Характеристики производительности жестких дисков включают

Обновлено: 17.05.2024

Характеристики производительности диска — это атрибуты, определяющие время, необходимое для передачи (чтения или записи) данных между компьютером и устройством хранения данных (чаще всего дисковым хранилищем), начиная с исходной команды с компьютера или хоста и заканчивая запоминающее устройство завершает команду. Более высокая производительность достигается за счет устройств, которые имеют более высокие рабочие характеристики. [ 1 ] [ 2 ] К таким устройствам относятся устройства с вращающимся носителем, именуемые в настоящем документе вращающимися дисководами, т. е. дисководы жестких дисков (HDD), дисководы гибких дисков (FDD), оптические диски (DVD-RW / CD-RW), а также также охватывает устройства без движущихся частей, такие как твердотельные накопители (SSD). Для SSD большинство атрибутов, связанных с движением механических компонентов, неприменимы, но на устройство фактически влияет какой-то другой электрический элемент, который по-прежнему вызывает измеримую задержку при изоляции и измерении этого атрибута. [ 3 ] Эти характеристики производительности можно разделить на две категории: время доступа и время передачи данных (или скорость). [ 4 ]

Содержание

Время доступа

Время доступа или время отклика вращающегося диска — это время, которое требуется, прежде чем диск сможет фактически передавать данные. Факторы, определяющие это время на вращающемся приводе, в основном связаны с механической природой вращающихся дисков и движущихся головок. Он состоит из нескольких независимо измеряемых элементов, которые складываются вместе, чтобы получить единое значение при оценке производительности устройства хранения. Время доступа может значительно различаться, поэтому оно обычно предоставляется производителями или измеряется в тестах как среднее значение. [ 4 ] [ 5 ] Для твердотельных накопителей это время зависит не от движущихся частей, а скорее от электрических соединений с твердотельной памятью, поэтому время доступа очень быстрое и постоянное. [ 6 ] Большинство приложений для тестирования и тестирования не проводят различий между вращающимися дисками и твердотельными накопителями, поэтому оба они проходят один и тот же процесс измерения.

Время обработки команды
Установить время

Время поиска

Для вращающихся приводов время поиска измеряется временем, которое требуется головке на приводном рычаге, чтобы добраться до дорожки диска, где данные будут считаны или записаны. [ 7 ] Данные на носителе хранятся в секторах, расположенных на параллельных круговых дорожках (концентрических или спиральных в зависимости от типа устройства), и имеется привод с рычагом, который подвешивает головку, которая может передавать данные с этого носителя. Когда приводу необходимо прочитать или записать определенный сектор, он определяет, на какой дорожке находится этот сектор. Затем он использует привод для перемещения головки на эту конкретную дорожку. Если бы начальное положение головы было желаемой дорожкой, то время поиска было бы равно нулю. Если начальная дорожка была самой внешней границей носителя, а желаемая дорожка находилась на самой внутренней границе, то время поиска было бы максимальным для этого диска. [ 8 ] [ 9 ] Время поиска нелинейно по сравнению с пройденным расстоянием поиска из-за факторов ускорения и замедления рычага привода. [ 10 ]

Среднее время поиска вращающегося привода — это среднее значение всех возможных времен поиска, что технически равно времени выполнения всех возможных поисков, деленному на число всех возможных поисков, но на практике оно определяется статистическими методами или просто аппроксимируется как время поиска более одной трети количества треков. [ 8 ] [ 7 ] [ 11 ] Среднее время поиска колеблется от 3 мс [ 12 ] для высокопроизводительных серверных дисков до 15 мс для мобильных дисков, при этом наиболее распространенные мобильные диски составляют около 12 мс [ 13 ] и наиболее распространенные дисков для настольных ПК обычно составляет около 9 мс.

Первый жесткий диск [ 14 ] имел среднее время поиска около 600 мс, а к середине 1970-х стали доступны жесткие диски со временем поиска около 25 мс. [ 15 ] Некоторые ранние приводы для ПК использовали шаговый двигатель для перемещения головок, и в результате время поиска составляло 80–120 мс, но это было быстро улучшено за счет срабатывания типа звуковой катушки в 1980-х годах, что сократило время поиска примерно до 20 мс. Время поиска продолжало медленно улучшаться с течением времени.

