Количество оборотов жесткого диска на что влияет
С каждым годом IT-индустрия практически в каждом из компонентов системного блока, стремится повысить скорость. Скорость вычислений, скорость доступа, скорость передачи – все это увеличивается ежеквартально.
Не обошли стороной эти скоростные изменения и сферу накопителей информации – жестких дисков. Здесь постоянно увеличивалась и увеличивается скорость вращения шпинделя жесткого диска, которая, в свою очередь влияет на скорость доступа к данным, скорость записи и скорость чтения информации.
Скорость вращения шпинделя жесткого диска
Скорость вращения шпинделя жесткого диска – это основная характеристика жесткого диска, которая напрямую влияет на результирующую производительность устройства.
На данный момент для десктопных вариантов систем, популярностью пользуются три вида жестких дисков по скорости вращения шпинделя – это 5400 об/мин., 7200 об./мин и 10 000 об./мин.
Естественно, у более скоростных жестких дисков помимо достоинств перед собратьями меньшими, существуют и недостатки для потребителя – это повышенная цена, более высокий уровень шума и большее энергопотребление. По поводу уровня шума – это довольно спорный и незначительный момент. На фоне подавляющего большинства шумных кулеров для обычных систем – может быть вообще не заметен.
Что же дает более высокая скорость вращения шпинделя для повышения скорости работы системы? Во-первых, это скорость случайного доступа к какой-либо информации на жестком диске. Естественно, время за которое головка чтения доходит до определенного места на пластине жесткого диска, в случае с 5400 об./мин. – существенно падает, по сравнению с 7200 об./мин или же 10 000 об./мин. Такая же ситуация и со скоростью записи.
Тестирование жестких дисков
Теперь давайте все это рассмотрим на показательных примерах. На ixbt.com провели тестирование четырех жестких дисков, которые существенно разнятся по параметрам. В результате были получены очень показательные графики, на которых четко видно превосходство более высокой скорости вращения шпинделя.
Итак, модели для тестирования:
В большей мере нас интересуют три модели с разной скоростью вращения.
Теперь давайте рассмотрим графики тестирования:
1. Скорость чтения и скорость записи
Как видно из графиков тестирования, Green-серия с 5400 об./мин, провально отстает от всех. Особенно четко можно увидеть градацию по скорости вращения шпинделя, именно на графике времени доступа при чтении.
2. Произвольный доступ
Опять же, четко прослеживается заметное преимущество жестких дисков с 7200 об./мин. над «низкооборотистой» Green-серией, при чем на одном из графиков они вплотную подбираются к Veloci Raptor с 10 000 об./мин.
При тестировании жестких дисков в большинстве приложений, а также в игровых нагрузках, соблюдается все то же отставание Green-серии.
Итоги
Скорость работы системы хранения: не только количество оборотов в минуту
Чем выше скорость вращения шпинделя жесткого диска, тем быстрее диск работает, однако для систем хранения данных не менее важна скорость их передачи с носителя и на него.
Компания IBM обрела известность благодаря изобретению жесткого диска более чем 50 лет назад. Первые устройства были величиной со стиральную машину, а их пластины достигали 35,6 см в диаметре и вращались со скоростью 1200 об/мин.
С тех пор отрасль существенно изменилась. Физический размер жестких дисков постоянно уменьшался, а плотность записи данных и скорость работы, наоборот, росли. Но с внедрением инноваций способ измерения производительности новых моделей жестких дисков не менялся и был тесно связан с двумя показателями:
Самый эффективный метод оценки производительности жесткого диска состоит в измерении скорости передачи данных с вращающегося носителя (пластин) на компьютер при помощи головки чтения/записи. Этот показатель называется пропускной способностью диска и измеряется в гигабайтах (или гигабитах) в секунду. Пропускная способность напрямую зависит от плотности размещения данных на пластинах жесткого диска и от скорости вращения этих пластин.
