На что влияет скорость вращения шпинделя жесткого диска? Основная характеристики жестких дисков - скорость вращения шпинделя

Добрый день уважаемые читатели, сегодня я хочу затронуть вот такую тему, что такое скорость вращения шпинделя жесткого диска, как ее определить, и понять какая скорость хорошая, а какая нет. Думаю это будет интересно начинающим инженерам систем хранения данных, так как от понимания данной темы будет зависеть производительность СХД систем, а именно сколько ваш дисковый массив сможет на себе тащить, без тормозов и аварий. Мне в момент начала моей трудовой деятельности не хватала данной информации в русскоязычном сегменте и чтобы все было структурировано, так что прошу любить и жаловать.

Скорость вращения шпинделя

Каждый из нас хочет, чтобы все его сервисы и оборудование быстро работало, и поставить в свои системы хранения данных, не у всех есть возможность по втыкать быстрые SSD диски, и единственным решением остаются жесткие диски. При оценке производительности жестких дисков наиболее важной характеристикой является скорость передачи данных. При этом на скорость и общую производительность влияет целый ряд факторов:

• Первый фактор это через какой интерфейс вы подключите жесткий диск, на выбор SATA/IDE/SCSI/SAS, логично, что каждый из них имеет свою скорость передачи данных. SCSI могут передавать данные до 80 мегабайт / сек, IDE последние версии могут иметь поддержку скорости передачи данных до 133 МБ/с, SATA до 6 Гбит / сек, SAS до 12 Гбит.
• Объем кэша или буфера жесткого диска. Увеличение объема буфера позволяет увеличить скорость передачи данных.
• Поддержка NCQ, TCQ и прочих алгоритмов повышения быстродействия
• Объем диска, чем больше данных можно записать, тем больше времени нужно на чтение информации.
• Плотность информации на пластинах.
• И даже файловая система влияет на скорость обмена данных.

Но есть еще один фактор влияющий на производительность винтов и это скорость вращения шпинделя жесткого диска. Если взять два одинаковых HDD, но с разной скоростью вращения шпинделя, то вы увидите разницу в производительности, и при чем существенную

Устройство HDD

Давайте рассмотрим физическое устройство жестких дисков, чтобы понять из каких деталей он состоит.

• Считывающая головка
• Соленоидный привод
• Шпиндель
• Пластины
• Питание
• Интерфейс подключения

• Головка чтения/записи
• Постоянный магнит
• Поворотная рамка позиционера
• Коммутатор-предусилитель блока головок

Что такое шпиндель

Винчестер представляет собой набор из одной или нескольких герметизированных пластин в форме дисков, покрытых слоем ферромагнитного материала и считывающих головок в одном корпусе. Пластины приводятся в движение при помощи шпинделя (вращающегося вала). Пластины жесткого диска закреплены на шпинделе на строго определенном расстоянии. При вращении пластин расстояние должно быть таким, чтобы считывающие головки могли читать и записывать на диск, но при этом не касались поверхности пластин.

Двигатель шпинделя должен обеспечивать стабильное вращение магнитных пластин на протяжении тысяч часов, чтобы диск нормально функционировал. Неудивительно, что иногда проблемы с диском связаны с заклиниванием шпинделя, и вовсе не являются ошибками в файловой системе.

Двигатель отвечает за вращение пластин, и это позволяет работать жесткому диску. Благодаря отсутствию контакта, жесткий диск можно перезаписать в среднем 100 тысяч раз. Также на продолжительность работы диска влияет герметический корпус (гермозона), благодаря которому внутри корпуса HDD создается пространство, очищенное от пыли и влаги.

Вот как выглядят шпиндели, у каждого производителя они немного внешне могут отличаться. Это вот шпиндели от винтов Samsung.

или вот еще подборочка.

spindle speed или по русски скорость вращения шпинделя, определяет насколько быстро вращаются пластины в нормальном режиме работы жесткого диска. Она измеряется в RpM, то есть оборотах в минуту. От RpM скорости, будет зависеть на сколько быстро будет работать ваш компьютер, а именно как быстро компьютер может получить данные от жесткого диска.

Сколько раз я видел тормозные ноутбуки, в которых было по 4 ГБ оперативной памяти, там стоял процессор Intel core i3 или даже i5, но стоял блин hdd со скоростью вращения 5400 оборотов в минуту, и это был полный трешь, такие винты нужно сразу вытаскивать и ставить ssd иначе работать было не возможно

Время, которое требуется для блока магнитных головок, чтобы перейти к запрошенной дорожке/цилиндру называется время поиска (seek latency или задержкой). После того как считывающие головки переместятся в нужную дорожку/цилиндр, мы должны дождаться поворота пластин, чтобы нужный сектор оказался под головкой - это задержки на вращение (rotational latency time). И это является прямой функцией скорости шпинделя. То есть, чем быстрее скорость шпинделя, тем меньше задержки на вращение.

Общие задержки на время поиска и задержки на вращение и определяют скорость доступа к данным. Во многих программах для оценки скорости hdd это будет параметр access to data time. Более подробно о s.m.a.r.t показателях вы можете почитать по ссылке слева.

Влияние скорости вращения шпинделя жесткого диска

Винчестеры бывают двух форматов LFF и SFF, если рассказать в двух словах, то один имеет формат 2,5 дюйма, а второй 3,5. Формат 2,5 чаще всего идет либо в серверах или в ноутбуках, а второй так же в серверах и обычных системных блоках.

Если посмотреть среднюю скорость стандартных 3,5 " жестких дисков, то это скорость вращения шпинделя 7200 оборотов в минуту. Время совершения половины оборота в среднем (Avg. Rotational Latency) для таких дисков 4,2 мс. Эти диски обычно имеют среднее время поиска около 8,5 мс, что дает средний доступ к времени данным около 12,7 мс.

Есть диски, которые имеют скорость вращения магнитных пластин 10000 оборотов в минуту. Это уменьшает среднее время задержки на вращение до 3 мс. У Рапторов также и пластины меньшего диаметра, что позволило сократить среднее время поиска до ~5,5 мс. Итоговое среднее время доступа к данным примерно 8,5 мс.

Есть несколько моделей SCSI (например, Seagate Cheetah), у которые скорость вращения шпинделя 15 000 оборотов в минуту, и еще меньшие пластины. Среднее время Rotational Latency 2 мс (60 сек / 15 000 RPM / 2), среднее время поиска - 3,8 мс, и среднее время доступа к данным - 5,8 мс.

Диски с высокой частотой вращения шпинделя имеют низкие значения времени поиска и Rotational Latency даже при произвольном доступе. Жесткие диски с частотой шпинделя 5600 и 7200 обладают меньшей производительностью.

При этом при последовательном доступе к данным большими блоками разница будет несущественна, так как не будет задержки на доступ к данным, поэтому для жестких дисков рекомендуется регулярно делать дефрагментацию.

У 2,5 коллег, скорость так же скачет от 5400 до 15 000 оборотов в минуту.

Определяем скорость вращения шпинделя жесткого диска

Тут я для вас америку не открою, скорость вращения шпинделя жесткого диска определить, не то что просто, а очень просто, тут два варианта. Если у вас есть возможность физически посмотреть на этикетку расположенную на диске, то вы сможете увидеть вот такой показатель RPM в данных примерах это 7200RPM.

Если же у вас жесткий диск стоит в устройстве или сервере, то скорость вращения шпинделя жесткого диска будем смотреть в специальных программах, коих куча, могу посоветовать

Конечно, чем выше скорость вращения шпинделя, тем быстрее диск, но есть и обратная сторона медали, с увеличением скорости вращения пластин диск сильнее нагревается и становится более шумным. Это может компенсироваться технологией, WD IntelliPower, которая уменьшает энергопотребление и шум за счет снижения скорости вращения шпинделя. А потерю производительности частично компенсируют оптимизацией алгоритмов кэширования. Похожая технология у HGST с целью сокращения энергопотребления называется CoolSpin.

Выводы

Думаю, вы в очередной раз убедились, что по возможности нужно переходить на твердотельные диски, так как они имеют много приимуществ

• Не нагреваются
• Нет механических деталей, если упадет, то ничего ему не будет
• Скорость в разы быстрее
• Долговечнее
• Но к сожалению имеют меньший объем и стоят пока дороже, хотя эта грань каждый год уменьшается.

pyatilistnik.org

Основная характеристики жестких дисков - скорость вращения шпинделя

С каждым годом IT-индустрия практически в каждом из компонентов системного блока, стремится повысить скорость. Скорость вычислений, скорость доступа, скорость передачи – все это увеличивается ежеквартально.

Не обошли стороной эти скоростные изменения и сферу накопителей информации – жестких дисков. Здесь постоянно увеличивалась и увеличивается скорость вращения шпинделя жесткого диска, которая, в свою очередь влияет на скорость доступа к данным, скорость записи и скорость чтения информации.

Скорость вращения шпинделя жесткого диска

Скорость вращения шпинделя жесткого диска – это основная характеристика жесткого диска, которая напрямую влияет на результирующую производительность устройства.

На данный момент для десктопных вариантов систем, популярностью пользуются три вида жестких дисков по скорости вращения шпинделя – это 5400 об/мин., 7200 об./мин и 10 000 об./мин.