Двумя другими менее часто упоминаемыми измерениями поиска являются пошаговое перемещение и полный ход. Измерение между дорожками — это время, необходимое для перехода с одной дорожки на соседнюю дорожку. [ 7 ] Это самое короткое (самое быстрое) возможное время поиска. В жестких дисках это обычно составляет от 0,2 до 0,8 мс. [ 6 ] Измерение полного хода – это время, необходимое для перехода от самой внешней дорожки к самой внутренней дорожке. Это самое длинное (самое медленное) возможное время поиска. [ 8 ]

В твердотельных накопителях нет движущихся частей, поэтому измерение времени поиска — это всего лишь проверка электронных схем, подготавливающих определенное место в памяти устройства хранения. Типичные твердотельные накопители будут иметь время поиска от 0,08 до 0,16 мс. [ 6 ]

Короткое поглаживание

Короткий ход — это термин, используемый в корпоративных средах хранения данных для описания жесткого диска, общая емкость которого намеренно ограничена, так что привод должен перемещать головки только по меньшему количеству полных дорожек. Это ограничивает максимальное расстояние, на котором головки могут находиться от любой точки диска, тем самым уменьшая среднее время поиска, но также ограничивает общую емкость диска. Это уменьшенное время поиска позволяет жесткому диску увеличить количество операций ввода-вывода в секунду, доступных с диска. Стоимость и мощность в расчете на один используемый байт хранилища возрастают по мере уменьшения максимального диапазона дорожек, но увеличение количества операций ввода-вывода в секунду на доллар лучше. [ 16 ]

Эффект контроля звукового шума и вибрации

Слышимый шум, измеряемый в дБА, важен для определенных приложений, таких как цифровые видеорегистраторы, цифровая аудиозапись и бесшумные компьютеры. В малошумных дисках обычно используются жидкостные подшипники, более низкие скорости вращения (обычно 5400 об / мин) и сниженная скорость поиска под нагрузкой (AAM), чтобы уменьшить слышимые щелчки и хруст. Диски меньшего форм-фактора (например, 2,5 дюйма) часто работают тише, чем диски большего размера. [ 17 ]

Некоторые дисковые накопители для настольных и портативных компьютеров позволяют пользователю найти компромисс между производительностью поиска и шумом накопителя. Например, компания Seagate предлагает в некоторых накопителях набор функций под названием «Технология звукового барьера», которые включают некоторые возможности снижения шума и вибрации, контролируемые пользователем или системой. Более быстрое время поиска обычно требует больше энергии для быстрого перемещения головок по диску, вызывая громкие шумы от шарнирного подшипника и более сильные вибрации устройства, поскольку головки быстро ускоряются в начале движения поиска и замедляются в конце движения поиска. . Тихая работа снижает скорость движения и скорость ускорения, но за счет снижения производительности поиска. [ 18 ]

Задержка вращения

Типичные значения HDD < /tr> < /таблица>

Сравнение нескольких форм дискового хранилища с указанием дорожек (не в масштабе); зеленый обозначает начало, а красный обозначает конец.
* Некоторые записывающие устройства CD-R(W) и DVD-R(W)/DVD+R(W) работают в режимах ZCLV, CAA или CAV.

Задержка вращения (иногда называемая задержкой вращения или просто задержкой) — это задержка, ожидающая поворота диска, чтобы требуемый сектор диска оказался под головкой чтения-записи. [ 19 ] Это зависит от скорости вращения диска (или двигателя шпинделя), измеряемой в оборотах в минуту (об/мин). [ 7 ] [ 20 ] Для большинства дисков на основе магнитных носителей средняя задержка вращения обычно основана на эмпирическом соотношении, согласно которому средняя задержка в миллисекундах для такого диска составляет половину периода вращения. Максимальная задержка вращения — это время, необходимое для полного вращения без учета времени раскрутки (поскольку соответствующая часть диска могла только что пройти мимо головки, когда поступил запрос). [ 21 ] Таким образом, задержка вращения и, как следствие, время доступа могут быть улучшены (уменьшены) за счет увеличения скорости вращения дисков. [ 7 ] Преимущество этого заключается в улучшении (увеличении) пропускной способности (обсуждается далее в этой статье).

Дополнительную информацию о компоновке дорожек см. в разделе Дисковое хранилище

Скорость двигателя шпинделя может использовать один из двух методов вращения диска: 1) постоянная линейная скорость (CLV), используемая в основном в оптических накопителях, изменяет скорость вращения оптического диска в зависимости от положения головки и 2) постоянная угловая скорость (CAV), используемая в жестких дисках, стандартных дисковых накопителях, некоторых системах оптических дисков и виниловых аудиозаписях, вращает носитель с одной постоянной скоростью независимо от положения головки.

Еще одна морщина возникает в зависимости от того, постоянна ли поверхностная плотность битов. Обычно при скорости вращения CAV плотности не являются постоянными, поэтому длинные внешние дорожки имеют то же количество битов, что и более короткие внутренние дорожки. Когда плотность битов постоянна, внешние дорожки имеют больше битов, чем внутренние дорожки, и обычно сочетаются со скоростью вращения CLV.В обеих этих схемах скорость передачи смежных битов постоянна. Это не относится к другим схемам, таким как использование постоянной битовой плотности со скоростью вращения CAV.

