Компьютеры

Ремонт и upgrade компьютеров своими руками

ХАРАКТЕРИСТИКИ НАКОПИТЕЛЕЙ НА ЖЕСТКИХ ДИСКАХ

 

Если у вас появятся вопросы, не освещенные на нашем сайте, вы можете задать вопрос непосредственно нашим специалистам по электронной почте: upgradecomputer@yandex.ru

 

  

 

Если вы собрались покупать новый накопитель или просто хотите разобраться в том, каковы различия между устройствами разных семейств, сравните их параметры. Ниже приведены критерии, по которым обычно оценивают качество жестких дисков.

■ Емкость.

■ Быстродействие.

■ Надежность.

■ Стоимость.


Емкость

Как уже отмечалось, один из наиболее известных законов Паркинсона, правда, в несколько измененном виде, может быть применен и к жестким дискам: «Объем данных увеличивается в соответствии с объемом пространства, отведенного для их хранения».

Это означает, что, независимо от емкости жесткого диска, вы без особого труда найдете способ заполнить его до отказа.

После того как пользователь полностью заполняет все свободное пространство текущего жесткого диска, он начитает задумываться о том, какой объем памяти будет достаточным. Вероятность того, что имеющегося пространства окажется слишком много, весьма незначительна, поэтому постарайтесь приобрести самый большой жесткий диск, который сможет вынести ваш бюджет. Современные инфраструктуры используются для хранения объемных файлов различных форматов, к числу которых относятся цифровые фотографии, музыкальные записи и видеофрагменты, новейшие операционные инфраструктуры, приложения и компьютерные игры. к примеру, в соответствии с информацией, предоставленной компанией Western Digital, занимающейся производством жестких дисков, для того чтобы записать 600 фотографий с высоким разрешением (по 500 Кбайт каждая), 12 часов цифровой музыки, 5 игр, 20 приложений и всего лишь 90 минут цифровых видеоматериалов, потребуется примерно 43 Гбайт свободного пространства.

В современных системах нехватка свободного места приводит к возникновению самых разных проблем, связанных главным образом с тем, что операционная система Windows и прикладные программы используют большой объем дискового пространства для виртуальной памяти и хранения временных файлов. Выход Windows за пределы емкости жесткого диска практически всегда приводит к неустойчивой работе инфраструктуры, сбоям и потере данных.

В табл. 10.5 приведены сравнительные характеристики накопителей ATA/IDE и SCSI с емкостью более 80 Гбайт, производимых различными компаниями.

Надеюсь, что просматривая данные, приведенные в табл. 10.5, вы обратили внимание на следующее: скорость передачи интерфейса в реальном мире практически ничего не значит.

Не заблуждайтесь относительно рекламируемой скорости передачи интерфейса, что относится, в частности, к АТА-133. Как рекомендуется из этой таблицы, более важным показателем эффективности накопителя является средняя скорость передачи данных, величина той значительно меньше скорости интерфейса, достигающей 133 Мбайт/с. Скорость передачи данных носителя представляет собой среднюю скорость, с той накопитель может фактически считывать или записывать данные. Для сравнения: скорость передачи интерфейса определяет, насколько быстро происходит перемещение данных из системной платы в буфер накопителя и обратно. Основным фактором, оказывающим наибольшее влияние на фактическую скорость передачи данных, является скорость вращения жесткого диска. В общем случае скорость передачи данных накопителей, вращающихся с частотой 7 200 об/мин, будет выше, чем у накопителей со скоростью вращения 5 400 об/мин.

Я уверен, что многие пользователи, обменявшие накопители АТА-66 или АТА-100 на модели АТА-133 (плюс плата адаптера или обновление системной платы), неожиданно откроют для себя, что накопитель АТА-133 имеет практически то же быстродействие (или даже более низкое), чем предыдущие модели! Для того чтобы избежать этой ошибки, при покупке накопителя обращайте внимание в первую очередь на фактическую скорость передачи данных сравниваемых жестких дисков.


Ограничения емкости

Величина емкости используемого жесткого диска зависит в первую очередь от выбранного интерфейса. Несмотря на то что АТА является наиболее распространенным интерфейсом жестких дисков, не забывайте также о накопителях с шиной SCSI. Каждому

Таблица 10.5. Сравнительные характеристики накопителей большой емкости различных производителей

Производитель и серия

Модель

Емкость,

Частота

Интерфейс

Средняя скорость

Примечания

накопителя


Гбайт

вращения, об/мин


передачи носителя, Мбайт/с


Maxtor DiamondMax D540X

4D080H4

80

5 400

АТА-100

31


Maxtor DiamondMax D540X

4K080H4

80

5 400

АТА-100

31


Maxtor DiamondMax D540X

4G120J6

120

5 400

АТА-100

31

1

Maxtor DiamondMax D540X

4G160J8

160

5 400

АТА-100

31

1

Maxtor DiamondMax D536X

4W100H6

100

5 400

АТА-100

26


Maxtor DiamondMax D536X

4W080H6

80

5 400

АТА-100

26


Maxtor DiamondMax 80

98196H8

80

5 400

АТА-100

26


Maxtor DiamondMax Plus D740X

6L080J4

80

7 200

АТА-133

42


Maxtor DiamondMax Plus D740X

6L080L4

80

7 200

АТА-133

42

2

WD Caviar (HP)

WD1200BB

120

7 200

АТА-100

42


WD Caviar (HP)

WD1000BB

100

7 200

АТА-100

40


WD Caviar (HP)

WD800BB

80

7 200

АТА-100

40


WD Caviar (SE)

WD1200JB

120

7 200

АТА-100

42

3

WD Caviar (SE)

WD1000JB

100

7 200

АТА-100

40

3

WD Caviar (Std.)

WD1200AB

120

5 400

АТА-100

36


WD Caviar (Std.)