Естественно, у более скоростных жестких дисков помимо достоинств перед собратьями меньшими, существуют и недостатки для потребителя – это повышенная цена, более высокий уровень шума и большее энергопотребление. По поводу уровня шума – это довольно спорный и незначительный момент. На фоне подавляющего большинства шумных кулеров для обычных систем – может быть вообще не заметен.

Что же дает более высокая скорость вращения шпинделя для повышения скорости работы системы? Во-первых, это скорость случайного доступа к какой-либо информации на жестком диске. Естественно, время за которое головка чтения доходит до определенного места на пластине жесткого диска, в случае с 5400 об./мин. – существенно падает, по сравнению с 7200 об./мин или же 10 000 об./мин. Такая же ситуация и со скоростью записи.

Тестирование жестких дисков

Теперь давайте все это рассмотрим на показательных примерах. На ixbt.com провели тестирование четырех жестких дисков, которые существенно разнятся по параметрам. В результате были получены очень показательные графики, на которых четко видно превосходство более высокой скорости вращения шпинделя.

Итак, модели для тестирования:

• Western Digital Green - WD10EZRX (5400 об./мин.)
• Western Digital Blue - WD10EALX (7200 об./мин.)
• Western Digital Black WD1002FAEX (7200 об./мин.)
• Western Digital VelociRaptor WD1000DHTZ (10 000 об./мин.)

В большей мере нас интересуют три модели с разной скоростью вращения.

Теперь давайте рассмотрим графики тестирования:

1. Скорость чтения и скорость записи

Как видно из графиков тестирования, Green-серия с 5400 об./мин, провально отстает от всех. Особенно четко можно увидеть градацию по скорости вращения шпинделя, именно на графике времени доступа при чтении.

2. Произвольный доступ

Опять же, четко прослеживается заметное преимущество жестких дисков с 7200 об./мин. над «низкооборотистой» Green-серией, при чем на одном из графиков они вплотную подбираются к Veloci Raptor с 10 000 об./мин.

При тестировании жестких дисков в большинстве приложений, а также в игровых нагрузках, соблюдается все то же отставание Green-серии.

Итоги

После всего этого остается только подвести небольшие итоги. Безусловно, не все тесты были провальны со стороны Green с 5400 об./мин, так как скорость вращения шпинделя решает не все, но подавляющее большинство тестов, оказались печальными для Green-диска. В любом случае не стоит заострять внимание на одной характеристике. Для того же копирования файлов необходимо увеличении плотности записи, а не повышение скоростей вращающихся элементов накопителя. Так что комплексность анализа характеристик остается единственным правильным решением при выборе жесткого диска. Также важно помнить про основную характеристику жесткого диска – это объем памяти HDD, ведь «как ни крути», основная задача накопителя - хранить информацию.

we-it.net

Выбор жесткого диска. Какой hdd надёжнее, какая марка?

Доброго дня.

Жесткий диск (далее HDD) - одна из самых важных частей любого компьютера или ноутбука. На HDD хранятся все файлы пользователя и если он выйдет из строя - то восстановление файлов довольно трудная и не всегда выполнимая работа. Поэтому выбор жесткого диска - задача не из самых простых (я бы даже сказал, что без определенной доли удачи не обойтись).

В этой статье я бы хотел на "простом" языке рассказать обо всех основных параметрах HDD, на которые нужно обратить внимание при покупке. Так же в конце статьи приведу статистику на основе своего опыта по надежности тех или иных марок винчестеров.

И так... Приходите вы в магазин или открываете страничку в интернете с различными предложениями: десятки марок винчестеров, с разной аббревиатурой, с разной ценой (даже несмотря на одинаковый объем в ГБ).

Рассмотрим пример.

Жесткий диск Seagate SV35 ST1000VX000

1000 Гб, SATA III, 7200 rpm, 156 Мбайт, c, кэш память - 64 Мб

Жесткий диск, марки Seagate, 3,5 дюйма (2,5 используется в ноутбуках, они меньше по размеру. В ПК используются диски 3,5 дюйма), объемом 1000 ГБ (или 1 ТБ).

Жесткий диск Seagate

1) Seagate - производитель жесткого диска (о марках HDD и о том, какие надежнее - см. в самом низу статьи);

2) 1000 ГБ - это заявленный производителем объем жесткого диска (реальный объем несколько меньше - около 931 Гб);

3) SATA III - интерфейс подключения диска;

4) 7200 rpm - скорость вращения шпинделя (влияет на скорость обмена информацией с жестким диском);

5) 156 Мбайт - скорость чтения с диска;

6) 64 МБ - Кэш память (буфер). Чем больше кэш - тем лучше!

Жесткий диск изнутри.

Характеристики жестких дисков

Объем диска

Основная характеристика жесткого диска. Измеряется объем в гигабайтах и теробайтах (раньше многие и слова такого не знали): ГБ и ТБ соответственно.

Важное замечание!

Производители дисков "жульничают" при подсчете объема жесткого диска (они считают в десятичной системе, а компьютер в двоичной). Многие начинающие пользователи не знают о таком подсчете.

На жестком диске, допустим, заявленный производителем объем 1000 ГБ, на самом же деле, его реальный размер примерно 931 ГБ. Почему?

1 КБ (кило-байт) = 1024 Байт - это в теории (то как будет считать Windows);

1 КБ = 1000 Байт- это то, как считают производители жестких дисков.

Чтобы не утомлять расчетами, скажу так, что разница между реальным и заявленным объемом составляет примерно 5-10% (чем больше объем диска - тем больше разница).

Основное правило при выборе HDD

При выборе винчестера, на мой взгляд, нужно руководствоваться простым правилом - "много места никогда не бывает и чем больше диск - тем лучше"! Вспоминается мне время, лет 10-12 назад, когда жесткий диск объемом на 120 ГБ казался огромным. Как оказалось, не хватать его уже стало через пару месяцев (хотя тогда не было безлимитного интернета...).

По современным меркам же, диск объемом менее 500 ГБ - 1000 ГБ, на мой взгляд, не стоит даже рассматривать. Например, простые числа:

10-20 ГБ - займет установка операционной системы Windows7/8;

1-5 ГБ - установленный пакет Microsoft Office (большинству пользователей этот пакет крайне необходим, да и он уже давно считается базовым);

1 ГБ - примерно один сборник музыки, типа "100 лучших песен месяца";

1 ГБ - 30 ГБ - столько занимает одна современная компьютерная игра, как правило, у большинства пользователей, несколько любимых игр (а пользователей за ПК, обычно, несколько человек);

1ГБ - 20 ГБ - место для одного фильма...

Как видно, даже 1 ТБ диск (1000 ГБ) - при таких требованиях будет занят достаточно быстро!

Интерфейс подключения

Винчестеры различаются между собой не только объемами и маркой, но и интерфейсом подключения. Рассмотрим самые распространенные на сегодняшний день.

Жесткий диск 3.5 IDE 160GB WD Caviar WD160.

IDE - некогда популярный интерфейс для подключения нескольких устройств параллельно, но на сегодняшний день уже устаревший. Кстати, мои личные жесткие диски с интерфейсом IDE - до сих пор рабочие, в то время как некоторые SATA уже ушли "на тот свет" (хотя и к тем и к тем относился весьма бережно).

1Tb Western Digital WD10EARX Caviar Green, SATA III

SATA - современный интерфейс для подключения накопителей. Работать с файлами, при таком интерфейсе подключения, компьютер будет значительной быстрее. На сегодняшний день действует стандарт SATA III (пропускная способность около 6 ГБит/с), кстати, имеет обратную совместимость, поэтому, устройство, поддерживающее SATA III можно подключить к порту SATA II (правда, скорость станет несколько ниже).

Объем буфера

Буфер (иногда говорят просто кэш) - это встроенная в жесткий диск память, которая используется для хранения данных, к которым компьютер слишком часто обращается. Благодаря этому, скорость работы диска увеличивается, так как ему не приходится постоянно считывать эти данные с магнитного диска. Соответственно, чем больше буфер (кэш) - тем быстрее будет работать винчестер.

Сейчас на жестких дисках, чаще всего встречается буфер, размером от 16 до 64 Мбайт. Разумеется, выбирать лучше тот, где буфер больше.

Скорость вращения шпинделя

Этот третий параметр (на мой взгляд), на который нужно обратить внимание. Дело в том, что от скорости вращения шпинделя будет зависеть скорость работы жесткого диска (да и компьютера в целом).

Самая оптимальная скорость вращения - это 7200 оборотов в минуту (обычно, используют следующее обозначение - 7200 rpm). Обеспечивают некий баланс между скоростью работы и шумностью (нагревом) диска.

Так же достаточно часто встречаются диски со скоростью вращения 5400 оборотов - отличаются они, как правило, более тихой работой (нет посторонних звуков, скрежета при перемещении магнитных головок). К тому же такие диски меньше нагреваются, а значит не нуждаются в дополнительном охлаждении. Так же отмечу, что такие диски потребляют меньше энергии (правда, врят ли обычного пользователя интересует сей параметр).