Эффект снижения энергопотребления

Потребляемая мощность становится все более важной не только для мобильных устройств, таких как ноутбуки, но и для серверов и настольных компьютеров. Увеличение плотности машин в центре обработки данных привело к проблемам с обеспечением достаточной мощности устройств (особенно для раскрутки) и избавлением от выделяемого впоследствии отработанного тепла, а также с проблемами окружающей среды и затрат на электроэнергию (см. «Зеленые вычисления»). Сегодня большинство жестких дисков поддерживают ту или иную форму управления питанием, в которой используется ряд специальных режимов питания, позволяющих экономить энергию за счет снижения производительности. При реализации жесткий диск будет переключаться между режимом полной мощности на один или несколько режимов энергосбережения в зависимости от использования диска. Восстановление из самого глубокого режима, обычно называемого спящим, когда диск остановлен или остановлен, может занять до нескольких секунд, прежде чем он станет полностью работоспособным, что увеличивает результирующую задержку. [ 22 ] Производители дисков теперь также выпускают экологически чистые диски, которые включают некоторые дополнительные функции, которые действительно снижают мощность, но могут отрицательно повлиять на задержку, включая более низкие скорости вращения шпинделя и парковку головок от носителя для уменьшения трения. [ 23 ]

Другое

Время обработки команды или служебные данные команды — это время, которое требуется электронике привода для установления необходимой связи между различными компонентами устройства, чтобы он мог считывать или записывать данные. Это находится в диапазоне 0,003 мс. При таком низком значении большинство людей или бенчмарки склонны игнорировать это время. [ 2 ] [ 24 ]

Время установления измеряет время, которое требуется головкам для установки на целевой дорожке и прекращения вибрации, чтобы они не считывали и не записывали дорожку. Эта величина обычно очень мала (обычно менее 0,1 мс) или уже включена в спецификации времени поиска от производителя накопителя. [ 25 ] В контрольном тесте время установления будет включено во время поиска.

Скорость передачи данных

Скорость передачи данных диска (также называемая пропускной способностью) охватывает как внутреннюю скорость (перемещение данных между поверхностью диска и контроллером на диске), так и внешнюю скорость (перемещение данных между контроллером на диске и хостом). система). Измеряемая скорость передачи данных будет ниже (медленнее) из двух скоростей. Устойчивая скорость передачи данных или устойчивая пропускная способность диска будет меньше из устойчивых внутренних и устойчивых внешних скоростей. Поддерживаемая скорость меньше или равна максимальной или пакетной скорости, потому что она не имеет преимущества кэш-памяти или буферной памяти на диске. Внутренняя скорость далее разбивается на скорость среды, время переключения головки и время переключения цилиндра. Они не применимы к SSD. [ 7 ] [ 26 ]

Скорость носителя — скорость, с которой накопитель может считывать биты с поверхности носителя.
Время переключения головки – время, необходимое для электрического переключения с одной головки на другую; относится только к приводу с несколькими головками и составляет от 1 до 2 мс. [ 27 ]
Время переключения цилиндра – время, необходимое для перехода на соседний трек; название «цилиндр» используется потому, что обычно все дорожки привода с более чем одной головкой или поверхностью данных считываются перед перемещением привода. Это время обычно примерно в два раза превышает время поиска между дорожками или примерно от 2 до 3 мс. [ 28 ]

Скорость передачи данных (чтение/запись) можно измерить, записав большой файл на диск с помощью специальных инструментов для создания файлов, а затем прочитав файл. По состоянию на 2010 год [обновление] типичный настольный жесткий диск со скоростью вращения 7200 об/мин имеет устойчивую скорость передачи данных «диск-буфер» до 1030 Мбит/с. [ 29 ] Эта скорость зависит от расположения дорожки, поэтому она будет выше для данных на внешних дорожках (где больше секторов данных) и ниже для внутренних дорожек (где меньше секторов данных); и, как правило, несколько выше для дисков со скоростью вращения 10 000 об/мин. Текущим широко используемым стандартом для интерфейса «буфер-компьютер» является SATA 3,0 Гбит/с, который может отправлять около 300 мегабайт/с (10-битное кодирование) из буфера в компьютер и, таким образом, все еще уверенно опережает сегодняшняя скорость передачи данных с диска на буфер.

Твердотельные накопители не имеют таких же внутренних ограничений, как жесткие диски, поэтому их внутренние и внешние скорости передачи часто максимально увеличивают возможности интерфейса "диск-хост".