Сравнение методов измерения
Плотность записи данных на жестком диске можно определить двумя способами: измерить количество битов на дюйм (BPI) или число дорожек на дюйм (TPI). Если расположить дорожки ближе друг к другу, их количество на дюйм увеличится. Так же и с битами: если поместить их плотнее, количество битов на дюйм возрастет. Вместе эти показатели указывают на плотность записи.
Как правило, по мере увеличения плотности записи на жестком диске возрастает и его пропускная способность. Головка чтения/записи быстрее считывает биты информации, то есть скорость передачи данных увеличивается.
Скорость вращения шпинделя также влияет на производительность жесткого диска: для ее повышения пластины должны вращаться быстрее. В этом случае биты информации быстрее считываются головкой чтения/записи и скорость передачи данных возрастает. В свое время были созданы жесткие диски как с довольно низкой скоростью вращения (1200 об/мин), так и с предельно высокой (15 тыс. оборотов в минуту). Сегодня в настольных и портативных компьютерах преимущественно используются скорости вращения от 5400 до 7200 об/мин.
Если сравнить два жестких диска с идентичной конструкцией и одинаковой плотностью записи, но разной скоростью вращения, то тот из них, чья скорость составляет 7200 об/мин, будет передавать данные на 33% быстрее, чем носитель на 5400 об/мин. Так что эта характеристика крайне важна для оценки ожидаемой производительности жесткого диска и при сравнении двух разных моделей дисков.
Для гибридных твердотельных накопителей скорость вращения не является определяющей
Неудивительно, что пользователи определяют прогнозируемую производительность накопителя, созданного на основе новой гибридной твердотельной технологии (SSHD), прежде всего по скорости вращения, ведь гибридный твердотельный накопитель — это по сути тот же жесткий диск с интегрированными элементами твердотельной технологии. Получается, скорость вращения по-прежнему нужно учитывать?
На самом деле, для гибридного твердотельного накопителя скорость вращения почти не имеет значения. И вот почему.
Принцип работы гибридных твердотельных накопителей основан на выявлении наиболее часто используемой информации с последующим ее размещением в флеш-памяти NAND на диске. Накопители на базе флеш-памяти типа NAND обладают высокой скоростью, поскольку состоят из твердотельных элементов и не имеют движущихся частей. Поэтому, когда компьютер запрашивает данные, их обычно не требуется извлекать непосредственно с вращающегося носителя.
Случается, однако, что запрашиваемых данных во флеш-памяти типа NAND нет — только в этом случае производительность накопителя снижается до уровня обычного жесткого диска. Поскольку технология достаточно эффективно определяет часто используемые данные и сохраняет их во флэш-памяти NAND, гибридные твердотельные накопители гораздо лучше справляются с задачей быстрой передачи данных на компьютер.
Разница отчетливо видна при сравнении в программе PC Mark Vantage показателей систем хранения Seagate SSHD второго и третьего поколения с традиционными жесткими дисками на 5400 и 7200 об/мин.
Хотя система хранения Seagate SSHD третьего поколения основана на HDD-платформе со скоростью вращения 5400 об/мин, ее производительность выше, чем у систем предыдущего поколения, для которых использовалась HDD-платформа со скоростью вращения 7200 об/мин. Такой прогресс стал возможным благодаря усовершенствованию основной технологии SSHD, а также систем на базе флэш-памяти типа NAND. Поэтому для гибридных твердотельных дисков Seagate скорость вращения шпинделя вовсе не является показателем производительности.
Резюме
Использование устаревших технологий хранения данных и неактуальных критериев оценки препятствует максимальному повышению производительности вашего ноутбука. С гибридными дисками вы выйдете на новый уровень цифровой реальности.
Как выбрать жёсткий диск HDD 3.5”
Сменив в 80-х годах прошлого века накопители на гибких дисках и совсем уж архаичные перфокарты с перфолентами, HDD («Hard Disk Drive» – «накопитель на жестком диске») надолго стали основным устройством для хранения программ и данных на большинстве компьютеров. Правда, в последнее время они потихоньку сдают позиции:
SSD намного превосходят HDD по скорости, разница в цене с каждым годом все меньше, так что, пожалуй, еще лет 5-10 и жесткие диски уйдут в историю вслед за гибкими дисками и CD-ROM-ами. Но пока еще этого не произошло и существует, как минимум, два весомых повода предпочесть именно HDD:
— они пока еще значительно дешевле: средний SSD в 8-9 раз дороже среднего HDD аналогичной емкости;
— SSD имеет ограниченное число циклов записи – для домашнего компьютера это не так критично, но для многих серверных решений HDD обеспечит большую надежность хранения данных.
Название этот вид накопителей получил благодаря своей конструкции – информация в нем хранится на одном или нескольких жестких дисках с ферромагнитным покрытием. Доступ к данным обеспечивается с помощью магнитных головок, движущихся на небольшом (около 0,1 мк) расстоянии от вращающихся дисков.
HDD выпускаются в двух форм-факторах: 3,5″ и 2,5″. По сравнению с последним, 3,5″ HDD имеют больший максимальный объем и меньшую цену в пересчете на гигабайт объема. Если же низкая цена вам не так важна, как компактность, быстродействие и меньшее энергопотребление, то вам лучше обратить внимание на 2,5″ HDD. Существуют жесткие диски других форм-факторов (1,8″, например), но они обычно используются в спецтехнике и объем их производства невелик.
Определившись с форм-фактором, не спешите с покупкой – жесткие диски обладают множеством характеристик, определяющих их эффективность в тех или иных условиях использования.
Характеристики жестких дисков
Объем HDD – основной его параметр, оказывающий наибольшее влияние, как на цену устройства, так и на его привлекательность для покупателя. Требования программ к свободному месту на диске постоянно растут, как и объемы видеофайлов и файлов с фотографиями, поэтому желание приобрести накопитель большого объема вполне понятно. С другой стороны, HDD большого объема стоят дороже иного компьютера. Какого же объема диск выбрать?
Как видно из графика, наименьшую цену за гигабайт имеют диски объемом 3-6 ТБ. Прицениваясь к диску объемом 10 ТБ и более, проверьте – не будет ли более выгодной покупка двух дисков меньшего объема? И уж совсем дорогой выходит гигабайт объема при покупке дисков в 1ТБ и менее.
Если же вы хотите, чтобы загрузка также производилась с нового жесткого диска, материнская плата должна иметь UEFI BIOS. Все современные материнские платы поддерживают диски большого размера, затруднения могут возникнуть только с «материнками», выпущенными до 2011 года.
Скорость вращения шпинделя оказывает прямое влияние на скорость чтения и записи данных с жесткого диска. Высокооборотные диски в среднем имеют большую скорость передачи данных, чем низкооборотные, но также они более шумные и потребляют больше энергии.
Однако сравнивать диски разных производителей только по этому параметру не стоит: скорость чтения/записи зависит не только от скорости вращения шпинделя, но и от скорости позиционирования головок, от схемотехники контроллера жесткого диска и т.д. Поэтому, если вам важна скорость доступа к данным, лучше обратить внимание непосредственно на скоростные характеристики.
Максимальная скорость передачи данных представляет собой максимально достижимую на данной модели скорость чтения/записи. Скорость эта достигается только при определенных условиях, в обычной работе такие скорости достигаются только при переписывании нефрагментированных (состоящих из последовательно расположенных на диске блоков) файлов большого объема; обычные скорости будут намного меньше.
Если использование диска предполагает работу с большим количеством мелких файлов, стоит обратить внимание на среднее время доступа и среднее время задержки – чем меньше будут эти параметры, тем быстрее головка диска позиционируется на новый файл и тем быстрее будет работа с мелкими или фрагментированными файлами.
Заполнение диска гелием позволяет уменьшить аэродинамические эффекты, тормозящие вращение дисков и приводящие к вибрации. В результате, гелиевые жесткие диски имеют меньшее энергопотребление и меньшую шумность по сравнению с обычными, заполненными воздухом – это особенно важно для высокооборотных HDD. Также это позволяет уменьшить толщину дисков, что ведет к росту быстродействия и объема (за счет большего количества дисков в HDD).
Однако, такие HDD дороже обычных и очень требовательны к качеству изготовления – при нарушении герметичности гелий быстро «утекает» из корпуса, и не предназначенные для работы в воздушной атмосфере диски быстро приходят в негодность.
Назначение жесткого диска, указанное производителем, может помочь в выборе, но опираться только на него не стоит, поскольку нет четких критериев, по которым можно однозначно определить назначение HDD. Кроме того, иногда указание какого-нибудь назначения является просто маркетинговой уловкой.
Тем не менее, на этот параметр следует обратить внимание, когда режим работы жесткого диска отличается от обычного. Например, если на HDD ведется непрерывная круглосуточная запись (видеосистема) или он работает круглосуточно с сильной загрузкой, постоянно выполняя операции записи и чтения (сервер).
Если диск приобретается для установки в RAID (массив жестких дисков повышенной надежности хранения данных), обратите также внимание на оптимизацию под RAID-массив.
Обычный жесткий диск при попытке чтения со сбойного кластера, повторяет эту попытку несколько раз, пытаясь восстановить данные. HDD типа «RAID Edition» при сбое попытку чтения не повторяет, а сразу сообщает RAID-контроллеру о «сомнительном» кластере – это позволяет избежать падения производительности при появлении сбойных участков на одном из дисков массива.
Поддержка NCQ также может ускорить работу с диском в некоторых случаях – HDD с поддержкой NCQ способен оптимизировать находящуюся в памяти очередь команд к диску. Например, если в очереди находится несколько команд позиционирования/чтения, контроллер жесткого диска упорядочит эту очередь так, чтобы минимизировать перемещение головки.
Объем кэш-памяти влияет на скорость работы незначительно – минимального для современных жестких дисков объема кэша в 32 МБ вполне достаточно для хранения служебной информации о диске. Впрочем, если использование диска предполагает работу с часто использующимися мелкими файлами (системный диск, диск сервера) то лучше выбрать модель с кэшем побольше – это увеличит вероятность того, что нужный файл окажется в буфере и доступ к нему будет осуществлен в разы быстрее. Если диск используется для хранения файлов большого объема, то размер буфера на производительность особого влияния оказывать не будет.
Гибридный SSHD-накопитель в качестве кэша второго уровня использует твердотельный диск объемом в несколько ГБ. Поскольку скорость чтения данных с SSD намного выше, чем с HDD, это дает прирост производительности, если на диске расположены часто используемые данные. Такие диски можно использовать в качестве системных, на них можно располагать рабочие программы и базы данных – это даст заметный прирост производительности.
Интерфейс. Современные диски для передачи данных используют либо SATA третьего поколения, либо серверный SAS. HDD SATA можно подключать к контроллеру SAS, а наоборот – нет.
Пропускная способность интерфейсов SATA III и SAS различная – первый дает максимум 6 Гбит/с, второй – 12.
На уровень шума во время работы и в простое следует обратить внимание, если диск приобретается для домашнего компьютера или если вы не любите посторонних звуков во время работы. Некоторые диски создают при работе шум уровнем до 36 дБ – это можно сравнить с громкостью спокойного разговора.
То, что жесткие диски «боятся» ударов и вибраций – факт общеизвестный, но несколько преувеличенный – для закрепленных в корпусе компьютера HDD это не настолько важно, как для внешних жестких дисков. Большинство HDD способны без вреда для себя перенести падение на твердую поверхность с высоты 1″ (ударостойкость 40G) во время работы и с высоты более метра – в выключенном состоянии. Если же ваш компьютер испытывает в работе более серьезные нагрузки, выбирайте среди моделей с большей ударостойкостью.
Варианты выбора жестких дисков
Если вы хотите приобрести жесткий диск по минимальной цене, имейте в виду, что HDD на 0,5 TБ хоть и стоят дешевле, но при этом гигабайт объема обойдется вам намного дороже, чем на жестком диске большей емкости. Лучше немного доплатить и приобрести диск на 1 ТБ или больше.
Если вы желаете получить максимум объема за минимум денег, выбирайте среди жестких дисков на 3-6 ТБ – в этом диапазоне цена гигабайта объема самая низкая.
Купив HDD большого объема, вы надолго забудете о недостатке места на диске.
Если вы подбираете жесткий диск для сервера или видеосистемы, выбирайте среди моделей с соответствующим назначением.
RAID-массив способен гарантировать сохранение данных даже при полном разрушении одного из входящих в него жестких дисков. Для его создания предназначены HDD с оптимизацией под RAID-массив
Характеристики дисков SSD и HDD – что влияет на скорость чтения и записи
О дисках SSD и HDD всё чаще можно услышать в контексте ускорения компьютера. Конечно, это основное различие между ними, но не единственное.
Типы компьютерной памяти
Память в компьютере – это место, в котором хранятся данные. Память делится на эфемерную (например, оперативная память или ОЗУ), которая сохраняет данные только до тех пор, пока компьютер работает, и постоянную (энергонезависимая), которая хранит данные даже после отключения питания.
Её также можно разделить по устройству, а точнее – по типу. Можно выделить магнитные носители (например, жесткие диски HDD, SSHD), оптические, полупроводниковые и флеш-память.
Различия между дисками HDD и SSD
Конструкция носителя
Главным отличием, которое первое приходит на ум, – это внутреннее устройство.
Жесткие диски HDD являются магнитными носителями информации. Для их чтения используется специальная, подвижная головка, которая движется вдоль круглых магнитных пластин, используемых для хранения данных, и, таким образом, осуществляет поиск файлов.
Носители SSD классифицируются как флэш-память, построенная только из ячеек NAND Flash. Это позволяет гораздо быстрее производить чтение и запись файлов на SSD – всё благодаря тому, что чтение происходит без участия подвижных элементов. Подвижные части должны прибыть в расположение файла и не могут одновременно присутствовать в нескольких местах (что еще более замедляет чтение или запись нескольких файлов).
Шум во время работы и устойчивость к повреждениям
Подвижные элементы также отвечают за появление шумов в процессе работы диска. Твердотельные накопители, лишенные этих движущихся частей, работают бесшумно. Кроме того, они также более устойчивы к повреждениям (опять же это связано с отсутствием механических частей, которые могут смещаться, например, в случае падения).
Кроме того, SSD имеют ряд других преимуществ – они более энергоэффективны, меньше нагреваются и не требуют дефрагментации.
Емкость, устойчивость к перегреву и безопасность данных
Жесткие диски HDD также имеют много преимуществ. Самое важное – соотношение объема и цены – вы легко найдете вместительный жесткий диск (например, 2 ТБ) по хорошей цене.
HDD гораздо лучше подходят для хранения файлов и документов – в основном из-за того, что обеспечивают больше места для данных. Они также более устойчивы к высоким температурам.
В случае сбоя жесткого диска, вы можете восстановить его содержание. В случае твердотельного диска, потеря данных, как правило, необратима, а попытка восстановления отнимает много времени и средств.
Как использовать преимущества обоих типов носителей
Лучшим вариантом является наличие двух дисков: SSD и HDD. На немного меньшем носителе SSD можно установить операционную систему, программы и игры. Благодаря этому приложения будут запускаться гораздо быстрее, а операционная система станет намного более чувствительной к действиям пользователя. Компьютер будет быстрее включаться и реагировать на команды. Преимущества SSD вы оцените также в киберспорте: сайты быстрее загружаются, а игра запускается в более короткие сроки.
Для хранения файлов – фотографий, музыки и документов – вы можете выделить диск HDD, на котором найдётся достаточно места для этих файлов.
Таким образом, желательно иметь на компьютере два диска: один HDD, а вторым – SSD. Вместе с тем, жесткий диск HDD должен иметь хорошую скорость оборотов, благодаря чему доступ к файлам будет удобным и эффективным.
От чего зависит скорость записи и чтения
Различия в конструкции
В случае компьютерных дисков – HDD и SSD – скорость записи и чтения зависит, в первую очередь, от их типа. HDD-носители более механические, это может в некоторых случаях замедлить процесс чтения и записи. SSD не имеют движущихся механических частей, благодаря чему запись и считывание происходит быстрее, независимо от расположения файла на диске.
Для дисков HDD большое влияние на скорость действия имеет скорость вращения (об/мин), т.е. количество оборотов пластины диска за минуту. Чем оно больше, тем быстрее жесткий диск реагирует на команды.
Лучше всего выбрать модель, которая имеет скорость вращения шпинделя 7200 об/мин. Большее значение имеет смысл в случае диска, который будет использоваться для хранения операционной системы и программ.
Емкость диска
Конечно, всегда важным остаётся вопрос о емкости диске и количестве свободного места – быстрее будет работать жесткий диск, на котором осталось не менее 10% свободного места (т.е. в случае диска 1 ТБ должно быть ок. 100 ГБ), чем заполненный «под упор».
Очень большое значение имеет размер кэш-памяти, которая ускоряет доступ к данным. Чем её больше, тем лучше. В данный момент на рынке вы найдете как модели, которые имеют 128 или 256 МБ кэш-памяти.
Стандарт SATA
Большое значение имеет также интерфейс. В старых компьютерах это был интерфейс ATA (англ. Advanced Technology Attachment, известный также как IDE – Integrated Drive Electronics), который со временем был вытеснен более поздней версии SATA (Serial ATA).
В данный момент материнские платы компьютеров оснащаются интерфейсом SATA III, который может работать со скоростью до 6 Гбит/с и обеспечивает пропускную способность 600 МБ/сек.
SATA III обратно совместим с SATA II – это означает, что диск SATA III будет работать через интерфейс SATA II материнской платы в компьютере, но будет делать это заметно медленнее, в соответствии со стандартом SATA II. С совместимостью SATA III и SATA I бывает по-разному, но, как правило, всё должно работать.
В случае выбора HDD стоит руководствоваться тем, какой интерфейс у вас на материнской плате компьютера и выбрать диск в таком же стандарте, благодаря чему, Вы будете использовать все возможности компьютера.
Если вы ищете диск SSD в стандарте SATA, даже к старой материнской плате в стандарте SATA II можно подключить диск SSD SATA III – он лучше использует свои возможности даже в этом случае, хотя и не так быстро, из-за ограничения скорости на материнской плате. Однако, будет работать значительно лучше и быстрее, чем HDD с тем же интерфейсом.
Протокол обмена данных
Еще одним важным вопросом является используемый протокол. В случае SSD это может быть AHCI или NVMe.
Протокол AHCI был создан для жестких дисков HDD, в то время, когда ещё никто не ждал появления более быстрых носителей. Возникшие позже SSD-накопители имели огромный потенциал в плане потока данных, однако, он сильно ограничивался устаревшим протоколом.
Рекомендуемые модели дисков SSD, HDD, карт памяти
Бесперебойный и высокопроизводительный жесткий диск HDD со скоростью вращения 7200 об/минуту. Благодаря этому, запуск и загрузка программ происходит гораздо быстрее. Диск также оснащен технологией MTC (Multi-Tier Caching), которая оптимизирует поток данных и ускоряет запись и чтение.
Жесткий диск объемом 128 ГБ. Оснащен ячейками NAND Flash и контроллером SMI. Кэш DRAM и интеллектуальная система кэширования SLC еще более увеличивают его производительность.
Один из наиболее прочных и надежных твердотельных накопителей. Оснащен такими функциями, как SmartRefresh, SmartFlush и GuaranteedFlash, которые защищают данные в случае скачков напряжения.
Интерфейс NVMe обеспечивает превосходную скорость чтения и записи. Скорость чтения получается ещё выше благодаря технологии Turbo Write. Динамическая тепловая защита предохраняет от перегрева.