Производительность дисковой системы зависит от быстродействия кинематики жесткого диска . Механические движущиеся детали пока остаются самым медленным звеном в цепи передачи данных от магнитной поверхности диска в оперативную память компьютера. Наиболее длительными фазами в операциях чтения/записи данных являются:

• Поиск дорожки и считывание нескольких сервометок для точного позиционирования магнитной головки на дорожке, содержащей требуемый сектор .
• Ожидание поворота диска на угол, необходимый для доступа к сектору идентифицированной дорожки (среднестатистически - половина оборота магнитного диска).

• Среднее время доступа (результат деления времени, потребовавшегося для серии чтений случайного сектора, на количество считанных секторов).
• Средняя скорость чтения (количество секторов, последовательно считанных с поверхности магнитного диска за определенный промежуток времени).

Однако часто используются и дополнительные параметры, позволяющие более точно определить производительность дисковой системы в целом:

• Буферизированная скорость чтения (скорость обмена информацией между контроллером материнской платы и контроллером жесткого диска).
• Устойчивая скорость чтения (наиболее часто повторяющаяся скорость при последовательном чтении одинаковых блоков информации).

Повышение скорости перемещения магнитных головок ограничивается инерционностью достаточно массивной системы позиционирования и разрушительной вибрацией, возникающей при быстрых хаотичных (несбалансированных) возвратно-поступательных движениях механических компонентов жесткого диска. Поэтому в эволюции жестких дисков основным путем увеличения производительности стало увеличение скорости вращения магнитного диска, что уменьшает время ожидания сектора и увеличивает скорость линейного чтения. Скорость линейного чтения увеличивается и при повышении плотности записи и удаления дорожки от центра вращения магнитного диска. Использование реализованной в жестких дисках технологии управления акустическим шумом (AAM) позволяет управлять скоростью позиционирования магнитных головок, т.е. регулировать среднее время доступа.

Переключение на другую дорожку в пределах одного цилиндра занимает в среднем порядка одной миллисекунды. Это время складывается из ничтожно малого времени переключения головок, производящегося электроникой жесткого диска, и времени позиционирования головки. Дорожки в цилиндре в силу погрешностей изготовления находятся не строго друг под другом, а с некоторым разбросом. Для того, чтобы установить головку точно на дорожку, требуется считать определенное количество сервометок, а на это уходит дополнительное время. Однако за миллисекунду шпиндель накопителя с частотой вращения 7200 об/мин успевает повернуться почти на одну восьмую оборота. Поэтому первый сектор следующей дорожки в цилиндре смещен относительно предыдущей примерно на 45 градусов, что позволяет избежать "холостого" оборота магнитного диска.

Переход к соседнему цилиндру также требует времени (типовое значение 2-4 мс). С учетом этого первый сектор первой дорожки следующего цилиндра сдвинут относительно последнего сектора последней дорожки предыдущего цилиндра. Это позволяет снизить потери времени на ожидание того момента, когда нужный сектор окажется под головкой в режиме непрерывного чтения файлов. Наиболее эффективным с точки зрения скорости чтения является линейное расположение секторов, принадлежащих одному файлу, поэтому необходимо периодически делать дефрагментацию файловой системы , чтобы полностью реализовать заложенный в накопителе потенциал.

Плата электроники современного накопителя на жестких магнитных дисках представляет собой самостоятельный микрокомпьютер с собственным процессором, памятью, устройствами ввода/вывода и прочими традиционными атрибутами присущими компьютеру. На плате могут располагаться множество переключателей и перемычек.

Все накопители соответствуют стандартам, определяемым либо независимыми комитетами и группами стандартизации, либо самими производителями. Среди множества технических характеристик отличающих одну модель от другой можно выделить некоторые, наиболее важные с точки зрения пользователей и производителей.

Диаметр дисков (disk diameter) - параметр довольно свободный. Наиболее распространены накопители с диаметром дисков 2.2,2.3,3.14 и 5.25 дюймов. Диаметр дисков определяет плотность записи на дюйм магнитного покрытия. Накопители большего диаметра содержат большее число дорожек, и в них, как правило используются более простые технологии изготовления носителей, предназначенных для меньшей плотности записи. Они медленнее и имеют меньшее число дисков, но более надежны. Накопители с меньшим диаметром больших объемов имеют более высокотехнологичные поверхности и высокие плотности записи информации, а также большее число дисков.

Число поверхностей (sides number) - определяет количество физических дисков нанизанных на шпиндель. Выпускаются накопители с числом поверхностей от 1 до 8 и более. Однако, наиболее распространены устройства с числом поверхностей от 2 до 5. Число поверхностей прямо определяет физический объем накопителя и скорость обработки операций на одном цилиндре. Так как операции на поверхностях цилиндра выполняются всеми головками синхронно, то при равных всех остальных условиях, более быстрыми окажутся накопители с большим числом поверхностей.