Эффект фрагментации файла

Скорость передачи может зависеть от фрагментации файловой системы и расположения файлов. Дефрагментация — это процедура, используемая для минимизации задержки при извлечении данных путем перемещения связанных элементов в физически ближайшие области на диске. [ 30 ] Некоторые компьютерные операционные системы выполняют дефрагментацию автоматически. Хотя автоматическая дефрагментация предназначена для уменьшения задержек доступа, процедура может замедлить реакцию, если выполняется во время использования компьютера. [ 31 ]

В отличие от жестких дисков, твердотельные накопители с флэш-памятью не нуждаются в дефрагментации. Природа записи информации на флеш-память со временем изнашивает ее, поэтому любая ненужная запись на SSD — это плохо. Поскольку доступ к данным осуществляется по-разному (твердотельная электроника по сравнению с физическими секторами на диске), дефрагментация не является необходимой или желательной. [ 32 ]

Влияние плотности

Скорость передачи данных на HDD зависит от скорости вращения дисков и плотности записи данных. Поскольку тепло и вибрация ограничивают скорость вращения, повышение плотности становится основным методом повышения скорости последовательной передачи. [ 33 ] Плотность площадей увеличивается за счет увеличения как количества дорожек на диске, так и количества секторов на дорожку, последнее увеличивает скорость передачи данных (для заданного числа оборотов в минуту). Повышение производительности скорости передачи данных коррелирует с плотностью записи только за счет увеличения линейной поверхностной битовой плотности дорожки (секторов на дорожку). Простое увеличение количества дорожек на диске может повлиять на время поиска, но не на общую скорость передачи. Основываясь на исторических тенденциях, аналитики прогнозируют будущий рост плотности жесткого диска (и, следовательно, емкости) примерно на 40% в год. [ 34 ] Время поиска не поспевает за увеличением пропускной способности, которое само по себе не поспевает за увеличением емкости хранилища.

Характеристики производительности жесткого диска уже были представлены в Разделе 4.2.4, «Жесткие диски»; в этом разделе этот вопрос обсуждается более подробно. Это важно понимать системным администраторам, потому что без хотя бы базовых знаний о том, как работают жесткие диски, можно непреднамеренно внести изменения в конфигурацию вашей системы, которые могут негативно сказаться на ее производительности.

Время, необходимое жесткому диску для ответа на запрос ввода-вывода и его выполнения, зависит от двух факторов:

5.4.1. Механические/электрические ограничения

Поскольку жесткие диски являются электромеханическими устройствами, их скорость и производительность имеют различные ограничения. Каждый запрос ввода-вывода требует совместной работы различных компонентов привода для удовлетворения запроса. Поскольку каждый из этих компонентов имеет разные характеристики производительности, общая производительность жесткого диска определяется суммой производительности отдельных компонентов.

Однако электронные компоненты как минимум на порядок быстрее механических. Таким образом, именно механические компоненты оказывают наибольшее влияние на общую производительность жесткого диска.

Примечание

Самый эффективный способ повысить производительность жесткого диска — максимально снизить его механическую активность.

Среднее время доступа к обычному жесткому диску составляет примерно 8,5 мс. В следующих разделах этот рисунок представлен более подробно, и показано, как каждый компонент влияет на общую производительность жесткого диска.

5.4.1.1. Время обработки команды

Все производимые сегодня жесткие диски имеют сложные встроенные компьютерные системы, контролирующие их работу. Эти компьютерные системы выполняют следующие задачи:

Управление работой остальных компонентов жесткого диска, восстановление после любых ошибок, которые могут возникнуть

Несмотря на то, что микропроцессоры, используемые в жестких дисках, относительно мощные, для выполнения возложенных на них задач требуется время. В среднем это время находится в диапазоне 0,003 миллисекунды.

5.4.1.2. Головки чтения/записи данных

Головки чтения/записи жесткого диска работают только тогда, когда вращаются дисковые пластины, над которыми они «летают». Поскольку именно движение носителя под головками позволяет считывать или записывать данные, время, которое требуется для того, чтобы носитель, содержащий желаемый сектор, полностью прошел под головкой, является единственным определяющим фактором вклада головки в общее время доступа. . Это в среднем составляет 0,0086 мс для диска со скоростью вращения 10 000 об/мин и 700 секторов на дорожке.

5.4.1.3. Задержка вращения

Поскольку пластины жесткого диска постоянно вращаются, маловероятно, что при поступлении запроса на ввод-вывод пластина окажется именно в той точке вращения, которая необходима для доступа к нужному сектору. Следовательно, даже если остальная часть диска готова к доступу к этому сектору, необходимо, чтобы все дождались, пока вращается диск, переводя нужный сектор в положение под головкой чтения/записи.

Вот почему жесткие диски с более высокой производительностью обычно вращают свои дисковые пластины с более высокой скоростью. Сегодня скорость 15 000 об/мин зарезервирована для самых производительных дисков, а 5 400 об/мин считается достаточной только для дисков начального уровня. В среднем это примерно 3 миллисекунды для диска со скоростью вращения 10 000 об/мин.