Сравнительно недавно появились диски со скоростью вращения 10 000 оборотов в минуту. Они очень производительны и их часто ставят на серверы, на компьютеры с высокими требованиями к дисковой системе. Цена на такие диски достаточно высока, и на мой взгляд, ставить такой диск на домашний компьютер - пока смысла мало...

Производители винчестеров. Какой hdd надёжнее, какой марки выбрать?

Сегодня в продаже, в основном, преобладают 5 марок жестких дисков: Seagate, Western Digital, Hitachi, Toshiba, Samsung. Сказать однозначно, какая марка самая лучшая - невозможно, как и предугадать, сколько проработает у вас та или иная модель. Основываться я дальше буду на личном опыте (никакие независимые рейтинги в расчет не беру).

Один из самых известных производителей жестких дисков. Если брать в целом, то попадаются среди них как удачные партии дисков, так и не очень. Обычно, если в первый год работы диск не начал сыпаться - то он прослужит довольно долго.

Например, у меня есть диск Seagate Barracuda 40GB 7200 rpm IDE. Ему уже около 12-13 лет, тем не менее, отлично работает, как новый. Не трещит, нет скрежета, работает тихо. Единственный недостаток - он устарел, сейчас 40 ГБ хватит только для офисного ПК, у которого минимум задач (собственно, примерно этим ПК, в котором он стоит, сейчас и занят).

Однако, с началом версии Seagate Barracuda 11.0 данная модель дисков, на мой взгляд, сильно испортилась. Довольно часто с ними наблюдаются проблемы, лично я бы не рекомендовал брать нынешнюю "барракуду" (тем более, что они многие "шумят")...

Сейчас набирает популярность модель Seagate Constellation - стоит раза в 2 подороже, чем Barracuda. Проблемы с ними встречаются намного реже (наверное, еще рано...). Кстати, производитель дает хорошую гарантию: до 60 мес.!

Так же одна из самых известных марок HDD встречающихся на рынке. По моему мнению, диски WD - это самый оптимальный вариант на сегодняшний день для установки в ПК. Средняя цена с достаточно не плохим качеством, проблемные диски встречаются, но реже чем Seagate.

Есть несколько различных "версий" дисков.

WD Green (зеленый, на корпусе диска увидите зеленую наклейку, см. скриншот ниже).

Отличаются эти диски, прежде всего тем, что потребляют меньше энергии. Скорость вращения шпинделя большинства моделей составляет 5400 оборотов в минуту. Скорость обмена данными, несколько меньше, чем у дисков с 7200 - зато они очень тихие, их можно поставить практически в любой корпус (даже без дополнительного охлаждения). Мне например, они очень нравятся тишиной, приятно работать за ПК, работу которого не слышно! По надежности - лучше чем Seagate (кстати, были не совсем удачные партии дисков Caviar Green, хотя сам лично не встречался с ними).

Самые распространенные диски среди WD, можно ставить на большинство мультимедийных компьютеров. Представляют из себя что-то среднее между Green и Black версиями дисков. В принципе, их можно рекомендовать для обычного домашнего ПК.

Надежные жесткие диски, наверное самые надежные среди марки WD. Правда, они самые шумные и сильно греются. Могу рекомендовать под установку для большинства ПК. Правда, без дополнительного охлаждения лучше не ставить...

Есть еще марки Red, Purple, но честно говоря, не так часто с ними сталкиваюсь. Сказать по их надежности что-то конкретное - не могу.

Не очень популярная марка жестких дисков. Есть на работе одна машина с данным диском Toshiba DT01 - работает нормально, особых нареканий нет. Правда, скорость работы несколько ниже чем у марок WD Blue 7200 rpm.

Не такие популярные, как Seagate или WD. Зато я, честно говоря, ни разу не сталкивался с вышедшими из строя дисками Hitachi (по вине самих дисков...). Есть несколько компьютеров с подобными дисками: работают сравнительно тихо, правда, греются. Рекомендуется использовать с дополнительным охлаждением. На мой взгляд, одни из самых надежных, наравне с маркой WD Black. Правда, стоят раза в 1,5-2 дороже, чем WD Black, поэтому вторые предпочтительнее.

В далеком 2004-2006 достаточно популярна была марка Maxtor, даже осталось несколько рабочих винчестеров. По надежности - ниже "среднего", очень много их "полетело" через года-два использования. Затем Maxtor был выкуплен Seagate, и собственно рассказывать о них больше нечего.

При оценке производительности жестких дисков наиболее важной характеристикой является скорость передачи данных. При этом на скорость и общую производительность влияет целый ряд факторов:

• Интерфейс подключения - SATA/IDE/SCSI (а для внешних дисков - USB/FireWare/eSATA). Все интерфейсы имеют разную скорость обмена данных.
• Объем кэша или буфера жесткого диска. Увеличение объема буфера позволяет увеличить скорость передачи данных.
• Поддержка NCQ, TCQ и прочих алгоритмов повышения быстродействия.
• Объем диска. Чем больше данных можно записать, тем больше времени нужно на чтение информации.
• Плотность информации на пластинах.
• И даже файловая система влияет на скорость обмена данных.

Но если мы возьмем два жестких диска одинакового объема и одного интерфейса, то ключевым фактором производительности будет скорость вращения шпинделя.

Что такое шпиндель

Шпиндель - единая ось в жестком диске, на которой установлено несколько магнитных пластин. Эти пластины закреплены на шпинделе на строго определенном расстоянии. Расстояние должно быть таким, чтобы при вращении пластин считывающие головки могли читать и записывать на диск, но при этом .

Чтобы диск нормально функционировал, двигатель шпинделя должен обеспечивать стабильное вращение магнитных пластин на протяжении тысяч часов. Поэтому неудивительно, что иногда проблемы с диском связаны именно , а вовсе не с ошибками в файловой системе.

Двигатель отвечает за вращение пластин, и это позволяет работать жесткому диску.

Что такое скорость вращения шпинделя

Скорость вращения шпинделя (spindle speed) определяет, насколько быстро вращаются пластины в нормальном режиме работы жесткого диска. Скорость вращения измеряется в оборотах в минуту (RpM).

От скорости вращения зависит, как быстро компьютер может получить данные от жесткого диска. Перед тем как винчестер сможет считать данные, он должен их сначала найти.

Время, которое требуется для , чтобы перейти к запрошенной дорожке/цилиндру, называется временем поиска (seek latency) . После того как считывающие головки переместятся в нужную дорожку/цилиндр, надо дождаться поворота пластин, чтобы необходимый сектор оказался под головкой. Это называется задержками на вращение (rotational latency time) и является прямой функцией скорости шпинделя. То есть, чем быстрее скорость шпинделя, тем меньше задержки на вращение.

Общие задержки на время поиска и задержки на вращение и определяют скорость доступа к данным. Во многих программах для оценки скорости hdd это параметр access to data time .

На что влияет скорость вращения шпинделя жесткого диска

Большинство стандартных 3,5″ жестких дисков сегодня имеют скорость вращения шпинделя 7200 оборотов в минуту. Для таких дисков время, за которое совершается половина оборота (avg. rotational latency ), составляет 4,2 мс. Среднее время поиска у этих дисков - около 8,5 мс, что позволяет обеспечить доступ к данным примерно за 12,7 мс.

У жестких дисков WD Raptor скорость вращения магнитных пластин - 10 000 оборотов в минуту. Это уменьшает среднее время задержки на вращение до 3 мс. У «рапторов» и пластины меньшего диаметра, что позволило сократить среднее время поиска до ~5,5 мс. Итоговое среднее время доступа к данным - примерно 8,5 мс.

Есть несколько моделей SCSI (например, Seagate Cheetah), у которых скорость вращения шпинделя достигает 15 000 оборотов в минуту, а пластины еще меньше, чем у WD Raptor. Среднее время rotational latency у них - 2 мс (60 сек / 15 000 RPM / 2), среднее время поиска - 3,8 мс, среднее время доступа к данным - 5,8 мс.

Диски с высокой частотой вращения шпинделя имеют низкие значения как времени поиска, так и задержки на вращение (даже при произвольном доступе). Понятно, что жесткие диски с частотой шпинделя 5600 и 7200 обладают меньшей производительностью.

При этом при последовательном доступе к данным большими блоками разница будет несущественна, так как нет задержки на доступ к данным. Поэтому для жестких дисков рекомендуется регулярно делать дефрагментацию.

Как узнать скорость вращения шпинделя жесткого диска

На некоторых моделях скорость шпинделя написана прямо на наклейке. Найти эту информацию несложно, так как вариантов немного - 5400, 7200 или 10 000 RpM.

Добрый день уважаемые читатели, сегодня я хочу затронуть вот такую тему, что такое скорость вращения шпинделя жесткого диска , как ее определить, и понять какая скорость хорошая, а какая нет. Думаю это будет интересно начинающим инженерам систем хранения данных, так как от понимания данной темы будет зависеть производительность СХД систем, а именно сколько ваш дисковый массив сможет на себе тащить, без тормозов и аварий. Мне в момент начала моей трудовой деятельности не хватала данной информации в русскоязычном сегменте и чтобы все было структурировано, так что прошу любить и жаловать.