WD1000AB

100

5 400

АТА-100

36


WD Caviar (Std.)

WD800AB

80

5 400

АТА-100

30


Seagate Barracuda ATA IV

ST380021 A

80

7 200

АТА-100

39

2

Seagate U-Series 80020

ST380020A

80

5 400

АТА-100

31


Seagate Barracuda 180

ST 1181677LCV

180

7 200

Ultra-160

36

4

IBM Deskstar 120GXP

IC35L120AWA07

120

7 200

АТА-100

42

5

IBMDeskstarl20GXP

IC35L100AWA07

100

7 200

АТА-100

42

5

IBM Deskstar 120GXP

IC35L080AWA07

80

7 200

АТА-100

42

5

IBM Travelstar 60GH

IC25T060ATCS05

60

5 400

АТА-100

20

5,6

Примечания к табл. 10.5 АТА-100–100 Мбайт/с. АТА-133–133 Мбайт/с. Ultral60–160 Мбайт/с.

1. Поставляется с хост-адаптером (или без него) АТА 133 PCI (компания Maxtor), который обеспечивает поддержку BIOS накопителей емкостью более 137Гбайт, а также позволяет подключать до четырех устройств IDE/ATA.

2. В этом накопителе используются гидродинамические подшипники.

3. Емкость буфера накопителей Caviar Special Edition достигает 8 Мбайт, в то время как в других моделях — не более 2 Мбайт.

4. Это накопитель SCSI, который в момент написания статьи являлся жестким диском наибольшей емкости, используемым в персональных компьютерах.

5. В этой модели используются антиферромагнитные двойные слои (AFC-носители) и стеклянные жесткие диски, изготовленные компанией IBM.

6. Эта модель представляет собой 2,5-дюймовый накопитель высотой не более 12,5 мм, используемый в портативных компьютерах. Накопитель подходит практически ко всем портативным компьютерам и является наиболее высокоемким 2,5-дюймовым жестким диском на сегодняшнем рынке.

стандарту присущи определенные ограничения, но в целом емкость накопителей АТА всегда была ниже, чем емкость накопителей с интерфейсом SCSI.

Первый накопитель АТА, созданный в 1986 году, имел ограничение максимальной емкости в 137 Гбайт (65536x16x255 секторов). Различные версии BIOS еще больше ограничивали максимальную емкость жестких дисков, которая в системах, скомпонованных до 1998 года, достигала 8,4 Гбайт, а в системах, созданных до 1994 года, — 528 Мбайт. Ограничение емкости накопителей АТА в 137 Гбайт осталось даже после того, как был найден способ, позволивший решить проблемы, связанные с BIOS. Это ограничение удалось успешно преодолеть с помощью спецификации АТА-6, опубликованной в 2001 году. Стандарт АТА-6 расширил схему адресации, используемую накопителем АТА, что позволило увеличить емкость накопителей до 144 Пбайт (петабайт, или квадрильон байт), которые составляют в общей сложности 248 секторов. Подобное решение позволяет создавать накопители, емкость которых превышает указанное 137-гигабайтовое ограничение. Разумеется, любой накопитель с емкостью более 137 Гбайт по своей природе должен соответствовать стандарту АТА-6. Тем не менее, устанавливая накопитель, емкость того выше указанной величины, убедитесь в том, что системная BIOS поддерживает АТА-6.


Ограничения BIOS

инфраструктуры, включающие в себя жесткий диск объемом до 8 Гбайт, далеко не всегда позволяют обрабатывать накопители большей емкости без соответствующего обновления системной BIOS. Это связано с тем, что BIOS ранних версий (т. е. до 1998 года) не могут обрабатывать накопители, емкость которых выше указанного 8,4-гигабайтового ограничения. Не забывайте также о существующем 137-гигабайтовом ограничении, то относится к жестким дискам, выпущенным до 2002 года. Жесткие диски АТА обычно поставляются в комплекте с инсталляционным диском, содержащим программное обеспечение для замены BIOS, к примеру Disk Manager от компании Ontrack или EZ-Drive от Phoenix Technologies (компания StorageSoft, разработавшая программу EZ-Drive, была приобретена компанией Phoenix в январе 2002 года). Тем не менее я не рекомендую

практиковать программное обновление базовой инфраструктуры ввода-вывода. Это связано с тем, что использование EZ-Drive, Disk Manager и других программных продуктов OEM (Drive Guide, MAXBlast, Data Lifeguard и пр.) может привести к различным проблемам при необходимости загрузки с дискеты/компакт-диска или при исправлении нестандартной главной загрузочной записи.

При установке жесткого диска большой емкости в систему, использующую системную BIOS, созданную до 1998 года и имеющую 8,4-гигабайтовое ограничение, или BIOS, датированную 2002 годом и имеющую соответствующее ограничение емкости в 137 Гбайт, рекомендуется в первую очередь обратиться к производителю системной платы (или компьютера) для получения обновленной версии BIOS. Практически все системные платы включают в себя flash-память, которая позволяет устанавливать обновленные версии BIOS с помощью соответствующих служебных программ.

Если обновленная версия базовой инфраструктуры ввода-вывода отсутствует, то, чтобы получить полную поддержку BIOS для накопителей, емкость которых превышает 137 Гбайт, необходимо установить специальную плату ATA Pro, созданную в Micro Firmware, или плату LBA Pro (компания Unicore). Эти платы устанавливаются в разъемы ISA и содержат flash-память, включающую дополнительные возможности BIOS и обеспечивающую поддержку практически всех существующих хост-адаптеров АТА. Платы расширения представляют собой ПЗУ, не содержащее встроенных интерфейсов АТА, поэтому накопители подключаются к тем же ранее использовавшимся хост-адаптерам АТА, которые обычно встраиваются в системную плату.

