Характеристики жестких дисков

Характеристики жестких дисков

Как и большинство компьютерных комплектующих, жесткие диски различаются по своим характеристикам. Такие параметры влияют на производительность железа и определяют целесообразность его использования для выполнения поставленных задач. В рамках данной статьи мы постараемся рассказать о каждой характеристике HDD, подробно описывая их действие и влияние на производительность или другие факторы.

Основные характеристики жестких дисков

Многие пользователи выбирают жесткий диск, беря в расчет только его форм-фактор и объем. Такой подход не совсем правильный, поскольку на работоспособность устройства влияет еще множество показателей, на них тоже нужно обращать внимание при покупке. Мы предлагаем вам ознакомиться с характеристиками, которые так или иначе будут влиять на ваше взаимодействие с компьютером.

Сегодня мы не будем говорить о технических параметрах и других составляющих рассматриваемого накопителя. Если вас интересует именно эта тема, рекомендуем прочитать отдельные наши статьи по следующим ссылкам.

Форм-фактор

Один из первых пунктов, с которым сталкиваются покупатели – размеры накопителя. Популярными считаются два формата – 2,5 и 3,5 дюймов. Меньшие обычно монтируются в ноутбуки, поскольку место внутри корпуса ограничено, а большие устанавливаются в полноразмерные персональные компьютеры. Если же 3.5 винчестер вы никак не поместите внутрь лэптопа, то 2.5 с легкостью устанавливается в корпус ПК.

Вы могли встречать накопители и меньших размеров, но они используются только в мобильных устройствах, поэтому при подборе варианта для компьютера не стоит обращать на них внимание. Конечно, размер жесткого диска определяет не только его вес и габариты, но и количество потребляемой энергии. Именно из-за этого 2.5-дюймовые HDD чаще всего задействуют как внешние накопители, поскольку им достаточно питания, поступаемого через интерфейс подключения (USB). Если же было принято решение сделать внешний 3.5 диск, он может требовать подачи дополнительного питания.

Объем

Далее пользователь всегда смотрит на объем накопителя. Он бывает разный – 300 ГБ, 500 ГБ, 1 ТБ и так далее. Эта характеристика определяет, какое количество файлов сможет уместиться на одном жестком диске. На данный момент времени уже не совсем целесообразно приобретать устройства с объемом менее 500 ГБ. Практически никакой экономии это не принесет (больший объем делает цену за 1 ГБ ниже), но однажды необходимый объект может просто не уместиться, особенно если учитывать вес современных игр и фильмов в высоком разрешении.

Стоит и понимать, что иногда цена за диск на 1 ТБ и 3 ТБ может значительно отличаться, видно это особенно на 2.5-дюймовых накопителей. Поэтому перед покупкой важно определить, для каких целей будет задействован HDD и сколько примерно на это пространства потребуется.

Скорость вращения шпинделя

Скорость чтения и записи в первую очередь зависит от скорости вращения шпинделя. Если вы ознакомились с рекомендованной статьей по составляющим жесткого диска, то уже знаете, что шпиндель и пластины крутятся вместе. Чем больше оборотов эти компоненты делают за минуту, тем быстрее происходит перемещение к нужному сектору. Из этого следует, что при большой скорости выделяется больше тепла, поэтому и требуется более сильное охлаждение. Кроме этого, данный показатель влияет и на шум. Универсальные HDD, которые чаще всего используются обычными юзерами, имеют скорость в диапазоне от 5 до 10 тысяч оборотов в минуту.

Диски со скоростью оборота шпинделя 5400 идеальны для использования в мультимедийных центрах и других подобных устройствах, поскольку основной упор при сборке такого оборудования сделан на низкое энергопотребление и выделение шума. Модели с показателем более 10000 лучше обойти стороной пользователям домашних ПК и присмотреться SSD. 7200 об/м при этом будет золотой серединой для большинства потенциальных покупателей.

Исполнение геометрии

Только что мы упомянули пластины жесткого диска. Они являются частью геометрии девайса и в каждой модели количество пластин и плотность записи на них различаются. Рассматриваемый параметр влияет и на максимальный объем накопителя, и на его итоговую скорость чтения/записи. То есть сохранение информации происходит конкретно на эти пластины, а чтение и запись производится головками. Каждый накопитель разделяется на радиальные дорожки, которые состоят из секторов. Поэтому именно радиус влияет на быстроту чтения информации.