5.4.1.4. Доступ к движениям рук

Если в жестких дисках и есть один компонент, который можно считать его ахиллесовой пятой, так это рычаг доступа.Причина этого в том, что рычаг доступа должен перемещаться очень быстро и точно на относительно большие расстояния. Кроме того, движение рычага доступа не является непрерывным — оно должно быстро ускоряться по мере приближения к нужному цилиндру, а затем так же быстро замедляться, чтобы избежать перерегулирования. Таким образом, рычаг доступа должен быть прочным (чтобы выдерживать сильные силы, вызванные необходимостью быстрого движения), но также и легким (чтобы было меньше массы для ускорения/замедления).

Достичь этих противоречащих друг другу целей сложно, и об этом свидетельствует то, сколько времени занимает движение рычага доступа по сравнению со временем, затрачиваемым другими компонентами. Таким образом, движение рычага доступа является основным фактором, определяющим общую производительность жесткого диска, и составляет в среднем 5,5 миллисекунды.

Жесткий диск — это тип магнитного диска. Его также называют фиксированным диском, потому что он закреплен в системном блоке. Жесткий диск состоит из нескольких круглых дисков, называемых пластинами, запечатанных внутри контейнера. Контейнер содержит двигатель для вращения диска. Он также содержит руку доступа и головку чтения и записи для чтения и записи данных на диск. Пластины используются для хранения данных. Пластина жесткого диска покрыта магнитным материалом.

Жесткий диск, используемый в компьютерах, вращается со скоростью от 5400 до 15000 оборотов в минуту. Скорость вращения диска является основным фактором его общей производительности. Высокая скорость вращения позволяет записывать больше данных на поверхность диска.

Характеристики жесткого диска

Некоторые важные характеристики жесткого диска следующие:

Жесткий диск обеспечивает большой объем памяти. Емкость жесткого диска персонального компьютера от 160 ГБ до 2 ТБ и более.
Это намного быстрее, чем гибкий диск.
Это основной носитель для хранения данных и программ.
Он более надежен, чем гибкий диск.
Данные, хранящиеся на жестком диске, безопаснее, чем на гибком диске.

Производительность жесткого диска

Следующие факторы влияют на производительность жесткого диска:

Время поиска: также называется эффективностью позиционирования. Это время, необходимое для чтения и записи головок в нужное место на диске. Оно часто используется со скоростью вращения для сравнения производительности жестких дисков. Измеряется в миллисекундах.

Скорость шпинделя: также называется скоростью передачи. Это скорость, с которой драйвер передает данные.

Задержка: это время, необходимое вращающемуся диску, чтобы доставить нужные данные к головке чтения и записи.

Внешние и съемные жесткие диски

Внешний жесткий диск — это отдельный жесткий диск, подключенный к порту USB на ЦП. Некоторые жесткие диски также могут связываться с системным блоком по беспроводной сети.

Съемный жесткий диск – это тип жесткого диска, который можно подключить к системному блоку с помощью порта USB или порта FireWire.

Сменные жесткие диски имеют следующие преимущества:

Их можно использовать для передачи большого количества файлов из одного места в другое.
Их можно использовать для резервного копирования важных файлов.
Их можно использовать для хранения большого количества аудио и видео.

Миниатюрные жесткие диски

Эти диски очень маленькие жесткие диски. Эти диски доступны в другом размере. Такие устройства, как портативные и смартфоны, имеют миниатюрные жесткие диски. Эти

Он обеспечивает больший объем памяти, чем флэш-память.

Контроллеры жестких дисков

Он состоит из микросхем и электронных схем. Он также управляет передачей данных, инструкций и информации между системой и системным блоком.

Существует 4 типа интерфейсов жесткого диска для персонального компьютера:

1: SATA

SATA – последовательное подключение передовых технологий. Он используется для последовательных сигналов для передачи данных, инструкций и информации. Главное преимущество SATA в том, что кабели тоньше, длиннее и выше. Внешние жесткие диски могут использовать интерфейс SATA, который намного быстрее, чем USB.

2: ЭИДЭ

EIDE расшифровывается как Enhanced Integrated Drive Electronics. EIDE — это интерфейс устройства, в котором сигналы используются параллельно для передачи инструкций, данных и т. д. Приблизительная скорость передачи данных EIDE составляет до 133 Мбит/с.

3: SCSI

SCSI означает Интерфейс малых компьютерных систем. Он используется как параллельный сигнал и не может поддерживать от 8 до 15 устройств. SCSI может поддерживать жесткие диски, дисководы, принтеры и т. д.

4: Кэш диска

Он используется для повышения производительности жесткого диска. Это тип команд оперативной памяти и данных, с которыми работает пользователь.Когда процессору нужна информация, он сначала просматривает кэш на жестком диске, а если ему не нужна информация, он извлекает информацию с жесткого диска.

Разница между SATA и жестким диском

Что такое SATA?