Число цилиндров (cylinders number) - определяет сколько дорожек (треков) будет располагаться на одной поверхности. В настоящее время все накопители емкостью более 1 Гигабайта имеют число цилиндров более 1024, вследствие чего, для распространенных ОС применяются унифицированные режимы доступа с пересчетом и эмуляцией и виртуализацией числа головок, цилиндров и секторов (LBA и Large) .

Число секторов (sectors count) - общее число секторов на всех дорожках всех поверхностей накопителя. Определяет физический неформатированный объем устройства.

Число секторов на дорожке (sectors per track) - общее число секторов на одной дорожке. Часто, для современных накопителей показатель условный, т.к. они имеют неравное число секторов на внешних и внутренних дорожках, скрытое от системы и пользователя интерфейсом устройства.

Частота вращения шпинделя (rotational speed или spindle speed) - определяет, сколько времени будет затрачено на последовательное считывание одной дорожки или цилиндра. Частота вращения измеряется в оборотах в минуту (rpm) . Для дисков емкостью до 1 гигабайта она обычно равна 5,400 оборотов в минуту, а у более вместительных достигает 7,200 и 10000 rpm.

Время перехода от одной дорожки к другой (track-to-track seek time) обычно составляет от 3.5 до 5 миллисекунд, а у самых быстрых моделей может быть от 0.6 до 1 миллисекунды. Переход с дорожки на дорожку является самым длительным процессом в серии процессов произвольного чтения/записи на дисковом устройстве. Показатель используется для условной оценки производительности при сравнении накопителей разных моделей и производителей.

Время успокоения головок (head latency time) - время, проходящее с момента окончания позиционирования головок на требуемую дорожку до момента начала операции чтения/записи. Является внутренним техническим показателем, входящим в показатель - время перехода с дорожки на дорожку.

Время установки или время поиска (seek time) - время, затрачиваемое устройством на перемещение головок чтения/записи к нужному цилиндру из произвольного положения.

Среднее время установки или поиска (average seek time) - усредненный результат большого числа операций позиционирования на разные цилиндры, часто называют средним временем позиционирования. Среднее время поиска имеет тенденцию уменьшаться с увеличением емкости накопителя, т. к повышается плотность записи и увеличивается число поверхностей. Для 540-мегабайтных дисков наиболее типичны величины от 10 до 13, а для дисков свыше гигабайта - от 7 до 10 миллисекунд. Среднее время поиска является одним из важнейших показателей оценки производительности накопителей, используемых при их сравнении.

Время ожидания (latency) - время, необходимое для прохода нужного сектора к головке, усредненный показатель - среднее время ожидания (average latency) , получаемое как среднее от многочисленных тестовых проходов. После успокоения головок на требуемом цилиндре контроллер ищет нужный сектор. При этом, последовательно считываются адресные идентификаторы каждого проходящего под головкой сектора на дорожке. В идеальном, с точки зрения производительности случае, под головкой сразу окажется нужный сектор, в плохом - окажется, что этот сектор только что "прошел" под головкой, и, до окончания процесса успокоения необходимо будет ждать полный оборот диска для завершения операции чтения/записи. Это время у накопителей объемом от 540 мегабайт до 1 гигабайта составляет примерно 5.6, а у дисков свыше гигабайта - 4.2 миллисекунды и менее.

Время доступа (access time) - суммарное время, затрачиваемое на установку головок и ожидание сектора. Причем, наиболее долгим является промежуток времени установки головок.

Среднее время доступа к данным (average access time) - время, проходящее с момента получения запроса на операцию чтения/записи от контроллера до физического осуществления операции - результат сложения среднего время поиска и среднего времени ожидания. Среднее время доступа зависит от того, как организовано хранение данных и насколько быстро позиционируются головки чтения записи на требуемую дорожку. Среднее время доступа - усредненный показатель от многочисленных тестовых проходов, и обычно, оно составляет от 10 до 18 миллисекунд и используется как базовый показатель при сравнительной оценке скорости накопителей различных производителей.

Скорость передачи данных (data transfer rate) , называемая также пропускной способностью (throughput) , определяет скорость, с которой данные считываются или записываются на диск после того, как головки займут необходимое положение. Измеряется в мегабайтах в секунду (MBps) или мегабитах в секунду (Mbps) и является характеристикой контроллера и интерфейса. Различают две разновидности скорости передачи - внешняя и внутренняя. Скорость передачи данных, также является одним из основных показателей производительности накопителя и используется для ее оценки и сравнения накопителей различных моделей и производителей.

Внешняя скорость передачи данных (external data transfer rate или burst data transfer rate) показывает, с какой скоростью данные считываются из буфера, расположенного на накопителе в оперативную память компьютера. В настоящее время, накопители с интерфейсами EIDE или Fast ATA, обычно, имеют внешнюю скорость передачи данных от 11.1 до 16.6 мегабайта в секунду, а для накопителей с интерфейсами SCSI-2 - этот параметр находится в пределах от 10 до 40 мегабайт в секунду.