Скорость вращения шпинделя

Каждый из нас хочет, чтобы все его сервисы и оборудование быстро работало, и поставить в свои системы хранения данных, не у всех есть возможность по втыкать быстрые SSD диски , и единственным решением остаются жесткие диски. При оценке производительности жестких дисков наиболее важной характеристикой является скорость передачи данных. При этом на скорость и общую производительность влияет целый ряд факторов:

• Первый фактор это через какой интерфейс вы подключите жесткий диск, на выбор SATA/IDE/SCSI/SAS, логично, что каждый из них имеет свою скорость передачи данных. SCSI могут передавать данные до 80 мегабайт / сек, IDE последние версии могут иметь поддержку скорости передачи данных до 133 МБ/с, SATA до 6 Гбит / сек, SAS до 12 Гбит.
• Объем кэша или буфера жесткого диска. Увеличение объема буфера позволяет увеличить скорость передачи данных.
• Поддержка NCQ, TCQ и прочих алгоритмов повышения быстродействия
• Объем диска, чем больше данных можно записать, тем больше времени нужно на чтение информации.
• Плотность информации на пластинах.
• И даже файловая система влияет на скорость обмена данных.

Но есть еще один фактор влияющий на производительность винтов и это скорость вращения шпинделя жесткого диска. Если взять два одинаковых HDD, но с разной скоростью вращения шпинделя, то вы увидите разницу в производительности, и при чем существенную

Устройство HDD

Давайте рассмотрим физическое устройство жестких дисков, чтобы понять из каких деталей он состоит.

• Считывающая головка
• Соленоидный привод
• Шпиндель
• Пластины
• Питание
• Интерфейс подключения

• Головка чтения/записи
• Постоянный магнит
• Поворотная рамка позиционера
• Коммутатор-предусилитель блока головок

Что такое шпиндель

Винчестер представляет собой набор из одной или нескольких герметизированных пластин в форме дисков, покрытых слоем ферромагнитного материала и считывающих головок в одном корпусе. Пластины приводятся в движение при помощи шпинделя (вращающегося вала). Пластины жесткого диска закреплены на шпинделе на строго определенном расстоянии. При вращении пластин расстояние должно быть таким, чтобы считывающие головки могли читать и записывать на диск, но при этом не касались поверхности пластин.

Двигатель шпинделя должен обеспечивать стабильное вращение магнитных пластин на протяжении тысяч часов, чтобы диск нормально функционировал. Неудивительно, что иногда проблемы с диском связаны с заклиниванием шпинделя, и вовсе не являются ошибками в файловой системе.

Двигатель отвечает за вращение пластин, и это позволяет работать жесткому диску. Благодаря отсутствию контакта, жесткий диск можно перезаписать в среднем 100 тысяч раз. Также на продолжительность работы диска влияет герметический корпус (гермозона), благодаря которому внутри корпуса HDD создается пространство, очищенное от пыли и влаги.

Вот как выглядят шпиндели, у каждого производителя они немного внешне могут отличаться. Это вот шпиндели от винтов Samsung.

или вот еще подборочка.

spindle speed или по русски скорость вращения шпинделя, определяет насколько быстро вращаются пластины в нормальном режиме работы жесткого диска. Она измеряется в RpM, то есть оборотах в минуту. От RpM скорости, будет зависеть на сколько быстро будет работать ваш компьютер, а именно как быстро компьютер может получить данные от жесткого диска.

Сколько раз я видел тормозные ноутбуки, в которых было по 4 ГБ оперативной памяти, там стоял процессор Intel core i3 или даже i5, но стоял блин hdd со скоростью вращения 5400 оборотов в минуту, и это был полный трешь, такие винты нужно сразу вытаскивать и ставить ssd иначе работать было не возможно

Время, которое требуется для блока магнитных головок, чтобы перейти к запрошенной дорожке/цилиндру называется время поиска (seek latency или задержкой ) . После того как считывающие головки переместятся в нужную дорожку/цилиндр, мы должны дождаться поворота пластин, чтобы нужный сектор оказался под головкой - это задержки на вращение (rotational latency time). И это является прямой функцией скорости шпинделя. То есть, чем быстрее скорость шпинделя, тем меньше задержки на вращение.

Общие задержки на время поиска и задержки на вращение и определяют скорость доступа к данным. Во многих программах для оценки скорости hdd это будет параметр access to data time. Более подробно о s.m.a.r.t показателях вы можете почитать по ссылке слева.

Влияние скорости вращения шпинделя жесткого диска

Винчестеры бывают двух форматов LFF и SFF , если рассказать в двух словах, то один имеет формат 2,5 дюйма, а второй 3,5. Формат 2,5 чаще всего идет либо в серверах или в ноутбуках, а второй так же в серверах и обычных системных блоках.

Если посмотреть среднюю скорость стандартных 3,5 " жестких дисков, то это скорость вращения шпинделя 7200 оборотов в минуту. Время совершения половины оборота в среднем (Avg. Rotational Latency) для таких дисков 4,2 мс. Эти диски обычно имеют среднее время поиска около 8,5 мс, что дает средний доступ к времени данным около 12,7 мс.

Есть диски, которые имеют скорость вращения магнитных пластин 10000 оборотов в минуту. Это уменьшает среднее время задержки на вращение до 3 мс. У Рапторов также и пластины меньшего диаметра, что позволило сократить среднее время поиска до ~5,5 мс. Итоговое среднее время доступа к данным примерно 8,5 мс.

Есть несколько моделей SCSI (например, Seagate Cheetah), у которые скорость вращения шпинделя 15 000 оборотов в минуту, и еще меньшие пластины. Среднее время Rotational Latency 2 мс (60 сек / 15 000 RPM / 2), среднее время поиска - 3,8 мс, и среднее время доступа к данным - 5,8 мс.

Диски с высокой частотой вращения шпинделя имеют низкие значения времени поиска и Rotational Latency даже при произвольном доступе. Жесткие диски с частотой шпинделя 5600 и 7200 обладают меньшей производительностью.

При этом при последовательном доступе к данным большими блоками разница будет несущественна, так как не будет задержки на доступ к данным, поэтому для жестких дисков рекомендуется регулярно делать дефрагментацию.

У 2,5 коллег, скорость так же скачет от 5400 до 15 000 оборотов в минуту.

Определяем скорость вращения шпинделя жесткого диска

Тут я для вас америку не открою, скорость вращения шпинделя жесткого диска определить, не то что просто, а очень просто, тут два варианта. Если у вас есть возможность физически посмотреть на этикетку расположенную на диске, то вы сможете увидеть вот такой показатель RPM в данных примерах это 7200RPM.

Если же у вас жесткий диск стоит в устройстве или сервере, то скорость вращения шпинделя жесткого диска будем смотреть в специальных программах, коих куча, могу посоветовать

• crystalmark
• aida64
• speccy

Конечно, чем выше скорость вращения шпинделя, тем быстрее диск, но есть и обратная сторона медали, с увеличением скорости вращения пластин диск сильнее нагревается и становится более шумным. Это может компенсироваться технологией, WD IntelliPower, которая уменьшает энергопотребление и шум за счет снижения скорости вращения шпинделя. А потерю производительности частично компенсируют оптимизацией алгоритмов кэширования. Похожая технология у HGST с целью сокращения энергопотребления называется CoolSpin.

Выводы

Думаю, вы в очередной раз убедились, что по возможности нужно переходить на твердотельные диски, так как они имеют много приимуществ

• Не нагреваются
• Нет механических деталей, если упадет, то ничего ему не будет
• Скорость в разы быстрее
• Долговечнее
• Но к сожалению имеют меньший объем и стоят пока дороже, хотя эта грань каждый год уменьшается.

Буквально несколько дней назад я подыскивал себе новый жесткий диск для всей той несметной массы мегабайт, которая хранится у меня на компьютере. Походил по магазинам, кое-что пришлось сравнивать и анализировать. Современное положение дел на рынке накопителей изменилось, это подтолкнуло меня к написанию этой, можно сказать, обобщающе-обзорной статьи. Не важно, нуждаетесь ли вы в большем пространстве под данные или просто хотите заменить старый выработавший ресурс накопитель, вопрос о покупке нового HDD обязательно появляется у каждого…

NOTE: Мы с вами затронем только важные для нас - обычных пользователей, не углубляясь подробно в техническую “муть”.

Время не стоит на месте, все меняется, в том числе и в индустрии накопителей информации. Старые лидеры рынка сменяются…

Какой-то особой разницы между производителями HDD - нет (в смысле качества продукции), но все же если и выделять среди них иерархию, то сегодня лидерами рынка жестких дисков, бесспорно, являются компании Western Digital (WD) и Samsung. Именно на продукцию этих фирм приходится меньше всего обращений в сервисный центр и жалоб со стороны пользователей. Далее идут Fujitsu, Hitachi и Seagate. Причем наибольшее число проблем наблюдается сегодня именно с накопителями Seagate (судя по моей личной практике и информации от других специалистов из сервисных центров. Вы можете без труда убедиться в этом сами. Просто откройте google, и введите что-то типа “Seagate проблема” или ”Seagate не определяется диск”, результатов будет предостаточно…). Если обобщить все по первому пункту (производитель), то сегодня наиболее удачная покупка - это модели от Samsung или WD. Это самые беспроблемные диски.

Следующий параметр по списку - объем.

Выгодная покупка жесткого диска определяется по формуле:

цена / кол-во гигабайт …или другими словами - стоимостью одного ГБ.

Если вам не нужно много дискового пространства то можете не обращать внимание на этот пункт. Просто покупайте диск нужного вам, небольшого объема. Но если же вы хотите как можно больше пространства за как можно меньшие деньги, то отнеситесь к этой формуле серьезно, дабы получить как можно больше, за как можно меньшее. Цены разнятся в зависимости от магазина, но в среднем на сегодня удачной покупкой в свете этой формулы являются 1.5 ТБ диски WD и некоторые 2 ТБ модели (не все 2 ТБ модели сегодня одинаково дешевы, цена многих переваливает за 6 000 в рознице).

Важные технические характеристики…

Вот мы добрались до главного пункта.

Жесткий диск, точнее, его механическая часть имеет свой ресурс. Как правило, он вырабатывается за 5 лет, поэтому, по прошествии этого срока рекомендуется заменить накопитель, т.к. появляется вероятность его внезапного отказа. Подвержены износу, прежде всего, двигатель (который вращает вал с пластинами) и блок магнитных головок. Двигатель со временем изнашивается а блок магнитных головок теряет свою точность позиционирования, вследствие чего возникают ошибки. Одним из главных “состаривающих” факторов является температура, а точнее - ее перепад. Поэтому, ничто так не продлевает “жизнь” жесткого диска, как его работа в нормальном температурном режиме. Причиной же нагрева является сам жесткий диск. Тепло выделяет катушка позиционера блока магнитных головок и, конечно же, тепловыделение достаточно сильно зависит от скорости вращения пластин. При этом чем интенсивнее работает жесткий диск, тем больше тепла выделяет.

НО! Проблему тепловыделения можно решить, установив диск с пониженной скоростью вращения пластин! Наиболее распространены на сегодня накопители со скоростью вращения 7200 об/мин. Но существуют накопители, где число оборотов 5400 или 5900 в минуту, при этом их тепловыделение значительно ниже (я бы сказал раза в два), чем у моделей с 7200 об/мин. Вы можете возразить, что в случае понижения скорости вращения страдает производительность диска. Скажу так: если смотреть на специфические тесты, то производительности дисков с пониженной скоростью вращения обычно меньше, но всего на несколько процентов. На практике это означает, что вы не заметите никакой разницы между 7200 об/мин и 5400 или 5900 об/мин моделями. Однако, в пользу сниженной скорости вращения говорит намного меньшее тепловыделение и намного меньший шум накопителя. Точнее, шум в них практически отсутствует. Благо, “мода” на производство такиих “зеленых” дисков, т.е. с пониженным тепловыделением среди производителей продолжается, так что недостатка в “зеленых” - нет. WD CaviarGreen, Samsung EcoGreen и т.п. Диски этих серий как раз имеют пониженное тепловыделение и энергопотребление.

Я остановил свой выбор на первом - WD CaviarGreen . Причиной тому было также и то, что эти диски потребляют меньший ток во время раскрутки, т.е. диск может и раскручивается медленнее во время старта, но зато существенно снижаются пиковые нагрузки на двигатель. Как известно, двигатель изнашивается в основном во время раскрутки пакета пластин, а не когда он просто поддерживает движение. Еще из “фишек” этих зеленых дисков можно назвать закрепление вала не только снизу, но еще и сверху. Это позволяет минимизировать влияние вибраций на диск (например, от скоростного DVD привода).

Для наглядности, рекомендую взглянуть на вот эту анимацию с сайта WD .

Но у конкретно этих дисков есть одно единственное НО:

С новыми операционными системами Windows Vista и 7 накопитель работает сразу, а вот чтобы он нормально работал с Windows XP, необходимо выполнить кое-какие действия, о которых рассказывается на официальном сайте

Не могу не отметить того, что очень обрадовало сразу после установки, и чему я не могу не радоваться и сейчас.

* Температура диска во время работы, немного выше комнатной (за окном +28 +30).

* Шум, как это не парадоксально, отсутствует полностью! Даже во время больших нагрузок диска вообще не слышно.

* Емкость… Кому-то, возможно, 1,5 ТБ будет мало, но все же - это достаточно приличный объем. Наконец-то есть где хранить видео FullHD с моей видеокамеры!

http://www.master-hard.com/

Несмотря на то, что компания Hitachi Global Storage Technology уже анонсировала мобильные 2,5-дюймовые диски с пластинами емкостью 50 Гбайт и скоростью вращения шпинделя 5400 об./мин. (серия Travelstar 5K100), такие диски пока до нас не дошли, поэтому на данный момент старшими 2,5-дюймовыми дисками в арсенале компании являются появившиеся зимой-весной 2004 года накопители серий Travelstar 5K80 и Travelstar 7K60. С первыми мы уже частично ознакомились , а со вторыми ближе познакомимся в этой статье. Благо, повод для этого весьма значительный - исторически это первые мобильные диски компании (и индустрии вообще) со скоростью вращения 7200 об./мин. А кроме того, в дисках 7K60 впервые применяется ряд новых интересных технологий.

Прежде всего - несколько слов о том, зачем потребовалось в очередной раз поднимать скорость вращения шпинделя мобильных жестких дисков. Вкратце - это, конечно, больше производительности в различных задачах и приложениях. Поскольку ноутбуки все чаще стали выполнять работу, более характерную для настольных ПК (например, мобильные процессоры Intel Pentium M по производительности порой не хуже настольных Pentium 4, а мобильные AMD Athlon XP/64 - это по сути те же настольные процессоры с уменьшенным тепловым пакетом), то и дисковая подсистема ноутбука нуждается в ускорении. Вместе с тем, традиционные 2,5-дюймовые накопители имеют скорость вращения лишь 4200 и 5400 об./мин. (на столе уже де-факто установилась 7200 об./мин.), среднее время доступа, которое раза в полтора хуже, и примерно вдвое меньшую скорость чтения/записи данных на пластинах, чем 3,5-дюймовые диски того же поколения. Поэтому выпуск ноутбучных дисков со скоростью вращения пластин 7200 об./мин. выглядит, в общем, вполне логичным. Хотя, конечно, из-за меньшего диаметра пластин и других конструкционных ограничений они все же не смогут догнать настольные семитысячники по производительности.

Кроме того, 2,5-дюймовые жесткие диски в последнее время все чаще стали использоваться в составе профессиональных систем - хабов и роутеров, блэйд-серверов, малогабаритных сетевых серверов и RAID-систем и пр. А это накладывает дополнительные обязательства на производительность накопителей. Собственно, по пути наращивания скорости вращения уже много десятилетий неуклонно развиваются как мобильные, так настольные и серверные диски. И будут продолжать развиваться, преодолевая очередные технические проблемы.

Например, по данным аналитической компании IDC, мобильные накопители со скоростью вращений 5400 об./мин. в этом году займут более 30% от всех поставок 2,5-дюймовых жестких дисков (еще недавно практически все мобильные диски были со скоростью 4200 об./мин.), а к 2006 году их доля поднимется до 60%. Более того, доля мобильных накопителей со скоростью вращения 7200 об./мин., ничтожная в этом году, поднимется до десятка процентов к 2006 году (см. график выше).

Примерно то же самое можно сказать и о емкости мобильных накопителей, которая также неуклонно растет - в нынешнем году наиболее востребованные емкости - 40, 60 и 80 Гбайт, дальше - больше (см. слайд). Видимо, поэтому Hitachi посчитала ненужным делать «мелкие» модели своего семитысячника и в серии 7K60 оставила только одну модель - емкостью 60 Гбайт (а в упрощенной серии E7K60 оставила еще и 40-гигабайтную модель).

В общем, как мы уже подчеркивали в предыдущей статье , бизнес малогабаритных накопителей на жестких магнитных дисках сейчас растёт куда быстрее настольного и серверного сегментов и в ближайшие годы станет таким же крупным (и уже стал более прибыльным).

Hitachi Travelstar 7K60 и E7K60

Первая серия мобильных жестких дисков со скоростью вращения 7200 об./мин. замышлялась в недрах IBM еще несколько лет назад, и вот эти идеи получили, наконец, свое воплощение в рыночном продукте Hitachi, вышедшем на прилавке в этом году. Теоретически, при неизменной линейной плотности записи (BPI) простое увеличение скорости вращения до 7200 об./мин. должно дать прирост скорости записи-чтения данных на 71% или 33% по сравнению с дисками на 4200 и 5400 об./мин. соответственно, а латентность доступа к данным при этом улучшится на 42% и 25%. Кроме того, дополнительное повышение производительности в новых дисках может быть достигнуто за счет улучшения префетча данных (другими словами - лучшего кэширования в буфере диска). Насколько эта теория совпадает с практикой, нам и предстоит выяснить.

Основные характеристики дисков Hitachi серий Travelstar 7K60 и E7K60 в сравнении с пятитысячниками Travelstar 5K80 (того же поколения) представлены в таблице 1.