При необходимости использования дополнительных (более производительных) интерфейсов АТА или при отсутствии разъемов ISA на используемой системной плате рекомендуется воспользоваться платами расширения, созданными на базе PCI (такими, как Ultral33 ТХ2 или UltralOO ТХ2), производством которых занимается, к примеру, компания Promise Technologies. Эти платы поддерживают накопители, имеющие 137-гигабайтовое ограничение емкости, то налагается АТА-5 и стандартами более ранних версий. Платы расширения содержат также два встроенных интерфейса хост-адаптера АТА, каждый из которых поддерживает по два накопителя (четыре накопителя на плату). Эти платы поддерживают скорости интерфейса АТА-133 и АТА-100 и обратно совместимы со старшими, более медленными накопителями АТА.

Компания Maxtor реализует накопители в комплекте с собственной платой хост-адаптера PCI АТА-133, которая, подобно платам расширения компании Promise, обеспечивает поддержку BIOS для накопителей емкостью более 137 Гбайт.

Проблемы, связанные с ограничением емкости жестких дисков, не имеют никакого отношения к накопителям SCSI, поскольку даже самые первые версии стандарта SCSI позволяют обрабатывать диски емкостью до 2,2 Тбайт. Ограничения, налагаемые системной BIOS, никакого значения не имеют, поскольку поддержка жестких дисков SCSI обеспечивается не системной BIOS, а базовой системой ввода-вывода, встроенной в установленный хост-адаптер SCSI.

Жесткие диски SCSI с самого начала отличались более высокими характеристиками, чем накопители АТА. Благодаря этому диски SCSI чаще всего используются в высокопроизводительных файловых серверах, рабочих станциях и других компьютерных системах. Несмотря на то что накопители SCSI создавались еще до появления жестких дисков АТА, их разработчики предусмотрительно позаботились о возможности жестких дисков SCSI адресовать до 2,2 Тбайт (терабайт, или триллион байт), что составило 232 секторов. В 2001 году набор команд SCSI был расширен, что позволяет поддерживать накопители

емкостью 9,44 Збайт (зетабайт, или секстильон байт), что составило уже 2 секторов. Высокая производительность и отсутствие критический ограничений на максимальный объем данных, содержащийся на жестких дисках SCSI, стали причиной того, что изготовители всегда вызапускают накопители, имеющие наибольшую емкость, вначале в SCSI-версиях. Когда пользователям приходится приобретать жесткий диск, имеющий максимальную емкость, практически всегда можно сказать, что это будет накопитель SCSI.

Изменения, внесенные в конструкции накопителей АТА и SCSI в 2001 году, позволяют говорить о том, что пройдет еще немало времени, прежде чем ограничения емкости жестких дисков станут проблемой для интерфейса того или другого типа.


Ограничения операционной инфраструктуры

К счастью, при использовании новейших операционных систем, к числу которых относятся Windows МЕ/2000/ХР, каких-либо проблем с жесткими дисками большой емкости практически не возникает. рекомендуется заметить, что операционные инфраструктуры более ранних версий имеют определенные ограничения, которые рекомендуется учитывать при использовании высокоемких накопителей.

Как правило, DOS не распознает жесткие диски емкостью более 8,4 Гбайт, так как доступ к этим накопителям выполняется с помощью LBA-адресации, a DOS 6.x и более ранних версий поддерживает только CHS-адресацию.

Windows 95 имеет 32-гигабайтовое ограничение емкости жестких дисков, причем единственным способом, позволяющим выйти из этого положения, является обновление операционной инфраструктуры до Windows 98 или более современных версий. Кроме того, обновленные или реализуемые в розницу версии Windows 95 (которые называются также Windows 95 OSR 1 или Windows 95а) поддерживают только файловую систему FAT16 (16-разрядная таблица размещения файлов), налагающую ограничение в 2 Гбайт на максимальный размер разделов. Таким образом, при использовании жесткого диска емкостью 30 Гбайт вам бы пришлось разделить его на 15 разделов по 2 Гбайт в каждом, присваивая вновь образованному разделу определенную букву (в данном случае, диски C:-Q:). Операционные инфраструктуры Windows 95В и 95С могут использовать файловую систему FAT32, которая разрешает создавать разделы объемом до 2 Тбайт. Обратите внимание, что наличие определенных внутренних ограничений не позволяет посредством программы FDISK создавать разделы объемом более 512 Мбайт.

Операционная система Windows 98 поддерживает жесткие диски большой емкости, но ошибка, существующая в программе FDISK, содержащейся в Windows 98, уменьшает сообщенную емкость накопителя до 64 Гбайт (при использовании жестких дисков большей емкости). Решение этой проблемы состоит в установке обновленной версии FDISK, для получения той вам рекомендуется обратиться на Web-узел компании Microsoft. Еще одна ошибка была обнаружена при выполнении команды FORMAT в операционной среде Windows 98: при запуске программы FORMAT для обработки раздела емкостью более 64 Гбайт происходит форматирование полностью всего раздела, но его размер сообщается неправильно.


Быстродействие

Важным параметром накопителя на жестком диске является его быстродействие. Этот параметр для разных моделей может варьироваться в широких пределах. И как это часто бывает, лучшим показателем быстродействия накопителя является его цена. Здесь вполне

справедливы слова, сказанные по поводу гоночных автомобилей: «Скорость стоит денег. Насколько быстро вы хотите ездить?».

Быстродействие накопителя можно оценить по двум параметрам:

■ скорости передачи данных (data transfer rate);

■ среднестатистическому времени поиска (average seek time).


Скорость передачи данных

Вероятно, наиболее важной характеристикой при оценке общей производительности накопителя является скорость передачи данных, но, с другой стороны, она же считается наименее понятной. Проблема в том, что в настоящее время для каждого дисковода могут быть определены сразу несколько скоростей передачи данных.