SATA расшифровывается как Serial Advanced Technology Attachment. SATA используется для передачи данных с жестких дисков на компьютерные системы. SATA — это точка интерфейса для связи с другими устройствами хранения, такими как дисководы, оптические приводы, твердотельные накопители и т. д. Кабели SATA тоньше и гибче. SATA имеет много преимуществ перед жестким диском.

Преимущества SATA

Кабели SATA гибкие и тонкие.
Скорость передачи SATA намного выше, чем у HHD.
Управлять длиной кабеля очень просто.
SATA эффективно управляет RAID.
Он обеспечивает внутренний и внешний интерфейс.
Он оснащен NCQ (собственная очередь команд)

SATA не имеет перемычек, и поэтому не нужно возиться с настройкой выбора Master/Slave/Cable

Недостатки SATA

Диски Sate можно использовать только в среде IDE.
Компьютер может использовать только дешевый обратимый интерфейс SATA-IDE.
если длина кабеля слишком велика, последовательные устройства, работающие на высокой скорости, могут создавать помехи.

Что такое жесткий диск?

На всех ПК в качестве запоминающего устройства используется традиционный жесткий диск. Типичный жесткий диск содержит круглый диск, называемый пластиной, используемый для хранения данных. Диск вращается, позволяя рычагу чтения-записи считывать данные с диска и записывать данные на десятину. Работа диска влияет на производительность жесткого диска, например, чем быстрее вращается диск, тем быстрее работает жесткий диск, что может зависеть от того, насколько быстро отвечает ваша операционная система и сколько времени требуется приложениям, установленным на диске, для загрузки и открытия. Старые жесткие диски используют порт IDE для подключения к материнской плате ПК, но теперь многие современные жесткие диски используют соединение SATA. Новая версия SATA, SATA III, используется на современных материнских платах и обеспечивает максимально быструю передачу данных для жесткого диска.

Преимущества жесткого диска

Есть большая емкость для хранения данных.
Это намного быстрее, чем оптические диски, такие как DVD.
Есть постоянное хранилище
Жесткий диск легко заменяется и обновляется.

Недостатки жесткого диска

Это зависит от движущихся частей
Поверхность диска можно легко повредить.
Он потребляет большую энергию.
Это создает больше шума.
Его скорость чтения/записи ниже, чем у оперативной памяти.

Сравнение жесткого диска и твердотельного накопителя

HDD Шпиндель [об/мин]	Средняя оборота задержка [мс ]
4200	7.14< /td>
5400	5,56
7 200	4.17
10 000	3,00
15 000	2,00

SSD	HDD
обозначает	твердотельный накопитель	жесткий диск
Тепло, электричество и шум	Требуется меньше вращения.

Потребляет меньше энергии.

Больше электроэнергии для вращения дисков.

Твердотельный накопитель быстрее читает/записывает

SSD поддерживает больше операций ввода-вывода в секунду.

Жесткий диск поддерживает меньше операций ввода-вывода в секунду.

Жесткий диск имеет большую задержку

Жесткий диск имеет большее время чтения/записи

Проверка состояния жесткого диска с помощью HD TUNE

HD Tune — это программа, используемая для мониторинга производительности жесткого диска. Это программное обеспечение имеет множество функций. Это программное обеспечение может проверять производительность жесткого диска, предоставлять информацию о разделе жесткого диска, предоставлять отчет о проверке работоспособности жесткого диска. Он также сканирует весь ваш диск и сообщает вам, есть ли какие-либо ошибки на вашем жестком диске. Это программное обеспечение очень полезно, если вы хотите знать о температуре. Я обсудил основные функции приложения HD Tune, теперь я попытаюсь объяснить эти функции одну за другой, чтобы помочь читателям понять, как мы можем использовать это программное обеспечение, где мы можем что-то найти и т. д.

Значки:

Прежде чем перейти к подробному этапу, позвольте мне рассказать вам о некоторых быстрых действиях, которые мы можем выполнить с помощью доступных значков.

Нажав на значок Упоминания номер 1, вы можете скопировать всю информацию о любой функции по вашему выбору. Например, на приведенном выше рисунке, если нажать значок номер 1, он скопирует детали BENCHMARK в буфер обмена, и вы сможете вставить их куда угодно. Но сначала нам нужно запустить программное обеспечение, нажав значок запуска, после чего оно скопирует детали. Мы также можем скопировать информацию об остальных функциях.

Значок номер 2 относится к снимку экрана. Мы можем быстро сделать снимок экрана приложения, нажав на этот значок, после чего мы можем вставить его в файл Word или в любое другое место, где мы можем использовать изображение.

Этот значок также предназначен для быстрого снимка экрана приложения, но этот значок не копирует изображение в буфер обмена, а запрашивает у вас место, где вы хотите сохранить изображение. Мы можем сохранять изображения разного времени, мы можем сравнивать эти изображения для анализа нашего жесткого диска.

