Что следует учитывать для повышения производительности жесткого диска (об/мин, плотность записи, дисковый кэш)

Многие люди считают, что обычные жесткие диски ушли в прошлое, но это не так. Сегодня жесткие диски по-прежнему используются вместо твердотельных накопителей (SSD). Это связано с тем, что старые вращающиеся жесткие диски имеют определенные преимущества по сравнению с более современными решениями для хранения данных.

В этой статье мы обсудим, когда и где использование жесткого диска более целесообразно, чем его конкуренты, и почему это так. Кроме того, мы также обсуждаем различные факторы, влияющие на производительность жесткого диска, чтобы вы знали, на что следует обратить внимание перед покупкой следующего.

Типы запоминающих устройств

В настоящее время на рынке доступны различные типы дисков для хранения данных. Есть старые жесткие диски, SSD и SSHD.

А жесткий диск имеет диск, на котором хранятся данные (биты) — этот диск известен как пластина. Один жесткий диск может иметь несколько пластин. Он также имеет головку чтения-записи и шпиндель, а также некоторые другие детали. Жесткий диск включает в себя движущиеся части, которые должны работать в тандеме для чтения и записи данных.

Ан SSD не имеет движущихся частей. SSD использует сетку электрических ячеек для приема и отправки данных. Эти сетки разделены страницами. Страницы — это место, где хранятся данные. Вместе несколько страниц образуют блок. SSD намного быстрее (и дороже), чем обычные жесткие диски.

Ан SSHD представляет собой комбинацию SSD и жесткого диска — в нем есть как движущиеся, так и статические части. Жесткий диск предлагает большую емкость для хранения при меньших затратах, тогда как твердотельный накопитель предлагает меньше места для хранения, но значительно повышает скорость при более высокой стоимости. SSHD предлагает лучшее из обоих миров.

Сегодня мы поговорим только о жестком диске. Каждый жесткий диск имеет разные характеристики, которые необходимо учитывать перед использованием. Затем эти параметры влияют на его общую производительность и, в конечном итоге, на скорость чтения и записи, а также на скорость перемещения/передачи данных.

Параметры производительности жесткого диска

Число оборотов в минуту (об/мин)

RPM записан на жесткий диск

Число оборотов в минуту (об/мин), также известное как революционная скорость, — это максимальная скорость, с которой пластина внутри жесткого диска может совершить один круг. Чем быстрее ее вращение, тем быстрее может работать головка чтения-записи и передавать данные.

Поскольку твердотельные накопители не имеют движущихся частей, у них не может быть RPM.

Сегодня на рынке доступны жесткие диски с разной скоростью вращения от 5400 до 15000 об/мин. При движении вверх по лестнице RPM растет не только цена жесткого диска, но и другие факторы.

Например, чем быстрее вращается пластина жесткого диска, тем больше он издает звука и больше рассеивает тепла. Больше тепла означает (немного) сокращение срока службы жесткого диска. Кроме того, они также будут потреблять больше энергии.

Для потребительского рынка в настоящее время существуют жесткие диски со скоростью вращения 5400 и 7200 об/мин. Жесткие диски с более высокими оборотами обычно используются для служб сетевого хранилища (NAS) и поставляются с другим форматом разъема SAS, что делает их несовместимыми с устройствами потребительского уровня.

Для лучшего понимания вот таблица сравнения жестких дисков на 5400 и 7200 об/мин с одинаковыми характеристиками:

Жесткий диск 5400 об/минЖесткий диск 7200 об/минСкорость чтения/записи100 МБ/с120 МБ/сСравнение скоростиОтносительно медленнее, на 20-33% быстрее, чем жесткие диски со скоростью 5400 об/мин.Сравнение энергопотребленияМеньшеБольшеСравнение тепловыделенияМеньше Рассеивает относительно больше теплаПодходит дляЗапускайте ОС, запускайте программы, передавайте файлыХранение больших файлов, лучшая производительностьСравнение стоимостиОтносительно дешевлеСлегка дорожеЗначительное преимуществоНизкий уровень шума, меньшее тепловыделение, низкое энергопотребление, более длительный срок службы. Лучшая скорость и производительность. Сравнение жестких дисков со скоростью вращения 5400 и 7200 об/мин.