Внутренняя скорость передачи данных (internal transfer rate или sustained transfer rate) отражает скорость передачи данных между головками и контроллером накопителя и определяет общую скорость передачи данных в тех случаях, когда буфер не используется или не влияет (например, когда загружается большой графический или видеофайл) . Внутренняя скорость передачи данных очень сильно зависит от частоты вращения шпинделя.

Размер кеш-буфера контроллера (internal cash size) . Встроенный в накопитель буфер выполняет функцию упреждающего кэширования и призван сгладить громадную разницу в быстродействии между дисковой и оперативной памятью компьютера. Выпускаются накопители с 128,256 и 512 килобайтным буфером. Чем больше объем буфера, тем потенциально выше производительность при произвольном "длинном" чтении/записи. Также, более емкий буфер обеспечивает рост производительности дисковой подсистемы, во-первых, при работе с объемными упорядоченными (записанными на диски последовательно) данными, а во-вторых - при одновременном обращении к диску множества приложений или пользователей, как это происходит в многозадачных сетевых ОС.

Средняя потребляемая мощность (capacity) . При сборке мощных настольных компьютеров учитывается мощность, потребляемая всеми его устройствами. Современные накопители на ЖД потребляют от 5 до 15 Ватт, что является достаточно приемлемым, хотя, при всех остальных равных условиях, накопители с меньшей потребляемой мощностью выглядат более привлекательно. Это относится не только к экономии электроэнергии, но и надежности, т.к. более мощные накопители рассеивают избыток энергии в виде тепла и сильно нагреваются. А как известно, проблемы, связанные с изменением свойств магнитных носителей напрямую зависят от их температуры и коэффициента расширения/сжатия материала.

Уровень шума (noise level) , разумеется, является эргономическим показателем. Однако, он также, является и некоторым показателем сбалансированности механической конструкции, т.к. шум в виде треска - есть не что иное как звук ударов позиционера шагового или линейного механизма, а, даже микро- удары и вибрация так не желательны для накопителей и приводят к более быстрому их износу.

Физический и логический объем накопителей. Носители жестких дисков, в отличие от гибких, имеют постоянное число дорожек и секторов, изменить которое невозможно. Эти числа определяются типом модели и производителем устройства. Поэтому, физический объем жестких дисков определен изначально и состоит из объема, занятого служебной информацией (разметка диска на дорожки и сектора) и объема, доступного пользовательским данным. Физический объем жесткого диска, также, зависит от типа интерфейса, метода кодирования данных, используемого физического формата и др. Производители накопителей указывают объемы дисков в миллионах байт, предполагая исходя из десятичной системы исчисления, что в одном мегабайте 1000000 байт. Однако, ПО оперирует не десятичной, а двоичной системами, полагая, что в одном килобайте не 1000 байт, а 1024. Такие несложные разногласия в системах исчисления приводят к несоответствиям при оценке объема накопителей, данном в описании и - выдаваемом различными программными тестами.

Одним из возможных, но не желательных способов повышения физической емкости, для производителей, является увеличение емкости сектора. В настоящее время, стандартной емкостью сектора для IBM-совместимых компьютеров является 512 байт. Многие адаптеры позволяют, в процессе физического форматирования, программным путем, изменять емкость сектора, например, до 1024 байт. При этом, соотношение пользовательских данных и служебной информации для сектора улучшается, но снижается надежность хранения данных, т.к. тот же полином ECC будет использоваться для коррекции большего объема данных.

Логический объем зависит от того, как операционная система или программа записывает информацию в сектора. В случае использования программ и операционных систем с программной компрессией данных, можно повысить объем носителя на величину, зависящую от степени сжатия данных. Для оптимального использования поверхности дисков применяется так называемая зонная запись (Zoned Bit Recording - ZBR) , принцип которой состоит в том, что на внешних дорожках, имеющих большую длину (а следовательно - и потенциальную информационную емкость на единицу площади), информация записывается с большей плотностью, чем на внутренних.

Таких зон с постоянной плотностью записи в пределах всей поверхности образуется до десятка и более; соответственно, скорость чтения и записи на внешних зонах выше, чем на внутренних. Благодаря этому файлы, расположенные на дорожках с большим диаметром, в целом будут обрабатываться быстрее файлов, расположенных на дорожках с меньшим диаметром, т.к. для них будет производится меньшее число позиционирований с дорожки на дорожку.

В ЖД последнего поколения используются технологии PRML (Partial Response, Maximum Likelihood - максимальное правдоподобие при неполном отклике) и S. M. A. R. T. (Self Monitoring Analysis and Report Technology - технология самостоятельного слежения анализа и отчетности).

Первая разработана по причине того, что при существующих плотностях записи уже невозможно четко и однозначно считывать сигнал с поверхности диска - уровень помех и искажений очень велик. Вместо прямого преобразования сигнала используется его сравнение с набором образцов, и на основании максимальной похожести (правдоподобия) делается заключение о приеме того или иного машинного слова.

Накопитель, в котором реализована технология S. M. A. R. T., ведет статистику своих рабочих параметров (количество стартов/остановок и наработанных часов, время разгона шпинделя, обнаруженные/исправленные физические ошибки и т.п.), которая регулярно сохраняется в перепрограммируемом ПЗУ или служебных зонах диска.

Эта информация накапливается в течение всего периода эксплуатации и может быть в любой момент затребована программами анализа. По ней можно судить о состоянии механики, условиях эксплуатации или примерной вероятности выхода из строя.

Инструкция

Произведите анализ необходимости дефрагментации дисков. Наличие большого количества фрагментированных файлов значительно увеличивает время доступа к файлу, так как затрачивается много времени на постоянное позиционирование накопителя над дорожками в секторах . Для этого кликните правой кнопкой мыши на значке «Мой компьютер» в меню «Пуск» и выберите из контекста «Управление». В левом окне консоли «Управление компьютером» перейдите на оснастку «Дефрагментация диска ».

В нижней части окна нажмите кнопку «Анализ». Утилита произведет анализ диска и выведет диалоговое окно с информацией о необходимости дефрагментации. Нажмите кнопку «Дефрагментация».

Установите размер файла подкачки на минимальное значение. Если файл подкачки велик, то система увеличивает число обращений к медленному жесткому диску. Для изменения этого параметра выберите пункт «Свойства», кликнув правой кнопкой на значке «Мой компьютер». Перейдите на вкладку «Дополнительно» и щелкните в разделе «Быстродействие» на кнопке «Параметры». В открывшемся окне установите размер файла подкачки.

Если есть возможность, увеличьте количество физических дисков до двух. Это позволит разграничить операции -записи, что увеличивает в несколько раз производительность .

Многие модели жестких дисков имеют функцию ААМ для регулирования уровня издаваемого шума. Уровень шума при использовании этой значительно понижается, но и значительно позиционирования головки. Некоторые модели дисков поддерживают отключение этой функции с использованием сервисных утилит, которые можно на сайте производителя. Хотя интерфейсы утилит различны, но общий принцип их использования следующий: загрузиться с загрузочного СD, запустить утилиту с дискеты, выбрать в меню пункт Automatic Acoustic Management, выбрать режим отключения ААМ. Это значительно улучшит показатели производительности, хотя и в ущерб бесшумности компьютера.

При длительном использовании ноутбука порой жесткий диск начинает работать значительно медленнее, чем сразу после покупки. Программы начинают стартовать только чрез несколько секунд после запуска. Фильмы также запускаются не сразу. Ждать даже несколько секунд изрядно надоедает. В таких случаях поможет дефрагментация диска . После этой процедуры жесткий диск будет работать значительно быстрее.

Инструкция

Перед началом дефрагментации разложите все файлы по папкам. Важно, чтобы все файлы были разложены по соответствующим типам. (папка «Видео» , клипами и другими файлами; папка «Музыка» с музыкальными треками и т.д). В каждой основной папке вы можете создавать еще несколько папок так, как вам удобно, но должны быть одинаковыми. Например, папка «Музыка» будет основной для музыкальных треков, а в ней вы можете создать еще папки, к примеру, «техно», «рок» и т.д.

Нажмите «Пуск». Выберите вкладку «Все программы». В списке всех программ найдите вкладку «Служебные». Из списка служебных программ выберите «Дефрагментация диска ».

Появится меню программы, в котором будут отображаться все жесткие диски, которые подключены . Сначала выберите системный диск, на который установлена операционная система Windows. Напротив такого системного диска вы увидите значок корпорации Майкрософт. Щелкните по системному диску правой клавишей мыши. Теперь снизу программы выберите команду «Дефрагментация диска ». Начнется процесс дефрагментации диска . Учтите, что скорость дефрагментации зависит от мощности , типа и емкости жесткого диска , и может быть очень длительным. Во время дефрагментации диска не запускайте никаких программ, не работайте на нем.

После того как проведете дефрагментацию одного диска , приступайте к другому. Таким способом проведите дефрагментацию абсолютно всех дисков.

Теперь настройте автоматическою дефрагментацию диска . Нажмите по вкладке «Настроить расписание». Вкладка находится в верхнем меню программы. Появится четыре параметра. В параметре «Периодичность» выберите «Еженедельно». Во второй вкладке выберите день, когда будет происходить дефрагментация. Важно выбрать тот день недели, когда вы обычно активно пользуетесь ноутбуком. Затем в третьей вкладке выберите время. Время также лучше всего выбрать то, когда вероятнее всего будет включен. Четвертый параметр - это диски, для которых нужно проводить дефрагментацию. Выберите все диски.

Нежелательно ноутбуком только при первой дефрагментации или когда дефрагментацию не проводили долгое время. В последующем, когда еженедельно будет выполняться автоматическая дефрагментация, во время этого процесса на можно спокойно работать.