Значок, упомянутый под номером 4, является значком параметров, мы можем изменить настройку этого программного обеспечения, кроме того, в этих настройках параметров доступны дополнительные параметры. Ниже вы найдете изображение, которое появляется после нажатия значка параметров.

Это были некоторые краткие сведения о значках, которые мы можем использовать для нашего использования. Теперь давайте перейдем к подробному анализу этого программного обеспечения.

Тестирование:
После нажатия значка запуска программа настройки HD начнет анализ жесткого диска и покажет результаты в графическом режиме, а также в цифровом виде. Скорость передачи будет отображаться в мегабайтах в секунду. В правой части рисунка мы видим, что минимальная скорость моего жесткого диска составляет 0,7 мегабайта в секунду, максимальная скорость составляет 105,5 мегабайта в секунду, а средняя скорость составляет 20,5 мегабайта в секунду.

Синяя линия на графике показывает скорость чтения моего жесткого диска. Мы также можем увидеть загрузку ЦП в процентах.

Мы также можем изменить некоторые настройки этого сравнительного анализа. Просто нажмите значок параметров, упомянутый на первом изображении документа, и мы увидим настройки, которые мы можем изменить. Мы можем изменить время скорости теста, если мы можем сделать тест более быстрым, мы можем просто увеличить время из вариантов, но ожидается, что если мы сделаем скорость на самом высоком уровне, это не даст нам некоторые точные результаты, поэтому рекомендуется не делать скорость на более высоком уровне.
Пожалуйста, посмотрите на картинку ниже для большего понимания.

Как проверить информацию о жестком диске с помощью HD Tune

Эта часть программного обеспечения предоставляет нам информацию о разделе жесткого диска. Как вы можете видеть на рисунке ниже, у меня есть 3 раздела жестких дисков, мы можем видеть емкость, использование в процентах и некоторую другую информацию,

В части поддерживаемых функций мы можем видеть, какие функции поддерживаются, а какие нет.

В последней части экрана у нас есть информация о версии прошивки, серийном номере, емкости жесткого диска, мой жесткий диск 1 ТБ, но я могу использовать около 930 ГБ.

как проверить поврежденные сектора жесткого диска с помощью HD Tune Error Scan?

Эта функция просканирует весь диск и сообщит нам о дефектах жесткого диска в красных блоках. Если он полностью зеленый, это означает, что на нашем жестком диске нет дефектов, и нам не нужно беспокоиться о жестком диске.

Мы также можем выполнить быстрое сканирование диска, для этого нам нужно отметить значок окна быстрого сканирования, он будет сканировать весь диск за минуту, и нам не придется ждать, но для лучших результатов мы должны не выполняйте быстрое сканирование, так как оно может быть не очень точным.

Ниже показан снимок после быстрого сканирования жесткого диска.

Часть, которую я выделил ниже, показывает жесткий диск, который мы анализируем. Если имеется более одного жесткого диска, мы можем выбрать жесткий диск как тот, который нам нужно протестировать.

как проверить температуру жесткого диска с помощью HD Tune?

Во-вторых, это температура, мы можем установить пороговое значение температуры, при пересечении которого цвет шрифта изменится, мы также можем установить единицу измерения температуры, т. е. Цельсий или Фаренгейт, или даже оба из них, как я выбрал.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Твердотельный накопитель на 256 ГБ лучше жесткого диска на 1 ТБ?

Предположим, у нас есть ноутбук с твердотельным накопителем емкостью 128 ГБ или 256 ГБ вместо жесткого диска емкостью 1 ТБ или 2 ТБ. 1 ТБ на жестком диске в 8 раз больше 128 ГБ SSD и в 4 раза больше, чем 256 ГБ SSD.

Как работает жесткий диск

Как проверить работоспособность и работоспособность жесткого диска?

Типы твердотельных накопителей и их преимущества

Вы также должны знать о

Три способа повысить производительность жесткого диска включают кэширование диска, RAID и сжатие файлов.

Проф. Фазал Рехман Шамиль (доступно для профессионального обсуждения)
1. Сообщение на странице Facebook для обсуждения,
2. Видеолекции на Youtube
3. Электронная почта предназначена только для рекламы/бизнес-запросов.
[электронная почта защищена] Facebook

Механические и электрические ограничения жесткого диска

Нагрузка ввода-вывода, создаваемая системой

В следующих разделах эти аспекты производительности жесткого диска рассматриваются более подробно.

Взаимодействие с внешним миром через интерфейс жесткого диска

Обработка необработанных данных, считанных с фактического носителя и записанных на него

Вот почему жесткие диски с более высокой производительностью обычно вращают свои дисковые пластины с более высокой скоростью. Сегодня скорость 15 000 об/мин зарезервирована для самых производительных дисков, а 5 400 об/мин считается достаточной только для дисков начального уровня.В среднем это примерно 3 миллисекунды для диска со скоростью вращения 10 000 об/мин.

Если в жестких дисках и есть один компонент, который можно считать его ахиллесовой пятой, так это рычаг доступа. Причина этого в том, что рычаг доступа должен перемещаться очень быстро и точно на относительно большие расстояния. Кроме того, движение рычага доступа не является непрерывным — оно должно быстро ускоряться по мере приближения к нужному цилиндру, а затем так же быстро замедляться, чтобы избежать перерегулирования. Таким образом, рычаг доступа должен быть прочным (чтобы выдерживать сильные силы, вызванные необходимостью быстрого движения), но также и легким (чтобы было меньше массы для ускорения/замедления).

Количество операций чтения и записи

Количество текущих читателей/писателей

Место чтения/записи

Они обсуждаются более подробно в следующих разделах.

Для среднего жесткого диска, использующего магнитные носители для хранения данных, количество операций ввода-вывода чтения по сравнению с количеством операций ввода-вывода записи не имеет большого значения, поскольку чтение и запись данных занимают одинаковое количество времени [ 1]. Однако другим технологиям хранения данных требуется разное время для обработки операций чтения и записи [2] .

В результате этого устройства, которым требуется больше времени для обработки операций ввода-вывода записи (например), могут обрабатывать меньше операций ввода-вывода записи, чем операций ввода-вывода чтения. С другой стороны, ввод-вывод записи потребляет больше ресурсов устройства для обработки запросов ввода-вывода, чем ввод-вывод чтения.

Жесткий диск, который обрабатывает запросы ввода-вывода из нескольких источников, подвергается другой нагрузке, чем жесткий диск, который обслуживает запросы ввода-вывода только из одного источника. Основная причина этого заключается в том, что несколько реквестеров ввода-вывода могут увеличить нагрузку ввода-вывода на жесткий диск, чем один реквестер ввода-вывода.

Это связано с тем, что инициатор запроса ввода-вывода должен выполнить некоторую обработку, прежде чем ввод-вывод может быть выполнен. В конце концов, запрашивающая сторона должна определить характер запроса ввода-вывода, прежде чем он сможет быть выполнен. Поскольку обработка, необходимая для этого определения, требует времени, существует верхний предел нагрузки ввода-вывода, которую может создать любой запросчик — только более быстрый ЦП может поднять его. Это ограничение становится более заметным, если инициатору запроса требуется человеческий ввод перед выполнением ввода-вывода.

Однако при наличии нескольких отправителей запросов может поддерживаться более высокая нагрузка ввода-вывода. Пока имеется достаточная мощность ЦП для поддержки обработки, необходимой для создания запросов ввода-вывода, добавление дополнительных запросов ввода-вывода увеличивает результирующую нагрузку ввода-вывода.

Однако есть еще один аспект, который также влияет на результирующую нагрузку ввода-вывода. Это обсуждается в следующем разделе.

Хотя этот аспект производительности жесткого диска не ограничивается средой с несколькими запросчиками, он имеет тенденцию проявляться в такой среде больше. Проблема заключается в том, относятся ли запросы ввода-вывода к жесткому диску к данным, которые физически находятся рядом с другими данными, которые также запрашиваются.

Причина, по которой это важно, становится очевидной, если принять во внимание электромеханическую природу жесткого диска. Самым медленным компонентом любого жесткого диска является рычаг доступа. Таким образом, если данные, к которым обращаются входящие запросы ввода-вывода, не требуют перемещения рычага доступа, жесткий диск может обслуживать гораздо больше запросов ввода-вывода, чем если бы данные, к которым осуществляется доступ, были распределены по всему диску, что требует обширных операций. доступ к движению руки.

Это можно проиллюстрировать, взглянув на характеристики производительности жесткого диска. Эти спецификации часто включают время поиска смежного цилиндра (когда рычаг доступа перемещается на небольшую величину - только к следующему цилиндру) и время поиска полного хода (когда рычаг доступа перемещается от самого первого цилиндра к самому последнему). Например, вот время поиска для высокопроизводительного жесткого диска:

Таблица 5-4. Соседний цилиндр и время поиска полного хода (в миллисекундах)

Примечания [1]

На самом деле это не совсем так. Все жесткие диски имеют определенный объем встроенной кэш-памяти, которая используется для повышения производительности чтения. Однако любой запрос ввода-вывода для чтения данных должен в конечном итоге быть удовлетворен физическим чтением данных с носителя. Это означает, что хотя кэш может облегчить проблемы с производительностью ввода-вывода при чтении, он никогда не сможет полностью устранить время, необходимое для физического чтения данных с носителя.

Некоторые приводы оптических дисков демонстрируют такое поведение из-за физических ограничений технологий, используемых для реализации оптического хранения данных.

Читайте также: