Надежность хранения данных
На первом месте в списке параметров жесткого диска несомненно стоит надежность. Большинство пользователей не занимаются ежедневным резервным копированием данных, и потому поломка жесткого диска означает для них не просто приостановку работы, но и решение непростых проблем восстановления информации. Иногда стоимость таких работ превышает цену нового винчестера. Обычным показателем для дисков с интерфейсом IDE считается наработка на отказ 300000-500000 часов, с интерфейсом SCSI — До 1000000 часов. Этот параметр является чисто статистическим. Для конкретного экземпляра он означает, что за период в 1000 часов его работы вероятность выхода из строя составит 0,5% (при показателе наработки на отказ 200000 часов).
Для повышения надежности большинство производителей применяют в жестких дисках различные вариации технологии S.M.A.R.T. (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology — технология самотестирования и анализа). Обычно предусматривается автоматическая проверка целостности данных, состояния поверхности пластин, перенос информации с критических участков на нормальные и другие операции без участия пользователя. В случае нарастания фатальных ошибок программа своевременно выдаст сообщение о необходимости принятия срочных мер по спасению данных.
Основные положения S.M.A.R.T. были согласованы несколько лет назад с участием всех крупных производителей дисков и компьютеров. Для анализа надежности жесткого диска используются две группы параметров. Первая характеризует параметры естественного старения жесткого диска:
- число циклов включения/выключения диска;
- накопленное число оборотов двигателя за время работы;
- количество перемещений головок.
Вторая группа параметров характеризует текущее состоянии накопителя;
- высота головки над поверхностью диска;
- скорость обмена данными между дисками и буфером (кэш-памятью);
- количество переназначений плохих секторов (когда вместо испорченного сектора подставляется свободный исправный);
- количество ошибок поиска;
- количество операций перекалибровки;
- скорость поиска данных на диске.
Обычно вся информация записывается на служебных дорожках, недоступных аппаратным и программным средствам общего применения.
Хотя спецификация S.M.A.R.T прошла уже три стадии развития, ее эффективность ограничена фундаментальными принципами ранней диагностики, лишь информирующими пользователя о появившейся проблеме. Решение же самой проблемы в основном возлагается на пользователя.
Учитывая эти недостатки, компания Western Digital разработала и внедрила в своих новых моделях жестких дисков технологию Data Lifeguard — встроенную систему ранней диагностики, изоляции поврежденных участков рабочей поверхности и переноса данных с них в специально выделенные резервные области. Data Lifeguard производит ежедневную автоматическую профилактику рабочей поверхности, сканируя, выделяя и восстанавливая сектора, потенциально подверженные потере данных.
Все сектора на жестком диске, доступные операционной системе, сканируются в те промежутки времени, когда диск не опрашивается системой (то есть находится в режиме «холостого хода»). Как правило, обращения к диску со стороны операционной системы занимают не более 10% рабочего времени, поэтому оставшихся 90% вполне хватает для служебных надобностей. Сектора, требующие повторного обращения и восстановления, перезаписываются. Если при повторном считывании вновь фиксируется ослабление сигнала, данные переносятся в новый сектор, на неповрежденный участок поверхности.
В целом алгоритм работы Data Lifeguard таков. Проводится проверка проблемных секторов с использованием механизма ЕСС (Error-Correction Code). Ведется и запись сведений о секторах, не подлежащих восстановлению. В процессе последовательной записи данных в подозрительные сектора производится проверка на чтение В момент обращения к диску процесс диагностики/восстановления приостанавливается. Процедура возобновляется с переходом диска в холостой режим.
Общая производительность дисковой системы при этом не только не падает, а даже повышается, поскольку операционная система не тратит время на проверку, а количество повторных обращений к сбойным и проблемным секторам резко уменьшается. Процедура Data Lifeguard стартует автоматически после каждых восьми часов работы, что в среднем соответствует дневной нагрузке накопителя. Если сканирование поверхности прерывается командой операционной системы или отключением питания, процедура возобновляется с точки останова, после 15 минут работы под активной нагрузкой и 15 секунд холостого хода. Управление питанием и его отключение не сбрасывают внутренние счетчики Data Lifeguard, так что накопление информации продолжается при следующем включении.
Технология Data Lifeguard реализована в семействах дисков WD Caviar (интерфейс IDE), начиная с моделей АСЗ10100 и АСЗ13000, а также в семействе дисков WD Enterprise (интерфейс SCSI), начиная с модели WDE18300.
ТЕХНОЛОГИЯ DUAL WAVE
Технология разработана фирмой Maxtor и уже применяется в новых моделях жестких дисков. В контроллере диска впервые применено два процессора. Цифровой сигнальный процессор (DSP) управляет приводами, отвечает за операции чтения-записи и коррекцию ошибок. RISC-процессор собственной разработки Maxtor оптимизирован для операций ввода-вывода и обработки команд интерфейса АТА Оба процессора имеют свободный доступ к буферу данных и шине обмена данными между собой. Технология DualWave позволяет существенно повысить эффективность работы с файлами большого объема (видео, трехмерные игры, базы данных). Например, жесткий диск DiamondMax 6800 со скоростью вращения 5400 об./мин., оснащенный блоком DualWave, на многих тестах уверенно опережает обычные диски со скоростью вращения 7200 об./мин (интерфейс Ultra ATA-33). К тому же диски Maxtor с контроллером DualWave оказались одними из самых бесшумных.