Видео по теме

Что только не подверглось разгону, попав в руки неутомимых оверклокеров! Сколько процессоров и видеокарт не выдержало тяжелого испытания и отправились в небытие. Но мало этого неутомимым борцам за высокие тактовые частоты. И ищут они неустанно ответ на вопрос – возможен ли разгон жесткого диска – самого «узкого» и медленного места ПК? Разогнать HDD возможно, но сам термин «разгон» в отношении дисковой подсистемы имеет несколько другое значение, чем разгон прочих устройств.

Вам понадобится

• Компьютер, утилита MHDD, утилита MaxBoost, дополнительный модуль памяти

Инструкция

Некоторые модели HDD производители оснащают функцией ААМ - Automatic Acoustic Management, которая позволяет регулировать уровень шума при работе диска . Уровень шума значительно ниже у таких дисков, но и скорость позиционирования значительно замедляется относительно моделей без функции ААМ. Отключение ААМ позволяет значительно повысить производительность диска . Правда, не все модели HDD поддерживают ее отключение.

Одна из утилит, позволяющая это сделать – MHDD. Изменить параметры диска можно с помощью этой программы и в любое время отменить произведенные изменения. Скачайте утилиту, установите и запустите ее на выполнение. Введите в окне команду Aam c ключом *D, что позволит отключить AAM и достигнуть максимальной производительности.

Если вы обладатель жесткого диска Maxtor, то можете воспользоваться MaxBoost – специальной утилитой, позволяющей увеличить скорость дисковой подсистемы путем кэширования данных в оперативной памяти перед передачей их жесткому диску. Как заявляют производители, производительность винчестеров возрастает до 5 – 30%.

Увеличьте объем оперативной памяти, добавив дополнительный модуль памяти. Это позволит вам уменьшить размер файла подкачки до минимального значения и сократить число обращений к винчестеру. Изменить этот параметр можно на вкладке «Дополнительно», открыв пункт «Свойства» из контекстного меню «Мой компьютер». Найдите раздел «Быстродействие» и, щелкнув по кнопке «Параметры», измените значение на минимальный размер файла подкачки.

Не забывайте периодически производить дефрагментацию дисков. Время доступа при высокой фрагментации файлов на диске значительно замедляется.

Неисправность DVD-привода – достаточно серьезная проблема, которая может помешать любому пользователю персонального компьютера. Отсутствие возможности записи и чтения дисков - неудобство, которое нужно исправить как можно быстрее. Вы можете произвести ремонт самостоятельно или же обратиться к профессионалам. Все зависит от причины поломки и ее последствий.

Инструкция

Для произведения ремонтных операций отсоедините от привода всю коммутацию и извлеките его из системного блока. Возьмите канцелярскую скрепку или тонкую проволоку. Просуньте ее в технологическое отверстие, которое располагается под приемным лотком DVD-привода . Это позволит выдвинуть его наружу. После того как вы выдвинули лоток до упора, освободите его крепления. Вытяните панель, с помощью крестовой отвертки открутите фиксирующие винты и снимите оставшиеся составляющие привода . Затем снимите крепления, на которых держится сам лоток. Наиболее частой причиной поломки DVD-привода является увеличенное трение в механизме загрузке дисков. Происходит износ ремня движка, или просто перестает нормально работать лазер.

Чтобы DVD-привод, удалите всю пыль, осевшую на его элементах. Далее удалите остатки старой силиконовой смазки и нанесите новую. После этого замените ремень привода на новый. Далее смочите небольшой кусочек ткани в спирте и протрите им поверхность нового приводящего ремня. Не забывайте о лазере. Возьмите специальную салфетку и с ее помощью протрите линзу лазера, удалив остатки пыли. Можно считать, что ремонт DVD-привода состоялся.

Теперь отрегулируйте силу тока лазера в приводе. Для этого, не надевая на привод переднюю панель, запустите его, предварительно установив на каретке с лазером потенциометр, который будет определять силу тока. Запустите программу Nero Disc Speed и следите за качеством . Поворачивая винт, регулируйте силу тока. Подобрав оптимальное для чтения диска значение этой величины, зафиксируйте винт в этом положении и произведите окончательную сборку вашего DVD-привода . Если починка DVD-привода не состоялась, обратитесь к специалистам или приобретите новый.

Источники:

• ВАЗ-2108-2115, Привод колес, разборка и сборка

В некоторых случаях возникает необходимость уменьшить скорость вращения диска в оптическом приводе, чтобы снизить уровень шума и сохранить диск от возможного повреждения. Поскольку стандартными средствами операционной системы это сделать невозможно, приходится прибегать к помощи программ сторонних разработчиков.

Инструкция

Воспользуйтесь популярной утилитой для уменьшения скорости привода CDSlow. Перейдите на официальный сайт программы по адресу http://cdslow.webhost.ru и скачайте актуальную версию приложения. После загрузки установочного файла выполните инсталляцию и запустите утилиту. На панели задач, в системном трее, появится значок в виде компакт-диска.

