Добрый день, уважаемый читатель!

Тема:Выбираем накопитель (жесткий диск)

Основные параметры

• Протокол интерфейса
• Емкость
• Скорость вращения шпинделя
• Кэш
• Среднее время поиска
• Среднее время доступа
• Средняя задержка
• MTBF

По выше указанным параметрам достаточно легко выбрать устройство, которое будет удовлетворять всем требованиям. Перед тем как приступить к выбору винчестера, необходимо определиться, для работы с какими данными будет использоваться устройство. Для домашнего или офисного привода устройство должно надежным, не требующим дополнительных расходов. Как известно, скорость обратно пропорциональна надежности, поэтому если вас прежде всего интересует надежность хранимых данных, то вам следует взять чуть более медленное устройство. Как правило, высокоскоростные накопители требуют хорошего питания (а значит, блок питания должен дорогим и мощным) и дополнительного охлаждения.

Интерфейсы

Прежде чем перейти к рассмотрению стандартов и протоколов интерфейсов, я хочу развеять некоторые, накопившиеся у пользователей за долгое время, предубеждения. Часто названия стандартов используются в ложном значении, в связи с чем хочу напомнить, IDE (Integrated Drive Electronics) - название интерфейса накопителей с интегрированным контроллером, в то время как ATA (AT Attachment) - название стандарта, соответствующего интерфейсу. PIO и DMA - это режимы передачи, по которым передаются данные.

Стандарт АТА стал официальным названием интерфейса IDE в 1989 году. С того времени стандарт значительно эволюционировал. Первые накопители выставлялись в CMOS с их физическими параметрами. Ведь разъем IDE на системной плате представляет собой просто урезанный 16-разрядный слот расширения ISA, имеющий 40 контактов вместо 98 возможных. В стандарте АТА-1 были решены проблемы совместимости, возникавшие при подключении к шинам ISA и EISA. Первый стандарт определил назначения контактов 40-контактного разъема, тайминги и параметры шин и кабелей. С этого времени все контроллеры ATA-IDE должны были соответствовать 8 командам первого АТА-контроллера WD1003. Главной из них стала команда автоматического распознавания жесткого диска. Версия стандарта ATA-1 была окончательно утверждена в 1994 году.

Спецификация АТА-2 (EIDE) представляет собой расширение первоначального варианта и имеет ряд очень существенных дополнений. Наиболее существенным из них стала возможность работать в режимах программного ввода/вывода и прямого доступа к памяти. Кроме этого, ATA-3 поддерживает SMART (Self Monitoring Analysis and Report Technology). Вот основные области, в которых ATA-2 и все последующие стандарты претерпели изменения:

• Увеличена максимальная емкость накопителей
• Увеличена скорость обмена данными
• Появление второго канала для IDE-устройств

В ATA-2 был преодолен барьер в 504 Мбайта, а в ATA-5 - в 33 Гбайта.

В режимах PIO данные считываются или записываются в буферную область, а затем передаются в оперативную память. Также предусмотрен блочный режим передачи данных (Block mode PIO) с использованием команд Read/Write Multiple, что позволяет значительно снизить общее количество запросов к процессору.

Кроме PIO ATA-2 поддерживает прямой доступ к ОЗУ (DMA), когда данные заносятся в оперативную память минуя процессор в паузах между обращениями CPU к памяти, что немного снижает скорость передачи, но зато экономит процессорное время. DMA осуществляется 2 разными способами: обычным DMA и Busmastering DMA. В первом случае обработка запросов, захват шины и передача данных реализуются контроллером DMA на материнской плате, во втором случае эти операции выполняет устройство, смонтированное на самой плате интерфейса. Режим Bus Master IDE использует режим хозяина на шине PCI при передаче данных. Теперь Bus Master IDE заменен Ultra-DMA.

Стандарты до ATA-5 использовали плоский 40-жильный шлейф для связи порта и контроллера. В связи с тем, что шумы и помехи в кабеле сильно возросли в последнее время, то стал использоваться 80-жильный шлейф, в котором чередуются жила данных и жила общая (заземленная), служащая экраном. Итого, количество жил данных осталось тем же. Важным условием является длина шлейфа: она не должна быть больше 46 см, чем короче шлейф, тем лучше. Из-за искажения сигнала реальная скорость передачи по протоколу UATA/100 достигает 55-60 Мбайт/с в лучшем случае.

Недавно начали выпускаться винчестеры с интерфейсом Serial ATA. Первое поколение этого стандарта позволяет передавать данные со скоростью до 150 МБ/с при внутренней скорости передачи сигналов до 1,5 Гбит/с. Этот интерфейс последовательный и позволяет использовать гибкие, тонкие круглые кабели длиной до 1 метра. Шина использует 8 сигнальных линий, поэтому ее легче разводить и использовать.

Скорость работы

Скорость работы напрямую зависит от скорости вращения шпинделя винчестера. Чем больше скорость, тем быстрее передаются данные, тем быстрее они находятся. Безусловно, большая скорость вращения, тем больше разогревается винчестер, а значит, хранение и передача их становится менее надежной. Разогрев нередко приводит и к механическим сбоям в работе жестких дисков. Особенно этим славятся винчестеры IBM, которые вообще очень чувствительны к температуре, в том числе окружающей среды. Не переносят они и перепадов влажности и температуры. Хотя, вообще-то, для всех винчестеров полная акклиматизация длится около 12 часов. Итак, если вы решили покупать быстрый винчестер со скоростью вращения шпинделя 7200 об/мин, то будьте готовы купить ему и дополнительное активное охлаждение. Хотя оно и снижает температуру на поверхности гермоблока, но помните, что это не панацея, ведь движущиеся части и воздух внутри HDA разогреваются все также сильно.

Оценить скорость работы жесткого диска можно по следующим параметрам.

Среднее время поиска (average seek time) измеряется в миллисекундах и подразумевает среднестатистическое время, в течение которого головки перемещаются с одного произвольного цилиндра на другой. Измеряется этот параметр путем большого количества операций поиска случайных дорожек, а затем делится на общее время выполнения процедуры. Причем, время поиска на чтение и запись различаются. В качестве этой величины производители указывают время перемещения головок на расстояние, равное одной трети ширины зоны данных на диске. Этот параметр в основном определяется конструкцией привода головок. Для высокопроизводительных накопителей эта величина должна быть в пределах 8,5-9,5 мс.

Среднее время доступа (average access time) отличается от среднего времени поиска тем, что при измерении учитывается запаздывание (среднее время) при перемещении головки к искомому сектору на дорожке, т.е. это сумма среднего времени поиска и запаздывания. С увеличением скорости вращения шпинделя уменьшаются задержки. Величина запаздывания равна половине периода вращения диска. При скорости вращения 7200 об/мин запаздывание должно составлять менее 4 мс.

Скорость передачи данных ограничивается возможностями контроллера, не рассчитанным на быструю передачу данных. В старых контроллерах использовался принцип чередования секторов (interleave), при котором сектора нумеровались не подряд, а так, чтобы медленно работающий контроллер успевал обрабатывать данные и не пропускал сектор со следующим номером из-за слишком быстрого вращения шпинделя. Теперь, когда используются быстрые контроллеры, необходимость в интерливе отпала, т.е. он равен 1:1.

Для определения реальной скорости передачи данных необходимо знать несколько реальных параметров накопителя. Это, во-первых, реальная частота вращения дисков и, во-вторых, среднее количество секторов на дорожке (на разных дрожках оно разное). Скорость передачи данных максимальна на внешних дорожках, где количество физических секторов наибольшее. Максимальную скорость передачи данных MDTR (Maximum Data Transfer Rate) в мегабайтах в секунду по следующей формуле:

MDTR = SPT x 512 x RPM / 60 / 1000000,

где SPT - количество секторов на дорожке в среднем, а 512 - количество байт в секторе, а 60 - количество секунд в минуте.

Одним из важнейших параметров накопителя, на который стоит ориентироваться при выборе устройства является объем кэша-буфера. Именно этот параметр может значительно влиять на скорость передачи данных и оптимизировать работу накопителя - ведь к головкам будет меньше обращений, они будут меньше нагреваться.

Схема кэширования работает следующим образом. Программы кэширования SMARTDRV (DOS) и VCACHE (Windows) подключаются к прерыванию жесткого жиска на уровне BIOS и перехватывают запросы на считывание и запись. Если приложению понадобились какие-то данные, то программа кэширования проверяет наличие этих данных в аппаратном кэше жесткого диска и при наличии их там, они считываются без обращения к головкам. Если их там нет, то данные считываются с накопителя и одновременно записываются в кэш-буфер.

Надежность

И последним, но возможно, самым важным параметром является надежность накопителя. Надо заметить, но этот параметр заметно улучшился в последний год. Величина, по которой можно оценить надежность называется среднестатистическим временем между сбоями (MTBF - Mean Time Between Failures). Колеблется он от 20000 до 500000 часов работы, т.е. 57 лет! Как правило, эта цифра отражает лишь ожидания производители касательно их творения.

Подключение

Выбрав и приобретя накопитель, не спешите радоваться - вам еще предстоит его настройка. По статистике только 60% накопителей становят сразуи без проблем. Перед тем как установить накопитель его необходимо сконфигурировать. Желательно подключать HDD на разные IDE-каналы (особенно если они разноскоростные), но если уж приходится "сажать" 2 устройства на один IDE-канал, то их необходимо сконфигурировать как Master и Slave перемычками (джамперами) в соответствии с этикеткой на самом винчестере. Сразу стоит отметить, что в операционной системе буквы разделам будут присваиваться в следующем порядке: сначала буквы для всех Primary-устройств на всех каналах, затем для всех Slave'ов. Если одно из двух конфигурируемых устройств HDD, а второе - CD-ROM, то жесткий диск надо сконфигурировать первым.

После конфигурирования необходимо закрепить накопитель в корзинке для 3.5" устройств и закрепить симметрично (о обоих сторон) как минимум, на 2 винта. Плохое крепление влечет за собой вибрацию и разъюстировку и разбалансировку.

После закрепления винтами надо подключить шлейфы и питание. Не следует подключать старые и новые устройства IDE на шлейф ATA/100, если хотя бы одно из устройств этот режим не поддерживает. Это влечет за собой невозможность определения второго устройства (Slave). Кроме того, объединение разноскоростных устройств на одном шлейфе приводит к тому, что вся система работает на скорости меньшего. И последнее: не стоит запитывать энергоемкие устройства от одного разветвителя питания.

Примеры записи:

• Жесткий диск120 Gb Seagate Barracuda 7200.7 ST3120026A 8Mb cache
• Винчестер 80 Gb Maxtor 7200 Serial ATA 8Mb

Здесь:

120 Gb и 80 Gb - емкость (объем) жесткого диска;

Seagate и Maxtor - название производителя;

Barracuda 7200.7 - марка диска;

7200 - скорость вращения шпинделя об/мин.;

ST3120026A - обозначение диска;

Serial ATA - интерфейс подключения;

8Mb - объем кэш-буфера.

Рассмотрим конкретные модели жестких дисков для различных категорий.

1. Начальный уровень

Жесткий диск стоит выбирать, прежде всего, из соображений надежности в первую очередь, и по уровню шума - во вторую. Почти безупречную репутацию в этом секторе рынка имеет компания Seagate. "Почти", потому что последние их модели из серии 7200.7 cтали чуть более громкими, но все равно остались одними из самых тихих. Стоит также отметить продукцию компании Maxtor, но винчестеры этой марки слегка шумнее. Естественно, стоит выбирать модель со скоростью вращения шпинделя 7200 об./мин. 8 мегабайт буферной памяти и SATA-интерфейса не делают особой погоды в системах начального уровня, а что касается объема самого диска, то оптимальным будет объем в 80-120 Гб. У этих дисков лучшая стоимость одного гигабайта.

Seagate 7200.7, цена $62,5

Альтернатива

Maxtor DiamondMax 80 Gb 7200rpm, цена $66

2. Средний уровень

На рынке накопителей лидер тот же - Seagate. Эта компания по-прежнему выпускает очень тихие и производительные жесткие диски. По уровню шума и производительности с ними могут только сравниться модели Samsung, но репутация у них не такая безупречная. HDD Maxtor и Western Digital производительнее, но, во-первых, совсем не на много, а во-вторых, шумят заметно сильнее. Ну и, самое главное для покупателя, с осени компания Seagate ввела 3-х летнюю гарантию на PATA- и (sic!) пятилетнюю на SATA-диски. Таких обязательств не давала еще не одна компания. Будьте, однако, внимательней - пока не все московские фирмы продают их с таким сроком гарантийного обслуживания.

Что касательно объема, то оптимальным будет -120-160-200 Гб при объеме кэша 8 Мб в зависимости от суммы, которой вы располагаете. Чтобы убедиться взгляните на следующую табличку.

Стоит заметить, что лучше все-таки купить SerialATA-диск, чтобы не было проблем с его включением в систему года через два-три, когда PATA-интерфейс и IDE-разъемы уйдут в прошлое.

Пример

Seagate 7200.7 200 Gb, SATA 8 MB Caсhe - $126,6

Этот жесткий диск позволит надолго сохранить огромное количество видео- и аудио записей, столь популярных, среди домашних пользователей. Например, более сорока DVD-фильмов. Его небольшой шум не будет вас отвлекать от досуга.

Альтернатива

Western Digital 2000JD 200 Gb, SATA 8 MB Caсhe - $122,4

Имея высокую скорость чтения-записи скорость, эта модель как нельзя лучше подойдет для рабочей станции начального уровня.

3. Высокопроизводительные компьютеры

Аналогично среднему уровню.

В следующей части мы продолжим рассмотрение выбора комплектующих, в частности рассмотрим выбор оптического накопителя.

С наилучшими пожеланиями

Угольников Сергей

"Как выбрать домашний компьютер и неплохо сэкономить на покупке"

http://www.viborcomp.narod.ru/Book.htm