Скорость чтения всегда выше у того края пластины, где дорожки длиннее, из-за этого чем меньше форм-фактор, тем ниже максимальная скорость. Меньшее количество пластин означает более высокую их плотность, соответственно, и больше скорость. Однако в интернет-магазинах и на сайте производителя достаточно редко указывают эту характеристику, из-за этого выбор становится труднее.

Интерфейс подключения

При подборе модели жесткого диска важно узнать и его интерфейс подключения. Если ваш компьютер более современный, скорее всего, на материнской плате установлены разъемы SATA. В старых моделях накопителей, которые сейчас уже не производятся, использовался интерфейс IDE. У SATA есть несколько ревизиций, каждая из них различается пропускной способностью. Третья версия поддерживает скорость чтения и записи до 6 Гбит/с. Для домашнего использования вполне хватит HDD с SATA 2.0 (скорость до 3 Гбит/c).

В более дорогих моделях вы могли наблюдать интерфейс SAS. Он совместим с SATA, однако подключаться могут только SATA к SAS, а не наоборот. Такая закономерность связана с пропускной способностью и технологией разработки. Если же вы сомневаетесь по поводу выбора между SATA 2 и 3, смело берите последнюю версию, в случае когда позволяет бюджет. Она совместима с предыдущими на уровне разъемов и кабелей, однако имеет улучшенное управление питанием.

Объем буфера

Буфером или кэшем называется промежуточное звено хранения информации. Оно обеспечивает временное сохранение данных, чтобы при следующем обращении жесткий диск смог моментально получить их. Необходимость в такой технологии возникает потому, что скорость чтения и записи обычно отличается и возникает задержка.

У моделей размером 3.5 дюймов объем буфера начинается от 8 и заканчивается 128 мегабайтами, но не стоит всегда присматриваться к вариантам с большим показателем, поскольку кэш практически не используется во время работы с объемными файлами. Правильнее будет сначала проверить разницу скорости записи и чтения модели, а потом, исходя из этого, уже определять оптимальный размер буфера.

Наработка на отказ

Наработка на отказ или MTFB (Mean Time Between Failures) обозначает надежность выбранной модели. Разработчики при тестировании партии определяют, сколько времени диск будет непрерывно работать без каких-либо повреждений. Соответственно, если вы покупаете устройство для сервера или долговременного хранения данных, обязательно смотрите на этот показатель. В среднем он должен быть равен одному миллиону часов и более.

Среднее время ожидания

Головка перемещается на любой участок дорожки за определенный промежуток времени. Такое действие происходит буквально за долю секунды. Чем меньше задержка, тем быстрее выполняются задачи. У универсальных моделей среднее время ожидания 7-14 МС, а у серверных — 2-14.

Энергопотребление и тепловыделение

Выше, когда мы говорили о других характеристиках, тема нагрева и потребления энергии уже была поднята, однако хотелось бы более детально рассказать об этом. Конечно, иногда владельцы компьютеров могут пренебречь параметром потребления энергии, но когда модель покупается для ноутбука важно знать, что чем больше значение, тем быстрее разряжается батарея при работе не от сети.

Некоторая часть потребляемой энергии всегда преобразуется в тепло, поэтому если вы не можете поставить в корпус дополнительное охлаждение, следует выбирать модель с более низким рассматриваемым показателем. Впрочем, с рабочими температурами HDD от разных производителей вы можете ознакомиться в другой нашей статье по следующей ссылке.

Теперь вы знаете основную информацию о главных характеристиках жестких дисков. Благодаря этому вы можете сделать правильный выбор при покупке. Если же вы во время прочтения статьи решили, что целесообразнее для ваших задач будет приобретение SSD, советуем ознакомиться с инструкциями по этой теме далее.

Отблагодарите автора, поделитесь статьей в социальных сетях.

Жесткий диск: устройство и характеристики

Жёсткий диск (HDD) – энергонезависимое запоминающее устройство, назначение которого длительное хранение данных. Информация сохраняется на жестких носителях (дисках из специальных сплавов) имеющих ферромагнитное покрытие (двуокись хрома).

Устройство жесткого диска.

Гермозона

Включает в себя: корпус из прочного сплава, диски с магнитным покрытием, блок головок с устройством позиционирования, электропривод шпинделя.

Блок головок

Пакет рычагов из пружинистой стали с закрепленными головками на концах.

Пластины

Изготовлены из металлического сплава и покрыты напылением ферромагнетика (окислов железа, марганца и других металлов). Диски жёстко закреплены на шпинделе, который вращается со скоростью несколько тысяч оборотов в минуту. При такой скорости вблизи поверхности диска создаётся мощный воздушный поток, который приподнимает головки и заставляет их парить над поверхностью пластины. Пока диски не разогнались до скорости, необходимой для «взлёта» головок, парковочное устройство удерживает головки в зоне парковки. Это предотвращает повреждение головок и рабочей поверхности диска.

Устройство позиционирования головок

Состоит из неподвижной пары сильных постоянных магнитов, а также катушки на подвижном блоке головок.

Гермозона — заполняется очищенным и осушенным воздухом или нейтральными газами, в частности, азотом, а для выравнивания давления устанавливается тонкая металлическая или пластиковая мембрана. Выравнивание давления необходимо, чтобы предотвратить деформацию корпуса гермозоны при перепадах атмосферного давления и температуры, а также при прогреве устройства во время работы. Пылинки, оказавшиеся при сборке в гермозоне и попавшие на поверхность диска, при вращении сносятся на ещё один фильтр — пылеуловитель.

Блок электроники

Содержит: управляющий блок, постоянное запоминающее устройство, буферную память, интерфейсный блок (передача данных, подача питания) и блок цифровой обработки сигнала.

Блок управления представляет собой систему:

• позиционирования головок;
• управления приводом;
• коммутации информационных потоков с различных головок;
• управления работой всех остальных узлов — приёма и обработки сигналов с датчиков устройства:
  • одноосный акселерометр — используемый в качестве датчика удара,
  • трёхосный акселерометр — используемый в качестве датчика свободного падения,
  • датчик давления,
  • датчик угловых ускорений,
  • датчик температуры.

Блок постоянного запоминающего устройства хранит управляющие программы для блоков управления и цифровой обработки сигнала, а также служебную информацию жесткого диска.

Буферная память сглаживает разницу скоростей интерфейсной части и накопителя (используется быстродействующая статическая память).

Блок цифровой обработки сигнала осуществляет очистку считанного аналогового сигнала и его декодирование (извлечение цифровой информации).

Характеристики жесткого диска.

Интерфейс — поддерживаемый стандарт обмена данными с накопителями информации: ATA (IDE, PATA), SATA.

Ёмкость — объём данных, которые может хранить жесткий диск (ГБ, ТБ).

Форм-фактор — физический размер диска с ферромагнитным покрытием: 3,5 или 2,5 дюйма.

Время доступа — время, за которое жесткий диск гарантированно выполнит операцию чтения или записи на любом участке магнитного диска (диапазон от 2,5 до 16 мс).

Скорость вращения шпинделя – параметр от которого зависит время доступа и средняя скорость передачи данных. Жесткие диски для ноутбуков имеют скорость вращения 4200, 5400 и 7200 оборотов в минуту, а для стационарных компьютеров 5400, 7200 и 10 000 об/мин.

Ввод-вывод — количество операций ввода-вывода в секунду. Обычно жесткий диск производит около 50 операций в секунду при произвольном доступе и около 100 при последовательном.

Потребление энергии — потребляемая мощность в Ваттах, важный фактор для мобильных устройств.

Уровень шума – шум в децибелах, который создает механика жесткого диска при его работе (вращение шпинделя, аэродинамика, позиционирование). Тихими накопителями считаются устройства с уровнем шума около 26 дБ и ниже.

Ударостойкость — сопротивляемость накопителя резким скачкам давления или ударам. Измеряется в единицах допустимой перегрузки (G) во включённом и выключенном состоянии.

Скорость передачи данных – скорость чтения/записи при последовательном доступе (внутренняя зона диска — от 44,2 до 74,5 Мб/с, внешняя зона диска — от 60,0 до 111,4 Мб/с).

Объём буфера — промежуточная память (Мб), предназначенная для сглаживания разницы скорости чтения/записи и передачи по интерфейсу. Обычно варьируется от 8 до 64 Мб.

Современная классификация жестких дисков

Жесткие диски делятся на классы по нескольким признакам. Во-первых, по типу интерфейса — SCSI, ATA и Serial AT. SCSI-интерфейс предназначен для организации сложных многокомпонентных дисковых подсистем; он позволяет подключить на один канал до 32 устройств, технически сложнее, дороже в реализации и «интеллектуальнее», чем ATA. Интерфейс ATA предназначен для организации простых дисковых подсистем (до двух устройств на канал), значительно проще и дешевле в реализации и менее «интеллектуален». На сегодня SCSI-диски применяются в серверах и мощных рабочих станциях, ATA-диски — в обычных настольных ПК, переносных компьютерах и в последнее время в цифровой бытовой электронике (например, в цифровых видеомагнитофонах или CD/MP3_проигрывателях). Интерфейс Serial AT является дальнейшим развитием ATA-интерфейса и предназначен для того же сектора применения. Основным отличием от ATA-интерфейса является переход на последовательную передачу данных (ATA-интерфейс ─ параллельный) и поддержка горячего подключения/отключения устройств, т.е. без обесточивания системы. Также увеличена скорость передачи данных, до 150 Мбайт/с и выше у Serial AT, против 133 Мбайт/с у ATA.