Основная проблема состоит в том, что производители накопителей часто указывают в документации до семи различных скоростей передачи, относящихся к тому или иному дисководу. Наименее важной, вероятно, является максимальная скорость передачи интерфейса (почему-то именно на нее пользователи чаще всего обращают внимание), которая в современных накопителях АТА равна 100 или 133 Мбайт/с. К сожалению, далеко не все понимают, что фактическая скорость чтения и записи данных значительно меньше скорости передачи интерфейса. Наиболее важной является скорость передачи непосредственно носителей, определяющая, насколько быстро выполняется запись или считывание данных, содержащихся на жестком диске. Скорость передачи данных носителя может быть выражена в виде полной скорости (максимальной или минимальной), максимальной или минимальной фактической скорости, а также в виде средней фактической скорости. Средняя скорость обычно указывается довольно редко, но ее легко вычислить по имеющимся данным.

Средняя скорость передачи данных считается более важной характеристикой, чем скорость передачи данных интерфейса. Это связано с тем, что средняя скорость представляет собой действительную скорость непосредственного считывания данных с поверхности жесткого диска. При этом максимальная скорость является, скорее, ожидаемой постоянной скоростью передачи данных. Скорость передачи носителя обычно определяется ее минимальной и максимальной величинами, хотя многие компании, занимающиеся производством жестких дисков, указывают только максимальное значение скорости.

Наличие минимального и максимального значений скорости передачи носителя связано с использованием в современных накопителях так называемой зонной записи данных. В этом случае количество секторов, приходящихся на каждую дорожку внутренних цилиндров будет меньше, чем в наружных. Как правило, жесткий диск сайтен на 16 или более зон, причем количество секторов на каждой дорожке (а следовательно, скорость передачи данных) во внутренних зонах примерно вдвое меньше, чем во внешних. Скорость вращения жесткого диска практически постоянна, поэтому скорость считывания данных из внешних цилиндров примерно вдвое выше, чем из внутренних цилиндров.

Существует определенное различие между формальной и фактической скоростями передачи данных. Формальная скорость определяет, насколько быстро биты (единицы емкости памяти) могут быть считаны с поверхности жесткого диска. Далеко не все биты являются битами данных (это может быть промежуток между секторами или идентификаторы битов). Кроме того, рекомендуется учитывать время, затрачиваемое при поиске данных на перемещение головок с дорожки на дорожку. Таким образом, фактическая скорость

передачи данных представляет собой реальную скорость считывания данных с диска или их записи на диск.

Обратите внимание, что большинство производителей указывают только фактическую скорость передачи, которая, как показывают несложные вычисления, составляет примерно три четвертых от полной скорости передачи данных. Это связано с тем, что пользовательские данные на каждой дорожке составляют примерно три четверти всех имеющихся данных, определенная часть которых используется управляющими модулями или представляет собой код коррекции ошибок (ЕСС), идентификатор (ID) и другие служебные данные.

Рассмотрим в качестве примера дисковод IBM Deskstar 120GXP, который является сегодня одним из самых быстрых накопителей ATA/IDE. Его основные параметры: скорость вращения 7200 об/мин, полная поддержка скорости передачи данных интерфейса АТА/100 (пропускная способность интерфейса между контроллером и системной платой 100 Мбайт/с). рекомендуется заметить, что фактическая скорость передачи данных гораздо ниже.

В табл. 10.6 приведены спецификации дисковода Ultra-ATA/100 IBM Deskstar 120GXP со скоростью вращения 7200 об/мин.

Таблица 10.6. Скорости передачи носителя дисковода IBM Deskstar 120GXP

Зона носителя

Секторы/дорожки

Скорость об/мин

вращения,

Скорость передачи, Мбайт/с

Внешняя зона

928

7 200


57,02

Внутренняя зона

448

7 200


27,53

Средняя зона

688

7 200


42,27

Как видите, действительная скорость передачи носителя колеблется в пределах от 57,02 до 27,53 Мбайт/с, что составляет в среднем 42,27 Мбайт/с или менее половины скорости передачи интерфейса. Смею вас заверить, что вы не будете разочарованы, приобретая дисковод со скоростью передачи данных, равной 42,27 Мбайт/с. Фактически этот накопитель является одним из самых быстрых дисководов АТА на сегодняшнем рынке. Существует множество дисководов ATA/IDE, имеющих такую же или более низкую производительность.

Меня часто спрашивают о возможности модификации интерфейса АТА. Во многих компьютерах используются системные платы, поддерживающие только режимы АТА/33 (Ultra DMA Mode 2) или АТА/66 (Ultra DMA Mode 4) и не поддерживающие более быстрые спецификации АТА/100 (Ultra DMA Mode 5) или ATA/133 (Ultra DMA Mode 6). После того как вы узнаете фактические скорости передачи носителей большинства дисководов, вы поймете, почему я не рекомендую устанавливать в таких системах отдельные хост-адаптеры АТА/100 или АТА/133 (за исключением, конечно, тех случаев, когда необходимо подсоединить несколько дополнительных жестких дисков). Если говорить о повышении эффективности, то подобная модификация не даст никакого практического результата. Это связано с тем, что средняя скорость передачи данных используемых дисководов ниже, чем скорость интерфейса АТА/33, не говоря уже об интерфейсах АТА/66, АТА/100 или АТА/133.

Существует два основных фактора, непосредственно влияющих на скорость передачи данных: скорость вращения диска и плотность линейной записи, или количество секторов на дорожке. к примеру, при равном количестве секторов на дорожке скорость передачи данных будет выше у дисковода, имеющего большую скорость вращения. По аналогии с этим, при равной скорости вращения накопитель с большей плотностью записи будет иметь большую скорость передачи. При сравнении эффективности накопителей рекомендуется учитывать оба фактора.

Рассмотрим еще один пример. Накопитель Maxtor DiamondMax D540X-4G120J6, который по многим параметрам похож на IBM 120GXP, также является дисководом АТА с емкостью 120 Гбайт. Этот дисковод вращается со скоростью 5 400 об/мин и поддерживает скорость передачи интерфейса АТА/133 (режим Ultra DMA Mode 6, скорость передачи данных того от контроллера дисковода к хост-адаптеру системной платы равна 133 Мбайт/с). В табл. 10.7 приведены скорости передачи данных 120-гигабайтового накопителя Ultra-ATA/133 Maxtor DiamondMax D540X-4G120J6, имеющего скорость вращения 5 400 об/мин.

Таблица 10.7. Скорости передачи носителя дисковода Maxtor DiamondMax D540X-4G120J6 120 Гбайт АТА

Зона носителя

Секторы/дорожки

Скорость об/мин

вращения,

Скорость передачи, Мбайт/с

Внешняя зона

896

5 400


41,29

Внутренняя зона

448

5 400


20,64

Средняя зона

672

5 400


30,97

Как видите, действительная скорость передачи носителя колеблется в пределах от 41,29 до 20,64 Мбайт/с, что составляет в среднем примерно 30,91 Мбайт/с или менее одной четверти от скорости передачи интерфейса.

Обратите внимание на сравнительные характеристики описанных 120-гигабайтовых дисководов.

Накопитель Скорость  Скорость передачи Средняя скорость передачи

вращения, об/мин интерфейса, Мбайт/с носителя, Мбайт/с

IBM 120GXP 7 200  100  42,27

Maxtor 5 400  133  30,97

D540X

Интересно, что дисковод, имеющий более высокую скорость передачи интерфейса (133 Мбайт/с, в отличие от 100 Мбайт/с), в действительности оказывается более медленным (разница фактических скоростей составляет примерно 37%). Среднее количество секторов на дорожке примерно равно, поэтому столь высокая разница между скоростями передачи возникает главным образом из-за более высокой (примерно на 33%) скорости вращения одного из накопителей.

При выборе одного из 120-гигабайтовых накопителей, имеющих наиболее высокую производительность, рекомендуется обратить внимание на дисковод с более высокой скоростью

передачи носителя. Несмотря на то что он работает с более медленной скоростью интерфейса, равной 100 Мбайт/с (АТА-100), этот накопитель считывает и записывает данные на 37% быстрее, чем другой накопитель, поддерживающий скорость передачи интерфейса 133 Мбайт/с (АТА-133).

Как рекомендуется из этого примера, скорость передачи интерфейса никакого значения не имеет. В сущности, ни один из накопителей не позволяет передавать данные быстрее, чем со скоростью 66 Мбайт/с (даже из внешних цилиндров), причем увеличение скорости передачи интерфейса на производительность накопителя практически не влияет. Поэтому, если вы подумываете о приобретении новой системной платы или дополнительной платы хост-адаптера, пытаясь таким образом повысить производительность дисковода, то лучше потратьте деньги на что-нибудь другое. Повышение производительности интерфейса, используемого для передачи данных из буфера контроллера дисковода в системную плату, также не принесет ожидаемого результата. Объем буфера подобного типа составляет не более 2 Мбайт и пригоден только для повторяющихся передач данных небольшого объема.

При прочих равных условиях жесткий диск, вращающийся с более высокой частотой, имеет более высокую скорость передачи данных, которая не зависит от скорости передачи интерфейса. К сожалению, параметры накопителей совпадают довольно редко, поэтому для получения более объективной информации рекомендуется обратиться к характеристикам дисковода, указанным в спецификации или техническом руководстве.

В настоящее время одним из наиболее быстрых (по частоте вращения) дисководов является Seagate Cheetah XI5, скорость вращения того равна 15 000 об/мин. Скорости передачи данных накопителя Ultra4-SCSI/320 Seagate Cheetah X15–35LP (ST-336732LW) приведены в табл. 10.8.

Для сравнения в табл. 10.9 приведены основные параметры дисковода Ultra4-SCSI/320 Seagate Cheetah 36ES (ST-336746LW), скорость вращения того равна 10 000 об/мин.

Как рекомендуется из таблицы, несмотря на то что дисковод со скоростью вращения 15 000 об/мин вращается в полтора раза быстрее (на 50%), его фактическая скорость передачи данных выше всего лишь на 7%. Кроме того, он стоит примерно на 38% больше, чем накопители той же емкости, имеющие меньшую скорость вращения. Обратите внимание, что ни один из этих дисководов даже не приблизился к скорости передачи данных интерфейса Ultra4 SCSI (320 Мбайт/с). Тем не менее между накопителями АТА и SCSI существует весьма важное отличие, состоящее в том, что все дисководы SCSI на данном канале позволяют более эффективно распределять ширину полосы пропускания.

Таблица 10.8. Скорости передачи данных дисковода Seagati

i Cheetah X15–35LP

(ST-336732LW),

15 000 об/мин




Скорости передачи данных

Мбит/с

Мбайт/с

Скорость передачи интерфейса

2560


320,0

Полная скорость передачи носителя (максимальная)

709


88,6

Полная скорость передачи носителя (минимальная)

522


65,3

Фактическая скорость передачи носителя (максимальная)

522


69,0

Фактическая скорость передачи носителя (минимальная)

408


51,0

Фактическая скорость передачи носителя (средняя)

480


60,0

Таблица 10.9. Скорости передачи данных дисковода Seagate Cheetah 36ES (ST-336746LW), 10 000 об/мин

Скорости передачи данных

Мбит/с

Мбайт/с

Скорость передачи интерфейса

2560

320,0

Полная скорость передачи носителя (максимальная)

682

85,3

Полная скорость передачи носителя (минимальная)

520

65,0

Фактическая скорость передачи носителя (максимальная)

506

63,2

Фактическая скорость передачи носителя (минимальная)

393

49,1

Фактическая скорость передачи носителя (средняя)

449

56,2

Для получения сведений о скоростях передачи конкретного дисковода обратитесь к спецификации или документации/руководству, прилагаемому к накопителю. Обычно необходимую документацию можно загрузить из соответствующего Web-узла изготовителя. В ней часто указывается максимальное и минимальное количество секторов на дорожке. Эти величины, а также скорость вращения жесткого диска могут быть использованы для вычисления фактической скорости передачи данных. Для этого необходимо определить точное количество физических секторов, приходящихся на каждую дорожку внешней и внутренней зон. Следовательно, вы должны знать, что конфигурация многих накопителей поддерживает трансляцию секторов, т. е. количество секторов на дорожке, сообщенное базовой системой ввода-вывода, имеет мало общего с фактическими характеристиками дисковода. Для вычислений лучше подходят не параметры, сообщенные BIOS, а фактические физические параметры жесткого диска.

Зная количество секторов на дорожке (SPT) и скорость вращения жесткого диска, можно без труда определить фактическую скорость передачи носителя MTR (Media Transfer Rate), выраженную в Мбайт/с. Для этого необходимо воспользоваться следующей формулой:

MTR = SPT х 512 х RPM/60/1 000 000.

Здесь SPT (Sector Per Track) — количество секторов на дорожке, 512 — количество байтов данных в каждом секторе, RPM (Rotations Per Minute) — частота вращения дисков (оборотов в минуту), 60 — количество секунд в минуте.

к примеру, накопитель IBM Deskstar 120GXP, скорость вращения того равна 7200 об/мин, содержит в среднем 688 секторов на дорожке. Средняя скорость передачи носителя для данного накопителя определяется следующим образом:

688 х 512 х (7 200/60)/1 000 000 = 42,27 Мбайт/с.

Используя эту формулу можно вычислить реальную скорость передачи данных любого жесткого диска. Для этого достаточно всего лишь знать скорость вращения и среднее количество секторов на дорожке.


Среднее время позиционирования

Среднее время позиционирования, измеряемое обычно в миллисекундах (мс), — это время, необходимое для перемещения головки от одного цилиндра к другому на какое-либо произвольное расстояние. Один из способов, позволяющий определить эту величину, состоит в многократном выполнении операций поиска той или иной дорожки и последующем делении затраченного времени на количество выполненных операций. Этот метод

позволяет вычислить среднее время, необходимое для выполнения одной операции поиска дорожки.

Стандартный метод, используемый различными изготовителями для определения среднего времени позиционирования, состоит в измерении времени, затрачиваемого головками для перемещения на расстояние, равное одной трети радиуса всех цилиндров. Среднее время позиционирования зависит непосредственно от конструкции жесткого диска; тип интерфейса или контроллера практически никак не влияет на этот параметр. Величина среднего времени позиционирования говорит в первую очередь о возможностях механизма привода головки.

Замечание

рекомендуется довольно осторожно относится к результатам эталонных тестов, используемых для определения среднего времени поиска дорожки. В большинстве накопителей ATA/IDE и SCSI используется так называемая схема трансляции секторов, поэтому далеко не все команды, получаемые дисководом на перемещение головки к определенному цилиндру, приводят к ожидаемому физическому движению. Таким образом, выполнение некоторых эталонных тестов для накопителей определенного типа является совершенно бессмысленным. Накопители SCSI также требуют выполнения дополнительной операции, поскольку команды должны быть вначале отправлены накопителю по шине SCSI. Казалось бы, накопители этого типа должны иметь минимальное время доступа, поскольку служебные команды при выполнении эталонных тестов не учитываются. Тем не менее несовершенство эталонных тестовых программ приводит к тому, что производительные жесткие диски демонстрируются с довольно низкими рабочими характеристикам и.

Время ожидания

Временем ожидания называется среднее время (в миллисекундах), необходимое для перемещения головки к указанному сектору после достижения головкой определенной дорожки. В среднем эта величина равна половине времени, требующегося для одного оборота жесткого диска. При увеличении частоты вращения диска вдвое время ожидания уменьшится наполовину.

Время ожидания является одним из факторов, определяющих скорость чтения и записи накопителя. Уменьшение времени ожидания (чего можно достичь только при повышении частоты вращения) приводит к уменьшению времени доступа к данным или файлам. В табл. 10.10 приведены наиболее распространенные частоты вращения жестких дисков и соответствующие величины времени ожидания.

Таблица 10.10. Зависимость времени ожидания от скорости вращения жесткого диска

Оборотов в минуту

Оборотов в секунду

Время ожидания

3 600

60

8,33

4200

70

7,14

5400

90

5,56

7200

120

4,17

10 000

167

3,00

15 000

250

2,00

В настоящее время скорость вращения многих накопителей достигает 7200 об/мин, чему соответствует время ожидания, равное всего лишь 4,17 мс. При увеличении частоты вращения до 10 000 или даже 15 000 об/мин, время ожидания уменьшается до немыслимых величин, равных соответственно 3 и 2 мс. Увеличение частоты вращения накопителя приводит не только к повышению его эффективности, что выражается в уменьшении времени доступа к данным, но и к увеличению скорости передачи данных, считанных головкой из указанных секторов.


Среднее время доступа

Средним временем доступа к данным называется сумма среднего времени позиционирования и времени ожидания. Среднее время доступа обычно выражается в миллисекундах.

Величина среднего времени доступа (среднее время позиционирования плюс время ожидания) представляет собой среднее количество времени, необходимое накопителю для обращения к произвольно расположенному сектору.


