Hdd накопитель что это: SSD или HDD, жесткий или твердотельник — что выбрать

hard disk drive — это… Что такое hard disk drive?

Hard disk drive — Hard drive redirects here. For other uses, see Hard drive (disambiguation). Hard disk drive Mechanical interior of a modern hard disk drive Date invented 24 December 1954 [1] …   Wikipedia

hard disk drive — hard drive or hard disk drive noun (computing) A disk drive that controls the recording and reading of data on a hard disk • • • Main Entry: ↑hard …   Useful english dictionary

Hard Disk Drive —   [Abk. HDD, dt. »Festplattenlaufwerk«], Festplatte …   Universal-Lexikon

Hard Disk Drive — Speichermedium Allgemeines Name Hard Disk Drive Abkürzung HDD Typ magnetisch Ursprung …   Deutsch Wikipedia

hard disk drive —    A storage device that uses a set of rotating, magnetically coated disks called platters to store data or programs. In everyday use, the terms hard disk, hard disk drive, and hard drive are used interchangeably, because the disk and the drive… …   Dictionary of networking

hard disk drive — noun pedantic form of hard drive or hard disk ; a fixed disc drive containing rigid discs Syn: hard disc, hard disk, hard drive, fixed disc, fixed disk, fixed drive, fixed disc drive, fixed disk drive See Also: disc drive …   Wiktionary

Hard Disk Drive — main drive on a computer that reads and writes information by magnetic means, HDD) …   English contemporary dictionary

Hard disk drive — …   Википедия

External hard disk drive — An external hard disk drive is a type of hard disk drive which is externally connected to a computer. Modern entries into the market consist of standard SATA, IDE, or SCSI hard drives in portable disk enclosures with SCSI, USB, IEEE 1394 Firewire …   Wikipedia

HDD (hard disk drive) — см. «Жесткий диск» …   Глоссарий терминов бытовой и компьютерной техники Samsung

HDD (hard disk drive) — см. «Жесткий диск» …   Глоссарий терминов бытовой и компьютерной техники Samsung

Жесткий диск HDD и SSD накопитель. Что это такое и в чем разница?

HDD и SSD – виды накопителей, на которых хранятся данные на компьютерах и других устройствах. Каждый вариант имеет свои преимущества и недостатки.

HDD

HDD (hard disk drive – привод с жесткими дисками) – классический «винчестер», или жесткий диск. В нем данные записываются на жесткие круглые пластины, которые покрыты слоем ферромагнетика. Пластины собраны в стопку и закреплены на оси. Между пластинами находятся иглы со считывающими и записывающими головками.

Чтобы получить информацию, головка должна оказаться над определенным сектором диска, поэтому HDD при работе постоянно вращаются. Это требует затрат времени, энергии, сопровождается шумом и выделением тепла.

HDD стоят недорого, но работают сравнительно медленно. Их удобно использовать для долговременного хранения информации – например, вашей коллекции музыки или фотографий.

SSD

SSD (solid state drive – твердотельный накопитель) – носитель, в котором для хранения данных используются отдельные модули памяти. Это не вращающиеся пластины, а флеш-память – как в USB-флешках или картах памяти.

Главное преимущество SSD – отсутствие движущихся частей. За счет того, что не нужно механически проворачивать пластины и устанавливать головку над определенным сектором, доступ к данным гораздо быстрее. К тому же SSD меньше нагреваются в процессе работы и практически бесшумные.

SSD – это однозначный выбор геймеров, дизайнеров, разработчиков программного обеспечения и других специалистов, которым требуется максимально мощный компьютер. К тому же SSD потребляет меньше энергии, а значит, с ним ваш ноутбук будет дольше работать от батареи.

Но есть у SSD и минусы. Например, если внезапно отключат электроэнергию, при работе SSD может возникнуть ошибка. В результате есть риск лишиться важных данных.

Кроме того, модули памяти в SSD рассчитаны на определенное количество циклов чтения/записи. Если информацию записывать в одни и те же области, то SSD выйдет из строя достаточно быстро. Сегодня существуют технологии, которые позволяют вести запись более равномерно. Но все же HDD потенциально прослужит дольше.

SSD будет в несколько раз дороже, чем HDD аналогичной емкости. Но операционная система и программы с него будут загружаться гораздо быстрее. Во многих современных ноутбуках с SSD загрузка ОС занимает 5-10 секунд. HDD потребовалось бы на это до минуты, а то и больше.

Почему устройства с HDD желательно носить выключенными

HDD – очень тонкая конструкция. Иглы находятся на расстоянии нескольких нанометров над поверхностью диска, чтобы иметь возможность считывать информацию, но не повреждать поверхность. Когда же компьютер выключен, иглы переводятся в состояние ожидания – паркуются в таком положении, что не касаются пластин.

Если вы возьмете работающий ноутбук с HDD в руки и понесете куда-нибудь, сядете с ним в машину или спрячете в сумку, не выключив, есть риск повредить головки и пластины. При движении иглы могут сместиться и поцарапать тонкий слой ферромагнетика.

Для SSD такое не страшно. Здесь либо есть контакт между компонентами системы (схемами, шлейфами, чипами), либо нет. Повредить устройство, перемещая его, практически невозможно.

Магниты на SSD также не влияют. Да и падение с небольшой высоты SSD, скорее всего, выдержит без последствий. А HDD может повредиться и не подлежать восстановлению.

Есть ли другие варианты

Нет смысла покупать дорогой SSD, просто чтобы хранить на нем данные, которые требуются не слишком часто. Компромиссный вариант: купить небольшой (128 или 256 ГБ) SSD под операционную систему и программы, а все остальное записывать на сравнительно дешевый и большой HDD.

Альтернатива – диск формата SSHD на базе технологии SSD Cahing. На таких дисках часто используемые данные копируются в кеш на SSD. А HDD работает как основное устройство хранения данных.

Как выбрать жёсткие диски для серверов?

Решая вопрос производительности сервера, ошибочно уделять внимание только характеристикам процессора или увеличению объема памяти. Для беспрерывной, оперативной, надежной работы сервера необходим жесткий диск с отменными техническими характеристиками.

Функция жесткого диска в сервере

 

Функция жесткого диска для сервера иная, нежели у диска, установленного в персональном компьютере. На сервере хранится гораздо больший объем данных, доступ к информации обязан быть круглосуточным и беспрерывным, а время отклика минимальным. Поэтому диски HDD/SSD для серверов используются не в единственном числе, а устанавливаются сразу по два и больше. Они объединяются в RAID массив, чтобы обеспечить:

 

• высокую производительность, так как надо отвечать на огромное количество запросов;

• быстроту отклика.

Запросам необходима мгновенная обработка;

• надежность. Сервер должен обеспечить сохранность данных, а также уметь восстановить их в любой ситуации.

 

Выбор типа дисков и количества зависит от хранимой информации, установленных приложений, степени значимости программ и данных для компании.

Что такое HDD диски?

 

На протяжении десятилетий для серверов используются жесткие диски типа HDD (Hard Disk Drive). Это конструкция, состоящая из подвижных элементов (дисков) и магнитных слоев, а также механизма, который считывает информацию с этих дисков. Накопитель HDD для серверов надежно хранит данные, показывает неплохую производительность, зависящую от числа оборотов, интерфейса и других факторов. 

 

Современные диски вмещают до 4 ТБ, характеризуются высоким качеством изготовления. Цена HDD для сервера демократичная, поэтому классические жесткие диски доступны всем компаниям. Еще до недавнего времени HDD использовались во всех серверах, но теперь предпочтение часто отдается дискам SSD.

SSD – новые диски для сервера

 

Диски типа SSD (Solid state drive) относятся к твердотельным накопителям. Проще говоря, это большая флэшка. Вместо магнитных пластин используются микросхемы, а значит:

 

• нет задержек на вращение дисков и перемещение головок, время обработки запроса сокращается в разы;

• ускоряется поиск нужной информации;

• приложения запускаются за секунды;

• снижается расход энергии.

 

 

Диски SSD для сервера выпускаются в широком ассортименте, чтобы у компаний была возможность построить сеть необходимого назначения. Они отличаются объемом памяти, количеством циклов перезаписи, сроком хранения данных при изъятии диска из сервера. От этих показателей зависит стоимость жестких дисков и аренда сервера SSD.

 

Бытует мнение, что SSD диски недостаточно надежные и служат меньше, чем классические накопители. Действительно, для каждого устройства есть свои ограничения по количеству перезаписи, однако рекомендуется учитывать следующее:

1) Механически SSD диски более надежны, чем HDD. Если уронить накопитель HDD, то повредятся магнитные диски, считывающий механизм, и информация будет недоступна. В новом накопителе вероятность повреждения микросхемы при падении мала, а значит, больше шансов сохранить данные.

2) Проблемы с хранением информации возникают на разных дисках, поэтому резервное копирование необходимо выполнять для обоих типов серверных накопителей.

3) Выбирать тип диска в зависимости от задач. Если сервер обслуживает крупную сеть, достаточно просто купить дорогой SSD диск. Он даст желаемую скорость работы и прослужит до десяти лет. Например, SSD для сервера 1С выгоднее, чем HDD, так как в базах данных запускается большое количество трудоемких операций, требующих быстрой загрузки.

 

Какой диск выбрать для сервера, каждая компания решает сама, исходя из потребностей и финансовых возможностей.

Сравнение внешнего жесткого диска и флешки. Плюсы и минусы. Характеристики внешнего HDD

Содержание:

Итак, для начала следует разобраться, для чего же служит внешний жесткий диск, а для чего — флешка.

 

Зачем нам нужны носители информации? Пользователям ПК необходимо разделять личную и служебную информацию. Они это делают в силу различных причин: боязни вирусной атаки, повышенной конфиденциальности данных, служебной информации, которую по ряду причин не следует оставлять на рабочем ПК. Эти потребности и привели к использованию переносных внешних накопителей.

Сегодня большинство из нас ежедневно пользуются флеш-накопителями. Это очень удобно, если необходимо перенести небольшой объем данных. Однако, редко кто-либо покупает флешку объемом 32 Гб. А носить с собой целую связку тоже не очень удобно.

Поэтому в данной статье основное внимание уделим именно внешним жестким дискам (HDD).

Внешний жесткий диск представляет собой переносное запоминающее устройство, имеющее емкость для хранения данных до 3 Тб (на сегодняшний день). При этом он имеет высокую скорость чтения/записи информации, а также оригинальный дизайн.

Когда перед Вами стоит выбор внешнего жесткого диска, следует обратить внимание на его разновидности и характеристики. Сегодня выделяют два типа таких жестких дисков: 3,5-дюймовый диск и 2,5-дюймовый (карманный).

3,5-дюймовый в основном используется, чтобы расширить память на ноутбуках. Он довольно массивный, кроме того, нуждается в дополнительном питании.

Карманный же 2,5-дюймовик дополнительного питания не требует. Кроме того, «карманный» вариант HDD имеет повышенную защиту от ударов. Таким образом, если он упадет из кармана или со стола на пол, то это будет для него «не смертельно». Однако, не стоит надеяться на абсолютную неуязвимость HDD. При неудачном падении может понадобиться вмешательство специалистов, чтобы восстановить данные. Да и стоит он недешево.

Внешние жесткие диски работают на базовом USB 2.0 и USB 3.0 интерфейсах.

Теперь, зная основные характеристики внешнего жесткого диска, можно попробовать сравнить флешку и HDD, выявив тем самым плюсы и минусы данных устройств.

Сравнение флешки и внешнего жесткого диска

• Самое главное преимущество HDD – гораздо больший объем памяти. Хоть флешки и бывают объемом до 128 Гб, однако такие редко кто покупает. Да и стоимость их примерно равна стоимости HDD с терабайтом памяти.
• Следующее преимущество внешнего жесткого диска – более длительный срок службы.
• Еще одно из преимуществ внешних дисков – высокая скорость чтения/записи информации. Безусловно эта характеристика также связана с пропускной способностью USB-интерфейса, однако, флешки в любом случае имеют более низкую пропускную способность.
• Внешний жесткий диск имеет возможность синхронизации информации с вашим ПК. Флеш-накопители такой возможности не имеют.
• Еще один плюс внешнего HDD – возможность записи информации неограниченное количество раз. Флешка же рассчитана примерно на 10000 записей.

Если же сравнить стоимость флешки и стоимость внешнего жесткого диска, то HDD стоят дороже. Однако, если сопоставить цену и объем памяти, который вы получаете, то покупка HDD выглядит выгодней. Стоимость одного диска емкостью 500 Гб будет примерно равна стоимости пяти флешек общей емкостью всего в 80 Гб.

Недостатки внешнего жесткого диска

 

Внешний HDD быстрее разряжает батарею ноутбука Говоря о минусах внешнего жесткого диска в сравнении с флешкой (а такие тоже присутствуют), отметим невозможность сразу использовать внешний HDD, если вы зашли в комнату с мороза. Диску требуется хотя бы полчаса, чтобы нагреться до комнатной температуры, которая необходима для нормальной его работы. На флешку же перепады температур никак не влияют.

Следующий минус внешнего жесткого диска – его более высокое энергопотребление. Пусть оно и не значительно, однако все же будет сказываться на заряде батареи ноутбука.

Еще один минус (незначительный) – небольшой шум, который издает шпиндель HDD. Флешка же работает совершенно бесшумно, так как шуметь там в принципе нечему.

Внешний жесткий диск издает небольшой шум

Итак, подведем итоги. Если у вас есть ценная информация и нет желания обращаться за компьютерной помощью на дому в случае её потери, то компьютерный сервис Compolife рекомендует обязательно обзавестись внешним HDD или флешкой. Оба этих устройства служат надежным хранилищем для ценной информации. Учтите, что есть различие в объеме данных, которые можно на них записать. Флеш-накопители имеют меньшую ёмкость. Но, в принципе, и их размеры значительно уступают размерам внешних жестких дисков.

Таким образом, если Вам необходимо перенести (сохранить) небольшой объем данных, то удобней будет воспользоваться флешкой. Также следует запомнить, что, хоть HDD имеет большие габариты и потребляет большее количество заряда батареи, зато он намного быстрее в процессах чтения/записи и при этом имеет значительно большую емкость для хранения данных.

какой выбрать и чем отличаются

Когда-то мы гордились жестким диском на компьютере в целых 40 Гб! А сейчас этого может не хватить даже для одного фильма, если говорить об очень высоком качестве.

С развитием технологий, даже современных винчестеров на сотни и тысячи гигабайт уже становится мало. К тому же жесткие диски имеют свой ресурс работы, который рано или поздно заканчивается, поэтому приобретение нового HDD или SSD — лишь вопрос времени. Если вы переживаете за сохранность своей коллекции фильмов, фото, музыки или любой другой информации, то с покупкой лучше не затягивать.

Какой жесткий диск выбрать? Чем отличается HDD от SSD и так ли велика разница? Какой жесткий диск подойдет для работы, а какой для игр? Эти и другие вопросы волнуют любого покупателя — мы постараемся на них ответить.

Разбираемся в основах

Если вы чувствуете, что программы на компьютере начали загружаться неприлично долго, если вы ловите постоянные синие экраны во время работы, появились непонятные подтормаживания — это первые звоночки, намекающие, что пора менять жесткий диск.

Современные носители информации можно условно разделить на те, с которыми удобно работать, и на те, на которых можно ее хранить. Различаются они скоростью работы, «вместительностью» и др.

Типы жестких дисков

По объему SSD пока не могут сравниться с HDD. Встречаются модели с объемом 4 Тб, но стоят они неприлично дорого и используются для специальных задач и серверных машин.

В обычном компьютере используют SSD объемом около 320 Гб. Это обусловлено более высокой ценой SSD по сравнению с HDD. Но при этом такой объем позволяет установить на жесткий диск операционную систему, а также наиболее важные программы и игры.

HDD диски — самый распространенный класс жестких дисков. Они существуют давно и со временем прибавляют лишь в способности хранить больше информации. Внутри корпуса такого устройства находятся специальные магнитные диски, на которые и записываются данные.

Запись и чтение информации с дисков осуществляется с помощью специальной считывающей головки. Принцип работы схож со старыми проигрывателями виниловых пластинок, разница лишь в том, что считывающая головка в «винчестере» не касается напрямую магнитного диска из-за возникновения прослойки воздуха при очень быстром вращении пластины.

С одной стороны, HDD способны хранить огромные объемы информации: емкость некоторых моделей достигает 14 Тб (14000 Гб) и это не предел. Еще один плюс — сравнительно небольшая цена, причем чем вместительнее жесткий диск, тем меньше стоимость 1 Гб в его объеме.

С другой стороны их слабость — наличие подвижных деталей в конструкции. Они не отличаются высокими скоростями записи и чтения, поэтому их выгодно использовать просто для хранения информации.

SSD диски — это твердотельные накопители, в которых нет движущихся частей, а запоминающие элементы представлены в виде микросхем.

Принцип работы схож с флешкой, но такие устройства гораздо сложнее и быстрее. Особенно разница в скорости заметна в сравнении с HDD. Если на магнитные диски можно записывать и считывать информацию со скоростью до 220 Мб/с (чаще около 150 Мб/с), то для SSD-накопителей этот показатель может быть в десятки раз выше.

Высокая скорость записи и чтения обеспечивает более быстрый доступ к большим объемам информации во время работы и загрузки приложений. Та же операционная система Windows, установленная на SSD, загружается в 10–15 раз быстрее, чем с HDD.

Многие современные приложения и игры очень сильно нагружают жесткий диск, совершают подгрузки в процессе работы — это может стать причиной очень сильных «тормозов». Для более плавной работы и быстрых загрузок имеет смысл устанавливать ресурсоемкие приложения на SSD.

SSD бесшумны, в то время как HDD могут знатно трещать, особенно после нескольких лет упорной работы под нагрузкой.

Есть легенда, что срок службы SSD значительно меньше, чем HDD. Это связано с тем, что у твердотельных накопителей есть ограниченное количество циклов перезаписи информации. На деле же вам придется сильно постараться, чтобы угробить свой SSD, перезаписывая на него в день сотни гигабайт, но даже в этом случае современный накопитель проживет несколько лет без потери производительности. Если вы покупаете не подвальный ширпотреб, а SSD от надежного производителя, то можете этого не опасаться.

SSHD, или Гибридные диски — мутанты, у которых в корпус обычного HDD-диска встроен твердотельный накопитель с небольшим объемом. Как правило, этого объема достаточно для установки операционной системы. Обозначаются как SSHD. Часто продаются в готовых сборках ПК.

Это интересно: при установке ОС на жестком диске создается специальный файл подкачки. Он выполняет функцию дополнительной виртуальной оперативной памяти, когда установленной в материнскую плату уже не хватает для корректной работы приложений. Проблема в том, что работа с подобным видом памяти требует намного больших скоростей, чем те, которые может обеспечить обычный HDD, из-за чего при недостатке оперативной памяти в компьютере вслед за ней может начать тормозить и жесткий диск. Файл подкачки на SSD позволит работать с памятью куда эффективнее и немного ускорит ваш компьютер, но это решение не является панацеей — при необходимости все же лучше докупить оперативы для своего ПК.

Итак, если вы не хотите заморачиваться с характеристиками жестких дисков, можно быстро выбрать себе девайс по следующей формуле:

• Для офисного компьютера, на котором не предполагается высоких нагрузок, достаточно HDD небольшого объема, но лучше взять с запасом + 20–30% от нынешних потребностей.
• Для домашнего компьютера, который будет использоваться для хранения и просмотра фильмов, серфинга в интернете и для игр к HDD лучше докупить SSD с небольшим объемом, на который можно установить операционную систему. Как вариант — приобрести SSHD диск, который удовлетворит потребности любого казуального пользователя.
• Если вы хардкорный геймер, то для хорошего системного блока лучше обзавестись быстрым и емким HDD, на котором можно хранить обычную информацию и игры (а современные игры весят десятки гигабайт). Особо прожорливые игры лучше установить на SSD, чтобы в процессе не возникало никаких подтормаживаний, влияющих на качество вашего отыгрыша.