Во-вторых, по типоразмеру накопителей — 3,5_ или 2,5_дюйм. 3,5_дюймовые SCSI_накопители и ATA-диски применяются в настольных ПК и других стационарных устройствах, 2,5_дюйм — в ноутбуках и прочих переносных системах.

В-третьих, по скорости вращения шпинделя. Быстрее всех вращаются SCSI-диски — 15 тыс., 10 тыс. и 7200 об./мин, за ними следуют 3,5-дюйм ATA-диски — 10 тыс., 7200 и 5400 об./мин, и, наконец, 2,5-дюйм ATA-диски — 7200, 5400 и 4200 об./мин.

Основные характеристики жестких дисков.

Емкость жесткого диска. (Гбайт.)

Скорость вращения пластин. (об/мин)

Объём буфера. (Мбайт)

Плотность записи. (Гбайт/Пластина)

Среднее/Максимальное время поиска. (мс)

Время смены дорожки, чтение/запись. (мс)

Внутренняя скорость передачи данных. (Мбайт/с)

Потребляемая мощность. (Вт)

Типичный уровень шума.

Ударостойкость в рабочем и нерабочем состоянии.

Ведущие изготовители и их модельные ряды

Совсем недавно жесткие диски для настольных компьютеров выпускало довольно много фирм: Fujitsu, IBM, Maxtor, Quantum, Samsung, Seagate и Western Digital. Но после двух затяжных кризисов отрасли и обострения конкурентной борьбы число производителей дисков для настольных компьютеров сократилось до пяти: Hitachi, Maxtor, Samsung, Seagate и Western Digital. Вот несколько примеров жестких дисков ведущих производителей (Таблица 1):

Современные модели жестких дисков основных производителей.

Скорость вращения, об/мин

Объём буфера, Мбайт

Плотность записи, Гбайт/пластина

DiamondMax Plus 9

Barracuda 7200.7 SATA

Накопители на компакт-дисках.

В компакт-диске данные записываются на очень узкую (в 100 раз тоньше человеческого волоса) спиральную дорожку, которая идет от наружного диаметра диска к внутреннему (полная длина, если ее развернуть, составит 5 км). Любой диск имеет прозрачную поликарбонатную подложку, которая придает ему жесткость (кроме того, благодаря ее наличию царапины на поверхности диска оказываются вне фокальной плоскости считывающего лазера), отражающий металлический слой и защитный слой акрилового пластика. Когда накопитель CD-ROM производит считывание с диска, он фактически считывает последовательность микроскопических углублений на металлической пластине, находящейся внутри пластикового покрытия компакт-диска. Углубления и ровные участки действуют аналогично магнитным зарядам на гибком диске. Вместо головки считывания-записи на поверхность направляется лазерный луч. Когда луч попадает на ровный участок, он отражается, что регистрируется как нуль. Если луч попадает в углубление, он рассеивается, что регистрируется как единица.

Основным стандартом, определяющим логический и файловый формат записи компакт-дисков, является международная спецификация ISO 9660. Время доступа к данным для различных моделей колеблется от 150 до 400 мс. Емкость компакт дисков составляет около 650 Мбайт.

Скорость передачи данных для привода определяется скоростью вращения диска и плотностью записанных на нем данных. Обычно она указывается в сравнении со стандартом Audio CD (CD-DA), для которого скорость считывания данных составляет порядка 150 Кбайт/с., который принимается за скорость 1х. При этом обозначение числа скоростей стало означать максимальную скорость считывания на внешних дорожках диска. Запись информации на CD начинается с внутренних дорожек, поэтому на не заполненных до конца дисках максимальная скорость не достигается. Так, у 34-скоростного привода скорость считывания может меняться от 2,8 Мбайт/с на внутренних до 5,3 Мбайт/с на внешних дорожках. Погоня за излишне высокой скоростью привода CD-ROM часто оборачивается плохой читаемостью дисков невысокого качества из-за проблем с их балансировкой.