Вставьте в оптический привод диск и запустите с него приложение. Щелкните по значку утилиты CDSlow и выберите в контекстном меню желаемую скорость вращения диска в приводе. Например, для обеспечения бесперебойной работы приложения с диска, достаточно «сбросить» скорость привода до 16 или 24 скорости. В зависимости от типа устройства, цифровых значений скоростных режимов может быть несколько.

Если по каким-либо причинам программа CDSlow не определяет тип оптического привода , попробуйте программу Opti Drive Control. С ее помощью также можно управлять скорость ю вращения диска в CD/DVD приводе, но, в отличие от полностью бесплатной утилиты CDSlow, чтобы продолжать пользоваться Opti Drive Control свыше 30 дней, придется заплатить около 20 евро.

Скачайте ознакомительную версию программы на официальном сайте разработчиков по адресу www.cdspeed2000.com и установите ее на свой компьютер. После запуска приложения нажмите в диалоговом окне кнопку Continue и вставьте диск в оптический привод. Программа определит все возможные скорости его вращения. Чтобы выбрать нужную, нажмите кнопку Speed в главном окне программы и установите необходимое значение.

Обратите внимание

Помимо управления скоростью обе программы имеют ряд функций, упрощающих работу с CD/DVD приводами, что особенно актуально в случаях, когда на компьютере установлено несколько таких устройств.

Полезный совет

Для доступа к настройкам программы CDSlow щелкните правой кнопкой мыши на значке приложения и выберите в контекстном меню команду «Настройки». Чтобы сконфигурировать работу приложения Opti Drive Control, выберите команду Options из меню File в главном окне программы.

Скорость записи дисков в приводе компьютера можно изменить при помощи специального программного обеспечения. От данного параметра зависит очень многое, в том числе качество самих записанных файлов.

Вам понадобится

• - программа для записи дисков.

Инструкция

Скачайте программу для записи дисков на ваш компьютер. Вы можете использовать Nero - это достаточно удобно в случаях, когда вам нужна не только программа для записи файлов, но и дополнительный функционал для работы с мультимедийными файлами и файлами образов дисков. Недостаток данной программы – это ее цена. Здесь можно либо оплатить ее приобретение, либо воспользоваться бесплатными альтернативными утилитами, например, CD Burner XP.

Загрузите ее на официальном сайте разработчика, установите на ваш компьютер, после чего перейдите к процессу записи диска. Далее последовательность для любого программного обеспечения похожего функционала будет практически одинаковой.

Создайте проект записи файлов на диск. Учитывайте также его объем – размер записываемых файлов не должен превышать его. После того как проект записи создан, перейдите к настройкам параметров записи. Они открываются уже после завершения добавления файлов отдельной кнопкой меню.

Укажите нужный уровень скорости дисков. В случае если у вас достаточно старая модель дисковода или вам требуется записать файлы с максимальным качеством и минимальной возможностью потери данных, используйте низкую скорость записи, однако будьте готовы к тому, что на процесс у вас уйдет куда больше времени, чем вы рассчитывали.

Если необходимо, укажите отключение компьютера по окончании записи, но лучше всего установите галочку для автоматической проверки записанных файлов, чтобы убедиться в том, что копирование выполнено в соответствующем виде.

Запустите процесс записи файлов на заданной скорости. Если необходимо, примените настройку данного параметра в меню программе по умолчанию. В случае если будете записывать диск стандартными средствами Windows, скорость задавайте в параметрах привода.

Полезный совет

Пользуйтесь альтернативными программами для записи.

При настройке параметров работы персонального компьютера необходимо обратить внимание и на жесткий диск. Медленная работа винчестера негативно сказывается на производительности ПК в целом.

Вам понадобится

• - Доступ к настройкам ПК.

Инструкция

Настройку параметров жесткого диска необходимо начинать еще до установки операционной системы. Выберите тип файловой системы каждого раздела винчестера . Если вы устанавливаете ОС Windows XP, то отформатируйте системный раздел в FAT32. Как ни странно, эта файловая система отлично приспособлена для постоянной перезаписи информации. Это позволит немного повысить производительность компьютера.

После установки ОС откройте меню «Мой компьютер» и перейдите к свойствам любого раздела винчестера . Откройте вкладку «Общие» и найдите пункт «Разрешить индексировать содержимое файлов на этом диске». Уберите галочку, расположенную напротив этого пункта. Нажмите кнопку «Применить» и выберите пункт «Для всех файлов и подкаталогов». Подтвердите запуск процесса смены параметров жесткого диска.

Выполните аналогичную настройку остальных разделов винчестера . Если у вас имеется отдельный том, отведенный под хранение образа операционной системы, то его параметры лучше оставить без изменения.

Проведите дефрагментацию всех разделов жесткого диска. Если вы работаете со сравнительно , то используйте стандартные средства системы Windows. Откройте свойства любого раздела жесткого диска и перейдите ко вкладке «Сервис».