Программы кэширования и кэш-контроллер

Быстродействие дискового накопителя можно существенно повысить, если воспользоваться специальными программами кэширования, к примеру SMARTDRV (DOS) или VCASHE (Windows 9х, Windows NT и Windows 2000/ХР). Эти программы «подключаются» к прерыванию жесткого диска на уровне BIOS (перехватывают прерывание BIOS) и обрабатывают запросы на считывание и запись, направляемые приложениями и драйверами устройств в BIOS.

Если приложению понадобилось считать порцию данных с жесткого диска, кэш-программа перехватывает соответствующий запрос, проверяет наличие определенных условий (о которых будет сказано ниже) и, если они не удовлетворяются, передает запрос в неизменном виде контроллеру накопителя. Считанные в накопителе данные не только передаются приложению, но и сохраняются в специальном буфере (кэше). В зависимости от величины кэша, в нем могут храниться данные из достаточно большого количества секторов.

Если приложению нужно считать дополнительные данные, кэш-программа вновь перехватывает запрос и проверяет, не хранятся ли запрошенные данные в буфере. Если это так, то они немедленно передаются приложению, без непосредственного обращения к диску. Можете представить себе, насколько этот прием ускоряет доступ к диску (и заодно сказывается на результатах измерений быстродействия накопителя)!

Большинство современных контроллеров включают встроенный кэш той или иной разновидности, которому не нужно перехватывать и использовать прерывания BIOS. Кэширование осуществляется на аппаратном уровне, и обычные программы измерения быстродействия накопителей его «не замечают». Первыми из подобного рода устройств в накопителях были буферы опережающего считывания дорожки (read-ahead buffer), благодаря которым удалось получить коэффициент чередования 1:1. В одних современных контроллерах просто увеличен размер этих буферов, а в других используются более интеллектуальные устройства, по своим возможностям близкие к кэш-программам.

Многие накопители IDE и SCSI имеют встроенную кэш-память. к примеру, в накопителе Hawk от Seagate емкостью 4 Гбайт установлен кэш объемом 512 Кбайт. В других моделях встроенная память еще больше: в накопителе Barracuda от Seagate емкостью 4 Гбайт она составляет 1 Мбайт, а в IBM Ultrastar 72ZX емкостью 73,4 Гбайт — 16 Мбайт. В былые времена системная память объемом 640 Кбайт казалась огромной, а сейчас

у небольших накопителей формата 3,5 дюйма встроенный (т. е. чисто вспомогательный) кэш превышает эту величину. Именно благодаря использованию кэш-памяти накопители IDE и SCSI отличаются столь высоким быстродействием.

Несмотря на то что программное и аппаратное кэширование данных позволяет существенно повысить производительность накопителей при обычных операциях считывания и записи, реальная (физическая) скорость передачи данных определяется только конструкцией самого устройства.


Коэффициент чередования

Рассуждая о быстродействии накопителей, нельзя обойти вопрос о чередовании секторов. Эта тема традиционно рассматривается в разделах, посвященных быстродействию контроллеров, а не накопителей, однако в большинстве современных устройств (IDE и SCSI) встроены контроллеры, обрабатывающие данные с той же скоростью, с той они поступают из накопителей. Это означает, в частности, что практически все современные накопители IDE и SCSI форматируются без чередования секторов (иногда говорят о коэффициенте чередования 1:1). Почти во всех современных комбинациях «накопитель-контроллер» коэффициент чередования по умолчанию устанавливается равным 1:1, и менять его нет никакого смысла.


Надежность

В описаниях накопителей можно встретить такой параметр, как среднестатистическое время между сбоями (Mean Time Between Failures — MTBF), то обычно колеблется от 20 до 500 тыс. часов и более. Я никогда не обращаю внимания на эти цифры, поскольку они являются чисто теоретическими.

Для правильного понимания этого важного параметра накопителя рекомендуется знать, как производители его вычисляют. Большинство производителей довольно продолжительное время вызапускают накопители на жестких дисках, которые работают в компьютерах пользователей миллионы часов (если просуммировать время работы всех моделей). Для всех моделей накопителя вычисляется коэффициент сбоев отдельных компонентов, который затем учитывается при проектировании компонентов нового накопителя. Для платы управления используются стандартизированные промышленные методы предсказания сбоев. Таким образом, производитель может для новой модели накопителя на жестких дисках оценить вероятность сбоев на основе полученных ранее статистических данных.

Не менее важно понимать, что среднестатистическое время между сбоями определяется для всех накопителей одной модели, а не для отдельного накопителя. Если указано, что это время равно 500 тыс. ч, значит, ошибка может появиться при общем времени работы 500 тыс. ч всех накопителей данной модели. Если выпущен 1 млн накопителей данной модели и все они одновременно работают, то можно ожидать ошибку каждые полчаса. Параметр «среднестатистическое время между сбоями» неприменим для отдельного накопителя или небольшой выборки накопителей одной модели.

Кроме того, необходимо правильно понимать значение слова «ошибка». В определении описанного выше параметра под ошибкой подразумевается полный выход из строя накопителя (т. е. его рекомендуется вернуть производителю), а не появляющиеся ошибки чтения или записи файлов.

Некоторые производители описанный параметр называют средним временем до первого сбоя. «Между сбоями» — это время, в течение того восстановленный после

первого сбоя накопитель будет работать до следующего (второго) сбоя. Но поскольку производители чаще всего не занимаются восстановлением накопителей, а просто заменяют поврежденный новым, то параметр «среднестатистическое время между сбоями» некорректен. При покупке накопителя на жестких диска не рекомендуется в первую очередь ориентироваться на данный параметр или на среднее время до первого сбоя.


S.m.a.r.t.

