Советы при выборе жесткого диска

    КАК ЭТО РАБОТАЕТ
    Основные принципы работы жесткого диска мало изменились со дня его создания. Устройство винчестера очень похоже на обыкновенный проигрыватель грампластинок. Только под корпусом может быть несколько пластин, насаженных на общую ось, и головки могут считывать информацию сразу с обеих сторон каждой пластины. Скорость вращения пластин (у некоторых моделей она доходит до 15000 оборотов в минуту) постоянна и является одной из основных характеристик. Головка перемещается вдоль пластины на некотором фиксированном расстоянии от поверхности. Чем меньше это расстояние, тем больше точность считывания информации, и тем больше может быть плотность записи информации.

    ОБЪЕМ, СКОРОСТЬ И ВРЕМЯ ДОСТУПА
    Основными задачами производителей всегда было увеличение объема хранящейся на дисках информации и скорости работы с этой информацией. Как увеличить объем диска? Наиболее очевидным решением является увеличение количества пластин в корпусе жесткого диска. Подобным образом обычно различаются модели в пределах одного модельного ряда. Этот способ является наиболее простым и позволяет на одной и той же элементной базе получать диски различной емкости. Но у этого способа существуют естественные ограничения: количество дисков не может быть бесконечным. Увеличивается нагрузка на мотор, ухудшаются температурные и шумовые характеристики диска, вероятность брака растет пропорционально количеству пластин, а значит, труднее обеспечить надежность. Среди промышленно производимых дисков наибольшим количеством пластин обладает SCSI диск Seagate Barracuda 180 - у этого винчестера аж 12 пластин! Есть и рекордсмены в области упрощения устройства дисков - это, например, рассмотренный нами далее Maxtor 513DX и 541DX, у которого один диск, используемый только с одной стороны.
    Технологически более сложный (и более перспективный) метод увеличения объема - увеличение плотности записи информации. Тут возникает целый ряд технологических проблем. Современные пластины изготовляются из алюминия или даже из стекла (некоторые модели IBM). Магнитное покрытие имеет сложную многослойную структуру и покрыто сверху специальным защитным слоем. Размеры частиц магнитного покрытия уменьшаются, а чувствительность их возрастает. Помимо улучшения параметров самих пластин, существенным усовершенствованиям должна подвергнуться система считывания информации. Необходимо уменьшить зазор между головкой и поверхностью пластины, повысить чувствительность головки. Но и тут законы физики накладывают свои естественные ограничения на предел применения подобных технологий. Ведь размеры магнитных частиц не могут уменьшаться бесконечно.
    Самый простой способ увеличить скорость считывания - увеличить скорость вращения пластин. По этому пути и пошли конструкторы. Если пластины вращаются с большей скоростью, то за единицу времени под считывающей головкой проходит больше информации. На увеличение скорости считывания влияет также и рассмотренное выше увеличение плотности записи информации. Именно по этой причине SCSI диски, как правило, обладают большей скоростью вращения. Однако на такой скорости сложнее точно позиционировать головку считывания, поэтому плотность записи там меньше, чем на некоторых IDE дисках, а стоят такие диски больше.
    Так как головка при поиске информации перемещается только поперек диска, она вынуждена "ждать", пока диск повернется и сектор с запрашиваемыми данными окажется доступным для чтения. Это время зависит только от скорости вращения диска и называется временем ожидания информации (latency). Но необходимо понимать, что общее время доступа к информации определяется временем поиска нужной дорожки на диске и временем позиционирования внутри этой дорожки. Увеличение скорости вращения диска уменьшает лишь последнее значение. Для уменьшения времени поиска нужной дорожки совершенствуют привод считывающей головки и… уменьшают диаметр пластин диска. Почти все современные винчестеры выпускаются с пластинами диаметром 2,5 дюйма.
    Позиционирование головки вообще является отдельной весьма нетривиальной проблемой. Достаточно сказать, что при современной плотности записи приходится учитывать даже тепловое расширение! Таким образом, увеличение скорости вращения диска существенно затрудняет точное позиционирование головки. И в попытках увеличить быстродействие диска иногда приходится жертвовать объемом, используя пластины с меньшей плотностью записи. Неудивительно, что наиболее дорогие и быстрые винчестеры, отличающиеся более высокой скоростью вращения, не используют максимальной технологически доступной на данный момент плотности записи. За скорость приходится платить.
    Так какому диску отдать предпочтение? При одинаковом объеме большего внимание заслуживают модели с большей плотностью записи, по сравнению с моделями с большим количеством дисков, хотя бы потому, что у них выше линейная скорость чтения/записи (большие файлы читаются быстрее). Скорость доступа к информации напрямую зависит от скорости вращения пластин (быстрее работа с большим количеством мелких файлов). Но увеличение скорости приводит к удорожанию изделий, а иногда приходится жертвовать и плотностью записи.

    ИНТЕРФЕЙСЫ SCSI, IDE И ПР.
    Развитие интерфейсов винчестеров шло двумя параллельными путями: дешевым и дорогим. Дорогое решение заключалось в создании на плате самого винчестера отдельного интеллектуального контроллера, который бы брал на себя значительную часть работы по взаимодействию с винчестером. Результатом этого подхода явился интерфейс SCSI, который быстро завоевал популярность на рынке серверов. Одним из преимуществ этого подхода являлась возможность подключения к компьютеру значительного для того времени количества устройств, требующих для своей работы широкого канала передачи данных.
    Простое и дешевое решение - переложить значительную часть операций по вводу-выводу на центральный процессор. У этого решения вполне очевидный недостаток: снижение общей вычислительной мощности системы, особенно заметное при многозадачной работе. А в те времена, когда процессоры не были такими мощными, это сильно ограничивало возможности, в частности, файловых серверов. Результатом воплощения в жизнь этого подхода явился широко распространенный интерфейс IDE.
    Этот интерфейс был сравнительно дешев и, хотя не был самым производительным, полностью вытеснил другие интерфейсы с рынка дешевых и недорогих систем. Он постепенно развивался, и со временем появились стандарты UDMA, существенно ускоряющие работу винчестеров, интерфейсы IDE стали более интеллектуальными. А так как производительность процессоров росла быстрее производительности винчестеров, то ограничения интерфейса IDE играли все меньшую роль.
    Тем самым на сегодня мы имеем два типа винчестеров: высокопроизводительные SCSI и "ширпотреб" - IDE. Принципиальных различий в устройстве самих винчестеров SCSI и IDE нет, но исторически сложилось, что SCSI рассчитан на сегмент дорогих серверных решений, поэтому в среднем они быстрее и, как следствие, существенно дороже.
    Пропускная скорость SCSI значительно выше IDE, целых 160 Мб/с. А IDE работает со скоростью 33,66 и 100 Мб/с. Соответствующие стандарты называются ATA/33, ATA/66 и ATA/100. 

    ВНЕШНИЕ ЖЕСТКИЕ ДИСКИ
    Говоря об интерфейсах для подключения винчестеров, стоит вспомнить и о переносных винчестерах. В настоящее время существует несколько решений для подключения внешних устройств. Во-первых, есть винчестеры, подключающиеся к USB-порту. Они используются в основном для обмена данными с цифровыми камерами и прочими мобильными устройствами. В силу невысокой пропускной способности этой шины подобные диски, конечно, не смогут сравниться в производительности с внутренними устройствами.
    Все большее распространение получает новый интерфейс IEEE1394, который может использоваться не только для подключения жестких дисков, но и других устройств, работающих с большими массивами данных, например, видеокамер. Контроллеры этого интерфейса иногда даже встраиваются в материнские платы. Его производительности хватает, например, для проигрывания видео высокого качества - заявленная пропускная способность интерфейса достигает 50 Мб/с. Напомним, что еще пару-тройку лет назад такой скоростью не мог похвастаться интерфейс IDE.
    Покупая внешние винчестеры, следует особенно обратить внимание на ударопрочность.

    НЕМНОГО О RAID
    RAID - это стандарт на объединение нескольких дисков в массив, видимый системой, как один диск. Это позволяет повысить как производительность, так и надежность дисковой системы.
    Для увеличения скорости работы с информацией контроллер RAID обеспечивает параллельное чтение/запись информации одновременно на несколько дисков. При этом скорость работы возрастает почти кратно числу дисков в RAID-массиве. Правда, время доступа при этом остается практически тем же. Минусом этой технологии можно считать снижение общей надежности системы, так как выход из строя хотя бы одного из дисков приводит к гибели всей информации.
    Для увеличения надежности информация может дублироваться на нескольких дисках, что повышает надежность дисковой системы, правда, в ущерб емкости. Скоростные показатели при этом практически не меняются.
    Первоначально RAID-контроллеры были созданы только для интерфейса SCSI, так как SCSI - интеллектуальный интерфейс, позволяющий работать с дисками на высоком уровне, не учитывая их реальной физической структуры. То есть RAID для SCSI сделать проще, как аппаратно, так и программно. Кроме того, RAID раньше применялся только в серверах, которые используют этот интерфейс. Но сейчас уже можно использовать эту технологию и на интерфейсе IDE, причем в Windows 2000 это возможно даже без покупки специального контроллера. Это приведет к дополнительной загрузке процессора, но для современных процессоров это не критично.
    Так что иногда можно подумать о покупке нескольких (до четырех) небольших дисков вместо одного большого. Только не забудьте о том, что в RAID-массивы укладываются только диски одинаковой емкости.

    ШУМЫ И УДАРЫ
    Постоянное развитие технологии и конкуренция не оставляет маркетологам шанса на отдых. Если бы кто-нибудь пару лет назад им сказал, что одним их важных показателей в конкурентной борьбе будет шумность винчестеров, они бы только иронично улыбнулись. А сейчас все производители с гордостью говорят о децибелах.
    Шумность определяется двумя параметрами: шумом вращения дисков винчестера и шумом движения головки. Этот параметр многим покажется несущественным. Многим, например, по душе поскрипывание винчестера, благодаря которому не нужно смотреть на лампочку на корпусе, чтобы узнать, что система чем-то занята. Однако ночью постоянный шум может действовать раздражающе, а при работе в офисах несколько рядом стоящих компьютеров могут создавать заметное звуковое сопровождение мыслительным процессам.
    Конечно, самый эффективный способ уменьшение шума - замедление скорости передвижения считывающей головки, но это неминуемо приводит к потере производительности. Так что если вы обнаружили очень тихий винчестер, то повнимательнее приглядитесь к его времени поиска. Впрочем, современные винчестеры позволяют с помощью специальных программ регулировать скорость (громкость) работы диска в зависимости от потребностей пользователей.
    Другой модный показатель - ударопрочность. Он характеризуется количеством G при ударе, которую может выдержать винчестер в работающем и неработающем состоянии. Удары характеризуются огромными ускорениями, которые получает предмет за очень непродолжительное время. Поэтому уровень ударного воздействия, которому подвергнулся предмет, принято измерять в единицах, кратных ускорению свободного падения G, равному 9,8 м/с2. Ударостойкость винчестера определяет его способность переносить указанные в спецификациях значения ускорений, полученных во время удара за определенное время. Стандартным временем ударного воздействия на накопители принято считать время в 2 миллисекунды.
    Этот параметр важен, если вы планируете активно перевозить винчестер с компьютера на компьютер. Повышенная ударопрочность может существенно повысить вероятность того, что диск не был поврежден при транспортировке.

    ПРАКТИЧЕСКИЕ СОВЕТЫ
    Покупая жесткий диск, необходимо четко осознавать, для каких целей он будет использоваться.
    Покупая диск для дома, возможно, следует обратить внимание на шумность диска. При прочих равных условиях диски с меньшим количеством пластин и меньшей скоростью вращения обычно тише. Однако прогресс идет так быстро, что некоторые новые модели со скоростью 7200 тише старых моделей со скоростью 5400. Между тем производительности дисков со скоростью 5400 оборотов в минуту вполне достаточно для большинства домашних и офисных применений, если вы не собираетесь работать с видео или организовывать сервер. Впрочем, использовать для этих целей IDE стало возможно совсем недавно. Для работы с потоковым видео раньше можно было использовать только SCSI.
    Что касается рекомендации по объему кэш-буфера, то сейчас стандартом уже стал двухмегабайтный кэш, и диски с меньшим кэшем (512 кб) покупать не стоит. Сложно сказать, насколько существенен выигрыш в данном случае, так как сопоставить два одинаковых винчестера с разными размерами кэша невозможно - таких моделей просто нет. Но, видимо, выигрыш не очень существенный, так как иначе бы размер кэша не был бы таким одинаковым у большинства моделей всех фирм.
    Еще один параметр, который нужно учитывать, - скорость интерфейса IDE. Сейчас практически у всех моделей это 100 мегабайт/с. Хотя такая скорость достигается только при передачи из кэша, все же уже некоторые модели винчестеров работают достаточно быстро, чтобы не "влезать" в предыдущий стандарт ATA/66. Не забудьте посмотреть, поддерживает ли ваша материнская плата ATA/100, хотя ничего криминального в использовании нового винчестера со скоростью 66 Мб/с нет - стандарты обратно совместимы.
    Также необходимо помнить, что жесткие диски - продукт высоких технологий, и, как всегда в этой области, покупать старые модели, которые вот-вот снимут с производства, абсолютно бессмысленно, так как вы, скорее всего, не получите выигрыша даже в цене, не говоря уж о производительности. 

     
    По-прежнему IBM продвигает свою модель 60GXP, и, видимо, в ближайшее время ничего особенного не будет. Несмотря на объявление о разработке новой технологии с плотностью записи 400 Гб на пластину. Судя по тому, что сроки реализации этой разработки не указаны, вряд ли это произойдет в ближайший год.
    Что касается текущих моделей, то IBM только недавно оправилась от массовых поломок своих винчестеров. По сообщениям из разных источников в данный момент ошибка, приводящая к поломке, ликвидирована, и эта компания сейчас вполне оправдывает свой имидж как дорогостоящей и надежной. Ее модельный ряд не обновлялся с начала года, так что особенными скоростями и объемами она похвастаться не может. Видимо, последние полгода они вплотную занимались производством SCSI-дисков - здесь у них много нового.

    
    Maxtor представляет три группы винчестеров: большие, быстрые и дешевые. К первым относятся 536DX, D540X, Diamond Max 80; ко вторым - Fireball Plus AS, DiamondMax Plus 60, DiamondMax Plus 45 и DiamondMax Plus 40; к третьим - 541DX, 531DX, DiamondMax VL40, DiamondMax VL30, Fireball lct20. 
    Сразу можно сказать, что FireBall lct 20 - самая тихая среди дисков Maxtor, а в общем рейтинге тишины уступает только Seagate.

    Maxtor 536DX
    Как гордо заявляет Maxtor, 536DX - первый IDE-диск с объемом 100 Гб. Существуют также модели с емкостью 30, 40, 60, 80 и 100 Гб. Несмотря на такой объем, время доступа у него вполне "на уровне", хотя, казалось бы, чем больше диск, тем сложнее найти на нем нужную информацию. Все модели оснащены двухмегабайтным кешем, что мы всячески приветствуем, так как предыдущие модели были оснащены кешем всего лишь в 512 кб.

    Maxtor D540X
    Эти диски попадают и в категорию больших, и в категорию быстрых. При плотности записи 40 Гб на пластину получаем линейку из четырех дисков емкостью 20, 40, 60, 80 и 100 Гб. Диски снабжены кешем в 2 Мб.
    По заявлению производителя, диск "предназначен для возрастающей массы пользователей, занимающихся редактированием видео и скачивающих из Интернета большие музыкальные и аудиофайлы". В российских условиях многим эти слова покажутся ироничными. Сообщается также, что процент поломок жестких дисков, построенных на технологии Maxtor's Shock Protection, составляет 0.8%.

    Maxtor DiamondMax Plus 40
    Емкость - от 10 до 40 Гб. Плотность записи - 20 Гб на пластину. Этот диск чуть помедленнее "ищет", зато чуть побыстрее передает данные, чем предыдущие. Кроме того, это единственный диск со скоростью 7200 у этой компании.

    Maxtor 531DX
    531DX - недорогой, но не слишком медленный винчестер, вполне пригодный для домашнего компьютера. Есть две модели - 2R015H1 и 2R010H1, - отличающиеся только объемом - 15 и 10 Гб соответственно. У них по одному диску и по одной головке, что везде отмечается особо и вот почему: накопители этого класса разрабатывались специально максимально упрощенными в конструкции. Они содержат на 70% меньше деталей, чем стандартные диски, всего одну пластину, покрытую магнитным слоем только с одной стороны, и одну головку. Уменьшенное количество деталей должно, по замыслу разработчиков, способствовать не только удешевлению диска, но и повышению его надежности и долговечности, поскольку снижает число возможных отказов.
    Диски этой серии на треть тоньше обычных: всего 17 мм вместо 25. Это экономит место в корпусе и улучшает вентиляцию, что тоже должно повысить долговечность дисков благодаря меньшему нагреву. В этих накопителях применена система парковки головки на специальный пластиковый "скат" (load/unload ramp) на внутреннем крае магнитного покрытия. Это резко уменьшает вероятность повреждений головки и магнитной поверхности пластины.

    Maxtor 541DX
    Этот диск мало чем отличается от 531DX, это тоже винчестер с одним диском и одной головкой. Три существующие модели 2B010H1, 2B015H1 и 2B020H1 отличаются объемом - 10, 15 и 20 Гб, соответственно. Эта модель очень похожа на 531DX, отличие лишь в плотности - 20 Гб на сторону, что обеспечивает более высокие показатели по времени поиска и по скорости передачи данных. Кеш здесь также 2 Мб. Размер этого жесткого диска также меньше обычного (17 мм).
    Отметим, что здесь поверхность пластины используется не целиком. Сложно сказать, что послужило этому причиной. Вероятнее всего это просто маркетинговый ход с целью заполнить всю нишу жестких дисков.

    Maxtor DiamondMax VL30
    Этот диск быстрее дисков этой группы (дешевых), но кеш у него все же небольшой - всего 512 кб. Удивляет количество разных дисков в этой серии - от 5 до 60 Гб, всего 11 моделей. По производительности они не отличаются.

      
    За последнеий год фирма выпустила новые модели на пять и семь тысяч оборотов с увеличенной до 40 Гб на пластину плотностью записи. Это рекорд индустрии жестких дисков. Серия U5 и модель Barracuda ATA III, хоть и не являются уже новыми, по-прежнему продаются. Но, видимо, U5 пробудет в магазинах недолго: этот довольно медленный винчестер сменился U6.

    Seagate U6
    Лидер по производительности среди дисков на 5400 оборотов Seagate U5 сменился новым диском - Seagate U6. По сравнению со своим предшественником у него уменьшилось время доступа (с 17.8 до 15.4 мс). Но главное, у него значительно увеличилась емкость пластины (с 20 Гб до 40 Гб), что не могло не отразиться на скорости передачи данных - она возросла почти в два раза. Теперь она составляет 51 Мб/с! Также в четыре раза была увеличена емкость кеша (с 512 кб до 2 Мб), что соответствует современным стандартам.

    Seagate Barracuda ATA IV
    Обновилась также линейка жестких дисков на 7200 оборотов. Фирмой Seagate не так давно был анонсирован новый диск - Barracuda ATA IV, пришедший на смену Barracuda ATA III. У этого диска, как и у его младшего собрата, U6, емкость пластины была увеличена до 40 Гб! Это новый рекорд емкости пластины среди дисков 7200 оборотов. Пока этот диск вне конкуренции среди аналогичных дисков других фирм. Заметим, что и его предшественник, ATA III, отличался самыми высокими показателями среди аналогичных дисков по скорости передачи данных. Теперь трансфер составляет 69.3 Мб/с! Как быстро устарел стандарт ATA 66! В конструкции диска был применен мотор SoftSonic, это позволило сделать диск почти бесшумным - 2.4 Белл во время поиска для модели с одной пластиной. А порог чувствительности человеческого уха в среднем составляет 2.5 Белл!

     
    Western Digital обновила свою линию Caviar. Эта линейка выпускается уже 30 лет и за это время успела завоевать себе неплохое имя.
    

    Western Digital Caviar
    
Новый диск всем известной линейки Caviar работает со скоростью 7200 оборотов. По сравнению с предыдущими моделями (со скоростью 5400) у новых Caviar уменьшилось время доступа на 0.5 мс. Плотность записи - 20 Гб на пластину - уже не так удивляет, как могла бы год назад. Доступны модели емкостью 20, 30, 40, 60 и 80 Гб. Правда, скорость передачи данных для этого класса здесь не лучшая - минимум 28, максимум - 53 Мб/с. Зато этот диск никак нельзя назвать дорогим.
    Отметим также, что Western Digital использует контроллер, оптимизированный для аудио- и видеоинформации, то есть для быстрой работы с одним длинным файлом, а не с множеством мелких. К числу преимуществ данного диска можно отнести и специальную технологию Data Lifeguard, повышающую надежность винчестеров.
    Другая действующая модель, Protege, откровенно медленнее модели Caviar.

     
    Серия PicoBird не является последним словом техники, она была в продаже уже достаточно давно и с тех пор новых винчестеров IDE Fujitsu не представила. Но, не смотря на это, на общем фоне серия смотрится очень хорошо со своей скоростью доступа 8,5 мс, недоступной многим более новым моделям. Впрочем, диски Fujitsu довольно громкие, а это сейчас большой недостаток.

По материалам журнала "Потребитель"