На рынке существует общее заблуждение, что чем выше скорость вращения пластины внутри жесткого диска, тем быстрее он будет работать и, следовательно, будет иметь лучшую производительность. Хотя это утверждение верно, необходимо учитывать и другие факторы, чтобы оценить производительность жесткого диска.

Плотность

Поверхностная плотность — это то, насколько плотно биты уплотнены на пластине. Они измеряются как в битах на квадратный дюйм (BPI), так и в дорожках на квадратный дюйм (TSI).

Жесткий диск с 3 пластинами

Когда любое из этих значений увеличивается, это означает, что данные плотно прилегают к диску. Чем ближе данные расположены друг к другу, тем меньше нужно сдвинуть головку чтения-записи для получения этих данных. Это приводит к меньшему искать рази большую пропускную способность жесткого диска.

Вот пример, чтобы лучше понять это: Рассмотрим 2 жестких диска емкостью 500 ГБ каждый. У одного есть только одна пластина (500 ГБ данных на одной пластине), а у другого — 2 пластины (250 ГБ данных на каждой пластине). Заголовку потребуется немного больше времени, чтобы прочитать данные на диске с двумя пластинами (как по сравнению с диском с одной пластиной), потому что для чтения тех же данных головке потребуется покрыть большую площадь поверхности.

В заключение, жесткий диск с одной пластиной будет иметь большую пропускную способность, а значит, лучшую производительность.

Дисковый кэш

Жесткие диски имеют встроенную кэш-память. Как и другие кэши, его работа заключается в хранении часто используемых данных. Когда данные можно извлечь непосредственно из кэша, головке чтения-записи не нужно приближаться к точке данных на диске, а диску больше не нужно быстро вращаться. Это экономит много времени.

Тем не менее, на жестких дисках доступны различные размеры кэша. Чем больше объем дискового кэша, тем больше данных он может хранить. Таким образом, размер кэша также влияет на общую производительность жесткого диска.

Пропускная способность/скорость передачи

Скорость передачи, или пропускная способность, — это скорость передачи данных по электронному каналу. Все параметры, которые мы обсуждали выше, влияют на пропускную способность механического жесткого диска.

Даже низкопроизводительный SSD превзойдет по производительности быстрый жесткий диск — это потому, что SSD не имеет движущихся частей для чтения и передачи данных.

Однако в случае с жестким диском на общую пропускную способность данных влияют такие параметры, как скорость его вращения, плотность размещения и кэш-память.

Выбор подходящего устройства хранения

Теперь, когда вы понимаете, какие факторы влияют на производительность жесткого диска, вы можете выбрать, какое устройство хранения данных вам подходит.

Первое, что вы должны рассмотреть, это то, что вы собираетесь делать с устройством хранения. Если вы планируете использовать его для хранения больших объемов данных, то вам подойдут жесткие диски. Они относительно дешевле и доступны в гигантских складских помещениях. Однако, если вы планируете использовать его для загрузки операционных систем, возможно, вам подойдет SSD с относительно меньшим объемом памяти, например, 128 ГБ или 256 ГБ.

Однако, если вы хотите получить лучшее из обоих миров, имея доступный вариант, вы можете выбрать SSHD.

В случае, если вы планируете использовать жесткий диск, вы должны выбрать диск со скоростью вращения 5400 или 7200 об/мин, поскольку устройства со скоростью вращения 10 000 и 15 000 об/мин используются для установок NAS или SAN.

Если вы ищете долговечность, то диск с 5400 об/мин — это то, что вам нужно. Однако, если вы хотите немного лучшую производительность, выберите тот, у которого 7200 об/мин.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Что такое время доступа?

Время доступа — это время, которое требуется жесткому диску для доступа к данным на диске, прежде чем их можно будет передать. Это включает в себя время поиска, задержку вращения, служебное время команды и время установки.

Что такое время поиска?

Время поиска — это время, которое требуется головке чтения-записи для достижения дорожки для чтения или записи данных на механическом жестком диске.

Что такое ротационная задержка?

Говоря о механическом жестком диске с движущимися частями, задержка вращения — это время, необходимое для того, чтобы диск вращался и помещал требуемый сектор диска под головку чтения-записи.

Что такое расчетное время?

Время установления — это время, которое требуется головкам чтения-записи, чтобы установиться на дорожку и перестать вибрировать, чтобы они не читали и не записывали с дорожки.

Похожие сообщения: