Основные характеристики винчестеров

Физический размер (форм-фактор; англ. dimension) — почти все накопители 2001—2008 годов для персональных компьютеров и серверов имеют ширину либо 3,5, либо 2,5 дюйма — под размер стандартных креплений для них соответственно в настольных компьютерах и ноутбуках. Также получили распространение форматы 1,8, 1,3, 1 и 0,85 дюйма. Прекращено производство накопителей в форм-факторах 8 и 5,25 дюймов.

Основными характеристиками винчестеров, на которые следует обратить внимание при выборе устройства, являются:

- емкость

- быстродействие

- время безотказной работы

Емкость

Основным критерием для пользователя является емкость винчестера, т. е. максималь­ный объем данных, который можно записать на носитель.

При покупке винчестера определитесь, какими программами будет оснащаться PC, а также какие задачи вы собираетесь решать на PC. Если, например, вы занимаетесь записью и обработкой видеофильмов, то вам естественно необходим винчестер ем­костью несколько десятков, а то и сотни Гбайт. Если же вы используете компьютер дома для работы в Интернете, просмотра видеофильмов, для компьютерных игр или работе с приложениями MS Offise, то может лучше ограничиться емкостью в 20— 40 Гбайт, а "вырученные средства" вложить в более совершенный модем, видеокар­ту, память или пишущий CD-ROM. Учтите, что через полгода цена винчестера су­щественно упадет, а для хранения видеофильмов и другой важной информации имеются более надежные носители, чем винчестер.

При оценке необходимой емкости винчестера помните также о том, что имена фай­лов и каталогов занимают объем памяти, который может достигать нескольких мегабайт. Кроме того — каждая последующая версия программного продукта занимает на винчестере существенно больше места, чем предыдущая.

В настоящее время на рынке появились диски емкостью более 100 Гбайт. При по­купке такого "монстра" необходимо выяснить, поддерживает ли ваш BIOS такие винчестеры? Это прежде всего относится к владельцам старых системных плат. Если при установке винчестера емкостью в несколько десятков гигабайт ваш PC его "не увидит", то необходимо либо "перепрошить" BIOS, либо заменить системную плату на новую (но в последнем случае наверняка возникнут проблемы с другими комплектующими).

Быстродействие

Среднее время доступа

Одним из основных показателей быстродействия является среднее время доступа. Это время, которое требуется накопителю для того, чтобы начать обмен данными после получения запроса от контроллера. Любая прикладная программа, которая часто обращается к данным на диске (например, база данных), будет работать гораз­до эффективнее, если винчестер имеет малое время доступа.

Среднее время доступа определяется тем, как организовано хранение данных на диске и насколько быстро перемещаются головки чтения/записи. Среднее время доступа современных винчестеров составляет около 10 мс.

Среднее время доступа складывается из среднего времени поиска и среднего време­ни ожидания.

Максимальное время доступа (Maximum Seek Time) измеряется как интервал време­ни, который необходим гребенке с головками, чтобы однократно переместиться по всей поверхности диска (с первой дорожки на последнюю).

Среднее время поиска

Время, которое необходимо винчестеру, чтобы переместить всю гребенку с головка­ми от одного цилиндра к следующему. Эту величину называют средним временем поиска, или временем позиционирования головки на дорожке (Average Seek Time). Для того чтобы определить среднее время поиска, изготовители проверяют свои винчестеры с помощью многочисленных тестов, выполнив серию операций поиска случайно выбранных дорожек, а затем разделив общее время поиска на количество операций. Для современных винчестеров значение этого параметра составляет менее 4—7 мс.

Среднее время ожидания

После того как контроллер инициирует перемещение головок, они начинают пере­мешаться к соответствующему цилиндру. В идеальном случае под головкой сразу окажется нужный сектор, в наихудшем случае будет необходимо сделать целый обо­рот диска. Время, необходимое для подхода нужного сектора к головке, называется временем ожидания, а усредненное ее значение — средним временем ожидания (Average Latency Time).

Среднее время ожидания современных винчестеров составляет 3 мс и менее. Существует довольно много программ, предназначенных для аттестации жестких дисков (Benchmarks). В отечественной литературе регулярно приводятся методики тестирования накопителей на жестких дисках и результаты тестирования.

Скорость передачи данных

Скорость передачи данных предлагается в качестве второго параметра для оценки производительности винчестера. Время доступа характеризует только скорость пози­ционирования головки, а то, как быстро эта информация считывается, зависит от таких характеристик винчестера, как количество байт в секторе, количество секторов на дорожке и, наконец, от скорости вращения дисков.

Зная перечисленные параметры, можно определить максимальную скорость переда­чи данных (Maximum Data Transfer Rate, MDTR) по следующей формуле:

^ MDTR = SRTX512XRPM/60 (байт/с),

где SRT — количество секторов на дорожке; rpm — скорость вращения дисков, об ./мин.

Для современных винчестеров этот параметр составляет 50 Мбайт/с (для EIDE) и 60 Мбайт/с (для SCSI). Обратите внимание, что данные параметры ниже полосы пропускания интерфейсов АТА-100 (100 Мбайт/с) и Ultra SCSI 160 (160 Мбайт/с).

Время безотказной работы

В описаниях накопителей указывается такой параметр, как среднестатистическое время между сбоями (Mean Time Between Failures, MTBF), характеризующее надеж­ность устройства, которое обычно составляет 20000—500000 часов, но может рав­няться и 1 млн. часов. Эти значения являются расчетными (ожидаемыми) с извест­ной вероятностью, а для получения достоверных данных о надежности устройства необходимо протестировать группу одинаковых накопителей и подсчитать количест­во отказов за время, превышающее, как минимум, в два раза ожидаемое значение MTBF. Нетрудно вычислить, что при круглосуточной работе компьютера в течение года его наработка составит 8760 часов. Таким образом, для подтверждения заявлен­ных 500 тыс. часов безотказной работы понадобится примерно 57 лет. Из вышеска­занного можно сделать вывод: показатель MTBF далеко не всегда соответствует ре­альной надежности устройства.

Как показывает опыт, если накопитель на жестких дисках безотказно работает на про­тяжении первого гарантийного месяца, то он будет также безотказно работать до пол­ного своего морального устаревания. Однако известны случаи, когда безотказно работавший в течение полугода накопитель вдруг начинал сбоить, а его производи­тельность — ухудшаться. Причина этого была выявлена: оказалось, что многие фир­мы-производители выпускают накопители на жестких дисках для использования их в качестве резервных устройств архивирования данных (т. е. накопителей Slave). Гаран­тийное время безотказной работы таких накопителей значительно меньше, т. к. они рассчитаны на меньшее число операций чтения/записи (стоимость их также ниже).

В большинстве современных накопителей на жестких дисках гермоблоки комплек­туются противоударной подвеской. Между корпусом накопителя и монтажным кар­касом устанавливаются специальные прокладки из эластичной резины (или поли­мерного материала), компенсирующие (частично или полностью) удары и вибрацию. Однако нужно помнить, что залогом безотказной работы накопителя яв­ляется бережное к нему отношение и соблюдение правил эксплуатации.

Одной из причин сокращения срока службы дисков является высокая температура среды. Как уже говорилось в других главах, для электроники, а также для отдельных механических частей высокие температуры чрезвычайно вредны. Никогда не уста­навливайте PC вблизи источников тепла. Следует заботиться о том, чтобы с целью охлаждения к компьютеру всегда был открыт доступ воздуха. Для компьютера, кото­рый установлен в стеллаже и для которого не гарантирован оптимальный режим воздушного охлаждения естественным путем, необходимо обеспечить такой режим за счет периодического выключения компьютера.

Так как теплый воздух имеет меньшую плотность, чем холодный, то воздушная по­душка под головками уменьшается. При разгоне или торможении диска воздушная подушка будет образовываться не "так быстро, чтобы обеспечить защиту головок и поверхности дисков. Изготовители гарантируют безотказную работу винчестеров в диапазоне температур от 0° до +50 °С. Нормальной можно считать температуру око­ло+20 °С.

Кэш-память винчестера

Под термином кэш-память в данном случае подразумевается не буфер оперативной памяти PC,организованный программным путем, а фактически имеющиеся ячейки памяти в контроллере винчестера. Эта кэш-память может существенно влиять наскорость работы винчестера, т. к, она в состоянии хранить прочитанные с упрежде­нием данные, которые с высокой вероятностью понадобятся процессору. Мы уже знаем этот принцип по кэш-памяти, устанавливаемой на материнскую плату.