S.M.A.R. Т. {Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology — технология самотестирования, анализа и отчетности) — это новый промышленный стандарт, описывающий методы предсказания появления ошибок жесткого диска. При активизации инфраструктуры S.M.A.R.T. жесткий диск начинает отслеживать определенные параметры, чувствительные к неисправностям накопителя или указывающие на них. На основе отслеживаемых параметров можно предсказать сбои в работе накопителя. Если на основе отслеживаемых параметров вероятность появления ошибки возрастает, S.M.A.R.T. генерирует для BIOS или драйвера операционной инфраструктуры отчет о возникшей неполадке, который указывает пользователю на необходимость немедленного резервного копирования данных до того момента, когда произойдет сбой в накопителе.

На основе отслеживаемых параметров S.M.A.R.T. пытается определить тип ошибки. По данным компании Seagate, 60% ошибок механические. Именно этот тип ошибок и предсказывается S.M.A.R.T. Естественно, не все ошибки можно предсказать, к примеру появление статического электричества, внезапная встряска или удар, термические перегрузки и т. д.

Технология S.M.A.R.T. была разработана IBM в 1992 году. В том же году IBM выпустила жесткий диск формата 3,5 дюйма с модулем Predictive Failure Analysis (PFA), который измерял некоторые параметры накопителя и в случае их критического изменения генерировал предупреждающее сообщение. IBM передала на рассмотрение организации ANSI спецификацию технологии предсказания ошибок накопителя, и в результате появился ANSI-стандарт — протокол S.M.A.R.T. для SCSI-устройств (документ ХЗТ10/94–190).

Для накопителей с интерфейсом IDE/ATA технология S.M.A.R.T. была реализована лишь в 1995 году. В разработке этого стандарта принимали участие компании Seagate Technology, Conner Peripherals (в настоящее время является подсайтением Seagate), Fujitsu, Hewlett-Packard, Maxtor, Quantum и Western Digital. Результатом их работы стала спецификация S.M.A.R.T. для накопителей на жестких дисках с интерфейсом IDE/ATA и SCSI, и они сразу же появились на рынке.

В накопителях на жестких дисках с интерфейсом IDE/ATA и SCSI реализация S.M.A.R.T. подобна, за исключением отчетной информации. В накопителях с интерфейсом IDE/ATA драйвер программного обеспечения интерпретирует предупреждающий сигнал накопителя, генерируемый командой S.M.A.R.T. report status. Драйвер запрашивает у накопителя статус этой команды. Если ее статус интерпретируется как приближающийся крах жесткого диска, то операционной системе посылается предупреждающее сообщение, а та, в свою очередь, информирует об ошибке пользователя. Такая структура в будущем может дополняться новыми свойствами. Операционная система может интерпретировать атрибуты, которые передаются с помощью расширенной команды report status. В накопителях с интерфейсом SCSI S.M.A.R.T. информирует пользователя только о двух состояниях накопителя — о нормальной работе и об ошибке.

Для функционирования S.M.A.R.T. необходима поддержка этой технологии на уровне BIOS или драйвера жесткого диска операционной инфраструктуры (и, естественно, накопитель

на жестких дисках, который поддерживает эту технологию). S.M.A.R.T. поддерживается несколькими программами, к примеру Norton Smart Doctor от Symantec, EZ от Microhouse International или Data Advisor от Ontrack Data International.

Обратите внимание, что традиционные программы диагностики диска, к примеру Scan-disk и Norton Disk Doctor, работают с секторами данных на поверхности диска и не отслеживают всех функций накопителя в целом. В некоторых современных накопителях на жестких дисках резервируются секторы, которые в будущем используются вместо дефектных. Как только «вступает в дело» один из резервных секторов, S.M.A.R.T. информирует об этом пользователя, в то время как программы диагностики диска не сообщают о каких-либо проблемах.

Каждый производитель накопителей на жестких дисках по-своему реализует параметры монитора S.M.A.R.T., причем большинство из них реализовали собственный набор параметров. В некоторых накопителях отслеживается высота «полета» головок над поверхностью диска. Если эта величина уменьшается до нетого критического значения, то накопитель генерирует ошибку. В других накопителях выполняется мониторинг кодов коррекции ошибок, который показывает количество ошибок чтения и записи на диск. В большинстве дисков реализована регистрация следующих параметров:

■ высота полета головки на диском;

■ скорость передачи данных;

■ количество переназначенных секторов;

■ производительность времени поиска;

■ количество повторов процесса калибровки накопителя.

Каждый параметр имеет пороговое значение, то используется для определения того, появилась ли ошибка. Это значение определяется производителем накопителя и не может быть изменено.

Если S.M.A.R.T. в процессе мониторинга накопителя обнаруживает несоответствие параметров, то драйверу диска отправляется предупреждающее сообщение, а драйвер информирует о «нестандартной ситуации» операционную систему. Операционная система оповещает пользователя о необходимости немедленного резервного копирования данных. В этом предупреждающем сообщении может также содержаться информация о типе, производителе, номере накопителя.

Не игнорируйте подобное предупреждающее сообщение и немедленно выполните резервное копирование данных! А что же делать после этого? Попробуйте самостоятельно устранить причину появления предупреждающего сообщения; к примеру, если накопитель на жестких дисках перегрелся, попробуйте выключить на нето время компьютер, а затем включить снова. Если же причина кроется «в недрах» накопителя, то свяжитесь со службой технической поддержки вашего компьютера или накопителя.


Стоимость

В последнее время «удельная стоимость» накопителей на жестких дисках упала до 2 центов за мегабайт (и даже ниже). Стоимость накопителей продолжает снижаться, и через нето время вам покажется, что даже полцента за мегабайт — это слишком дорого. Именно из-за снижения цен накопители емкостью менее 30 Гбайт сейчас практически не вызапускаются, а оптимальным выбором будет диск емкостью более 80 Гбайт.



.

           

 

 

Вся информация собрана из открытых источников. При испльзовании материалов, размещайте ссылку на источник.

Сайт создан в системе uCoz