Характеристики жестких дисков для ноутбуков

Вы знаете, что жесткий диск существенно влияет на производительность системы. Что учесть при выборе? Рассмотрим основные характеристики жестких дисков для ноутбуков.

А нужно ли это

На HDD устанавливается ОС, софт. Он используется для хранения данных. Поэтому должен быть надежным, чтобы пользователь не потерял данные. Основными характеристиками жесткого диска являются:

• Объём;
• Интерфейс;
• Объём кэша;
• Скорость вращения шпинделя.

Рассмотрим характеристики жесткого диска для ПК и ноутбука подробнее.

Какие бывают HDD

Существует два типа дисков:

1. HDD. Состоит из магнитных пластин. Из расчета стоимости одного гигабайта — самый дешевый вариант. Применяются для хранения информации;
2. Твердотельный накопитель SSD. Нет вращающихся элементов. Обладает высокой скоростью работы по сравнению с HDD. Его стоимость выше.

Размеры

Используйте форматы 2,5 и 3,5 дюйма. Меньший устанавливается на ноутбуки.

Объем HDD

Не покупайте устройства объемом менее 500 гигабайт. Определитесь для каких целей устройство будет задействовано. Например, Windows занимает 10-20 гигабайт места, в зависимости от версии. Оставшийся объем — для хранения данных.
Для домашнего ПК, где на диске будут храниться фильмы музыка и программы, приобретайте HDD накопитель не менее одного терабайта.

Объем SSD

Его стоимость выше, поэтому правильным вариантом является установить на него только ОС. Достаточно 128-256 гигабайт. Подробнее смотрите в статье «Отличие HDD от SSD».

Интерфейс подключения

Современные устройства оснащены разъемом SATA. Старые модели (уже не производятся) использовали интерфейс >
При покупке используйте SATA 3, она совместима с предыдущими разъемами и кабелем, только оснащена улучшенным управлением питания.
Современные ноутбуки оснащены разъемом М.2. Выглядит следующим образом:

Длинна накопителя может быть 42, 60 или 80 миллиметров. Учитывайте это при покупке.

Основные характеристики жестких магнитных дисков — скорость вращения

Для SSD этот параметр не актуальный потому что в нем нет вращающихся элементов. HDD обладают скоростью вращения шпинделя (обороты в минуту):

• 5400. Это медленные устройства. Используются для хранения информации. У них низкое потребление энергии;
• 7200. Рекомендованная скорость;
• 10000. Дорогие и шумные.

HDD куда устанавливается ОС должен обладать скоростью не менее 7200, чтобы не снижалась производительность.

Чем скорость больше тем быстрее происходит считывание данных. При этом устройство больше шумит и сильнее греется.

Объем буфера

Кэш — промежуточное хранилище данных. Используется чтобы при повторном обращении накопитель получил информацию моментально. Чем он больше — тем быстрее обрабатываются данные. Важно при работе с небольшими файлами. Накопители выпускаются с кэшем объема (в мегабайтах): 16, 32, 64.

Время непрерывной работы

Наработка на отказ характеризует надежность устройства. Разработчики тестируют, время непрерывной работы устройства до появления повреждений. В среднем это значение равняется одному миллиону часов.

Технические характеристики жестких магнитных дисков — среднее время ожидания

Считывающая головка, перемещается по участку дорожки за определенный промежуток времени (доли секунды). Чем меньше задержка — быстрее выполниться запись или считывание. В среднем это 7-40 миллисекунды.

Потребление энергии, выделение тепла

Параметр энергопотребления актуален для владельцев ноутбуков. Чем значение больше, тем быстрее разряжается аккумуляторная батарея. Уточните эти показатели на официальных сайтах производителя накопителей.

Как узнать характеристики жесткого диска на ПК

Рассмотрим три способа чтобы узнать какой диск установлен. Начнем с самого простого.

Используйте средства ОС

Нажмите «Win+R», далее «mmc devmgmt.msc».
Смотрим название:
Пропишите полученную информацию в Google или Yandex, посмотрите характеристики устройства.

Специализированный софт

Установите утилиту AIDA64 . Откройте приложение, перейдите:

Визуальный способ

Разберите ПК. Извлеките устройство, прочитайте информацию о нем. Подробнее смотрите в статье «Как отремонтировать HDD».

Вывод

Мы рассмотрели технические характеристики жестких дисков. Используйте рекомендации, описанные в статье, чтобы не ошибиться при покупке.