Нажмите кнопку «Выполнить дефрагментацию». В открывшемся меню выделите нужный раздел жесткого диска и нажмите кнопку «Анализировать диск». После завершения анализа томов выделите нужные локальные диски и нажмите кнопку «Дефрагментация». Дождитесь завершения этой процедуры. Не выключайте компьютер во время работы утилиты.

Вернитесь ко вкладке «Сервис» и нажмите кнопку «Выполнить проверку». Активируйте пункт «Проверять и восстанавливать поврежденные сектора» и нажмите кнопку «Запуск». Перезагрузите ПК после выполнения всех описанных процедур.

Видео по теме

Для оптимизации работы OS Windows необходимо правильно настроить параметры всех устройств компьютера. Особое внимание нужно обратить на настройку винчестера или жесткого диска.

Инструкция

Повысить быстродействие системы можно, если установить для жесткого диска режим DMA (прямого доступа к оперативной памяти). Вызывайте контекстное меню щелчком правой клавиши по пиктограмме «Мой компьютер» и выбирайте пункт «Свойства». Переходите во вкладку «Оборудование» и нажмите «Диспетчер устройств». Раскройте список «IDE ATA/ATAPI контроллеры».

Проверьте режим работы каждого устройства: вызывайте контекстное меню, активируйте опцию «Свойства» и переходите во вкладку «Дополнительные параметры». Параметр «Режим передачи» установите «DMA, если возможно».

Чтобы оптимизировать поиск и запись файлов, проведите дефрагментацию диска. Щелкните правой клавишей по иконке «Мой компьютер» и выбирайте команду «Управление». В списке «Запоминающие устройства» отметьте пункт «Дефрагментация диска». Проведите дефрагментацию всех логических дисков. Во время этого процесса обращаться к запоминающим устройствам нельзя.

В Windows XP системные файлы по умолчанию записываются в буфер жесткого диска, что ускоряет обращение к ним. В Windows Vista и Windows 7 эту опцию нужно установить вручную. Щелчком правой клавиши по значку жесткого диска вызывайте выпадающее меню и выбирайте пункт «Свойства».

Переходите во вкладку «Политика» и поставьте флажок в чекбокс «Разрешить кэширование записи на диск». Надо иметь в виду, что при сбое электропитания данные могут быть утеряны или повреждены. Для повышения надежности работы компьютера лучше использовать ИБП (источник бесперебойного питания).

Если на вашем компьютере в фоновом режиме запущено несколько программ, работа системы существенно замедляется. Нажмите Win+R и в строку «Открыть» введите команду msconfig. Перейдите во вкладку «Автозагрузка» и снимите флажки рядом с теми программами, которыми пользуетесь только время от времени. Подтвердите, нажав ОК. Изменения вступят в силу после перезагрузки.

По умолчанию файл подкачки размещается на том же логическом диске, что и система. Постоянное обращение к жесткому диску за информацией из виртуальной памяти его работу . Щелкните по пиктограмме «Мой компьютер» правой клавишей мыши и выбирайте команду «Свойства». Переходите во вкладку «Дополнительно» и в разделе «Быстродействие» нажмите «Параметры».

Опять выбирайте вкладку «Дополнительно» и жмите «Изменить» в разделе «Виртуальная память». Отметьте диск, на котором установлена система, и переведите радиокнопку в положение «Без файла подкачки». Чтобы подтвердить выбор, нажмите «Задать».

Если объем оперативной памяти на вашем компьютере не менее 1 Gb, вы можете вообще обойтись без файла подкачки. Если же виртуальная память вам нужна, отметьте другой логический диск и задайте размер файла подкачки. Нажмите «Задать» и перезагрузите компьютер, чтобы изменения вступили в силу.

Настройка параметров работы жесткого диска позволяет существенно увеличить производительность компьютера или ноутбука. Важно также понимать, что отсутствие своевременного обслуживания винчестера может привести к порче этого устройства.

Вам понадобится

• - Partition Manager;
• - Smart Defrag.

Инструкция

Для начала выполните стандартную очистку системного раздела жесткого диска. Нажмите сочетание клавиш «Пуск» и E. Найдите иконку локального диска С и кликните по ней правой кнопкой мыши. Перейдите к свойствам этого раздела и откройте вкладку «Общие».

Модуль поиска не установлен.

Пути повышения производительности винчестера

Когда пользователь, наблюдая за песочными часами на мониторе, приходит к выводу, что его компьютер безбожно "тормозит", и адресует свое негодование по этому поводу Microsoft, прав он только отчасти

Чаще всего раздражающее ожидание связано с загрузкой файлов с винчестера, а не с работой центрального процессора под руководством Microsoft Windows и ее приложений. Нет, конечно, это не снимает ответственности с Microsoft и других, кстати, разработчиков программного обеспечения за задержки в работе компьютера. Не с Луны же свалились на нашу голову эти бешеного размера файлы.