Таблица 1. Основные характеристики дисков Hitachi Travelstar 7K60 и E7K60 в сравнении с Hitachi Travelstar 5K80.

Прежде всего, отмечу, что максимальная плотность записи у серий 7K60 и 5K80 отличается - 50 и 70 гигабит на квадратный дюйм соответственно! Иными словами, диски одного поколения с разной скоростью вращения используют пластины разной емкости - 30 и 40 Гбайт. То есть при переходе на большую скорость вращения в диске того же поколения разработчикам пришлось пожертвовать именно плотностью записи. Впрочем, это отчасти компенсировалось уменьшением среднего времени поиска на 2 мс (при этом минимальное время поиска упало с 2,5 до 1,0 мс, а максимальное - с 23 до 18 мс), что вкупе с понизившейся на 1,6 мс средней задержкой вращения должно дать ощутимый результат - около 3,5 мс снижения среднего времени доступа к диску. Несмотря на измененную емкость пластин, у семитысячников Hitachi такое же количество зон записи, что и у ее пятитысячников -16 (это же количество зон заявлено и для 40-гигабайтной модели серии E7K60 с урезанной до 20 гигабайт пластиной).

Зато у семитысячников Hitachi закономерно возросла максимальная скорость чтения с пластины - до 518 Мбит/с. по сравнению с 450 Мбит/с. для 5K80; кстати, тоже НЕ пропорционально росту скорости вращения - последняя возросла на 33%, а скорость чтения - всего на 15%. То есть, держа в уме 40-процентное преимущество 5K80 над 7K60 по средней плотности записи (см. выше), получаем (в предположении, что полезная площадь пластин у них одинакова), что продольная, вдоль треков, плотность записи у 7K60 уменьшилась по сравнению с 5K80 примерно на 20% и поперечная - на столько же, то есть одинаково в обоих направлениях. И уменьшение поперечной плотности записи сопровождалось тем же 20-процентным снижением среднего времени поиска. В общем, все вполне логично.

Кроме того, у семитысячников выше шумность (хотя в мобильных накопителях Hitachi уже довольно давно применяются только жидкостные динамические подшипники, Fluid Dynamic Bearing), чуть больше стартовый ток, зато явно лучше ударостойкость при хранении, а у серии E7K60 - еще и более узкий температурный диапазон работы - всего до 40 градусов Цельсия вместо традиционных 55 и гораздо большее энергопотребление в режиме idle - до 2 ватт вместо 0,85 ватт у «полноценных» моделей серий 7K60 и 5K80.

Жесткий диск Hitachi Travelstar 7K60 HTS726060M9AT00

Некоторая информация по этой модели приведена на экране программы Hitachi Feature Tool.

Разумеется, диском поддерживается не только Power management, но и Acoustic Management - через соответствующий регистр. По умолчанию «акустика» этой модели была отключена (точнее - 254dec в регистре, громкий быстрый поиск). Но мы для полноты картины оттестировали модель в двух режимах - обычном и при тихом поиске (128dec в регистре, см. фото выше). Как мы увидим позднее, активирование тихого поиска практически не ухудшает скоростных показателей накопителя.

Среди интересных новаторских технологий, которые применяются в этих жестких дисках, стоит отметить, прежде всего, фемто-слайдеры, на которых, собственно, и находятся магнитные головки. Фемто-слайдеры впервые появились именно в 7K60/E7K60 и пришли на смену пико-слайдерам (см. рисунок).

Технология фемто-слайдеров позволяет не только повысить в перспективе плотность записи и скорость дисков (ведь их линейные размеры на 30% меньше, чем у предшественников, а вес - почти втрое меньше!), но и снизить энергопотребление мобильных жестких дисков, повысить их ударостойкость (помимо массы, вдвое снижаются и аэродинамические силы). В результате, диск 7K60 оказался практически таким же экономичным, как 5K80, и на четверть более ударостойким при хранении. Более того, меньшие размеры фемто-слайдеров позволяют размещать большее их количество на пластине кремния при производстве, что снижает их себестоимость.

Участники тестирования

В данном тестировании приняли участие три модели мобильных дисков HItachi - серий 7K60, 5K80 и 80GN (последняя - 4200 об./мин.). Все они используют технологию адаптивного форматирования (см. ниже).

Диски Hitachi: слева направо Travelstar 7K60 HTS726060M9AT00, Travelstar 5K80 HTS 548080M9AT00 и Travelstar 80GN IC25N040ATMR04 (модель со скоростью вращения 4200 об./мин., буфером 2 Мбайт и емкостью 40 Гбайт)

Они же, вид снизу в том же порядке

Для сравнения мы также используем ранее полученные данные по накопителям Seagate Momentus ST94811A и Samsung SpinPoint MP0402H со скоростью вращения 5400 об./мин. и 40-гигабайтными пластинами.

Методика тестирования скоростных показателей

Для тестов жестких дисков форм-фактора 2,5 дюйма применялся стенд в составе:

1. Процессор Intel Pentium 4 3.0C
2. Материнская плата ABIT IC7-G на чипсете i 875 P
3. Системная память - 2×256 Мбайт DDR400 (тайминги 2.5-3-3-6)
4. Видеокарта Matrox Millennium G400
5. Основной жесткий диск - Seagate Barracuda SATA V
6. Блок питания Zalman ZM400A-APF, 400 ватт
7. Корпус Clio II

Мобильные винчестеры жестко закреплялись на металлическом шасси корпуса системного блока и при помощи переходника подключались к контроллеру интерфейса UltraATA/100 моста ICH5 на материнской плате. Основной винчестер был «мастером» на первом канале контроллера чипсета, а испытуемый диск подключался «мастером» на второй канал этого же контроллера. Все без исключения испытанные в данном обзоре диски без проблем проработали, по крайней мере, в течение трех дней активных тестирований без ухудшения характеристик и не перегревались. Никакого дополнительного отвода тепла от дисков (специальные кулеры и вентиляторы) не осуществлялось. Перед тестированием диски прогревались в течение 30 минут запуском программы с активным случайным доступом.

Испытания проводились под управлением операционной системы MS Windows XP Professional SP1. Винчестеры тестировались как неразмеченными на разделы (в тестах Intel Iometer, H2Benchw и AIDA32), так и разбивались и форматировались штатными средствами операционной системы в зависимости от вида теста: одним NTFS-разделом максимально возможной емкости для тестов среднего времени доступа и снятия графика скорости чтения в WinBench 99 и двумя равновеликими разделами NTFS или FAT32 для остальных тестов (WinBench Disk WinMark 99, копирования файлов различными паттернами, теста ATTO Disk Benchmark, теста многопотокового чтения/записи Nbench 2.4 и теста быстродействия дисков в программе Adobe Photoshop). Разделы NTFS имели размер в половину объема диска каждый (то есть второй раздел начинался ровно со второй половины диска), а разделы FAT32 имели размер по 32768 Мбайт, причем первый начинался в начале диска (на самых «быстрых» дорожках), а второй - ровно со второй половины диска. Размер кластеров NTFS и FAT32 выбирался по умолчанию - 4 и 16 Кбайт соответственно.

Для определения физических характеристик дисков (среднего времени доступа, скорости интерфейса и линейной скорости чтения/записи пластин) мы перешли на использование тестов AIDA32, H2benchw и WinBench 99 и почти полностью отказались от популярного теста HD Tach. Для оценки общей производительности мы используем многочисленные паттерны в Intel Iometer, неплохой тест C"T H2Benchw, работу с диском программы Adobe Photoshop, многопотоковые чтение и запись файлов и популярный WinBench 99. Диск Hitachi 7K60 тестировался в двух режимах поиска - быстром и медленном.

Результаты тестов физических параметров

Сперва - графики скорости линейного чтения дисков (кликните по иконкам, чтобы посмотреть полноразмерные графики).

Hitachi 7K60 HTS726060M9AT00

Зубчатый график скорости чтения у этого диска вместо привычного гладкого объясняется применением фирменной технологии адаптивного форматирования. Напомню, что адаптивное форматирование применяется пока только в мобильных накопителях Hitachi - дисках серий Travelstar 80GN, 5K80 и 7K60/E7K60 (представители всех трех присутствуют в данном обзоре и на этом сводном графике).

Суть технологии адаптивного форматирования заключается в том, что каждый экземпляр накопителя индивидуально настраивается на заводе таким образом, чтобы обеспечить лучшую производительность и надежность. Для этого каждая пара «головка-поверхность пластины» собранного диска тестируется на определение характеристик быстродействия, и затем каждая сторона магнитной пластины индивидуально форматируется (размечается на дорожки и сектора) так, чтобы обеспечить наилучшие характеристики при работе именно с данной головкой. В результате, линейная плотность записи на каждой стороне каждой пластины может не совпадать с соседними (быть ниже или выше), что и приводит к таком графику.

Чтобы продемонстрировать это нагляднее, ниже я привел участки графиков для 2-х и 4-х гигабайтного фрагментов каждой пластины всех испытанных здесь дисков (здесь - именно в пересчете на одну пластину, а не для диска в целом). Так, наглядно видно, что диски Hitachi 7K60 и 5K80, имеющие по 4 головки каждый, имеют четко прослеживающийся периодический рисунок с четырьмя участками с разной скоростью передачи данных в каждом из «периодов» («полочками», наиболее ясно они видны у 7K60). А у более «древнего» диска серии 80GN (у меня была модель с двумя головками) эти полочки сильно «зашумлены», хотя «периодичность» очевидна.