Интерфейсы передачи данных и разъемы

Накопители подключаются к материнской плате и к блоку питания с помощью специальных шлейфов. Основной интерфейс, который чаще всего используется для этих целей — SATA.

Старые HDD подключались к материнке с помощью IDE-разъемов, но сейчас такие устройства найти очень сложно. Иногда возникает необходимость подключить IDE-диск к SATA-разъему, но в этом случае вам придется покупать переходник, который не отличается своей дешевизной.

SATA-интерфейсы делятся на 3 вида: SATA 1, SATA 2 и SATA 2.

Отличаются они между собой пропускной способностью: 1.5, 3 и 6 Гбит/с соответственно. Первые две версии считаются устаревающими, и если SATA 2 еще где-то можно встретить, то SATA 1 постепенно уходит в небытие.

Перед тем как покупать жесткий диск, выясните, какой интерфейс в вашей материнской плате. Нет необходимости переплачивать за устройство с современным SATA 3, если он просто не будет поддерживаться вашим ПК. Конечно, физически вы можете подключить более современный разъем к старому SATA 2, потому что они совместимы, но в этом случае ваш жесткий диск будет работать со скоростью в 2 раза меньше заявленной.

Если же вы решили обзавестись хорошим SSD, лучше подключать его через SATA 3-интерфейс, чтобы обеспечить максимальную производительность.

Существует также интерфейс NVMe. С его помощью подключаются к материнской плате твердотельные накопители SSD в слот PCI Express. Пока что подобные накопители не получили широкого распространения.

Питание

Жесткие диски, как HDD, так и SSD нуждаются в дополнительном питании. При покупке нового винчестера или накопителя убедитесь, что у вас есть свободные кабели от блока питания с соответствующими разъемами. Иногда такие кабели с переходниками идут в комплекте вместе с жестким диском, в другом случае их придется докупать отдельно.

В среднем, один жесткий диск потребляет около 7 Вт электроэнергии, SSD более экономичны и «съедают» около 2 Вт, что практически не сказывается на подборе блока питания.

Скорость вращения шпинделя

Этот параметр касается HDD и SSHD (поскольку в SSD нет подвижных частей, т. к. они построены на микросхемах). Магнитные пластины в жестких дисках вращаются на больших скоростях — от этого зависит их производительность.

На протяжении долгого времени выпускались диски со скоростью вращения шпинделя 5400 об/мин, сейчас они уже устаревают. Этой скорости достаточно для выполнения бытовых задач, но в стационарных домашних компьютерах чаще встречаются HDD со скоростью 7200 об/мин. Это золотая середина,позволяющая с комфортом и работать, и играть в не слишком ресурсоемкие игры.

Чем выше скорость вращения шпинделя, тем больше шума издает жесткий диск. Это не очень критично, но в ночное время суток, когда в доме все спят, разницу уловить легко.

В ноутбуках чаще всего используются HDD со скоростью вращения 5400 об/мин. Это делает устройство тише, оно потребляет меньше электроэнергии и меньше нагревается.</

Скорость чтения, записи и преимущества разных видов флеш-памяти

Скорость последовательного чтения — один из самых важных параметров, по которым стоит подбирать жесткий диск для своего ПК или ноутбука. Чем она выше, тем быстрее программы и игры будут получать доступ к нужным файлам в процессе работы.

Для современных жестких дисков неплохим вариантом будет скорость чтения выше 200 Мб/с. HDD с меньшими скоростями чтения, как правило, работают на низких оборотах и пригодятся, когда вы используете компьютер или ноутбук исключительно в казуальных целях вроде серфинга в интернете или просмотра фильмов. Но даже в этом случае долгая загрузка ОС может раздражать.

Что касается SSD-дисков, то в них скорость чтения выше в несколько раз. Оптимальным выбором для домашнего ПК станет SSD со скоростью чтения около 500 Мб/с.

Скорость записи считается вторичным параметром — она не так влияет на производительность компьютера, скорее заставит вас ждать при переносе больших объемов информации с одного диска на другой, установке программ и так далее. Лучше, если этот показатель будет равен скорости чтения, но в этом случае накопитель будет чуть дороже.

Тип флеш-памяти — это параметр, который относится к твердотельным накопителям (SSD). Как мы уже говорили, у SSD есть свой ресурс, который основан на количестве циклов перезаписи информации в ячейки памяти.

Практически все потребительские твердотельные накопители на современном рынке имеют флеш-память типа NAND. Это значит, что ячейки памяти на чипах расположены в несколько слоев, что является плюсом и позволяет увеличить емкость накопителя. Чтобы не вдаваться в технические подробности, мы просто немного сравним типы и выделим их преимущества.

В SLC-памяти в одной ячейке хранится один бит информации. Такую память лучше использовать для серверов.

В ячейках памяти MCL и TLC можно хранить больше одного бита информации.

Память MLC работает немного быстрее, чем TLC, живет дольше, потребляет меньше энергии, но дороже.

TLC выдерживает меньше циклов перезаписи и медленнее, зато дешево и сердито. Впрочем, для рядового пользователя разница будет практически незаметна. Если хотите сэкономить, можете смело брать SSD с таким типом флеш-памяти.

Память 3D V-NAND, если верить тестам, чуть надежнее и производительнее, чем обычная NAND.

Объемы накопителей и их форм-фактор

Объемы современных жестких дисков выражаются в Гб и Тб.

1 ТБ = 1024 Гб, но чаще эту цифру округляют до 1000. Чтобы определиться с тем, какой объем диска подойдет вам для работы и отдыха, просто прикиньте примерные объемы данных, которыми вы будете оперировать.

Рано или поздно место все равно начнет заканчиваться и придется думать, что же безболезненно удалить, чтобы освободить место для новой информации. Если текстовые документы и другая рабочая информация занимают совсем мало места, то фотографии с современных камер (особенно в формате RAW) и видеозаписи занимают гораздо большие объемы.
Хороший фильм, который вы честно купили на торренте, может «весить» 40–60 Гб, особенно если вы любитель смотреть видео в 4К.
Современные игры уже весят от 20 до 100 Гб — и это не предел.

Для мультимедийного компьютера стоит выбирать жесткий диск с объемом не менее 1 Тб, хотя и этого многим недостаточно, поэтому скупиться на объем не стоит. Лучше, если в ПК стоят жесткие диски с объемом 2–4 Тб — небольшой запас никогда не будет лишним.

С объемом SSD определяйтесь в соответствии с потребностями. Эти накопители стоят намного дороже. Обычно их покупают для установки ОС, программ и некоторых игр. Так, свежеустановленная Windows 10 займет около 20 Гб пространства, плюс программы, которые вы планируете установить в будущем. Windows имеет свойство обрастать горами мусора, обновлений и прочих файлов, которые не удаляются сами по себе, а чистку может произвести только опытный пользователь. Вы и глазом моргнуть не успеете, как на диске С будет занято около 80 Гб. Совет здесь тот же — берите с запасом.

Форм-факторы

Проще говоря, форм-фактор — это размер, в данном случае размер носителя информации в ПК. Также форм-фактор описывает внешний вид устройства.

Стандартный форм-фактор для HDD — 3.5’’. Именно под такой размер в современных корпусах компьютеров рассчитаны слоты для жестких дисков, но бывают и исключения. Например, в некоторых корпусах без специальной подставки-лотка под винчестер его просто не получится закрепить на боковых стенках с помощью винтов.

Сейчас наблюдается тенденция по уменьшению форм-фактора накопителей. Идет плавный переход на 2.5 дюйма, потому что для хранения больших объемов информации уже не требуются огромные устройства, как ранее. Кроме того, некоторые производители уже заявляют об отказе от производства дисков с размерами 3.5 дюйма. Если же вы принципиально не хотите использовать новый формат, то присмотритесь к 2.5-дюймовым дискам, установленным в корпус 3.5.

Также формат 2.5’’ используется в накопительных дисках для ноутбуков и в качестве форм-фактора для внешних носителей, которые подключаются через USB. При подключении такого диска к USB 2.0 скорость передачи данных может достигать 480 Мбит/с, а при подключении к USB 3.0 пропускная способность растет до 5 Гбит/с.

В формате 2.5’’ выпускается большинство современных SSD накопителей.

Существуют также SSD с форм-фактором M.2, mSATA и другие. На вид они больше напоминают обычные платы с микросхемами и некоторые легко спутать, например, с оперативной памятью. На самом деле это новый виток эволюции накопителей. На материнских платах есть слоты PCI-Express, которые имеют гораздо большую пропускную способность, нежели SATA. Например, PCI-Express 2.0 имеет ширину канала в 8 Гбит/с (около 1 Гб в секунду), а PCI-Express 3.0×4 способна передавать данные со скоростью 32 Гбит/с. Для домашнего использования такие диски практически бесполезны и переплачивать за них не стоит, а вот для рабочих компьютеров, работающих с большими объемами информации, настоящий «мастхэв».

mSATA (micro SATA) — форм-фактор SSD, который выпускается для установки в ноутбуках, планшетах, нетбуках и других устройствах. Хотя иногда их можно установить и в обычные материнские платы, но для этого в них должен быть специальный слот, поддерживающий необходимое напряжение.

Также стоит упомянуть о типоразмерах накопителей M.2. Обычно он указывается в виде цифр, например, 2280. В данном случа первые две цифры — ширина платы в мм, а последние две — длина. Важно учитывать этот параметр при подборе накопителя в небольшой системный блок и тем более ноутбук, где каждый миллиметр на счету.

Некоторые особенности подключения

В последнее время набирают популярность новые форм-факторы М.2 для твердотельных накопителей. Они не только выглядят не так, как обычные SSD, но и подключаются в отдельный слот, который есть на некоторых современных материнских платах. Это сокращает количество проводов в системном блоке, экономит место и позволяет работать с данными на больших скоростях.

В спецификациях к таким накопителям указывается параметр, называемый ключом. Ключ — это перемычка, которая находится на разъеме устройства между контактами и определяет, какой интерфейс будет работать при подключении. Наиболее популярные ключи на сегодня — B-key (позволяет работать с интерфейсами SATA и PCI-E x2) и M-key (работа с SATA и PCI-E x4, высокоскоростной интерфейс).

Если на SSD M.2 есть ключ B+M, то за счет этого обеспечивается перекрестная совместимость с разными материнскими платами. Дело в том, что разъемы в некоторых платах могут поддерживать либо ключ М, либо В, а универсальный ключ В+М призван решить эту проблему.

Перед покупкой SSD M.2 внимательно прочитайте спецификацию вашей материнской платы и уточните, поддерживает ли она работу с необходимым вам интерфейсом через слот М.2.

Подводим итоги

Если вам не хочется забивать голову лишней информацией, то коротко о главном:

• Для офисного компьютера будет достаточно обычного HDD со скоростью 5400 об/мин, объемом от 300 до 500 Гб;
• Если вы покупаете жесткий диск для использования в домашнем компьютере, на котором смотрите фильмы и ставите лайки в соцсетях — хватит HDD с объемом 1 Тб;
• Если вы активный ПК-пользователь, любите скорости и короткие загрузки, то к 1 Тб HDD можно докупить SSD с емкостью около 120 Гб, чтобы установить на него ОС и программы;
• Если любите играть в ресурсоемкие игры, лучше выбирать SSD от 240 Гб + HDD до 2 Тб со скоростью шпинделя 7200 об/мин и скоростью чтения от 200 Мб/с;
• Для качественного игрового ПК можно выбирать SSD с емкостью до 1 Тб + один или два HDD с емкостью 2 Тб каждый, высокими скоростями вращения шпинделя и чтения;
• Если вы гик, который любит играться с железом, то попробуйте экспериментировать с накопителями SSD M. 2 и другими новинками, которые можно найти на нашем сайте.

Рейтинг статьи:

 рейтинг: 4  голосов: 10 

Ресурс современных жестких дисков. Longread о внезапном / Overclockers.ua

В прошлый раз мы рассмотрели этапы борьбы за господство в «дисковой» подсистеме твердотельных накопителей и традиционных жестких дисков. Там же мы коротко осветили нюансы ресурса твердотельных накопителей. Сегодня мы попытаемся рассмотреть вопрос практической надежности дисков жестких. Казалось бы, несколько запоздало, но не будем забывать, что ближайшие не менее чем 10–20 (а скорее всего и гораздо больше — об этом мы еще поговорим) лет этот вид продуктов будет гарантированно доступен на рынке в массовом сегменте по причине наличия немаленьких ниш, где скоростные достижения твердотельных накопителей избыточны, а хранимые данные относительно холодны. Да и перспективные объемы жестких дисков в ближайшее время твердотельным накопителям по адекватным ценам не догнать.

Теоретизировать на этот счет можно, конечно, долго. Можно вспоминать явно неудачные решения производителей, например, с чересчур частой парковкой головок или особо громкие изделия, но основной критерий в вопросе констатирования, как мне кажется, должен быть статистически-прикладным, особенно на фоне того, что в отличие от ситуации с SSD, найти утвержденные современные стандарты выносливости для классических винтов вряд ли получится.

Вопросы классификации

Напомним, что внешне и физически современные актуальные жесткие диски бывают по форм-фактору в основном 2,5″ и 3,5″. Исполнение бывает как внутренним, так и внешним.

Внутри мобильных внешнеподключаемых накопителей лежат обычные 2,5-дюймовые жесткие диски, которые в большинстве случаев можно достать и подключить к ноутбуку или десктопу напрямую, если те обладают нужными интерфейсами. И наоборот — можно положить в такой карман подходящие по толщине имеющиеся диски, сделав их мобильными и внешнеподключаемыми.

В случае с 2,5 дюймами встречается толщина 12,5, 9,5, 7 и даже 5 мм. Электрически они будут совместимы, но физические размеры, как понимаем, будут отличаться. Выглядит вот так:

Контактные группы одинаковы, но толщина разная. 2,5-дюймовые варианты жестких дисков чаще используются в портативной технике. Чем тоньше ноутбук, тем более внимательно надо смотреть, какой толщины накопитель предусмотрел туда изготовитель. Тонкие диски в места для толстых поставить не проблема — они часто продаются с утолщителями в виде пластиковой рамки, чтобы не болтались в посадочных местах для более толстых коллег. В отсутствии рамки проложить их можно чем угодно — хоть картоном по углам. А вот более толстые затолкать в места для худых не выйдет — будьте внимательны!

Были и 1,8- и 1,3- и даже 1-дюймовые Microdrive в формате Сompact flash II — вообще левшовые практически изделия. Но это уже история, т.к. в ультракомпактном сегменте всех разогнал привычный флэш.

Типы интерфейсов

Интерфейсы сегодня в быту бывают SATA и все еще IDE, в профессиональном использовании есть и SAS. В вопросы параллельности и последовательности, а также понятия шин в рамках этого материала погружаться не будем.

IDE, он же АТА, они же аббревиатуры от Integrated Drive Electronics и Advanced Technology Attachment, растет корнями из 90-х и уже уходит в прошлое. Новых массовых материнских плат с ним не делают уже лет 10 наверно, но в наличном парке его еще полно. Пропускает 133 мегабайт в секунду и выглядит разъемом конкретно вот так на накопителе. Крайнее слева — питание, справа — данные. И соответственно на материнской плате. Подключается плоским шлейфом обычно серого или черного цвета. Вот таким.

Рассмотрели мы это чисто для исторической справки.

Мейнстримом же сегодня является SATA. Типично для 2,5- и 3,5-дюймовых решений выглядит вот так:

Справа контактная группа питания, слева — данных. Вид: накопители вверх дном. Между собой совместимо. Подключается как на картинке.

Ревизии и пропускные способности мы рассмотрели в прошлый раз и здесь останавливаться не будем. Отметим только, что есть разновидности типа eSATA для внешних устройств и slimline SATA для компактных внутренних. И да — SATA заточен под горячую замену, т.е. на ходу без перезагрузки. Разве что в диспетчере устройств может понадобиться нажать кнопку «обновить» в случае Windows.

Существуют переходники для питания и возможностей подключить IDE в SATA и наоборот, но мы не об этом.

SAS это Serial Attached SCSI и используется в основном в профессиональной сфере, обратно совместим с SATA и имеет пропускную способность 12–24 Гбит в секунду. Выглядит похоже на SATA, но разъемом отличается. Обороты большие — до 15000, коррекция ошибок, multipath — как «в лучших домах Парижу и ЛондОну», но дорого и в быту не воткнуть. А еще греется так, что на некоторые модели радиаторы килограммовые нужны.

Но вернемся к вопросу.

Проблемы технологий

Сегодняшние массовые жесткие диски находятся на излете традиционных технологических возможностей. Плотность данных на одну рабочую пластину можно увеличить только принципиально новыми технологиями, а толщину самого «блина» уменьшать для дальнейшего увеличения их числа в сборке все сложнее. Кроме того, поднимать обороты шпинделя к многотысячным высотам в теории конечно можно, но за этим должны будут успеть остальные участники забега и при этом не упираться в воздух, который в ряде линеек уже меняется на гелий. Увеличивать количество блоков головок, вспоминая прошлое, тоже неслабая инженерная задача, учитывая все изложенное. Да и пост-SCSI в виде SAS в SOHO приземлять никто не спешит, правда это дорого и по факту почти устарело морально. Но не в этом направлении, похоже, пойдет индустрия.

Если коротко, то совокупность проблем развития жестких дисков изложена в тройке взаимоисключающих параграфов, которая вполне научно называется трилеммой. Суть примерно такова — для увеличения плотности записи нужно уменьшать записываемые области на носителе и соответственно размеры головок вкупе с материалами, из которых все изготавливается, но при этом ухудшаются как магнитные свойства таких миниатюрных областей, так и возможности маленькой головки, в том числе по их стабильному разборчивому чтению. Чтобы решить последнее надо увеличивать первое, а общая задача изначально требует как раз обратного. Т.е. кольцевая.

Но НИОКР не стояли на месте и их результаты сконцентрировались вокруг вполне конкретных и реализуемых предложений для достижения поставленной задачи увеличения объемов жестких дисков. Часть из них еще в разработке, а что уже и рынку показывали. Основной тренд — полировка магнитных технологий подходами локального нагрева в процессе записи и создание инфраструктуры для системы в целом, с учетом новых вводных. Но среди оставшихся производителей традиционных «винтов» единства в видении перспектив нет. Т.е. направление в целом одно, а вот пути достижения вроде бы похожих целей — технически отличаются.

Термомагнитная схватка трех ёкодзун

В ближайшем будущем мы, вероятнее всего, увидим для решения трилеммы магнитной записи соединения следующих подходов. Тон будут задавать, несомненно, термомагнитные концепции. Основных сегодня известно две. Это HAMR — Heat-Assisted Magnetic Recording — запись с, в прямом смысле, подогревом! А мы помним, что по чисто физическим причинам в случае наличия подогрева намагничивать для записи бита можно меньшую площадь и делать это с меньшими энергозатратами, т. е. одновременно с достижением нужной плотности и головке легче работать и ее саму проще делать в части подбора материалов и электромагнитных характеристик. Продвигается Seagate. Тематическое видео производителя не песня, но посмотреть можно.

Второй подход называется MAMR — Microwave Assisted Magnetic Recording — тоже про нагрев, но иным способом, спинтронным, прости Господи, осциллятором на базе ну очень маленького аналога того, что массам понятно как микроволновая печка. Поддерживается WD и Toshiba. Видео куда более информативное и его можно глянуть по ссылке.

Оба подхода, как видим, по сути, про нагрев, но разными способами и второй способ совместим с гелием, а первый — не очень, т.к. сильно греть гелиевую герметичную среду лазером или подобным, это как варить сгущенку в закрытой банке. Может, конечно, какие-то принципиально новые лазерные технологии подвезут в перспективе, но пока это так.

Масленица

Следующим системным элементом эволюции HDD будут «блины потоньше». Здесь, конечно, все и так предельно тонко, но уменьшая толщину отдельного блина в типичный корпус их можно поместить больше. Даже +1 блин — это существенное увеличение общей емкости, а на фоне еще и увеличения плотности — так вообще хорошо. Один из главных черенков этого рынка Showa Denko K.K. из Японии предлагает пластины, способные нести около 2 терабайт на штуку в случае 3,5-дюймового типоразмера накопителя. Восемь блинов в сборке — реальность вчерашнего дня, в лабораториях прототипы на 12! Немцы гарантируют.

Почему прозрачные? Так блины бывают на основе алюминия и стекла.

Стекло пожестче и не менее главный черенок, но уже, в том числе, медицинского рынка — Hoya из той же Японии — уже пиарит предложения стеклянных вариантов толщиной аж до 0,38 мм! Обе иллюстрации выше — их творчество. Причем тут они? Они с оптикой хорошо работают, а под жестко-стеклянные блины для винчестеров целый дополнительный завод в Лаосе к Вьетнамскому и Таиландскому построят. Гарантирует уже Xinhua. К слову — почти весь рынок «стекла» для 2,5″ жестких дисков — за Hoya.

HELIUM

Гелий (но не вакуум, хотя и такие смельчаки есть! — в паспортах на жесткие диски максимальные высоты работы указывают именно по этой причине) станет мейнстримом, хотя и существует с 2012 года. Он менее плотный, чем воздух или азот, и в его среде сборке на высоких оборотах крутиться легче. Ну и головкам проще быстрее перемещаться. О гелии и вакууме мы еще поговорим.

Горячие головы

Головки, как проистекает из вышеизложенного и будет подтверждено ниже, будут инновационнее, меньше и их, возможно, станет больше, как у Conner Peripherals «Chinook».

Современное видение многоголовочности от Seagate выглядит примерно так (даже анимация есть):

Если картинка от Seagate основана на реальных планах и прошивки таких дисков смогут распределять данные на сборки пластин, которые работают с физически независимыми блоками головок, то фактически мы получим спарку дисков в одном корпусе с RAID 0 подобной логикой работы. В итоге скорости могут возрасти пропорционально количеству блоков головок, т.е., в данном случае, вдвое: что линейные, что 4К-блоками. Правда скорости работы с 4К на уровне 1–2 мегабайт никого не спасут, зато линейные будут вполне себе ничего для технологии и достаточные для своих ниш.

Уголок футуролога

Отдельные футурологи, правда, предсказывают возможность имплементировать в жесткие диски технологии магнитного туннелирования на базе содержащих наномагнитные вкрапления углеродных нанотрубок. Почитать можно по ссылке. Выглядит как-то вот так:

Ничего непонятно, но очень интересно (с). Особенно непонятно как это внедрять на практике.

А кто-то пишет про накопители на голографических технологиях и даже технологиях ДНК! Но это пока все в отдаленной перспективе даже у научников, не говоря уже о реальных образцах.

RPM

С оборотами вопрос открыт т.к. эта часть механики жесткого диска обуславливает требования к остальному тандему и способностям интерфейсов. 15 000 об/мин освоены, но насколько можно взять бОльшую высоту со стабильными результатами — пока непонятно. Тут важно понимать, что малейший дисбаланс сборки на 15000+ оборотах кончит мотор очень быстро. С другой стороны, в силу физики, скорость потока данных на внутренних и внешних частях блина при одинаковых оборотах шпинделя будет хорошо так разной. Еще неплохо бы понимать — а выдержит ли тонкий стеклянный блин или сборка из восьми таких пластин на высоких оборотах вибрацию вообще без разрушения? И это мы еще не коснулись привода головок, которому тоже неплохо бы не отставать. В общем, тут комплексная задача, как сказано, для всего тандема и обороты в ней стоят на последнем месте.

Страничка изобретательства и рационализации

Тандема… хорошее слово. Об этом даже патент от 2004 года есть.  Туда бы еще диагональных блоков независимых головок, блины намазать нанотрубками, гелий, черепицу, совместимый калорифер и будет полный стимпанк. Правда с надежностью что будет — подумать страшно.

Черепица = SMR

Тут самое время вспомнить про черепичную запись — технология давно в тираже, но там есть нюансы, которые не позволяют внедрять это дома. В англоязычных источниках эта дискотека известна как SMR (Shingled Magnetic Recording). Суть примерно следующая — на пластину стандартного типового физического размера записать поплотнее как можно больше дорожек. Причем тут черепица? А дорожки предлагается чтобы они частично перекрывались. Естественно, чтобы писать тонкие, как sin в армейском анекдоте про комара, дорожки надо иметь соответствующую по размеру головку, а перед этим еще технологии ее таковой сделать с нужными магнитными характеристиками. Но вот совсем микроскопические головки индивидуально делать тяжело, зато записать сразу несколько дорожек — можно. Условно соотношение обычной традиционной дорожки на пластине жесткого диска и дорожки в случае технологии черепичной записи можно визуализировать так (здесь и далее используем инфографику, любезно опубликованную, Microsemi):

Синим — пишущая головка и традиционная дорожка, зеленым — ширина ридера инновационных дорожек. Почему нарисована одна дорожка — смотрим ниже т.к. это же одновременно и ключевой косяк затеи.

Вот так условно выглядит записанное. Именно условно, т.к. на практике там начинается почти черная магия для рядового потребителя, и мы тешимся самоуспокоением, что, типа, знаем как оно устроено. Привет вам, мистер Кларк.

В общем, головка вспахивает, т.е. намагничивает сразу несколько дорожек. И вроде все достаточно понятно, но все равно имеется проблема. В силу физических особенностей технологии эту прелесть удобно использовать только для последовательной записи т.к…. перезаписать дорожки выборочно и поштучно, внезапно, нельзя. Точнее можно, но для случайной записи там будет серьезное усложнение процедуры, с которым разберемся внимательней. Т.е. в принципе можно, но ходом — нельзя.

Итак, записанное в несколько дорожек головка SMR диска и сотрет аналогично — т.е. коллективно, т.к. записывающая головка — она же стирающая. Такой себе комбайн с широким столом.

Выглядит вот так и по версии когда-то еще Hitachi — ниже.

Т.е. чтобы записать оранжевый фрагмент надо физически перезаписать дорожки в ширину пишущей головки в обязательном порядке. Чтобы выполнить задачу надо считать фрагмент, где-то на уровне какого-нибудь DRAM буфера разложить его на нужное и ненужное. Присовокупить к нужному новый участок данных. Собрать до кучи и отослать через головку на место для кучной записи. Будет хорошо, если новый фрагмент в целом виде меньше стираемого. Если нет, то дописывать придется фрагментарно (что вызовет проблемы, о которых ниже) или в идеале в место после физического конца данных на таком диске. Чисто в теории контроллер может поискать, где там есть свободные места, но в реальности это вызовет системный паралич. Конечно, МСМК по комбинаторике сейчас не понимают в чем проблема. Но ее с математической точки зрения и не будет — логически это все несложно. А вот провернуть затею на конкретном электро-механическом уровне займет физическое время и расчетные ресурсы плюс возможные издержки на коррекцию ошибок. Т.е. на случайной записи «вертерство» будет еще похлеще обычного HDD. Seagate произвел тестирование накопителя Archive 8TB на SATA3 на Debian. Результат случайной записи выглядит примерно так:

Леденящий душу пик провала до лютых 3! (именно три, 1+1+1 шт.) IOPS мы видим после исчерпания буферов на нагрузке случайной записи с глубиной очереди 1, правда, более чем через минуту, что несколько снижает уровень драматизма, но и верхние пики объективно не фонтан.

Если же просто стирать случайные данные (считали, убрали ненужное, записали назад нужный остаток), то получаются проплешины, которые для нормальной записи в будущем надо обрабатывать и уплотнять процессом, похожим на дефрагментацию и фоново. Это очень похоже на TRIM в SSD — и там и тут надо подготовить поле для прямой записи в возможную ширину без дополнительных телодвижений в процессе, но в силу механической природы жёсткого диска быстро это сделать не получится, да и общая нагрузка сильно возрастет — такой себе аналог усиления записи. В идеале вообще все уплотнить так, чтобы писать новое в физический конец имеющегося, но это связано с физической же обработкой больших массивов данных со всеми вытекающими. Состояние диска, когда новая запись идет в чистое пространство вообще или в чистое подготовленное после уплотнения и сбора мусора пространство, иногда называют FOB — fresh out of box или новый из коробки — и это, по сути, идеальные условия для такого рода записи. Просматривается некоторая аналогия с SSD.

Картина требовала обработки напильником и именно поэтому таким дискам добавили для транзитно-буферных целей обычные области, работающие по принципу одной дорожки на всю ширину головки. Т.е. обычная технология традиционных накопителей. По логической сути это аналог SLC-кэширования в твердотельных накопителях TLC и QLC, только в нашем варианте там может храниться еще и служебная информация о том, что и где удалено и прочее. Для еще более действенного решения вопроса и DRAM-буферизацию подвезли. Добавили математики в прошивку и стало более-менее — т. е. пока буфер превышает типичное среднее задание, тормозов системой особо не ощущается, диск не «боттлнечит». Именно это и видно на иллюстрации вверху. В том случае накопитель мог иметь аж 256 мегабайт буфера, но конкретная протестированная модификация, к сожалению, указана не была. Общая характеристика «железки» по ссылке и думается, что производитель тестировал все же максимальную конфигурацию.

Естественно есть и иные ухищрения для решения описанных проблем, логический зонинг, ленточная организация и тому подобное, вплоть до модифицированных прошивок под конкретные задачи! Но в силу основной их проблемы — физической первопричины, такие подходы лишь сглаживают углы.

Все указанное недвусмысленно намекает, что, несмотря на взрослые объемы хранения SMR-накопителей, они, ввиду технологии, являются нишевыми для конкретных типов нагрузок, но в этих нишах они выступают как раз целевым образом. Например — линейная многопоточная запись-чтение без или с минимумом случайных операций. Хорошим вариантом будет дата-центр, ориентированный на чтение не сильно горячих данных. К слову, если на массиве таких дисков будет размещена база какой-нибудь социальной сети, то догадайтесь с 3 раз, будет ли кто-то реально удалять из массива случайные, скажем, фотографии, если пользователь нажмет «удалить» в профиле? Или такие фото просто перестанут отображаться пользователям, но физически останутся в массиве доступными администрации на фоне перспектив падения производительности от связанных с этим дискодвижений? Проще подвезти полуторку дополнительных дисков, чем тормозить массив случайными операциями с последующим уплотнением данных. Выражаясь более приземленно — такой дата-центр будет почти что центром однократной записи. Отчасти именно поэтому из интернета ничего нельзя удалить полностью — в ряде случаев это фактически неудобно делать, а с учетом текущих цен на растущие в объемах накопители и отсутствие наводнений с пожарами на заводах по производству HDD — вообще экономически нецелесообразно. Другим хорошим нишевым сегментом будет потоковое архивирование, например, камер наблюдения, аудиовизуальных эфиров, архивирование критических данных, которые не надо перезаписывать часто и случайно.

Минутка конспирологии

Если пофантазировать, то удобно на такой массив записать месячишко разговоров всех пользователей условного оператора мобильной связи, далее в транзитной области с помощью технологий, которые уже давно не только не секретны, а еще и обкатаны by google on youtube, например, перевести это все в txt для удобного поиска или анализа по ключевым словам и аккуратненько сложить в свободную часть массива. Исходники можно смело тереть целиком, обеспечивая FOB-запись следующего месяца. А можно и не тереть! Тогда родина будет не только слышать, знать, но и очень хорошо помнить! Доклад окончен, тов. полковник, т.е. это все, конечно же, художественный вымысел и любые совпадения с реально существующими технологиями случайны.

И зачем парнокопытным меховые музыкальные инструменты?

В итоге накопители с черепичной записью надо использовать «с поправкой на силу ветра и температуру ствола». Этим занимаются по ситуации вполне железные костыли типа HBA, которые отвечают за конкретную I/O-логику работы с таким накопителями, исполняя спецнаборы команд. В RAID такие накопители тоже можно и нужно собирать, правда, понимая специфику, но это не тема настоящего материала — главное, что вы теперь знаете немного больше вообще. Желающие могут копнуть глубже по запросу DM (самостоятельные по логике работы накопители), HA (поддержка хостом) и НМ (управляемые хостом) SMR, но столкнуться с этим SOHO-пользователю придется сильно вряд ли.

TDMR как предтеча термомагнитного будущего

Отдельно надо упомянуть, что существует и даже начала продаваться технология TDMR — Two Dimensional Magnetic Recording в форме 14 ТБ изделий от Seagate. Здесь пытаются решать трилемму в лоб — уменьшая ширину дорожек и размеры записывающей головки. Недостижимый идеал — 1 бит на магнитное зерно. Выглядит как-то так и пояснений в Cети, что удивительно, не так уж и много.

Правда с чтением выходит фигня, которую, в свою очередь, решают головкой с несколькими читающими элементами — улучшается надежность чтения с соседних дорожек и в целом сигнал получается разборчивее. Пишущая головка продолжает быть одна. В общем итоге внедрения технологии немного растет плотность записи — процентов на 10. Но важно не это. Многоголовочное чтение пластины за проход несколькими ридерами очевидно станет мейнстримом по причине необходимости для нормального извлечения плотно записанных данных. Хороший задел, но растет сложность взаимного расположения элементов, точность их исполнения и позиционирования в работе, требуется стабильность показателей во времени.

В любом случае, именно этот этап был критически нужен перед внедрением вышеописанных тепловых инноваций, т.к. своим следствием последние будут иметь именно проблемы мелкого чтения, которые и решены превентивно в TDMR. По крайней мере, начали решаться на практике.

Очень интересно о TDMR по достаточно старой, но одной из наиболее полных по теории вопроса ссылке.

Но, возможно, скорости перспективных жестких дисков будут вопросом вторичным — об этом мы еще поговорим. Первичным будет объем и… сохранение надежности.

Моторесурс HDD и пласты залегания информации о нем

Пределы механической надежности жестких дисков можно попытаться практически изучить уже сегодня, предположив, что качество изготовления компонентов как минимум в перспективе не снизится, а новые технологии не повторят судьбу 3D и прочих рыночных фейлов. Однако спрашивать об этом производителей это как выяснять вкус меда у пчел и тонкости борьбы с коррупцией у госслужащих. Поэтому мы пойдем другой дорогой и попробуем провести что-то вроде OSINT — Open Source Intelligence, т.е. разведку проблемы по открытым источникам.

Из более-менее солидных внешне публикаций по данному вопросу можно выделить три с кусочком. Это обобщённые отчеты из Carnegie Mellon University и Google. Также навстречу нашей идее, по удачному стечению обстоятельств, движется политика публичности сетевого оператора хранения данных Backblaze.com. Компания по состоянию на 2019 год располагает почти 125 тысячами жестких дисков с пробегом почти 105 млн. диско-часов и любезно публикует статистику по надежности. Важно и то, что Backblaze.com использует в своих системах, по сути, потребительские накопители (они ощутимо дешевле), которым не положено работать круглосуточно и круглонедельно — тем интереснее статистика для изучения.

Некогда компания задалась вопросом о том, а как вообще подходить к вопросу понятия надежности жестких дисков. К 2013 году была опубликована более-менее предметная статистика по этому поводу. Если коротко, то компания отчиталась, что за 4-летний пробег основного парка из тогда еще 25 000 накопителей из строя вышло 22% дисков. 78% при этом успешно продолжали крутиться. Хорошо это или плохо? Ответ на этот вопрос займет некоторое время.

146%?

Начнем с того, что по мнению Backblaze.com 100% показатель отказов это далеко не самый плохой из возможных показателей. Считают они вот как: если сферический поставщик жестких дисков в вакууме поставит вам сотню абсолютно надежных в течение полугода накопителей, а затем они хором разово и одновременно крякнут, а вам надо чтобы они работали, то придется в течение года заменить каждый дважды. Т.е. заменить надо будет 200 дисков в год и тогда ежегодный показатель отказов составит 200%. А если каждый такой условный диск проработает всего час, то по году показатель отказов составит 876000%. «Однако!» — как говаривал К. Воробьянинов, помахав рукой преподавателям статистики.

Шторм и штиль в ванне

Инженеры по надежности в своей работе используют ванноподобную кривую для иллюстрации ожидаемых уровней отказов. Считается, что отказы проистекают из трех основных факторов:

• производственных дефектов, в результате которых имеет место явление, которое известно как «детские болезни» — в этом случае количество дефектов снижается;
• случайных неисправностей — величина более-менее постоянная;
• износа — количество отказов растет по понятным (кому?) причинам.

Собранные на графике «уровень отказов/время» эти факторы образуют три участка, формирующие нечто, напоминающее ванну. Отсюда и название.

В свою очередь Backblaze.com подтверждает эту теорию цифрами, сообщая, что на 4-х летнем отрезке времени первые полтора года годовой показатель отказов колеблется в районе 5%, потом снижается на некоторое время и потом, в районе 3-летней отметки, достаточно серьезно начинает расти. Вывод — 3 года является некоей условной точкой, когда начинает сказываться износ. С износом не все однозначно, но пока мы этого не касаемся.

Рассмотрим график от Backblaze.com.

Бытовуха

Мы помним, что хлопцы крутят бытовые диски круглосуточно и попытаемся перевести все это в более понятные временные отрезки. Учитывая, что большинство офисно-домашних ПК работают в среднем часов по 8 в сутки, то практический срок начала существенного влияния износа на надежность для них можно условно отодвинуть к 9 годам. Почему условно? Потому как при домашне-офисной работе диски включаются-выключаются, имеют внешние воздействия в виде непостоянной температуры и т.п. Но показатель в 26000 часов работы, как некоего порога условной надежности — вполне статистически достоверный ориентир. Важно так же понять, что в данном случае к 4-му году рабочими в режиме 24/7 подошли почти 80% потребительских дисков, которые изначально в таком режиме производителем использовать и не предполагалось — для дата-центров предлагаются несколько иные решения по несколько иным же ценам. Именно поэтому мы и имеем возможность изучить статистику смелых, взявших на себя риски вложиться в бизнес на непредназначенных для этого изначально «железках».

Крякнут все?

В какой-то момент времени ожидаемо откажут все 100% накопителей, но когда это произойдет — ответить сложно и прямой статистики найти не получится, т.к. никто в сфере хранения данных в здравом уме и трезвой памяти не будет рисковать клиентскими данными ради ачивок, хотя там все и избыточно, и даже «тихим ошибкам» проскочить не суждено (Тихие — в смысле, что данные в теории могут быть записаны с ошибкой, но вскроется это только со временем. В дата-центрах это почти нереально по причине постоянных сверок контрольных сумм и коррекции ошибок, а вот в SOHO полно накопителей, которые числятся нормальными, а по факту могут быть очень не очень. Самый смак, когда на такие пишут бэкапы, которые заведомо не поднимутся, но вылезет боком это только в самый важный момент, что только добавит угара факту обнаружения).

Интересно также, что показать статистику по полным ресурсным испытаниям вплоть до полного выхода серии накопителей из строя компания не может и по объективным причинам — накопители устаревают морально быстрее. Так уже в 2015 году однотерабайтных жестких дисков в основном парке Backblaze.com не осталось, начался отказ и от 2-терабйтников. При этом для последних от тогда еще HGST оглашен кумулятивный показатель отказов в 1,55% в среднем на пятилетнем пробеге!

С 3-терабайтниками картина похожая, но к концу 2015-го из эксплуатации были выведены диски Seagate и приведенная статистика сильно намекает, что в модели ST3000DM001 были некоторые нюансы дизайна, материалов или сборки, т.к. кумулятивный показатель отказа по модели составил 28,3% за 2 года при максимальном количестве в парке в 4074 единицы. Увидеть бы разбор ситуации производителем. При этом HGST на большем количестве имел показатель отказов в 0,8%.

К концу 2015 года три четверти парка компании составили уже накопители на 4 TБ. Т.е. обновление парка шло достаточно быстро, пока предлагаемые рынку объемы накопителей росли.

В мире животных

Отвлекаясь немного в сторону, чтобы проиллюстрировать незримую связь бездушной техники с живой природой, отметим, что после аварии на ЧАЭС, которую героически ликвидировало население той страны под локальным руководством УС-605, где за отдельные оперативно-инженерные решения отмечены почти невиданные ранее случаи награждения одновременно внеочередными званиями и орденами (военные оценят значимость такого факта: чтобы одновременно и орден и звание) в Чернобыльской зоне де-факто сформировался природный заповедник. Изначально считалось, что живая природа, в частности фауна, на территории зоны отчуждения понесла невосполнимые утраты, но по наблюдениям через 10–15 лет оказалось, что в зоне, ввиду ее обособленности, фауна как раз наоборот — разрослась вплоть до наличия краснокнижных животных. В дальнейшем исследования показали, что хоть животные и живут в радиационно загрязнённой среде, тем не менее чувствуют себя вполне неплохо — размножаются и расширяют ареалы. Внешне складывалось впечатление, что радиация никак на них не влияет, но анализы показывали обратное. В то же время растиражированные образы ужасных чудовищ по лесам не бегали и сталкеров не кусали. Разгадка оказалась достаточно Дарвиновской — за свой естественный жизненный цикл дикие животные не успевали столкнуться с отдаленными последствиями воздействия радиации (хищная правда в том, что редкое животное в дикой природе доживает до старости и умирает по естественным причинам ввиду влияния фактора пищевых цепочек), а физически неполноценные не проходят естественный отбор в детстве. Поэтому стороннему наблюдателю кажется, что все хорошо, но на самом деле это не совсем так. Та же картина в нашем дата-центре – ввиду роста предлагаемых объемов накопителей поколения достаточно интенсивно меняются даже до наступления факторов заключительного сегмента ванноподобной кривой. Кстати, сама ванноподобная кривая, как видно из нашего отвлечения, неплохо ложится и на дикую природу с некоторым оговорками. Но вернемся к проблеме.

Мыши плакали, кололись, но продолжали есть кактус?

Поломки тоже были вполне реальной причиной вывода накопителей из эксплуатации. Антилидером рейтинга поломок оказалась опять же Seagate, но и самих дисков от них в абсолютных цифрах больше.

Мыши плакали, кололись, но продолжали есть кактус? Взаимоисключающие параграфы детектед? И да и нет. В Backblaze.com сообщают, что, несмотря на указанную статистику, уже в сегменте 4 ТБ накопителей уровень отказов оказался очень неплохим в среднем по больнице и выглядел так:

Продукты Seagate оказались предпочтительней по двум причинам:

• Они были дешевле. И на этом, в общем-то, можно ставить точку. Цена — главный критерий рынка. Но мы продолжим.
• Статистически достоверно было установлено, что SMART-показатели хорошо предсказывали выход устройств Seagate из строя. В общем-то, второе, возможно, даже важнее первого, т.к. предсказуемость поломок является большим плюсом в вопросе надежности в целом.

Напомним, что S.M.A.R.T. это относительно стандартизированная внутренняя система самодиагностики накопителей. Относительно, т.к. разные диски фиксируют неодинаковый набор типовых показателей в рамках этой самодиагностики, а отдельные пункты так вообще являются ноу-хау производителя, но основной их перечень более-менее стабилен и понятен. Читается разным ПО, например CrystalDiskInfo. Понимая суть этих показателей можно примерно оценить состояние накопителя. Это касается как HDD, так и SDD с учетом специфики устройства обоих.

Типичный возврат показателей S.M.A.R.T. самодиагностики программой по ссылке выглядит так, для тех, кто не в курсе.

Тут стоит заметить, что именно подразумевается под поломкой жесткого диска. Backblaze.com классифицирует эти события так:

• Накопитель не раскручивается либо не подключается к ОС.
• Накопитель не синхронизируется с RAID или отваливается от него.
• SMART намекает на проблемы.

О последнем детальнее. Показателей много, но важными назначили пять:

• SMART 5 — Reallocated_Sector_Count.
• SMART 187 — Reported_Uncorrectable_Errors.
• SMART 188 — Command_Timeout.
• SMART 197 — Current_Pending_Sector_Count.
• SMART 198 — Offline_Uncorrectable.

Например, как только 187 показатель — неисправимые ошибки — сдвигается с 0, компания планирует накопитель к замене. Так же сообщается, что пока данный показатель равен 0 накопители выходят из строя крайне редко. Статистика на иллюстрации, про 280% отказов описано выше.

Т.е. прогнозируемость отказа — чуть ли не ключевое преимущество в сфере работы с данными, что, в общем-то и понятно. Мы же с вами помним, что нечто аналогичное можно проследить и в среде твердотельных накопителей, правда там отказы происходят немного внезапнее и безвозвратнее. Ну и пока дороже в финансовом плане, чем в случае жестких дисков.

Небольшое отступление для внимательных

В вышеприведенном типичном SMART-отчете вроде не видно никаких указанных мною 187,188,197,198. На самом деле видно, но в графе ID эти идентификаторы представлены в hex т.е. шестнадцатеричной системе исчисления, где помимо цифр 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 используются еще и латинские буквы A, B, C, D, E, F. Т.е. для перевода цифр надо помнить, что в hex  A это 10, B это 11; C это 12; D это 13; E это 14 и F это 15 в десятичном понимании, именуемом dec. Можно не париться, а поискать hex2dec конвертер или наоборот и из горы онлайн-ссылок выбрать любую. Так мы узнаем, что наш 187 показатель это шестнадцатеричное BB.

В моем типичном примере этот показатель уже отличен от 0 и равен 1, что говорит о том, что диск, в общем-то, уже не колокольчик и надо подумывать о замене всего-то на 9000 часах. Но это ноутбук и соответствующая эксплуатация — так что такое можно увидеть и на 1 часе после падения со стола. С другой стороны, в таком виде он открутит еще тысяч 20 часов и не закашляет. Не увидь я эти данные, а многие могут их не увидеть вообще никогда, то и не забивал бы себе голову. Это и есть одна из форм той самой тихой ошибки, о которой выше. Их может быть много, но с ними можно и не столкнуться. Доверять критические данные без резервного хранения таким дискам, конечно, не стоит, но по факту это делают миллионы людей ежедневно, так что иногда мониторить SMART все же имеет смысл.

He2 (т.к. просто Неlium был выше)

Но двинемся по статистике дальше. 4 ТБ накопители в целом оказались существенно надежнее 3 ТБ предшественников даже в рамках одного производителя. Так «трешки» от Seagate в первый год показывали 9,3% годовых отказов, а четверки — всего 2,6%.

Однако объемы растут и скоро и этот парк уйдет в прошлое целиком, т.к. на марше у нас 8-ки, 10-ки и даже 12-ки! Однако здесь не все так однозначно. Дело в том, что в этом сегменте уже идет внедрение новых технологий в массовое производство. Мы помним, что воздух, состоящий в основном из азота и в потоке которого парят головки над блинами жестких дисков, сильно плотный для современных решений и физически является препятствием росту объемов и скоростей. Поэтому в новых моделях используют менее плотных гелий, т.к. газовая среда в гермоблоке необходима — в вакууме механика жесткого диска по традиционной модели работать не будет, головки в прямом смысле слова нуждаются в газовой среде. Такие себе экранопланы.

Вокруг гелия идут дискуссии. Некоторые считают, что обеспечить абсолютную герметичность внутри и исключить утечку гелия в массовых изделиях не удастся, что неминуемо приведет к отказам т.к. внутренняя механика таких накопителей заточена под менее плотную, чем воздух, среду. Теоретически это заявление, в общем-то, обосновано, но все будет зависеть от конкретных производственных возможностей по реальной герметизации массовых товарных накопителей, т.е. заявку эту можно подтвердить или опровергнуть только временем, а пока у нас есть статистика для изучения.

И эта статистика говорит, что текущие 8-терабайтники на воздухе не особо и отличаются показателем отказов от вариантов на гелии. Более того 8/10/12-терабайтники на гелии в целом показывают неплохую массовую статистику. Серия из 16800 штук на 12 ТБ от Seagate на более чем полутора миллионах диско-часов имеет годовой  показатель отказа чуть более 1%. Да и вообще большие диски получились пока статистически очень неплохими.

Средняя температура по больнице

Самое время посмотреть общую статистику от Backblaze.com. Это конечно не рынок в целом, но почти 107 000 накопителей, круглосуточно работающих под нагрузкой, дают основания делать хотя бы приблизительные и статистически вроде бы относительно натягиваемые на бытового или SOHO-пользователя выводы.

По актуальным моделям картина выглядит так:

Как видим для 45 млн. диско-дней годовой показатель отказов для 4-терабайтного Seagate составил менее 3%, т.е. при выборке из почти 35000 накопителей, которые постоянно нагружены работой, в год из строя выйдет менее 3 единиц. Примечательно, что средний пробег по этим цифрам составил примерно 3,5 года.

Промежуточные итоги

Важными выводами, которые делают из своей статистики Backblaze.com являются следующие:

• Для современных жестких дисков потребительского класса, нагруженных круглосуточно, порог роста числа отказов по износу приходится на 4 года.
• Выход из строя таких дисков — явление неплохо прогнозируемое по SMART.
• 1+2 для случая массива RAID дают хорошие гарантии того, что данные, хранящиеся таким образом на потребительских накопителях, делают это вполне надёжно при адекватном мониторинге ситуации.

Главным следствием из изложенного, вероятно, является тот факт, что в реальном SOHO с похожими нагрузками накопители встретятся нечасто, но там будут иные нюансы. Конечно, кто-то может сделать аналог домашнего дата-центра из старого сервера HP и подкинуть туда архив p2p-файлообмена, но даже в таком случае достичь нагрузок, аналогичных тем, что испытывают носители в Backblaze.com, можно будет далеко не всегда и уж точно не постоянно. В связи с этим срок полезной работы жесткого диска в домашне-офисных условиях вероятнее всего окажется больше, нежели описанные 4 года, особенно учитывая, что это только порог увеличения отказов по износу, а не момент, когда все диски выйдут из строя. Т.е. в реальности году к 5–6, если экстраполировать, где-то половина стартовавших одновременно накопителей будет жива. Но проводить эксперимент по долголетию с клиентскими данными на борту, как мы помним, никто не будет, и по показаниям SMART отклонившиеся от генеральной линии партии накопители будут заменены новыми, но к тому времени уже аппаратно иными участниками соревнований.

Some Like It Hot

К аналогичным выводам пришли ученые из Carnegie Mellon University. В частности, они отмечают, что в периоде после 5 лет эксплуатации необходимость замены носителей в крупных инсталляциях возрастает.

А вот ребята из Google установили, что влияние факторов температуры и нагрузки на выход дисков из строя несколько преувеличены и статистически заметны только для возрастных накопителей — т.е. после 5 лет, что несколько неожиданно и для них самих, т.к. ожидалось обратное.

Данные в части температурного режима выглядят так — максимальные проблемы у горячих дисков на 3 году работы. А мы пока заметим, что пик пришелся на более, чем 45 градусов.

Они же сообщают, что особой разницы в случае анализа потребительских и корпоративно-профессиональных накопителей не наблюдают. Последнее, в общем-то, ожидаемо на фоне вышеизложенного. Тем не менее, для 5-летних дисков показатель выхода из строя для выборки с большой нагрузкой и маленькой отличается вдвое — около 4 и 2 %, что в абсолютном выражении не катастрофично. Для новых дисков эти показатели соответственно находятся на уровнях 10 и 4 % с некоторым разбросом, т.е. можно предположить, что под нагрузкой лучше и раньше проявляются производственно-инженерные дефекты и проблемы комплектующих.

По вопросам отсутствия корреляции показателей температуры и отказов Backblaze.com в целом солидарны с предыдущим докладчиком, опираясь на статистику по 34 000 накопителям. Наличие такой связи проявляется лишь на отдельных конкретных моделях, например, Seagate ST31500541AS. Для него диаграмма выглядит так:

Для большинства же моделей жестких дисков такой связи не прослеживается. Детальнее цифры можно посмотреть по ссылке.

Например, по выборке Hitachi HDS722020ALA330 картина следующая и она, вероятно, обусловлена даже не столько конструктивными моментам, а конкретными условиями производства самой модели. Правда стоит отметить, что в случае с дата-центром особо нагреваться дискам никто не дает. Температурный режим и вентиляция там несравнимо получше, чем в типовом напольном мидлтауере с горой пыли внутри. Запомним этот момент, он нам еще пригодится.

И чё, и чё?

В целом три исследования практически промышленной эксплуатации жестких дисков показывают, что при постоянной нагрузке срок полезного их использования составляет примерно до 5 лет или 43800 часов. Не каждый диск в SOHO доживет до столь почтенного пробега. С другой стороны, эта статистика совершенно не значит, что не будет экземпляров, которые бы не прожили значительно дольше, например, тысяч 100. Но таковыми будут явно не все и в домашних условиях по первому чиху накопитель мало кто, в отличие от дата-центра, меняет. Поэтому отдельные «винты» даже с бэдами будут уверенно крутиться до победного, т.е. полного конца. В ряде случаев пользователи даже не будут подозревать о фактическом состоянии накопителя. Про «тихие ошибки» написано выше.

При этом важно, что производственные дефекты проявятся, скорее всего, на ранних сроках, покрываемых гарантией, после чего кондиционный диск открутит положенное.

Занимательно, но гарантия на некоторые твердотельные накопители, например, от Intel, тоже составляет 5 лет, Crucial также предлагает 5 летнюю гарантию и WD тоже. В случае с твердотельными накопителями понятие гарантии еще оперирует циклами перезаписи, но в общем случае условный пользователь имеет все шансы за 5 лет их не выработать.

В случае же обычных жестких дисков количество циклов записи-стирания условно считается неограниченным и механика деградирует заведомо раньше магнетизма (правда детально причины почему-то никто не поясняет, но пользователем достаточно этой расплывчатой формулировки — они, типа, поняли), т.е. внимание на это обращать смысла никакого нет, а вот на SMART — есть.

Что касается жестких дисков, то ожидать увеличения срока их полезного использования можно было бы, но не стоит.

Можно было бы потому, что совершенствуются технологии изготовления компонентов, разрабатываются новые материалы и технологические процессы их обработки, сборки изделий. Задавшись целью произвести надежный во времени жесткий диск реализовать такую цель технической проблемы сегодня не составляет, особенно если не гнаться за скоростями.

А не стоит, поскольку это никому среди производителей особо-то и не нужно. Ввиду взрывного роста генерации объемов данных человечеством (причем в основном бизнесом в части big data) актуальным выглядит вопрос скорее расширения объемов хранения, в т.ч. на единицу площади, а надежность можно перекрыть избыточностью и заменой накопителей в массивах — это быстрее, дешевле и проще, нежели создавать абсолютно надежный накопитель, который устареет морально быстрее, чем физически. Действительно, какой практический и массовый толк от работающего древнего накопителя на 2 ГБ сегодня? Еще и производители главного «железа» задают SOHO тон ежегодными сменами платформ, где новыми системными накопителями будут твердотельные, а бэкапы сольются в корпоративные облака, где проблемы технологий хранения клиентов на местах вообще не интересуют (по крайней мере, пока не прилетят черные лебеди в виде пары падений крупных облачных операторов)? Привет сюжету именно фильма, а не книги «Бойцовский клуб» — там есть релевантное.

Локальные же холодные данные можно хранить и на собственном жестком диске(ах) — они стоят сегодня беспрецедентно недорого и в случае RAID все вполне надежно, да и устареет по объему все скорее всего быстрее, чем износится, особенно в случае креативно-архивного использования.

В общем, производители 3–5 летнюю (WD Black для НЖМД) гарантию берут не с потолка и танцуют вокруг именно этой цифры, хотя на практике большинство накопителей в домашних и околопрофессиональных условиях ее перешагнет. Почему положение дел именно такое — пояснено выше: на подходе новые технологии и повышать выносливость старых никто не будет, а вот что покажут инновации — увидим уже совсем скоро.

В любом случае списывать со счетов даже текущие технологически диски еще рано и об этом наш следующий материал.

Но, one more thing, как говорят любители фруктов

Внимательный читатель уже задается вопросом — где же технические первопричины описанного, Билли? Не втирают ли нам какую-то дичь? Так много слов о ресурсе, износе и прочем, а по факту никакого технического матана! Что же изнашивается? Как это происходит?

Их есть (с), но придется несколько расширить рамки публикации. Данные опять же из открытых источников — у нас же OSINT! И в этот раз мы смотрим на точку зрения одного из трех оставшихся китов, на которых стоит рынок HDD — WD.

Коротко вспомним, что такое жесткий диск — это устройство хранения данных, основанное на магнетизме. В литой и фрезерованный корпус (шасси) помещается сборка рабочих твердых магнитных дисков, которые крутит электромотор. Над и между пластинами бегают пишущие и читающие головки на длинных коромыслах, чтобы охватить весь радиус блина. Рабочее пространство закрывается крышкой — там «чистое» в плане пыли пространство. Есть еще плата управления, шлейфы и разъем интерфейса снаружи. На плате будет электроника в виде контроллера, DRAM-буфера и т.п.

На картинке негерметичный пример. Для герметичного в случае, например, гелия принципиальнее отличия конструкции только в газообмене ну и тонкости элементов.

Итак — самый жир

WD нам сообщает, что около 70% всех проблем жестких дисков — это проблемы зазора головок и блинов. При его нарушении происходит контакт с неблагоприятными последствиями.

Сегодняшние зазоры — менее 2 нанометров! И секретный инсайд из WD постулирует, что, экстраполируя это на реальным мир, мы получим полет на самолете через все США на высоте 1 м с неравномерностью территории +/– 4 см. Не впилиться бы в секвойю, но их в нашем макроаналоге не предусмотрено. Именно поэтому жесткие диски боятся ударов.

Ботающие на английском увидели слово lubricant. Оказывается (и я гарантирую, что многие не знали), на блине жесткого диска есть монослой смазки для снижения адгезии и трения между головками и диском. Поднятие лубриканта слайдером — явление целиком нормальное в своих масштабах, но «глубоко» копать категорически нельзя, ибо будут в прямом смысле запилы рабочей поверхности.

Дело в том, что физические характеристики мономолекулярных пленок зависят от фактического количества материала и последствия копки могут быть отложенными.

Помните про магию и самоуспокоение — теперь по ходу материала вы начинаете знать еще немного больше.

Но мы продолжим. На головках и блинах используется покрытие из алмазоподобного углерода (химики намекают, что алмаз и есть углерод, но алмаз — форма, обуславливающая эксплуатационные характеристики). Сегодняшние толщины покрытий — чуть ли не менее нанометров. В случае утончения начинается рост рисков запилов, износа и даже миграции (!) магнитного материала. Если копать дальше, то мы уйдем в трибологию, что, в общем-то, очевидно. О трибологических аспектах в контексте головок и блинов жестких дисков почитать можно по ссылке.

В общем, тема поддержания достаточного просвета пары пластина-головки является чуть ли не главной в вопросах надежности современных жестких дисков. Множество факторов, на нее влияющих приведено на иллюстрации ниже:

HDI расшифровывается как HEAD-DISK INTERACTION.

Правда красиво? Все это иллюстрирует тезис о том, что новые поколения жестких дисков, ввиду усложнения, будут подвержены новым, возможно неизвестным сегодня, рискам. Инженерам действительно непросто — рынок требует бОльших объемов дата-центров. И объемы по вменяемым ценам сегодня могут дать только старые (старые ли уже?) добрые (точно не злые) жесткие (об этом в первой части) диски (внешне, правда, прямоугольные). Важно понимать, что вопросы надежности являются объектом процесса моделирования на стадии разработки и модели эти эволюционируют вместе с индустрией — иного выхода нет, иначе рынок покажет производителю филейную часть. Поэтому же в ванноподобной кривой из начала материала всегда будет первый сегмент, ответственный за т.н. «детские болезни».

О ванной за пределами IT

Первый сегмент формируется косяками в вопросах качества, материалов, ошибками инжиниринга (привет некоторым моторам группы VAG и BMW, например), а также проблемами самого производства как процесса.

Немного окинем взором мировые мемы по теме. Вначале 2000-х потребители продукции АвтоВАЗа столкнулись с проблемой вибрации руля на скорости 110 км/ч. Проблема не решалась — лучшие балансировочные станки выводили колеса в идеальный баланс, но в руль все равно било. В итоге население экспериментально установило, что если, внимание, отбалансировать колесо прямо на ступице, то проблема исчезала. Называлось это финишной балансировокой и стоило дорого, при смене колеса делать приходилось заново. Письма производителю ожидаемо не дали никакого результата, и народ вошел в исследовательскую фазу. А ларчик открывался просто — на конвейер закупили колесные диски, где диаметр центрального отверстия на 1,5 мм был больше посадочного места на ступице. На шиномонтажах колесо прикручивали со смещением, что и вызывало биение в руль идеально отбалансированного колеса. По этой же причине балансировка на ступице проблему решала, но прошли месяцы и чуть ли не годы, пока производитель прокрастинировал, а народ ломал головы. Проблему, кстати, решили сами пользователи, а не завод. Мучения c ранним двухдисковым сцеплением от VAG и радости владельцев 5-литровых V8 от BMW, употребляющих масло ведрами, вначале 2000-х — тема отдельная. Так что не только Аpple умеет накосячить с антенной, кнопками, экранами и держать покерфейс, а тут — какие-то копеечные диски.

По этим же причинам у кривой есть замыкающая часть (хотел написать — последняя, но вдруг нас читают парашютисты, КВСы, штурманы дальнего хождения и иже с ними) и, как мы слегка подсмотрели, там есть чему изнашиваться кроме мотора. Поэтому наступление периода критического роста вероятностей выхода носителя из строя называется так не случайно — в этом периоде важные накопители лучше таки менять на исправные.

Матан производителей, в отличие от приведенных выше данных, говорит о том, что время — самый плохой доктор для жестких дисков. Картинка чуть ли не из второго закона термодинамики — энтропия, т.е. процент отказов возрастает.

А вот следующим фактором вылета «винтов» производители считают… температуру.

BSOD WTFаками и его разрешение

Самое время читателям предъявить мне:

Да как так-то ? (с) Вверху же совсем обратное!

Амбивалентность ситуации разрешить было непросто, но я смог.

Графики надо читать и анализировать!

Смотрим внимательно слайды. Раз.

И два.

Если коротко, то вышеподписавшиеся охватывали вниманием иные температурные диапазоны, где влияние температуры особо-то и не проявляется. Дата-центры — не сауны с блекджеком и там с кондиционированием все в порядке.

Зато вывод WD сотоварищи постулирует о том, что вероятность отказов возрастает вдове на каждые 15 градусов Цельсия роста температуры. Заметим — это не исключает мнение предыдущих ораторов. Градусов с 50-ти начинается серьезный рост перспективы вылета накопителя. Именно перспективы, а не самих вылетов. Но почему?

В соединении с изложенным возникает и требует изучения уже вопрос влияния рабочих нагрузок на ресурс жестких дисков и это привело производителей к пониманию того, что количество переданных терабайт является параметром, напрямую связанным с надежностью. Сюрприз! Жесткие диски уже тоже имеют по этой части рамки — почти как твердотельные, почти. Пока почти.

Удивленная публика видит новый показатель живучести НЖМД — Mean Petabytes to Failure (MPbF) и производные.

Mean Petabytes to Failure (MPbF) и производные

WD предлагает график, который получился в результате тестового забега 1200 накопителей в течении 1000 часов при сильной рабочей нагрузке с коррекцией по температуре. В итоге статистически значимые данные подтверждают, что с ростом нагрузки процент отказов растет при прочих равных. И наоборот. Причем растет кратно. Из рисунка явно видно, что в абсолютном выражении эти показатели не пугают, но, тем не менее, они существуют в реальности и ее определяют для владельцев этих накопителей.

Возвращаясь к головкам, пластинам, смазке и трибологии производители осознали, что надо дорабатывать напильником и срочно. Нанометры уменьшаются и вот уже нагрев реально вызывает расширения, способные привести к нехорошим физическим последствиям. Родились идеи типа динамической высоты головок. Много матана по ссылке, а мы посмотрим наглядную агитацию про Dynamic Fly Height (DFH).

Показатели перспектив отказов изображены на иллюстрации: тут и миграция, и износ, и рост вероятности отказов в разы.

Критичным считается время близкого нахождения головок к блинам (дальше — копка и запилы!), что находится в прямейшей связи с переданными объемами информации, т.е. суммой запись+чтение.

И это только «дорожный» просвет, а еще мы помним про температуру, как причину, и переданные терабайты, как ориентир. В общем, парадигма надежности жестких дисков в последнее время меняется, и НТП этому прямо способствует. Соответственно разрабатываются новые модели определения надежности, измеряемые точки опоры этих моделей и инструментальные возможности это квантифицировать. WD, в частности, обращает внимание на деградацию головок по магнитным и электрическим измерениям, расстояния между рабочими (в т.ч. магнитными) элементами и уровень ошибок. Без нагрузки головки могут быть «поднятыми» над пластинами или запаркованными в специальном месте за пределами магнитной поверхности блинов.

Да, жестким дискам тоже отведут срок эксплуатации

Выливается все это в один важный момент — некоторое время назад (почти 10 лет, но мало кто заметил) производители жестких дисков как минимум начали оценивать теоретические рамки нагрузки для своих продуктов и сегодня имеют вполне сформированное видение по этому вопросу.

Так Seagate, например, ведет в своих дисках статистику показателя Workload Rate Limit (WRL). Это что-то вроде расчета годового пробега в терабайтах. Seagate условно отводит механическому диску некорпоративного класса 180 терабайт в год или примерно 340 мегабайт на минуту работы шпинделя в режиме чтения или записи (нагрузка в этих режимах суммируется для расчета). Компания при этом замечает, что на гарантийные обязательства этот показатель в общем случае не влияет, а рассчитывается для того, чтобы зафиксировать порог нагрузки, при котором вероятность поломок накопителя возрастает. Бытовому пользователю столкнуться с такими нагрузками вряд ли придется. Диску корпоративного сегмента по логике Seagate при этом полагается 550 терабайт на год нахождения включенным. WD ориентируется на 55 ТБ в год для настольно-мобильного сегмента, 180 — облачного, 550 — корпоративного и «топчику» для дата-центров отводит 800 терабайт в год. Как бы эти 800 освоить еще. Toshiba такие показатели именует Annual Workload Rating и, например, «Выживальщику» S300 на 4 ТБ отводит 110 терабайт годовых. Детальнее по ссылке, сноска №5. Там тоже прямо указано, что с гарантией это связи не имеет, но она у всех-то limited.

Вполне вероятно, что с прогрессом в сфере технологий, которые используются в жестких дисках, эти цифры трансформируются в нечто более близкое к количеству перезаписей ячеек твердотельных накопителей и вместо информационного триггера станут гарантийным лимитом, при выходе за который производитель откажется нести гарантию. Но все это потом, а пока считается, что целенаправленно уложить накопитель потребители за 3–5 лет не должны и многие продолжают думать, что жесткие диски остаются быть «вечными». На самом деле идею нужно разбавить еще и тем, что маркетинговый отдел любого производителя под крышку бы и механизм самоликвидации запихнул для роста продаж, а главное — возможности планирования их регулярности. Но можно оскандалиться.

Время смелых

Но можно и запихнуть! Здесь следует отметить достижение по протиранию до дыр Optane и странную позицию протирателей по этому поводу. Известные адепты протирания установили, что выходу из строя SSD предшествует начало использования запасных блоков контроллером твердотельного накопителя, что, в общем-то, очевидно, перед тем, как крякнуть, с солью можно и нужно даже запасные блоки доесть. Нюанс «Оптана» был в том, что его SMART по вылету сообщал, что запасные колеса никто не ставил и они лежат в багажнике чистенькие и пупырчатые. В соединении с тем, что Optane чуть ли не единственный накопитель, который в итоге не отвалился с концами, а перешел в режим Read-Only с сохранением доступа, указанное тревожно намекает противосамолетным прожектором в ночи, что вывод его из эксплуатации произошел не по факту износа либо поломок разного рода, а запланированно в прошивке производителем. Но поскольку пробежал он явно больше, чем было заявлено Intel в спецификации, то и предъявлять вроде как нечего.

Настораживают лишь два момента:

• «Офигеть конфетки «Тузик»!», т.е. сам факт такого не просто запланированного рассчетно, а конкретно, похоже, изначально отведенного пользователю ресурса! Optane быть может и больше выбегал, но кто ж новый купит? — песня известная.
• Где были очки протирателей, когда они смотрели на результат? И почему они так упорно игнорируют очевидное и избегают комментариев по существу? Кто бы им бинокль вручил, хотя, как в Карлсоне, папа, т.е. Intel, мог строго настрого запретить есть варенье, а именно публиковать эти наблюдения, т.к. дорогую реально железку не для этого вручали. Ну Вы понели… (с)

Я практически уверен, что если бы нашелся Skynet, способный дизассемблировать прошивку «Оптана», то мы бы получили фактические вещдоки обозначенного, но, видимо, не сегодня.

А пока и безсвинцовой (или как троллили в комментариях — безплюмбумной) пайки местами хватает.

Аннушка уже разлила масло

Пока же читатели не так много, как следовало бы, уделяют внимания продвигаемому показателю DRWPD — Disk Read or Write Per Day — т.е. допустимой суточной нагрузке, а ведь именно она в последнее время становится все более ключевой в пресс-релизах и прямо проистекает из изложенного. Именно этим показателем пытаются гримировать ситуацию с ресурсом QLC, например, в Micron.

И делают это, подводя статистику, что, мол, этот показатель падает и это если не нормально, то хотя бы в ожидаемом числится. Окно Овертона в действии.

А вот тут мы вообще в разделе Wow! That’s Cool! (надо больше восклицательных знаков) узнаем, что, оказывается, есть тренд того, что ПО больше читает, чем пишет! Там еще заливают, что read-centic!!! софт, о котором вчера еще никто в такой формулировке не слышал (а браузерный кэш так вообще смотрит на таковой как на оленя), это то, чему твердотельные накопители страх как подходят. Особенно на QLC, на фоне того, что жесткие диски-то имеют показатель рекомендуемой нагрузки, который исполняется как в ходе чтения, так и в ходе записи. А QLC-то ведь на чтение не изнашивается!

Я не знаю, что они там в маркетинговом департаменте Micron употребляют (а если верить Пелевину, то что-то таки должны), но это очень напоминает заявление Intel о лидирующей в отрасли плотности битов на ячейку! Может вторые как-то покусали первых? В любом случае у нас очередной маркетинговый WIN! Оказывается, нам всем очень не хватало QLC. А ведь их могут читать дети!

8-bit MLC в 2019

Страшно подумать, что они наколдуют под OLC — да, восьмиячеечные решения Micron выкатит уже летом, а к зиме и накопители подвезут. Вот где маркетингу придется выворачиваться наизнанку, но, как видим, фундамент залит уже сегодня — читающее ПО и изнашиваемые жесткие диски — герои будущей драмы. Ах ну да, я забыл — это же будет 8-bit MLС, в 2,(6) раза больше битов чем у лучших образцов TLC! Обережно, покращано!

Very limited warranty

Но вернемся к DRWPD жестких дисков. Учитывая изложенное нельзя исключать, что выход такого показателя за пределы установленной нормы можно в будущем признать основанием для отказа в гарантии без затрат дорогущих человеко-часов сервисов на выяснение нюансов. Т.е. здесь можно сэкономить на издержках по сопровождению гарантии. Именно сопровождению, т.к. прямая замена или отказ — дешевле, проще, снижает риски сговора инженера по гарантии с клиентом (да, было много случаев, когда в последний месяц гарантии можно было треснуть жестким диском по столу и легально обменять его на новый, а если крупно повезет, то и на бОльшего объема, если старые делать и поставлять перестали).

Теория и отчеты — хорошо, а как с наглядной агитацией?

Поэтому поводу очень кстати камрад dlinyj с Habr.com задался вопросом, как быть среднестатистическому ИТ-шнику в случае, когда кровавая гэбня, предварительно перегрызя ввод питательства в квартиру, интеллигентно выносит дверной косяк с целью  поковырять архивы анона. Архивы конечно же на НЖМД.

Методические рекомендации, используемые последними в первом приближении мало изменились со времен, когда любителей поквартирного платного просмотра «ничего» опера накрывали путем обесточивания малины. Как мы помним, из редчайшего видеомагнитофона кассету можно было достать без питания (а с учетом механизма подвода пленки к головкам число таковых вообще стремится к нулю, т.к. при обесточивании пленка на головках и оставалась растянутой), а UPS были в СССР даааааалеко не у всех. В итоге под звуки выламываемой двери и почти меметичного «лицом в пол, руки за голову» у организатора домашнего кинотеатра выхода было в основном два: а) принять неизбежное со всеми вытекающими по УК СССР (аббревиатура использована исключительно в исторической ретроспективе), б) попробовать соскочить и в отчаянной попытке выбросить вещдок в окно — авось потом не докажут откуда полет начался (с развитием советской криминологии с последним боролись путем протоколирования осмотра окон специально обученными лейтенантами и расставления в прямом смысле улавливающих сеток по траектории предполагаемого полета). Ирония судьбы — нередко аэродинамику проверяли у достаточно неплохих видеомагнитофонов небезызвестной и нами ранее упоминаемой Hitachi! Ниже классика 80-х для наглядности. Фото со Skylots.org, но еще тысячи их физически в строю.

Toshiba, впрочем, тоже встречалась. Вот она — связь времен в реальности (и это мы еще тематично не коснулись АрВида — до гигабайта цифры на час обычной видеокассеты VHS). Особой пикантности выбору придавал тот факт, что видеомагнитофон мог стоить примерно как квартира (хотя последние официально и не продавались) — нелегкий выбор, однако. Помните, в прошлом материале мы тоже приводили такое мерило для автомобильного медиа-центра Pioneer?

В общем, фабула посещения может быть любой, а результат — прогнозируемый. Поэтому человек и решил выяснить для себя как же лучше всего максимально продуктивно потратить доступные секунды до момента, пока посоны с протокольными лицами не испачкают ковер берцами, расчищая путь коллегам в штатском.

Мы, конечно же, твердотельно и нжмдшно стоим на позиции, что уголовный кодекс надо чтить, а законодательство соблюдать, поэтому опыт товарища изучим строго в академических целях. Так, одним из предложений, озвученных автором, было уничтожение потенциально компрометирующих данных на «винте» практически Торквемадовским методом, т.е. приглашением на огонек. Сжиганием, короче. Практическая часть лабы была запротоколирована и оказалась крайне эхотажной, т.к. сжигался НЖМД не просто на костре, а с подключенным питанием, т.е. с вращающимися дисками и со снятой крышкой. Торквемада совершил бы пару оборотов в гробу, поняв, насколько он недоработал в части жестокости, после изучения картинок ниже.

Итак, диск без крышки на оборотах начинают доводить до extra crispy (а вы знали, что уровни сложности в игре Blood совпадали с англоязычными названиями степеней приготовления еды термической обработкой?) газовой горелкой. Ни в коем случае, ни при каких обстоятельствах не повторяйте дома!

Еще раз обратим внимание — головки вне паркинга, блины крутятся, температура растет.

Через некоторое время термическое расширение делает свое дело, и головка начинает доставать до блина в строгом соответствии с теоретическими выкладками, озвученными выше.

Результат налицо – глубокий запил. Но это еще не все. Через 5 минут эксперимента встал и шпиндель.

Вероятнее всего по аналогичной причине — технологические допуски цилиндрических соединений (или как там правильно назвать ситуацию с электромотором) не подразумевали такого сближения рабочих элементов. На этом интересующий нас эффект достигнут, но для гурманов — ниже продолжение эксперимента.

А тут филармония решила продолжить концерт в три смычка.

Результат получился с ассоциациями.

Таким образом, теория нашла подтверждение ускоренными ресурсными испытаниями.

Мгновение современной криминологии для киберполицейских

В этот момент из аудитории должен прозвучать настойчивый вопрос о том, не ошибся ли докладчик, сообщая о методике подготовки к заходу в помещение с искомыми носителями — точно ли надо отключать свет? Отойдя от темы, заметим, опять же академически, что отключение питания должно, помимо факторов внезапности и психологического давления, исключить в общем случае возможность подозреваемого уничтожить данные электромеханическими методами — программно, дрелью (хоть есть и на батарейках, но не у каждого), магнитным полем, микроволновкой, в случае с оптическими носителями, наконец ! Внезапность и отключение света могут дезориентировать подозреваемого и позволят выиграть оперативникам время. Правда это несет некоторые дополнительные риски — если подозреваемый несколько продвинут и искомые данные по материалам дела могут находиться на подключённом накопителе, то не исключено использование разных форм шифрования. Отключив свет в такой диспозиции, восстановить данные с хорошо и грамотно зашифрованного накопителя будет практически нереально без сотрудничества подозреваемого со следствием. При этом у подозреваемого продолжат несколько секунд быть доступными такие оффлайн-инструменты как молоток и… выкидывание в окно в надежде, что разобьется. Так что конкретное тактическое решение будет принимать руководитель следственно-оперативной группы. И совет дать команду конкретно силовой ее части физически обездвижить подозреваемого, чтобы он даже в случае UPS не споткнулся «случайно» о шнуры питания, тем самым обесточив поднятое до прихода тонких специалистов, будет не лишним.

Важно также понимать, что все вышеописанное в этом и предыдущем материале недвусмысленно намекает, что надежность современного хранения требует регулярных бэкапов. Поэтому есть некоторая отличная от нуля вероятность, что у подозреваемого могут быть резервные копии, образы, облака и прочие дублирующие источники информации. Подготовленный следователь располагает соответствующими инструментами и может выявить их местоположение для дальнейшей передачи экспертам. И эти инструменты совсем не противогаз, не швабра, не перевёрнутая табуретка и даже не отдельная комфортабельная камера с туберкулезниками в СИЗО — все это противозаконно и в тоталитарном прошлом. Сегодня следователь оперирует общечеловеческими ценностями, совестью, процессуальным кодексом и гражданской ответственностью. Впрочем, если следователь подготовлен действительно хорошо, то он может даже убедить подозреваемого передать следствию ключи шифрования, если таковое имело место. Это быстрее, дешевле и эффективнее магнитно-силовой микроскопии в случае магнитных носителей и прочих профильных прикладных технологий для носителей иных типов. Ну и криптоаналитикам не придется потеть с паяльниками. Но мы отвлеклись.

Симпозиум постановил

Таким образом, как оказывается, жесткие диски, хоть и могут долговечнее сохранять информацию, тем не менее, имеют вполне физические нюансы эксплуатации, которые становятся все более существенными с усложнением технологий. Современный жесткий диск имеет хороший ресурс передачи данных, но и он, внезапно, как и у SSD, уже имеет ограничения технологического характера, которые можно посчитать. В результате нормальной нагрузки к 5 годам работы современный жесткий диск попадет в зону риска выхода из строя, хотя проработать дома или в офисе может гораздо дольше — и 50000 и даже 100000 часов. Последнее во многом таки зависит от нагрузки и температур в силу используемых в самих дисках решений. Не забываем про вибрации, скачки напряжения и непоказательность датацентровой статистики — там все по-другому. А пока жесткие диски являются безальтернативными по емкости и цене за гигабайт хранения. Поэтому на рынке они будут существовать очень долго, и уже практически завтра мы увидим предложения на 50–100 и даже 200 терабайт в изделии, правда все это будет потихоньку смещаться в ниши, где такое железо обеспечит решение более конкретных и узких задач. Это нормальное, нужное сегментирование рынка и все категории потребителей сосредоточатся именно на тех продуктах, которые будет лучше всего соответствовать именно их потребностям по приемлемой цене. Ведь никто же не пытается сравнивать МАЗ-537 с легковым седаном, хотя технически оба автомобили и на обоих можно сгонять за «пыгом». В случае SSD потребитель получил еще одну инновационную возможность обеспечить конкретные сегменты быстрым накопителем, т.е. гибкость в подходе к конфигурированию конкретных аппаратных решений стала еще выше.

Поэтому вот этот товарищ только издалека присматривается к ситуации, трезво осознавая, что время его роли в этой постановке наступит еще не скоро.

Не стоит так же забывать, что есть немало технологий, способных продлить жизнь жестким дискам. Некоторые из них еще не вышли за пределы лабораторий и неизвестны вне среды узких специалистов, а некоторые уже пытаются быть представленными общественности предприимчивыми стартаперами (слово-то какое к нам из маркетинга подвалило!). Так, например, ребята из L2Drive на серьезных щах заявляют о вакуумных 3D-технологиях в традиционных жестких диска. Т.е. прямым текстом предлагают откачать все газы из гермокамеры с блинами и головками.

Если у них взойдет, то и покрытия дисков с головками можно будет упразднить, и смазку защитную не добавлять, и проблемы газовой среды внутри накопителя решить, что крайне важно для термомагнитных перспектив, и… расстояния еще сильнее уменьшить. Правда мы помним, что это как раз один из главных взаимоисключающих параграфов надёжности сегодня на фоне еще и термодинамики. На это стартаперы отвечают тем, что в безгазовой среде они смогут легче активно управлять зазором блин-головка. С другой стороны, все прелести, если таки взойдет, можно будет внедрить и без award winning-уплотнения. Правда, в числе участников междусобойчика числятся аж два прямым текстом, как они себя сами позиционируют, серийных предпринимателя, что для нашего уха звучит несколько необычно и в такой формулировке даже как-то невольно вспоминается известная тема композитора Игоря Назарука (если вам больше 25, то вы ее, скорее всего, знаете). Еще двое — выходцы из WD и решительно непонятно почему там эту идею не взялись внедрять, особенно на фоне продвигаемой MAMR.

В любом случае этот пример говорит о том, что идеи еще будут и общий НТП будет этому, несомненно, способствовать.

Вторым главным следствием из прочитанного является тот факт, что слепо доверять публикациям из любых источников (и этой в первую очередь) без критического их осмысления (в комментариях) не стоит — они могут быть совершенно достоверны по сути, но нерелевантны в конкретных условиях. Ложное понимание описанной «магии» может вылиться в убытки как финансовые, так и имиджевые. Последние нередко дороже.

В этом ключе хотелось бы также напомнить, что на трилемму и достижения инженеров-физиков есть обратный компенсаторный механизм маркетологов, который как никогда тематичен.

А в случае с особо эффективным внедрением новых технологий инженерами и соответствующим падением цен на накопители традиционного типа может и какое наводнение произойти, пожар на худой конец. Это очень бодряще действует на графики цен оптовых поставок.

Глобально это выглядело вот так и сильно подправило линию тренда цены за гигабайт:

Однако при наличии всего-то трех производителей этого может и не понадобится, о чем нам крайне толсто намекают изготовители памяти закладкой учебника по конкуренции в разделе «Олигополия».

По этому поводу вот прямо на днях недвусмысленно в TrendFocus намекнули, что поставки традиционных НЖМД по итогам года несколько упали в потребительском секторе. Общую ситуацию сглаживает Enterprise, но на фоне закрытия WD аж трети своих заводов по обычным «винтам» (на самом деле одного из трех, но «трети» звучит драматичнее) цены могут и подрасти. О чем там кто и с кем мог договариваться пусть анализирует и моделируют антимонопольщики. А мы смотрим свежую статистику.

Дополнительно отметим, что 5-летняя гарантия на потребительские решения в сферах HDD и SDD намекает, что эти технологии еще неизбежно пересекутся.

Титры

Спасибо дочитавшим до конца более 76000 знаков с пробелами. Теперь вы знаете больше. И Вы, тов. полковник, тоже.

Свои отзывы и предложения прошу оставлять в комментариях. Возможно, я что-то не осветил в стремлении к лапидарности или кто-то с чем-то не согласен, и мы вместе повысим образовательный уровень наш и тех, кто эту статью найдет в поиске в будущем.

Сравнение производительности различных типов серверных накопителей (HDD, SSD, SATA DOM, eUSB)

В этой статье мы рассмотрим современные модели серверных накопителей с точки зрения производительности и оптимальных областей применения.

На данный момент в серверах в основном используются устройства хранения данных двух типов — жесткие магнитные диски (HDD, hard disk drive) и твердотельные накопители (SSD, solid-state drive). Кроме того, используются также и такие устройства, как eUSB Flash Module и SATA DOM. Рассмотрим все эти типы более подробно.

Современные жесткие магнитные диски могут использовать один из двух интерфейсов — SATA (Serial Advanced Technology Attachment) и SAS (Serial Attached SCSI). Текущая версия интерфейса SATA обеспечивает пропускную способность 6 Гбит/с. Диски с этим интерфейсом преимущественно используются в сегменте настольных персональных компьютеров, но могут применяться и в серверах. В серверном сегменте такие диски имеют скорость вращения шпинделя 7’200 об/мин. В нашем тестировании из дисков этого типа будут принимать участие модели Seagate Constellation.2 ST91000640NS (SATA 7’200, 2.5″) и Seagate Constellation ES ST1000NM0011 (SATA 7’200, 3.5″).

Более надежный и производительный дисковый SAS-интерфейс предназначен для серверных решений и рабочих станций. Он также имеет пропускную способность до 6 Гбит/с, но уже в режиме полного дуплекса (Full Duplex), что означает возможность одновременной передачи данных в обеих направлениях со скоростью 6 Гбит/c. Диски с этим интерфейсом имеют больший показатель MTBF (Mean Time Between Failures, среднее время наработки на отказ). Более того, интерфейс SAS, в отличие от SATA, использует другой набор команд с поддержкой большей глубины очереди запросов (64 против 32, чем больше глубина очереди, тем лучше оптимизация очередности выполнения запросов) и двухпортовое подключение для возможного обеспечения отказоустойчивости. Важной особенностью SAS является более адаптированное подключение дисков с интерфейсом SAS к различным бэкплэйнам, корзинам, экспандерам, RAID и HBA контроллерам, системам хранения данных и другим устройствам как по внутренним, так и по внешним портам. В настоящее время в серверах применяются SAS-диски со скоростью вращения шпинделя 7’200, 10’000 и 15’000 об/мин.

Скорость 7’200 об/мин. поначалу была нетипична для серверного сегмента, однако производители жестких дисков в какой-то момент решили выпускать диски со скоростью вращения 7’200 об/мин не только с интерфейсом SATA, но и с интерфейсом SAS. В своей «механической» части эти диски совершенно одинаковы, они отличаются только способом подключения. Этот шаг повысил ценовую доступность SAS-дисков и предоставил серверному сегменту диски SAS большего объема. Основная область применения таких дисков — малобюджетные рабочие станции и сервера начального уровня. Тестируемые диски этого типа — Seagate Constellation.2 ST91000640NS (SAS 7’200, 2.5″) и Seagate Constellation ES.3 ST1000NM0023 (SAS 7’200, 3.5″).

SAS-диски со скоростью вращения шпинделя 10’000 об/мин — хорошее решение для мощных рабочих станций и недорогих серверных решений корпоративного класса. Тестируемый диск — Seagate Savvio 10K5 ST9900805SS (SAS 10000 2.5″).

SAS-диски со скоростью вращения шпинделя 15.000 об/мин — лучший выбор для серверов корпоративного сектора, центров обработки данных (ЦОД) и систем хранения данных (СХД). Тестируемый диск — Seagate Cheetah 15K7 ST3300657SS (SAS 15000 3.5″).

Производительность вышеперечисленных дисков на операциях последовательного и случайного чтения/записи приведена на следующей диаграмме.

При одинаковых скорости вращения шпинделя и физическом размере пластин диски SAS быстрее дисков SATA, что объясняется большей линейной плотностью данных у дисков SAS по сравнению с дисками SATA.

С другой стороны, диск SAS 7’200, 3.5” и SAS 10’000, 2.5” показывают практически одинаковые результаты. Это объясняется тем, что преимущество в скорости вращения компенсируется меньшим физическим размером пластин диска 2.5”, в результате чего при одинаковой линейной плотности данных линейная скорость головок относительно пластин примерно одинакова.

В тесте на случайное чтение, который измеряет количество операций ввода/вывода в секунду (IOPS), результаты дисков 2.5” 7’200 об/мин лучше, чем у дисков форм-фактора 3.5” той же скорости, поскольку у «маленьких» дисков время перемещения головки к нужному сектору меньше. Диски SAS здесь показывают опять более высокий результат по сравнению с дисками SATA, теперь уже за счет лучшей оптимизации очередности выполнения случайных запросов благодаря поддержке большей глубины очереди (64 у SAS против 32 у SATA). Преимущество дисков SAS 10’000 и 15’000 об/мин обеспечивается не только высокой скоростью вращения шпинделя, но и тем, что они имеют более совершенный механизм позиционирования головок с меньшим временем доступа.

На операциях случайной записи SAS диски имеют такое же преимущество перед дисками SATA, как и на операциях чтения.

Твердотельные накопители, использующие энергонезависимую память NAND-Flash, обладают в сотни раз большей скоростью чтения и записи на случайных операциях, чем жесткие диски, поскольку в твердотельных накопителях не нужно перемещать магнитную головку. Кроме того, у SSD меньше энергопотребление и отсутствует шум при работе. Но у них есть и недостатки, а именно: высокая стоимость и сравнительно с HDD относительно маленький объем. В сегменте настольных ПК такие накопители используются совместно с HDD по схеме, когда на SSD устанавливаются операционная система и самые необходимые программы, а на HDD хранятся все остальные данные. Такой подход заметно повышает скорость работы компьютера, не сильно увеличивая его стоимость. Для тестирования мы выбрали накопитель Intel 520 Series 240GB. Данный накопитель рекомендован для использования в настольных компьютерах, ноутбуках и рабочих станциях.

В серверном сегменте ситуация с SSD значительно отличается. Размещать значительные по объему массивы данных на SSD довольно дорого. Зато их с успехом можно использовать для кэширования, когда SSD-кэш используется для размещения «горячих» данных, то есть данных, обращение к которым происходит наиболее часто. Это даёт огромный прирост в производительности дисковой подсистемы сервера, особенно на операциях случайного доступа. Тестируемый серверный SSD-накопитель — Intel DC S3700 100GB.

При последовательном чтении десктопный и серверный накопители показывают почти одинаковые результаты, а вот при последовательной записи серверный тип SSD заметно проигрывает. Это связано с тем, что в серверном накопителе используется память, которая допускает на порядок большее число циклов перезаписи, однако сами операции записи выполняются медленнее.

На операциях случайной записи отставание тоже значительно, но это вызвано необходимостью обеспечения гораздо большего ресурса на запись для серверных накопителей.

Накопители eUSB, как и SSD-накопители, тоже используют для хранения данных Flash-модули, но они устанавливаются непосредственно в USB-разъем на серверной системной плате. Такие накопители имеют ряд функциональных и других ограничений, обусловленных как раз использованием в качестве интерфейса порта USB. C такого накопителя не работает загрузка полноценной версии ОС Windows, а скорость интерфейса (480 Мбит/с) значительно ниже, чем у SATA (6 Гбит/с). Наиболее оптимальной областью их применения в серверах является использование в качестве загрузчика операционной системы небольшого размера, например, гипервизора VMware ESXi. В тонких клиентах такие накопители используются для хранения образа операционной системы Windows Embedded. Тестируемый накопитель — eUSB Transcend 4GB.

Накопители SATA DOM более функциональны, чем eUSB-накопители. Подключаются они так же, как и SSD-накопители, к разъему SATA, но при этом «выглядят» более похожими ни USB-накопитель, нежели на жесткий диск. Устанавливаются они непосредственно в разъемы SATA на материнской плате компьютера или сервера. Удобно, когда такой разъем имеет встроенное питание, иначе его приходится обеспечивать через дополнительный кабель. Учитывая, что эти накопители подключаются к стандартным SATA разъёмам, BIOS материнской платы работает с ними как с обычными накопителями HDD или SSD, что делает возможным установку на SATA DOM полноценной загрузочной версии операционной системы Windows. В сервере это освобождает место в корзине дисковой подсистемы, позволяя использовать его для диска RAID-массива. К тому же накопитель SATA DOM находится внутри серверной платформы, что исключает случайное изъятие диска с установленной ОС. Применять такие накопители можно в десктопном и серверном сегментах, а также в тонких клиентах, устанавливая любую операционную систему или гипервизор для виртуализации. Тестируемый накопитель — SATA DOM Innodisk 8 GB.

Результаты тестирования накопителей eUSB-Flash и SATA DOM соответствуют производительности их интерфейсов. По спецификации USB 2.0 регламентирована скорость 25 — 480 Мбит/с, а для SATA 3.0 — 6’000 Мбит/с, что уже склоняет выбор в пользу устройств с интерфейсом SATA. На графике мы видим превосходство в 2,5 раза при операциях последовательного чтении и записи SATA DOM Innodisk над eUSB-Flash.

В тесте операций случайного чтения ситуация не меняется, SATA DOM также лидирует. Случайная запись у обоих накопителей одинаково на очень низком уровне, но для этих операций они и не предназначены.

Данные производительности лучших представителей каждого типа накопителей из нашего тестирования приведены на следующих диаграммах. Явным лидером себя показывает твердотельный накопитель от Intel.

Мы надеемся, что наша статья поможет определиться с выбором того или иного накопителя. А выбрать действительно есть из чего. Очень большое количество разнообразных накопителей предлагается производителями, но для достижения наилучших результатов нужно правильно планировать свои потребности и ожидания от подсистем хранения данных.

Измерения для HDD и SSD проводились на одном и том же контроллере Intel RS25DB080. Тестирование выполнялось при помощи программы IOmeter со следующими параметрами: кэш-память контроллера и дисков отключена, глубина очереди команд — 256, параметр Strip Size — 256KB, размер блока данных — 256KB для последовательных операций и 4KB для случайных операций. Скорость последовательных операций измерялась в MB/s, случайных — в IOPS (количество операций ввода/вывода в секунду).

 

Инженер отдела серверного оборудования Андрей Леонтьев
03.06.13

5 лучших способов использования внешних жестких дисков

В нашей повседневной жизни очень много внимания уделяется компьютеру. Мы используем компьютеры для хранения наших фотографий и видео, для выполнения работы и для общения с нашими друзьями через Интернет. Все это было бы невозможно без жесткого диска. Жесткий диск — это компонент, в котором хранятся все данные на вашем компьютере, от файлов до программного обеспечения. Это центральный банк хранения нашей цифровой жизни.

К сожалению, на жестких дисках нет неограниченного места.Хотя для большинства пользователей 500 ГБ хранилища более чем достаточно, у вас может закончиться свободное пространство, если у вас много больших файлов, таких как фильмы, компьютерные игры и файлы для редактирования. К счастью, вы всегда можете использовать внешний жесткий диск для хранения данных вашего компьютера.

Вот 5 основных вариантов использования внешнего накопителя.

1. Хранилище
2. Резервное копирование
3. Цифровое редактирование
4. Обмен данными
5. Игры

Правильно, вы можете использовать внешний жесткий диск гораздо больше, чем просто хранилище.Давайте подробно рассмотрим каждый из этих пунктов.

1. Хранение данных

Внешние жесткие диски в основном используются для хранения данных.

Каждый компьютер — будь то настольный компьютер в корпусе Tower или портативный компьютер — оснащен внутренним жестким диском. На жестком диске хранятся все ваши постоянные компьютерные данные. Каждый раз, когда вы сохраняете файл, фотографию или программное обеспечение на свой компьютер, они сохраняются на жестком диске.

На большинстве жестких дисков объем памяти составляет от 250 ГБ до 1 ТБ. Этого более чем достаточно для обычного пользователя ПК, но если у вас есть компьютер в течение длительного времени или если вы используете компьютер в качестве рабочей станции, вам, вероятно, потребуется больше места на жестком диске, чем 500 ГБ.Когда на жестком диске заканчивается свободное место, вы не сможете сохранять на свой компьютер какие-либо дополнительные данные — ни фотографий, ни программного обеспечения, ни текстовых редакторов.

У вас возникнут проблемы, если на вашем компьютере мало места для хранения. Когда ЦП вашего компьютера выполняет задачи, он создает «временные» файлы, которые часто сохраняются на жестком диске. Если ваш жесткий диск переполнен, на вашем ЦП не будет столько места для хранения этих временных файлов, и он не сможет обрабатывать данные так быстро.У вас будет замедление, когда вы играете в игры, смотрите фильмы, запускаете программы или даже просто просматриваете веб-страницы. По этой причине всегда лучше оставлять на жестком диске как можно больше свободного места.

Большинство людей используют внешний жесткий диск именно по этой причине. В отличие от внутреннего диска, который прочно расположен внутри вашего компьютера, внешний жесткий диск — это устройство, которое вы подключаете к порту компьютера. Внешний жесткий диск дает больше места для хранения ваших данных.

Когда вы храните данные на внешнем жестком диске, вы можете получить к ним доступ только тогда, когда жесткий диск подключен к вашему компьютеру.Вы можете использовать внешний жесткий диск для хранения файлов, к которым вы редко обращаетесь. Это могут быть:

• Старые фотографии или видео
• Записи и архивные данные
• Завершенные проекты / портфолио

Когда вы храните свои старые документы на внешнем жестком диске, вы сможете сохранить большее количество свободного места на вашем жестком диске, чтобы вы могли добавлять новые файлы и обеспечивать максимально быструю работу вашего компьютера.

Как освободить место на жестком диске

Помимо использования внешнего жесткого диска, вы можете освободить место на жестком диске с помощью утилиты Storage Sense на компьютерах с Windows 10.Storage Sense автоматически находит и удаляет временные файлы с вашего компьютера. Чтобы включить Storage Sense:

• Нажмите клавишу Windows
• Щелкните значок настроек
• Щелкните System
• Щелкните вкладку Storage

Переносные внешние диски для путешествий

Если вы путешествуете, вы можете получить портативный внешний жесткий диск для хранения всех фотографий и видео, которые вы делаете во время отпуска. Вы можете легко хранить все свои фотографии и видео на своем ноутбуке или телефоне, но если вы сделаете большое количество фотографий, это может быстро занять место на жестком диске.Используйте внешний жесткий диск для хранения новых фотографий во время путешествий.

2. Резервное копирование

Одним из наиболее важных способов защиты данных компьютера является резервное копирование жесткого диска. Резервная копия — это всего лишь вторая копия вашего жесткого диска, которая будет доступна вам на случай, если с вашим компьютером что-то случится.

Влага, капли и компьютерные вирусы могут нанести серьезный ущерб вашему компьютеру, что может привести к повреждению жесткого диска. Вы также можете потерять все данные своего компьютера, если ваш компьютер будет украден.Вот почему так важно хранить резервную копию на внешнем жестком диске. Таким образом, когда вы приобретете новый компьютер, вы сможете перенести данные из резервной копии на новый жесткий диск — все готово и работает, как новый.

Самые современные внешние жесткие диски имеют функцию автоматического резервного копирования, которая позволяет создавать резервные копии вашего компьютера один или даже несколько раз в день. Просто помните, что ваш внешний диск должен быть подключен к вашему компьютеру, чтобы происходило автоматическое резервное копирование.Однако вы можете в любое время создавать резервные копии жесткого диска вашего компьютера вручную, а также создавать резервные копии любого файла или папки.

Мы храним так много ценной информации на жестких дисках наших компьютеров, как фотографии, рабочие файлы и финансовые документы. Если вы хотите защитить все эти важные данные, вы должны как можно чаще делать резервные копии жесткого диска. Лучше всего делать резервные копии как минимум из двух разных источников. Обязательно храните эти жесткие диски в разных местах, чтобы они не подвергались одинаковому риску повреждения окружающей среды или кражи.Или используйте как внешний жесткий диск, так и облако.

3. Редактирование

Внешний жесткий диск абсолютно необходим для цифрового редактирования. Что такое цифровое редактирование?

• Редактирование видео
• Редактирование фотографий
• Цифровая иллюстрация
• 3D-рендеринг
• Редактирование аудио
• Расширенное моделирование

Это одни из самых сложных задач, которые может выполнять ваш компьютер, поскольку они требуют больших вычислений и обработки данных.В то время как ваш процессор и графический процессор выполняют большую часть работы, внешний жесткий диск также является важным аспектом.

Обработка RAID

RAID означает «избыточный массив независимых дисков». Обычно вы подключаете два или более жестких диска, и они действуют как один жесткий диск. Вы можете настроить RAID так, чтобы ваши данные хранились на нескольких жестких дисках — поэтому, если один из дисков выйдет из строя, у вас останутся данные на других жестких дисках.

Когда вы выполняете высокооктановую обработку, ваш жесткий диск может выйти из строя.Сбой жесткого диска может привести к потере всех новых данных, которые еще не были сохранены. Один из лучших способов предотвратить это — выполнять обработку RAID при выполнении интенсивных задач. Если вы новичок в цифровом редактировании, узнайте, как настроить RAID-массив.

Внешний рабочий диск

Рабочий диск — это любой жесткий диск, на котором компьютерная программа сохраняет данные. На большинстве компьютеров есть только один жесткий диск, так что это рабочий диск, предназначенный для компьютерных программ.Если вы выполняете цифровое редактирование, вам может быть полезно выбрать внешний жесткий диск в качестве рабочего диска для вашего программного обеспечения для редактирования.

Жесткий диск вашего компьютера, вероятно, будет заполнен программным обеспечением и личными файлами, и если вы выполняете редактирование, которое приведет к появлению большого количества временных файлов, у вас может закончиться место на жестком диске. Вместо этого подключите внешний жесткий диск и установите его в качестве рабочего диска для вашей программы редактирования (обычно рабочий диск устанавливается в приложении).На внешнем жестком диске будет больше свободного места для редактирования.

4. Совместное использование данных

Внешний жесткий диск — отличный способ передать большой объем данных. Самые популярные способы передачи данных — это флэш-накопитель, электронная почта или облачное хранилище. К сожалению, эти методы не идеальны для отправки / получения нескольких файлов. Если вы пытаетесь передать много гигабайт данных, вы обнаружите, что эти методы передачи медленные и неудобные. Облачное хранилище может обрабатывать большее количество данных, но время загрузки и выгрузки может быть большим.

Внешний жесткий диск, с другой стороны, позволяет передавать больше данных с большей скоростью. Если вы пытаетесь перенести данные со старого компьютера на новый или пытаетесь обмениваться данными с деловым партнером или клиентом, вам будет проще использовать внешний жесткий диск. Вы просто помещаете данные на внешний диск, а затем подключаете внешний диск к любому компьютеру, на который хотите их передать. Это похоже на флешку, но с гораздо большим объемом памяти.

Профессиональный совет: лучшие внешние жесткие диски имеют быстрые разъемы, такие как Thunderbolt или USB-C.

5. Игры

Современные компьютерные игры обладают огромным объемом и графическими деталями, что означает, что они занимают гораздо больше места на жестком диске. Если вы заядлый компьютерный геймер и ваш жесткий диск переполнен играми, приобретите внешний жесткий диск для их хранения. Помните, что ваш компьютер не будет работать так быстро, если у вас мало свободного места. Внешний жесткий диск может значительно повысить производительность в играх.

Если вы собираетесь использовать внешний жесткий диск для игр, обязательно приобретите его с разъемом Thunderbolt или USB-C.USB Type-A слишком медленный и не сможет быстро передать информацию с жесткого диска на ваш компьютер, поэтому вы столкнетесь с серьезными задержками. С другой стороны, Thunderbolt и USB-C — это высокоскоростные разъемы, которые минимизируют проблемы с производительностью при игре на внешнем диске.

Вы также можете использовать внешний жесткий диск для консольных игр. И PlayStation 4, и Xbox One поддерживают внешние жесткие диски через разъем USB 3.0. USB 3.0 — хороший разъем, достаточно быстрый для игр.

Какие внешние жесткие диски самые лучшие?

1. BUFFALO DriveStation Axis Velocity USB 3.0

BUFFALO DriveStation Axis Velocity USB 3.0 — это фантастический высокоскоростной внешний жесткий диск. Этот внешний жесткий диск имеет колоссальную емкость 3 ТБ, поэтому вы сможете использовать его для резервного копирования или для хранения редко используемых данных.

Что хорошего в этом жестком диске, так это то, что он невероятно быстрый благодаря высокоскоростному разъему USB 3.0 (помните, USB 3.0 намного быстрее, чем обычно используемый USB 2.0). Максимальная скорость передачи данных составляет 5120 МБ / с, поэтому вы сможете создавать резервные копии целых жестких дисков или очень больших папок, не дожидаясь слишком долгого ожидания.

Это делает его хорошим внешним жестким диском для игр благодаря быстрому разъему, не говоря уже о том, что гладкий черный дизайн будет отлично смотреться рядом с вашей игровой установкой или консолью. При весе всего 2 фунта он достаточно компактен, чтобы брать его с собой в поездку, если у вас есть большая ручная кладь или рюкзак для электроники.Он определенно не предназначен для путешествий — это скорее внешний жесткий диск для настольного компьютера, — но вы, безусловно, можете взять его с собой в командировки или в отпуск.

2. BUFFALO MiniStation Extreme NFC USB 3.0

BUFFALO MiniStation Extreme NFC USB 3.0 — это мини-версия BUFFALO DriveStation. Этот портативный внешний жесткий диск весит всего 10 унций и имеет размеры 3,5 x 5,6 x 0,8 дюйма. Вы сможете положить этот внешний накопитель в рюкзак, сумку для ноутбука или сумочку, что сделает его ценным аксессуаром во время путешествий.Этот внешний жесткий диск имеет более прочный корпус, чем настольная версия, поэтому он более устойчив к падению, ударам и всем тем мелочам, которые могут сотрясать ваш жесткий диск, пока вы в пути.

Несмотря на то, что он небольшой, вы будете рады узнать, что в нем достаточно места для хранения — 1 ТБ. Он также использует быстрый разъем USB 3.0, поэтому вы можете передавать большие объемы данных на высокой скорости.

Об авторе

Зак Кабадинг (Zach Cabading) — автор статей в HP® Tech Takes.Зак — специалист по созданию контента из Южной Калифорнии, он создает разнообразный контент для индустрии высоких технологий.

Популярные аксессуары HP

Что такое жесткий диск? — Типы, функции и определение — Видео и стенограмма урока

Жесткие диски (HDD)

Жесткие диски были доминирующим типом хранилищ с первых дней появления компьютеров. Жесткий диск представляет собой жесткий диск из немагнитного материала, покрытый тонким слоем магнитного материала.Данные сохраняются за счет намагничивания этой тонкой пленки. Диск вращается с высокой скоростью, а магнитная головка, установленная на подвижном рычаге, используется для чтения и записи данных. Типичный жесткий диск работает со скоростью 7200 об / мин (оборотов в минуту), поэтому вы часто будете видеть это число как часть технических характеристик компьютера. Вращение диска также является источником гудения компьютера, хотя большинство современных жестких дисков работают довольно тихо.

В целом жесткие диски очень надежны и могут без проблем использоваться в течение многих лет.Однако жесткие диски могут выходить из строя, и одной из наиболее частых причин является поломка головки . Это происходит, когда магнитная головка царапает магнитную пленку. Обычно это происходит в результате физического шока, например, в результате падения включенного компьютера. Когда ваши жесткие диски испытывают механический сбой, вы часто слышите скрипящий или царапающий звук. Такой сбой приводит к потере данных из-за повреждения магнитной пленки. Поэтому всегда полезно иметь резервную копию важных файлов на жестком диске.

Твердотельные накопители (SSD)

Твердотельные накопители — относительно новая альтернатива более традиционным жестким дискам. У твердотельных накопителей нет движущихся частей, и данные хранятся электрически, а не магнитно. В большинстве твердотельных накопителей используется флэш-память, которая также используется в картах памяти для цифровых фотоаппаратов и USB-накопителях. Поскольку в них нет движущихся частей, твердотельные накопители гораздо менее уязвимы для повреждений от физических ударов. Основным недостатком твердотельных накопителей является то, что они намного дороже жестких дисков, хотя цены постепенно снижаются.

Несмотря на стоимость, твердотельные накопители быстро становятся предпочтительным типом жестких дисков для определенных типов компьютеров, поскольку они очень устойчивы к повреждениям и меньше обычных жестких дисков. Например, MacBook Air теперь стандартно поставляется с твердотельным накопителем, использующим флеш-память.

Емкость и производительность

Самая важная характеристика жесткого диска — это объем данных, который может хранить жесткий диск, называемый объемом памяти .Типичный внутренний жесткий диск для нового настольного компьютера или ноутбука имеет емкость от нескольких сотен гигабайт (ГБ) до одного терабайта (ТБ). Насколько велик терабайт? Учтите, что размер типичной песни в формате MP3 составляет от пяти до десяти мегабайт (МБ). Вы можете хранить около 150 000 песен на диске емкостью 1 ТБ.

Однако важны и другие характеристики. К ним относятся время доступа или время, необходимое для доступа к определенному фрагменту данных (измеряется в миллисекундах или мс), и скорость передачи данных, или насколько быстро данные могут быть прочитаны или записаны (измеряется в мегабитах в секунду или Мбит / с).Твердотельные накопители работают лучше жестких дисков по этим двум характеристикам: у них более короткое время доступа и более высокая скорость передачи данных.

Внешние жесткие диски

Чтобы увеличить емкость хранилища для конкретного компьютера, вы можете добавить дополнительные внутренние жесткие диски. Это не всегда практично, поэтому часто бывает проще подключить отдельный внешний жесткий диск. Он похож на внутренний жесткий диск, но защищен металлическим или пластиковым корпусом и имеет розетку для подключения компьютера.Соединения USB распространены, но доступны и другие типы интерфейсов. Помимо обеспечения дополнительной емкости для хранения, внешние диски также широко используются для создания резервных копий критически важных файлов на внутреннем жестком диске компьютера.

Резервное копирование данных

В какой-то момент все жесткие диски выйдут из строя. Обычно жесткий диск прослужит много лет, и вы можете решить заменить весь компьютер до того, как жесткий диск выйдет из строя или повредится. Однако представьте себе сценарий, в котором у вас есть новый ноутбук, и вы сохраняете на его жестком диске все важные файлы: файлы данных о вашей работе, школьные задания, семейные фотографии, налоговые декларации и все такое.Однажды вы работаете на своем ноутбуке и случайно толкаете его со стола на пол. Вы слышите какие-то странные звуки, и когда вы пытаетесь перезагрузить компьютер, ничего не происходит.

Если у вас произошел серьезный сбой жесткого диска, вы могли потерять все свои данные. Восстановление данных возможно, но обычно это очень дорого, поэтому вам необходимо регулярно создавать резервную копию важных файлов. Внешний жесткий диск емкостью 1 ТБ с подключением по USB стоит около 100 долларов, так что это небольшая плата за некоторое спокойствие.

Краткое содержание урока

Жесткий диск компьютера — это устройство, на котором хранится все программное обеспечение, установленное на компьютере, а также все файлы данных, созданные и используемые этим программным обеспечением. Существует два основных типа жестких дисков: жесткие диски (HDD) , которые используют один или несколько вращающихся дисков и полагаются на магнитное хранилище, и твердотельные накопители (SSD) , у которых нет движущихся механических частей, но используйте флэш-память, как в USB-накопителях.Самая важная характеристика жесткого диска — это объем данных, который может хранить жесткий диск, называемый объемом памяти .

Результаты обучения

После этого урока вы должны уметь:

• Определить жесткий диск и емкость хранилища
• Опишите два типа жестких дисков
• Напомним о функциональности внешних жестких дисков и важности резервного копирования данных

Как работают жесткие диски

Статьи по теме

История жестких дисков

Жесткий диск — один из важнейших элементов всех современных компьютеров и сердце нашей работы: восстановление данных.Наш более чем 30-летний опыт работы дал нам возможность работать практически со всеми типами и всеми марками жестких дисков.

Как починить жесткий диск?

Со временем вирус, сбой или просто внутренняя ошибка могут поставить под угрозу целостность жесткого диска, как внутреннего, так и внешнего, и повредить его данные или сделать их недоступными. В зависимости от серьезности проблемы можно выполнить ремонт и восстановление.

Что делать, если жесткий диск не распознается?

Иногда наши устройства хранения данных, жесткие диски, карты памяти или другие USB-накопители не распознаются операционной системой, что делает невозможным доступ к нашим профессиональным или личным данным.Вот несколько важных советов о том, что делать, если диск не распознается.

Жесткий диск SSD: маленькая революция в секторе цифровых хранилищ

Появление жестких дисков SSD стало небольшой революцией в вычислительном микромире, поскольку принесло множество улучшений по сравнению с механическими жесткими дисками, которые используют вращение и электромагнитную технологию для хранения данных.

Являются ли SSD-диски менее надежными, чем классические жесткие диски?

Компания Ontrack недавно провела анализ различий в надежности жесткого диска и твердотельного накопителя и пришла к выводу, что жесткий диск еще на много лет впереди.

Продление срока службы вашего SSD-накопителя

Выполняя соответствующие шаги в случае потери данных с SSD-накопителем, компания увеличивает свои шансы на получение своих данных. Фактически, пять следующих рекомендаций могут быть применены как к периферийным устройствам SSD-накопителей, так и к традиционным. жесткие диски.

6 мифов о SSD-накопителях

SSD-накопители никогда не ломаются и легко ремонтируются? Ложь. Мы слышим всевозможные ложные утверждения о SSD.Вот шесть из них, которые мы слышим чаще всего.

HDD vs SSD

Хранение данных на разных носителях стало причиной появления SSD для замены жестких дисков чуть более пяти лет назад. Процесс этой технологии очень быстрый. Если за преимущества, с точки зрения производительности, в первую очередь выступают SSD-накопители, то какие о надежности и возможности восстановления данных между двумя дисками? Это война между SSD и HDD?

Оптимизация ноутбука с SSD-накопителем?

Устали ждать, пока на вашем ноутбуке загрузится Windows или MacOS? Замена магнитного жесткого диска на SSD может изменить правила игры, хотя это не обязательно так просто, как кажется.

Как они работают? — Techbytes

Что такое жесткий диск?

Жесткий диск (сокращенно HDD) — это тип хранилища, обычно используемый в качестве основной системы хранения как на портативных, так и на настольных компьютерах. Он функционирует, как любой другой тип цифрового запоминающего устройства, записывая биты данных и затем вызывая их позже. Следует отметить, что жесткий диск называется «энергонезависимым», что просто означает, что он может сохранять данные без источника питания. Эта особенность в сочетании с их большой емкостью хранения и относительно низкой стоимостью является причиной того, что жесткие диски так часто используются в домашних компьютерах.Хотя жесткие диски прошли долгий путь с момента их первого изобретения, основной способ их работы остался прежним.

Как жесткий диск физически хранит информацию?

Внутри корпуса находится серия дискообразных предметов, именуемых «пластинами».

ЦП и материнская плата используют программное обеспечение, которое сообщает так называемой «головке чтения / записи», куда двигаться на пластине и куда она затем подает электрический заряд на «сектор» на пластине.Каждый сектор представляет собой изолированную часть диска, содержащую тысячи частей, способных принимать магнитный заряд. Новые жесткие диски имеют размер сектора 4096 байт или 32768 бит; Магнитный заряд каждого бита преобразуется в двоичную 1 или 0 данных. Повторите этот этап, и в конечном итоге у вас будет строка битов, которая при обратном чтении может дать инструкции ЦП, будь то обновление вашей операционной системы или открытие сохраненного документа в Microsoft Word.

По мере разработки жестких дисков одним ключевым фактором, который изменился, является ориентация секторов на пластине.Сначала жесткие диски были разработаны для «продольной записи» — то есть более длинная сторона диска ориентирована горизонтально — и с тех пор использовался другой метод, называемый «перпендикулярная запись», когда секторы накладываются друг на друга. Это изменение было внесено, поскольку производители жестких дисков достигли предела того, насколько маленьким они могли сделать каждый сектор из-за «Суперпарамагнитного эффекта». По сути, суперпарамагнитный эффект означает, что секторы жесткого диска меньше определенного размера будут менять магнитный заряд случайным образом в зависимости от температуры.Это явление может привести к неточному хранению данных, особенно с учетом тепла, выделяемого работающим жестким диском.

Одним из недостатков перпендикулярной записи является повышенная чувствительность к магнитным полям и ошибкам чтения, что создает необходимость в более точных плечах чтения / записи.

Как программное обеспечение влияет на то, как информация хранится на диске:

Теперь, когда мы обсудили физическую работу жесткого диска, мы можем взглянуть на различия в том, как операционные системы, такие как Windows, MacOS или Linux, используют этот диск.Однако заранее важно упомянуть общую проблему с хранением данных, которая в той или иной степени возникает во всех упомянутых выше операционных системах.

Фрагментация диска

Фрагментация диска происходит после периода хранения и обновления данных на диске. Например, если обновление не сохраняется сразу после базовой программы, есть большая вероятность, что на диске было сохранено что-то еще. Следовательно, обновление для программы необходимо будет разместить в другом секторе, дальше от основных файлов программы.Из-за физического времени, необходимого для перемещения плеча чтения / записи, фрагментация может в конечном итоге значительно замедлить работу вашей системы, поскольку манипулятору потребуется ссылаться на все больше и больше отдельных частей на вашем диске. Большинство операционных систем поставляются со встроенной программой, предназначенной для «дефрагментации» диска, которая просто переупорядочивает данные так, чтобы все файлы для одной программы были в одном месте. Процесс занимает больше времени в зависимости от того, насколько фрагментирован диск. Теперь мы можем обсудить различные протоколы хранения и их влияние на фрагментацию.

Windows:

Windows использует базовый компьютерный язык под названием MS-DOS (дисковая операционная система Microsoft) и систему управления файлами под названием NTFS, или файловая система новой технологии, которая является стандартом для компании с 1993 года. При получении инструкции записи NT Файловая система разместит информацию как можно ближе к началу диска / пластины. Хотя этот метод является функциональным, он оставляет только небольшую буферную зону между разными файлами, что в конечном итоге приводит к фрагментации.Из-за небольшого размера этой буферной зоны Windows наиболее подвержена фрагментации.

Mac OSX:

OSX и Linux являются операционными системами на основе Unix. Однако их файловая система отличается; Mac использует протокол HFS + (Hierarchical File System Plus), который заменил метод удержания HFS. HFS + отличается тем, что может обрабатывать больший объем данных в данный момент времени, будучи 32-битными, а не 16-битными. Mac OSX не нужен специальный инструмент для дефрагментации, как Windows OSX позволяет избежать этой проблемы, не используя место на жестком диске, который был недавно освобожден — например, удалив файл — и вместо этого ищет на диске большие свободные сектора для хранения новые данные.Это увеличивает пространство, которое будет ближе к более старым файлам для обновлений. HFS + также имеет встроенный инструмент под названием HFC, или адаптивная кластеризация горячих файлов, который перемещает часто используемые данные в специальные секторы на диске, называемые «горячей зоной», для повышения производительности. Однако этот процесс может иметь место только в том случае, если диск заполнен менее чем на 90%, в противном случае возникнут проблемы с перераспределением. Сочетание этих процессов делает фрагментацию не проблемой для пользователей Mac.

Linux:

Linus — это операционная система с открытым исходным кодом, что означает, что существует множество различных ее версий, называемых дистрибутивами, для различных приложений.Наиболее распространенные дистрибутивы, такие как Ubuntu, используют файловую систему ext4. Linux предлагает лучшее решение для фрагментации, поскольку он распределяет файлы по всему диску, давая им достаточно места для увеличения размера, не мешая друг другу. Если для файла требуется больше места, операционная система автоматически попытается переместить файлы вокруг него, чтобы освободить место. Эта методология не является расточительной, особенно с учетом емкости большинства современных жестких дисков, и не приводит к фрагментации в Linux до тех пор, пока емкость диска не превысит примерно 85%.

Что такое SSD? Чем он отличается от жесткого диска?

В последние годы на потребительском рынке появилась новая технология, которая заменяет жесткие диски и связанные с ними проблемы. Твердотельные накопители (SSD) — это еще один вид энергонезависимой памяти, которая просто хранит положительный заряд или нулевой заряд в крошечном конденсаторе. В результате твердотельные накопители намного быстрее жестких дисков, поскольку в них нет движущихся частей, и поэтому нет времени перемещать рычаг чтения / записи. Кроме того, отсутствие движущихся частей значительно увеличивает надежность.Однако у твердотельных накопителей есть несколько недостатков. В отличие от жестких дисков, трудно сказать, когда твердотельный накопитель выходит из строя. Жесткие диски со временем замедляются или, в крайних случаях, издают звуковой щелчок, означающий, что рычаг ударяет по пластине (в этом случае ваши данные, скорее всего, ушли), в то время как твердотельные диски просто выйдут из строя без какого-либо заметного предупреждения. Следовательно, мы должны полагаться на программное обеспечение, такое как «Samsung Magician», которое поставляется с твердотельными накопителями Samsung. Инструмент работает, записывая и считывая часть данных на диск и проверяя, насколько быстро он может это сделать.Если время, необходимое для записи этих данных, упадет ниже определенного порога, программное обеспечение предупредит пользователя о том, что их твердотельный накопитель начинает выходить из строя.

Твердые состояния тоже фрагментируются?

Хотя процесс накопления данных поверх самого себя и необходимость размещения файлов для одной программы в другом месте все еще присутствует, это не имеет значения для твердотельных состояний, поскольку нет задержки, вызванной плечами чтения / записи жесткий диск перемещается вперед и назад между разными секторами.Фрагментация не снижает производительность, как это происходит с жесткими дисками, но влияет на срок службы диска. Твердые состояния с разрозненными данными могут иметь сокращенный срок службы. То, как работают твердотельные накопители, приводит к дополнительным циклам записи, вызванным дефрагментацией, чтобы уменьшить общий срок службы накопителя, и поэтому по большей части избегается из-за его небольшого воздействия. При этом файловая система все еще может достичь точки на твердом состоянии, когда необходима дефрагментация. Было бы логично, если бы жесткий диск автоматически дефрагментировал каждый день или неделю, в то время как твердотельный накопитель может потребовать только несколько дефрагментаций, если таковые имеются, в течение всего срока службы.

Основы компьютерного жесткого диска

Один из типов постоянного хранилища, компьютерный жесткий диск является основным устройством хранения, используемым в компьютерах или портативных компьютерах. Обычно обозначаемый как жесткий диск, он используется для хранения операционных систем, программ, мультимедийных файлов и документов, независимо от того, были ли они созданы, скопированы или загружены из Интернета.

Объем данных, которые вы можете хранить, зависит от емкости жесткого диска компьютера. Старые модели жестких дисков использовали емкость хранения в мегабайтах (МБ), а новые жесткие диски могут хранить данные размером до нескольких терабайт (ТБ).

Размер жесткого диска компьютера

• 3,5 ″ для настольных компьютеров. Стандартный размер жестких дисков — 3,5 дюйма. Он был выпущен в 1983 году с начальной емкостью всего 10 МБ. Жесткие диски размером 3,5 дюйма до сих пор используются в настольных компьютерах
.
• 2,5 ″ для ноутбуков . 2,5-дюймовый жесткий диск был изобретен Prairie Tek в 1988 году. Первый жесткий диск небольшого размера был разработан для ноутбуков, и размер первого 2,5-дюймового жесткого диска составлял 20 МБ.

Типы интерфейсов HDD

• 40-контактный штекер IDE на материнской плате.
• 50-контактный разъем SCSI
• Разъем SATA
• USB-разъем.

Жесткий диск Геометрия

Жесткий диск работает по принципу магнетизма. Данные, которые вы сохраняете на жестком диске, фактически сохраняются на круглой блестящей поверхности, называемой пластиной. Этот диск разделен на несколько меньших участков, которые намагничиваются или размагничиваются.Магнетизм позволяет данным оставаться на пластине даже при отсутствии питания.

Данные хранятся в виде битов по круговым дорожкам на пластине. Эти дорожки делятся на более мелкие области, называемые секторами. Карта (таблица размещения файлов) используемых секторов копируется на жесткий диск и предоставляет системе необходимую информацию о доступных свободных секторах. Гусеницы, сгруппированные вместе, называются цилиндрами.

По сравнению с дисководом для гибких дисков, где данные хранятся на одном диске, жесткий диск может содержать любое количество пластин в зависимости от его емкости.Точно так же FDD имеет одну головку, тогда как количество головок на жестком диске зависит от количества пластин внутри жесткого диска. Количество головок будет вдвое больше, чем количество пластин, так как у одного опорного диска головки будут с обеих сторон.

Справа вы можете увидеть изображение реального жесткого диска изнутри после открытия корпуса. Электромагнитная головка установлена ​​на рычаге привода, который перемещается в соответствии с направлениями контроллера жесткого диска.Поскольку данные хранятся на пластине в разных местах, головка перемещается по различным частям на пластине, чтобы извлечь или записать данные. Диск вращается со скоростью, определяемой в об / мин (оборотов в минуту). Жесткие диски компьютеров имеют разную скорость, например 5400 об / мин или 7200 об / мин.

“Предупреждение : Жесткий диск должен открываться в герметичных помещениях только профессионалам. Мы открыли поврежденный жесткий диск, чтобы показать вам, как выглядит жесткий диск изнутри ».

Что такое жесткий диск?

Жесткий диск на вашем компьютере является ключевым элементом для обеспечения правильного создания и хранения данных.Персональный компьютер состоит из множества различных элементов. Металлический жесткий корпус, ЦП (или процессор), материнская плата и жесткий диск — это лишь некоторые из неотъемлемых элементов, а жесткий диск — один из самых важных. Жесткий диск — это в основном часть компьютера, где хранятся данные, поэтому это основная память компьютера. Если жесткий диск выйдет из строя или «выйдет из строя», пользователь ПК может потерять очень ценные данные, которые невозможно будет восстановить, и ему потребуется обратиться в компанию по восстановлению данных.Самый первый жесткий диск был создан IBM в 1965 году и разрабатывался для бухгалтерских целей. Сегодня жесткие диски — это не просто часть повседневного компьютера. Фактически, почти каждый электронный элемент, от цифровых фотоаппаратов и видеомагнитофонов до коробок кабельного телевидения, имеет жесткий диск в той или иной форме.

Самыми важными элементами жесткого диска являются магнитные пластины, которые вращаются на руке, и каждая из пластин служит своей цели. Одна пластина — это считывающая головка, а другая — записывающая.Одна из головок внутри жесткого диска позволяет пользователю создавать и сохранять информацию, а другая позволяет пользователю читать или отображать сохраненные данные в более позднее время. Эти головки расположены очень близко к магнитной поверхности, что позволяет записывать или воспроизводить данные. На жестком диске может храниться от 120 ГБ до 1 ТБ информации, в зависимости от его емкости. В большинстве случаев ноутбуки и мелкие предметы, такие как сотовые телефоны, имеют жесткий диск меньшей емкости. В основном это происходит из-за спроса на электронные устройства меньшего размера, из-за которых диск становится меньше и, следовательно, хранит меньше информации.

Изначально жесткий диск использовался только как внутренняя память настольного компьютера. Современные жесткие диски можно перемещать и переносить с компьютера на компьютер. Некоторые из этих жестких дисков имеют форму так называемой карты памяти, которую можно подключить к USB-порту компьютера. После того, как карта памяти вставлена, новые данные можно либо перенести на аппаратное обеспечение, либо просмотреть с него. Карты памяти — это также жесткие диски, которые можно найти в таких предметах, как фотоаппараты и сотовые телефоны.Эти небольшие карточки могут содержать что угодно, от изображений до документов, и могут быть легко перенесены с одного электронного оборудования на другое, поэтому обмен информацией стал проще, чем когда-либо.

Современный пользователь жесткого диска ожидает, что его диск будет работать тихо и плавно. Некоторым ПК с большей емкостью требуется вентилятор, чтобы поддерживать жесткий диск в холодном состоянии, чтобы он не перегревался. Большинство современных жестких дисков могут хранить больший объем памяти и работать тише, чем когда-либо прежде. Для людей важно сделать резервную копию данных, хранящихся на их жестком диске, на случай, если он выйдет из строя.Этот важный шаг может помочь предотвратить потерю очень важных данных, таких как фотографии, финансовая информация или другие данные, которые некоторые люди могут счесть незаменимыми. Как только пользователи жесткого диска и ПК поймут важность своего жесткого диска и способы его обслуживания, они смогут хранить данные и использовать их в течение довольно длительного времени без каких-либо серьезных сбоев или других проблем.

Если вы стали жертвой потери данных, обратитесь к экспертам Data Recovery Labs.
Для получения дополнительной информации о нашей службе восстановления данных и компьютерной криминалистики позвоните нам по бесплатному телефону 866-823-0333.
Вы также можете нажать на следующую ссылку, чтобы запросить бесплатное восстановление данных.

Что такое жесткий диск?

Боб Коэн

Жесткий диск (также известный как жесткий диск или HDD) — это тип жесткого диска, который используется для хранения программного обеспечения и данных на компьютере.Жесткий диск состоит из единого элемента оборудования, в который входят одна или несколько магнитных пластин и компоненты, необходимые для работы жесткого диска.

Жесткие диски используются, потому что каждому компьютеру требуется запоминающее устройство для хранения данных. На жестких дисках также хранятся большие объемы данных при невысокой стоимости по сравнению с другими типами хранилищ.

Физическая конструкция

Жесткий диск запломбирован для защиты внутренних рабочих частей. Привод имеет как электронные, так и механические части внутри корпуса, а также некоторые движущиеся части.Одна движущаяся часть — это опорный диск, а другая — магнит, называемый головкой чтения / записи. Диск выглядит как пластинка или компакт-диск, только с нанесенным на него магнитным слоем. Головка чтения / записи — это небольшой магнит, который перемещается внутрь и наружу из центра на рычаге. Головка чтения / записи находится прямо над опорным диском.

Жесткий диск подключен к компьютеру с помощью кабеля, который отправляет и принимает данные, когда компьютер работает. Когда питание выключено, внутри ничего не происходит, и все данные, хранящиеся на жестком диске, сохраняются.Все жесткие диски изначально пустые, пока данные не будут сохранены или «записаны» на диск с помощью головки чтения / записи. Одной из характеристик жесткого диска по сравнению с оперативной памятью (RAM) является то, что данные хранятся без потребности в питании.

Что происходит внутри

В работе жесткий диск использует двигатель, который непрерывно вращает магнитный диск, как фонограф вращает пластинку. Когда жесткий диск получает инструкции от компьютера для чтения или записи данных, головка чтения / записи перемещается внутрь или наружу от центра диска к краю.

Магнитные диски имеют «дорожки», которые образуют кольца на диске. Если вы думаете о годичных кольцах на стволе дерева, вы поймете, что только дорожки жесткого диска имеют одинаковую ширину. Если вы посмотрите на пластину жесткого диска, вы не увидите никаких физических колец. «Следы» управляются электроникой на приводе, которая позиционирует головку на точном расстоянии от центра. Каждое инкрементное расстояние головы от центра до края представляет собой дорожку.

Помимо того, что дорожки невидимы, каждая дорожка разбита на области для хранения данных, называемые областями или секторами.Если вы возьмете пирог и разрежете его на очень маленькие кусочки, у вас будет хорошее представление о том, как выглядит регион. Области на треке — это места, где хранятся данные. Поскольку магниты имеют две полярности, область может хранить единицу или ноль в зависимости от полярности области. Поскольку компьютеры используют нули и единицы, жесткий диск может хранить, читать и записывать данные.

Что делает ваш жесткий диск для вашего компьютера

Когда вы включаете компьютер, ваш жесткий диск начинает вращаться и готов к чтению и записи данных.Компьютер устанавливает операционную систему, считывая ее с жесткого диска. Фактически, все ваше программное обеспечение и данные хранятся на вашем жестком диске, а затем перемещаются с жесткого диска в вашу оперативную память, когда вы используете свой компьютер, любое приложение, любые данные или файл.

Ваш жесткий диск постоянно вращается, когда он включен, и готов для команд с вашего компьютера на чтение или запись данных.

Когда вы сохраняете файл на жесткий диск, он использует магнитную головку для записи данных на магнитный материал на пластинах.Для чтения данных он использует магнитную головку и позиционирует ее там, где хранятся данные, чтобы он мог считывать данные для вашего компьютера. Без жесткого диска вы не смогли бы хранить какую-либо информацию, когда выключили компьютер.

Производительность жестких дисков

Поскольку в жестких дисках используются движущиеся части, на их производительность влияет скорость их движения. Наиболее существенная разница заключается в скорости вращения жесткого диска, которая измеряется в оборотах в минуту (RPM).Большинство современных жестких дисков имеют скорость вращения 5400 или 7200 об / мин. Жесткий диск со скоростью 7200 об / мин быстрее читает и записывает данные, чем диск со скоростью 5400 об / мин, поскольку он может быстрее перемещать область данных на магнитную головку.

Чтение и запись данных с жесткого диска может существенно повлиять на производительность компьютера. Привод 7200 об / мин буквально примерно на 30% быстрее привода 5400 об / мин. Поскольку компьютеры читают и записывают данные на жесткий диск, любая разница в производительности будет заметна.Для людей, работающих с большими файлами, такими как фотографии, фильмы или большие документы, стоит использовать самый быстрый из доступных жестких дисков. Это также сократит время, необходимое для запуска компьютера.

Производители ноутбуков часто используют жесткие диски со скоростью вращения 5400 об / мин, поскольку они потребляют меньше энергии и позволяют ноутбуку дольше работать без подзарядки. Поэтому, когда вы рассматриваете новый компьютер, возможно, стоит обратить внимание на более быстрый жесткий диск, если вы работаете с большими файлами.

Твердотельные накопители

Хотя технически и не является жестким диском, твердотельный накопитель является альтернативой традиционному жесткому диску для хранения данных.Используя электронную «флэш-память», твердотельный накопитель не имеет движущихся частей и выполняет те же функции, что и жесткий диск. Недостатком твердотельного накопителя является его стоимость, они просто дороже, чем жесткие диски с таким же объемом памяти. Твердотельные накопители используют ту же внутреннюю электронику, что и USB-накопители с флэш-памятью. Они больше по размеру и могут подключаться к тем же внутренним разъемам, что и жесткий диск вашего компьютера.

Преимущество твердотельного накопителя — действительно быстрое время запуска компьютера.Поскольку не нужно ждать движения тарелки или головки, данные перемещаются быстрее. Твердотельный накопитель часто может дать большее улучшение производительности, чем более быстрый процессор. Если вам нравится более быстрое почти мгновенное включение, которое вы видите на смартфоне или планшете, твердотельный накопитель поможет вам в этом.

Новая альтернатива, называемая гибридным диском, используется Apple другими производителями компьютеров и производителями замены жестких дисков. Гибридный диск — это комбинация жесткого диска с пластиной для недорогого хранения и небольшого твердотельного накопителя для повышения производительности.Компьютер хранит наиболее часто используемые данные на твердотельном диске, а другие файлы данных — на жестком диске.

Данные бесценны

Жесткий диск — это рабочая лошадка компьютера, и, как и любой другой компонент, он может выйти из строя. Когда это не удается, вы теряете данные. Вот почему резервные копии важны и почему каждый компьютерный эксперт рекомендует резервное копирование. Вы можете заменить оборудование и приложения, но ваши данные, файлы, фотографии и все остальное, что вы создали, уникальны.

Большинство магазинов канцелярских товаров и интернет-магазинов продают резервные жесткие диски по цене менее 100 долларов. Это отдельные жесткие диски, которые подключаются к USB-разъему на вашем компьютере и содержат программу резервного копирования, которая автоматически сканирует и создает вторую копию ваших данных на резервном диске.

В то время как некоторые студенты говорят мне, что они используют флэш-накопитель или делают копию с компакт-диска для резервного копирования, люди могут забыть сделать копии. Если вы используете свой компьютер каждый день, вы ежедневно создаете новые данные, а ежедневное резервное копирование — это то, о чем люди не умеют помнить.