее время безотказной работы или среднее время наработки на отказ.

§ Сопротивляемость механическому воздействию - вибро- и ударопрочность устройства. Сильно различается ударопрочность накопителя в рабочем и транспортировочном состоянии. В рабочем состоянии винчестеры весьма чувствительны к ударам и вибрации - максимальная перегрузка составляется всего несколько g.

§ Уровень шума - скорее эстетический параметр, нежели функциональный.

26.12.2013 0 8006

Жесткий диск - один из важнейших компонентов компьютера, поэтому к его выбору стоит подойти основательно, будь это рабочий компьютер для офиса или домашний. Если вы задумались о покупке качественного жесткого диска, то вам нужно знать следующее. Обязательными компонентами этого устройства являются гермоблок и электронная плата. Вся механическая часть, а также предусилитель находятся в гермоблоке, на плате скомпонованы все элементы управления и контроля. Шпиндель с несколькими дисками располагается в гермоблоке (обычно это 2-6 дисков, от их количества зависит объем накопителя, а также скорость чтения/записи цифровой информации на одном диске). По современным стандартам диски изготавливают из стекла, керамики, алюминия, а для увеличения износостойкости покрывают окисью хрома, раньше использовалась не столь эффективная окись железа. Под дисками располагается двигатель, спаренный со шпинделем, работать он начинает только при подаче электрического тока на диск.

Фирмы-производители жестких дисков

Ведущими игроками на рынке производства накопителей являются Samsung, Western Digital, Seagate. Продукты от фирмы Western Digital отличаются повышенным тепловыделением, тихой работой и невероятным быстродействием. Этот вариант подойдет тем, кто приоритетным считает скорость работы. Seagate хоть и не может порадовать потрясающими скоростями работы своих накопителей, зато жесткие диски этой фирмы в эксплуатации очень стабильны, имеют пониженное энергопотребление и тепловыделение. Середнячком, а может, золотой серединой выступает Samsung, продукты этой фирмы стоят немного дешевле вышеприведенных производителей и обладают средними характеристиками при стабильной работе.

Интерфейс

Интерфейс - это проводник между компьютером, устройствами и жестким диском, с помощью него происходит подключение устройств. Также от него зависит скорость передачи данных. Существуют следующие виды интерфейса жестких дисков: ATA, SATA,SAS, SCSI, eSATA. Рассмотрим их в порядке возрастания пропускной способности информации.

Первым идет уже отживающий свое, но все еще повсеместно встречающийся ATA (IDE). Так как интерфейс старый, то и пропускная способность у него невелика - всего 150 МБ/с. Имеет широкий шлейф, что делает его не совсем удобным в эксплуатации. Более современным и самым распространенным на данный момент интерфейсом жестких дисков является SATA, он имеет несколько вариантов исполнения, обозначающихся как SATA-1, -2, -3. Скорости, соответствующие вариантам: 1 - 150 Мбайт/с, 2 - 300 Мбайт/с, 3 - 600 Мб/c. Также существует вариант этого интерфейса, рассчитанный на внешние жесткие диски, отличающийся более надежным коннектором, так как внешний жесткий диск часто приходится отключать и включать, такая модификация интерфейса называется eSATA.

Есть варианты интерфейсов с пропускной способность в 640 МБ/с - SCSI и 12 Гбит/с - SAS, но такие решения являются серверными и нецелесообразны для офисных и домашних компьютеров, так как там не требуются такие скорости. В итоге идеальным вариантом на сегодняшний день являются диски с SATA интерфейсом, они удобны в эксплуатации, производительны и относительно недороги. Стоит обратить внимание на интерфейс вашей материнской платы перед покупкой жесткого диска, проверить, есть ли там соответствующие разъемы.

Объем диска

Объем жесткого диска - это одна из самых важных характеристик. Сегодня можно купить накопитель с максимальной емкостью в 3 терабайта. По соотношению вместимости и цены оптимальным вариантом будет 2 терабайта. Но выбирать диск стоит, исходя из потребностей, объем памяти влияет на все характеристики диска. Чем больше емкость, тем больше он будет греться, потреблять энергии, тем ниже будет скорость чтения. Все это напрямую влияет на жизненный цикл накопителя.

Скорость шпинделя и кэш диска

Важной характеристикой жесткого диска является скорость обращения шпинделя и объем буфера (кэш), влияющие на производительность накопителя. Скорость обращения шпинделя стандартизирована, для ноутбуков она составляет 4.200, 5.400, 7.200 об/м, для персональных компьютеров - 5.400, 5.900, 7.200, 10.000 об/м. Есть решения для серверов, составляющие 15.000 об/м. Для домашних ПК и офисных компьютеров оптимальными являются 7.200 об/м. Кэш жесткого диска предназначен для буферизации данных между читаемыми, записываемыми данными в диске и интерфейсом. Объем кэша значительно влияет на скорость передачи информации. Чем он больше, тем меньше обращений непосредственно к жесткому диску, так как при запрашивании информации сначала опрашивается кэш жесткого диска, если информация там присутствует, то она немедленно передается компьютеру. Объем буфера существующих жестких дисков составляет порядка 8-64 мегабайт.

P.S. Если у вас возникли проблемы с техникой, обращайтесь в наш компьютерный сервис , либо закажите выезд