Напомню, что аналогичная технология «эластичной плотности записи» используется и в дисках Samsung - уже год, как в настольных и с этого года - в мобильных. Причем по графикам четко видно, что у Samsung «период» «полочек» в несколько раз больше. Вполне возможно, что скоро на такой путь повышения производительности дисков (и «выжимания» последних соков из текущих технологий магнитной записи) перейдут и остальные производители. Но в памяти-то народной останутся имена «первопроходцев»... :)

А диски тестировать станет все сложнее и сложнее - ведь если каждый накопитель форматируется индивидуально, то их производительность даже в пределах одной партии может заметно отличаться, то есть по одному-двум экземплярам уже будет сложно делать выводы обо всех моделях серии и даже об одной модели! Впрочем, как показывает практика, сейчас на первый план в борьбе за «попугаи» бенчмарков все чаще выступает не линейная скорость записи, а оптимизация микропрограммы дисков под те или иные задачи. Поэтому диски с немного разной скоростью чтения, но одинаковым firmware, вполне возможно, будут иметь и очень близкую производительность в приложениях...

Теперь переходим к более рутинным и традиционным вещам. По максимальной (усредненной за несколько «периодов» в начале диска), средней и минимальной скорости чтения данных с пластины диски расположились в следующем порядке:

Разумеется, семитысячник Hitachi лидирует, хотя его отрыв от пятитысячников с более «плотными», как выясняется, пластинами не такой и большой, и тот же Hitachi 5K80 почти наступает нашему герою на «ахиллесовы» пятки, уступая всего-то 7,7% в средней по пластине скорости чтения-записи.

По скорости работы интерфейса UltraATA/100 закономерно и традиционно лидируют диски Hitachi и конкурентам (и обозревателям;)) тут «ловить» нечего. Впрочем, повторюсь, при большом объеме кэш-памяти (а 8 Мбайт уже стал стандартом у дисков этого класса) и реальной скорости записи/чтения пластин как минимум вдвое меньше скорости интерфейса небольшой недобор Burst Read Speed вряд ли скажется на общей производительности накопителей в приложениях.

По среднему времени доступа, как и ожидалось из спецификаций, лидирует диск Hitachi 7K60, хотя Seagate Momentus почти так же быстр. Учитывая латентность вращения, получаем, что 7K60 даже немного «перебирает» заявленные 10 мс и уступает по скорости поиска Моментусу! Интересно также, что в режиме «тихого медленного» поиска (и действительно немного тише на слух) скорость поиска падает крайне незначительно - всего на доли миллисекунды. Так что от «тихого» 7K60 мы вправе ожидать практически такой же производительности в приложениях, что и от его «громкого» (дефолтного) варианта.

Дополнительную пищу для размышлений дает сопоставление среднего времени доступа, измеренного отдельно для чтения и записи. В данном случае мы демонстрируем результаты теста H2benchW, хотя аналогичные данные могут быть получены и в других программах (например, Iometer).

По тому, насколько меньше оказывается среднее время доступа при записи, можно судить, в частности, об эффективности работы алгоритмов отложенной записи и кэширования записываемых данных в буфере диска. И здесь, о чудо!, оказывается, что «тихий» 7K60, видимо, переходит на более эффективные алгоритмы отложенной записи! То есть в каких-то приложениях он может даже обгонять свой «громкий» аналог!

Другим показательным тестом «внутреннего устройства» дисков является тест на скорость чтения и записи файлов различного объема блоками разного размера - от 512 байт до 1 Мбайт. Для этого я традиционно использую тест ATTO Disk Benchmark. На скриншотах ниже показаны результаты для четырех размеров тестового файла - 128 Кбайт, 1 Мбайт, 4 Мбайт и 32 Мбайт. Если первый и второй, как правило, гарантированно кэшируются буфером диска (причем, кэширование записи и чтения для мегабайтного файла не так однозначно), то последний просто в него «не влезает», а кэширование предпоследнего зависит не только от объема буфера, но и от специфики работы firmware накопителя (кстати, результаты данного теста практически не зависят от выбора между FAT и NTFS).

Результаты теста ATTO Disk Benchmark для диска Hitachi 7K60 HTS726060M9AT00.

Результаты теста ATTO Disk Benchmark для диска Hitachi Travelstar 5K80.

По результатам этого теста можно констатировать, что алгоритмы firmware дисков Hitachi 7K60 и 5K80 очень сходны - обоим присуща не очень высокая скорость при работе малыми блоками. Вместе с тем, кэширование файлов объемом 1 Мбайт и выше у дисков Hitachi весьма эффективное - мегабайтные файлы они хорошо кэшируют и на запись, и на чтение, и даже 4-мегабайтные хорошо кэшируют на чтение.

Быстродействие в приложениях

Теперь посмотрим, как подмеченные выше преимущества и недостатки внутреннего устройства накопителей проявляются при работе в приложениях.

Первым делом, выясним, как хорошо диски оптимизированы для многопотоковой работы. Для этого мы используем тесты в программе NBench 2.4, где файлы размером 100 Мбайт записываются на диск и читаются с него несколькими одновременными независимыми потоками (в данном случае используется FAT32, хотя на NTFS результаты этого теста практически те же).

Данная диаграмма позволяет нам судить об эффективности алгоритмов отложенной записи жестких дисков в реальных (а не синтетических, как было на диаграмме со средним временем доступа) условиях при работе операционной системы с файлами (кэширование Windows здесь не задействовано). Кроме того, этот тест позволяет оценить оптимизацию этих алгоритмов для независимой многопотоковой работы. Как я и предвидел выше, «тихий» вариант Hitachi 7K60 оказался на этой задаче быстрее «громкого»! Хотя и не намного - в среднем лишь на 1,2%, что близко к погрешности измерений. Можно также видеть, что у дисков Hitachi последнего поколения великолепная отложенная запись - даже на четырех одновременных потоках, записываемых на пластине вблизи друг друга, скорость записи «проседает» относительно максимальной очень мало, да и при одновременной записи на удаленные участки диска (половина потоков - в начало диска, половина - в его середину) потери скорости на многопотоковости составляют менее 35%! Такими достижениями, к сожалению, не могут похвалиться ни их предшественники с меньшим буфером, ни соперники с такими же «большими буферами».

При многопотоковом чтении картина повторяется - снова тихий 7K60 в среднем чуточку быстрее громкого, хотя на «разнесенных» потоках, где в игру вступает меньшее время поиска, «громкий» все же вырывается вперед. Опережение семитысячником остальных менее «оборотистых» соперников, в принципе, удивления не вызывает. А вот что удивление вызывает - так это тот крайне несущественный отрыв, который семитысячник Hitachi имеет перед заведомо более медленными дисками Samsung и Seagate. «Тщательнее» надо бы программистам IBM/Hitachi...

Теперь посмотрим, как диски ведут себя в древних, он до сих пор популярных тестах Disk WinMark 99 из популярнейшего пакета WinBench 99. Напомню, что мы проводим эти тесты не только для «начала», но и для «середины» (по объему) физического носителя для двух файловых систем.

В офисной производительности (где, кстати, кэширование диском играет, порой, весьма существенную роль) снова «тихоня» Hitachi 7K60 лидирует на обеих файловых системах, а отрыв семитысячника от преследователей составляет от 5 до 10%.

В тестах профессиональной производительности High-End Disk WinMark 99 лидер тоже очевиден, а разницы между тихой и громкой реинкарнацией Hitachi 7K60, в общем-то, нет никакой.

Отрыв семитысячника от «пелотона» (в лице Hitachi 5K80) здесь возрастает до 15%.

Несмотря на мое недоверие к тестам Disk WinMark 99 (уж очень велико у производителей дисков и контроллеров искушение оптимизировать свои микропрограммы с целью получения лучшей производительности именно в данных самых популярных и маркетингово-значимых бенчмарках) преимущество семитысячника Hitachi тут не вызывает сомнений.

Для интересующихся приведем, без претензии на объективность отражения действительности, результаты дискового теста пакета PCMark04 - тут накопители расположились почти в полном соответствии с их ранжиром по скорости линейного чтения.

А в более «доверительном» тесте C"T H2benchW, который любят использовать немецкие коллеги из журнала C"T и сайта Tom"s Hardware Guide, выдал нам немного отличающиеся результаты - с огромным отрывом лидирует Hitachi Travelstar 7K60, более чем вдвое опережая прошлогодний Hitachi Travelstar 80GN со скоростью вращения 4200 об./мин. и буфером 2 Мбайт. Хотя отрыв от непосредственно соперника, Hitachi 5K80, в этом тесте - лишь 15%, что, впрочем, явно больше, чем 7-10% по линейной скорости чтения.

Еще одной вполне независимой мерой быстродействия дисков в приложениях может являться скорость работы с временным файлом программы Adobe Photoshop. В данном случае снова тихий вариант Hitachi 7K60 оказался чуть быстрее громкого, а преимущество над Hitachi 5K80 доходит до 13,5% (и до 35% - над Hitachi 80GN).

Тесты в Intel Iometer

Для имитации работы дисков в различных приложениях мы используем специальные паттерны в программе Intel IOmeter. Сперва - традиционные паттерны, предложенные Intеl и сайтом Storagereview.com:

Собственно, иного я и не ожидал - Hitachi 7K60 всегда с заметным (от 8 до 13%) отрывом впереди самых шустрых пятитысячников, причем вариант с меньшим временем поиска тут однозначно лучше, хотя разница и не фатальна - от 0 до 2,6%. Несмотря на немалую разницу в «ворклоаде» этих четырех паттернов, картина везде очень похожа. Так что для использования 2,5-дюймового семитысячника в разноплановых профессиональных системах и компактных серверах есть все предпосылки.

При имитации чтения и записи крупных файлов HItachi 7K60 опередил 5K80 всего на 7% (примерно равно разнице в средней скорости чтения пластины), причем тихий вариант немного отстал от громкого только на чтении.

При имитации чтения и записи мелких файлов отрыв семитысячника куда более впечатляющ - на 20% от Seagate Momentus (в большей степени - за счет записи) и от Hitachi 5K80. Притом, что Hitachi 80GN отстал от лидера всего на 35%. И здесь, кстати, тихий вариант снова немного выходит вперед.

При имитации дефрагментации, где скорость поиска важна, «тихоня», конечно, чуть медленнее, но все равно отрыв от Hitachi 5K80 равен 23%, что существенно больше разрыва в линейной скорости чтения пластины (7-10%). Весьма неплохо!

Причем при имитации копирования крупных и даже мелких файлов этот разрыв в 23% сохраняется! В общем, семитысячник показывает явно выдающиеся результаты.

Наконец, паттерн потоковых чтения-записи файлов крупными или мелкими блоками, имитирующий, например, работу цифрового магнитофона с отложенной записью, ставит финальную точку - 18% в среднем отрыв от 5K80 и 35% - от 80GN. Не говоря уже о дисках конкурентов. Очевидно, все дело - именно в оптимизации firmware дисков для подобных задач (особенно в случае 4-килобайтных блоков), а не в простейших физических характеристиках накопителей. Впрочем, справедливости ради, замечу, что задачи такого плана чаще выполняются именно крупными блоками, поэтому результат для блоков 4 Кбайт представляет скорее академический интерес и лишь подтверждает общее концептуальное преимущество firmware от IBM/Hitachi и мои высказывания выше о «главенстве» именно микропрограмм в деле борьбы за производительность дисков.

Энергопотребление

Энергопотребление семитысячника заявлено на уровне пятитысячника. Производитель в этой связи особенно расхваливает технологии фемто-слайдера и Enhanced Adaptive Battery Life Extender 3.0 (интеллектуальное энергосбережение в режиме idle, ориентирующееся на определенные паттерны доступа к диску). Что же, проверим. Методика «проверки» уже описана мной подробно в предыдущей статье , поэтому безлишних слов переходим к результатам.

Результаты измерений среднего тока потребления дисков в основных режимах приведены в таблице 2. Здесь Idle - это режим простого вращения диска (без обращения к данным). Pre-idle - это режим активности, в котором диск находится примерно 2-3 секунды после окончания обращения к нему перед переходом в режим Idle (видимо, головки еще не припаркованы с краю пластины). ATA Transfer - это режим передачи данных по шине ATA без обращения к самой пластине. Seek - активный поиск (хаотическое перемещение головок по всей пластине). Start - максимальный ток в момент старта (усредненный с постоянной времени около 0,1 с). Результаты для записи и чтения приведены для диапазона тока потребления - первая цифра соответствует началу (внешним дорожкам) диска, последняя - концу диска. Все режимы, кроме Start, измерялись во время прохождения соответствующих этапов тестов HD Tach 2.61 (именно этой, а не более поздних версий) и AIDA32 Disk Benchmark (в скобках показаны результаты для теста AIDA32, если они не совпадают с таковыми для HD Tach 2.61).

Таблица 2. Ток потребления (в мА) жестких дисков от источника питания +5В, измеренный в различных режимах работы.

При анализе результатов этой таблицы интересно отметить, что ток потребления диском Hitachi 7K60 в покое меньше, чем у пятитысячников Samsung и Seagate и едва больше, чем у Hitachi 5K80. Зато при обращении к диску семитысячник оказался прожорливее почти всех. К сожалению, его максимальный пусковой ток тоже нельзя назвать малым, что может иногда помешать при использовании этого диска в качестве внешнего накопителя при питании от порта USB (без дополнительной подпитки - например, на старых материнских платах или PCI -контроллерах).

Чтобы привести цифры таблицы к общему и полезному для читателя знаменателю:), мы, как и ранее, вычислили два практически полезных параметра: усредненную потребляемую мощность мобильных дисков при типичной работе пользователя и при интенсивной (постоянной) работе с винчестером. Для вычисления этих оценочных показателей, не претендующих на какую-то «истину в конечной инстанции», я применил две характерные модели использования дисков. При типичной неспешной работе пользователя (например, офисной или при редактировании графики) модель среднего потребления диска описывается формулой:

Ptyp =5V*(Idle *85%+Preidle *4.9%+Start *0.1%+Write *2.5%+Read *7.5%)/100%,

где буквенные режимы означают ток потребления диском в соответствующих режимах обращения к нему, а цифры, на которые эти токи умножаются - процент по времени, в течение которого диск находится в этом режиме (для чтения и записи берутся максимальные значения тока потребления, соответствующие начальным участкам диска; режим Seek здесь фактически учитывается через чтение и запись). В основу этой модели положено, в частности, то, что при типичной работе ноутбука диск читает/пишет в течение примерно 10% от общего времени, а обращение к нему происходит в среднем раз в минуту. Аналогично, для интенсивной работы с диском (например, дефрагментация, сканирование поверхности, копирование файлов и пр.) среднее потребление численно описывается формулой:

Pmax =(Write +Seek +Read *3),

где ток приведен в амперах. По вычисленным данным потребляемой мощности построена следующая диаграмма.

Усредненная потребляемая мощность мобильных дисков при типичной работе пользователя ноутбука и при интенсивной (постоянной) работе с винчестером

Видно, что в режиме постоянной (активной) работы ноутбука с диском Hitachi Travelstar 7K60 оказался самым прожорливым - почти 4 ватта для некоторых ноутбуков (с суммарным тепловым пакетом 8-10 ватт) могут заметно повлиять на продолжительность жизни от батареи! Правда, в этом наш герой не настолько хуже ближайших соперников - Hitachi 5K80 и Toshiba MK4019GAX, пожирающих до 3,5 ватт в постоянной работе, - чтобы по этому поводу сильно сокрушаться. Зато в «неспешной» работе ноутбука семитысячник оказался лучше некоторых (но не всех) пятитысячников - 1 ватт благодаря технологиям, о которых так долго говорили «большевики», - это вполне приемлемо даже для тонкого и легкого ноутбука.

Акустический шум

Для субъективной оценки акустических свойств дисков проводилось сравнительное прослушивание. В звуке, издаваемом дисками в режиме вращения (без поиска), мы выделили две четко различимые компоненты, по которым отдельно оценивался каждый из дисков - это высокочастотный «звон» (подшипников и иных компонентов дисков) и низкочастотный «гул» (вибрации, характеризующие балансировку шпинделя с пластинами). По «звону» самым тихим оказался накопитель Samsung Magma, а следом за ним шли диски Hitachi в порядке возрастания их скорости вращения - 4200, 5400 и 7200 об./мин. По низкочастотному «гулу» самыми тихими оказались побывавшие у нас экземпляры накопителей Hitachi со скоростью 4200 и 7200 об./мин., Samsung и Hitachi 5400 rpm оказались громче. Что касается «шумности» поиска, то он примерно был одинаково тих у Magma и 4200-rpm-диска Hitachi и немного громче - у пятитысячника и семитысячника Hitachi. В целом, на фоне шума вращения шум поиска у 7K60 не очень заметен и уж точно неназойлив. Как и шум в режиме idle.

Выводы

Что же, можно констатировать, что первый мобильный семитысячник у IBM, пардон, у Hitachi получился вполне достойным - под стать знаменитым настольным семитысячникам этой компании в прошлом и настоящем. Конечно, напрямую сравнивать производительность Travelstar 7K60 с современными настольными семитысячниками не получится - у последних и скорость чтения данных, как минимум, раза в полтора выше, и время поиска заметно меньше. Хотя применение современных «больших буферов» и сходных алгоритмов firmware и делает их всё ближе. В целом, 7K60 примерно соответствует по производительности настольным семитысячникам IBM двухлетней давности. И заметно превосходит в большинстве тестов нынешние мобильные пятитысячники (но не во всех - действительно намного). При этом, почти не отличаясь от них в экономичности и шумности и даже превосходя - в ударостойкости. В общем, за такими дисками - мобильное будущее. И в свой «такой тонкий и легкий» ноутбук я бы его поставил не задумываясь. :)