Но и сами мы хороши. Радуемся красивым картинкам на экране? Приветствуем появление высококачественного звука, видеозаставок, игрушек с богатой графикой? Не возражаем, чтобы наши документы были оформлены как можно лучше и насыщеннее, а в базах данных хранилась информация едва ли не обо всем на свете? Тогда не надо злиться, что файлы стали "неподъемными".

Другое дело, что надо стремиться к сбалансированной производительности как аппаратных узлов компьютера, так и установленных на нем приложений. Мощной операционной системе и производительным прикладным программам следует предоставить и процессор побыстрее, и винчестер не только более емкий, но и более "скоростной". Кстати, популярная рекомендация поставить больше оперативной памяти, чтобы машина не "тормозила", напрямую связана с недостаточной производительностью винчестера.

От чего зависит быстродействие винчестера?

Накопитель на жестких магнитных дисках, он же винчестер, v устройство электронно-механическое. Если не вдаваться в подробности, можно считать, что механическая часть его включает приводы пластин (дисков), сборки головок чтения и записи. Электроника винчестера представлена головками чтения и записи, каналом чтения, контроллером интерфейса, буферной памятью, схемами управления приводами пластин и головок.

Соответственно, часть параметров винчестера характеризуют его механику, а другая часть v электронику. Эти характеристики, хотя и кажутся малозависимыми друг от друга, на самом деле тесно увязаны между собой. Чтобы добиться прогресса, скажем, во временных параметрах накопителя, характеризующих быстродействие его механики, необходимо значительно усовершенствовать и его электронику. И наоборот.

Остановимся на основных характеристиках, по которым можно судить о производительности винчестера. В первую очередь всегда упоминают временные характеристики привода v среднее время поиска и ожидания. Первая величина показывает, сколько времени потребуется на перемещение головок к нужной дорожке. Вторая v сколько придется подождать, пока под головками окажется требуемый сектор - она напрямую связана со скоростью вращения пластин. Еще несколько величин составляют параметр, известный как "среднее время доступа к данным".

Среди "электронных" характеристик чаще всего обращают внимание на внешнюю скорость передачи данных, которая на самом деле является параметром интерфейса, соединяющего накопитель с системной шиной компьютера, а не самого накопителя. Данные с такой скоростью (или близкой к ней) передаются лишь в том случае, если они были считаны заранее и находились в буфере (см. ниже).

Реже упоминают внутреннюю скорость передачи данных, которая как раз и показывает, как быстро работает канал чтения винчестера, то есть с какой скоростью данные считываются с пластин и помещаются в буфер. В последнее время с учетом роста интенсивности обращений программ к жесткому диску эта величина становится все важнее. Большое значение играет также емкость встроенного в накопитель буфера и его организация. Буфер призван сгладить несоответствие между внутренней и внешней скоростью передачи данных.

Попробуем разобраться, как все эти параметры связаны между собой, и поговорим о путях повышения производительности винчестеров. Проблема эта волнует все компании, производящие накопители на жестких дисках. Как свидетельствуют публикуемые в прессе обзоры, наибольших результатов в этом добилась сегодня корпорация IBM (по крайней мере, в секторе IDE-накопителей для настольных компьютеров). Поэтому в дальнейшем я воспользуюсь данными, приводимыми в технических документах этой компании.

Повышение скорости вращения пластин

При обслуживании случайных запросов на чтение или запись производительность винчестера на 90% определяется его механическими характеристиками, такими как время поиска (параметр движения головок) и скорость вращения пластин (т.е. самих дисков). Под случайными запросами понимаются обращения к файлам, записанным на дисках в разных местах. Такой режим типичен для работы простых приложений Windows v текстовых редакторов, электронных таблиц, навигаторов Интернет, электронной почты и т.п.

На долю электронных факторов, включая внутреннюю скорость передачи данных по каналу чтения, выдачу их из буфера винчестера, внешнюю передачу данных по IDE-интерфейсу и прием операционной системой, остается 10%. Тут надо учитывать, что хотя внутренняя скорость передачи данных считается чисто электронным параметром, она серьезно зависит от скорости вращения пластин.

Из двух механических факторов v времени поиска и скорости вращения v наибольший эффект с точки зрения повышения производительности винчестера достигается при увеличении скорости вращения дисков. Это подтверждается начавшимся переходом индустрии на IDE-винчестеры со скоростью вращения 7,200 оборотов в минуту (об./мин., rpm) вместо широко применявшихся в последние годы накопителей с 5,400 об./мин.

Повышение скорости вращения, диктуемое требованиями к производительности винчестеров со стороны сегодняшних операционных систем и приложений, дает выигрыш как по среднему времени ожидания, так и по внутренней скорости передачи данных. Причем в первом случае в основном эффект достигается при случайных обращениях, а во втором v при чтении больших массивов последовательно записанных данных (графики, аудио- или видеоданных).

Из чего складывается время считывания данных с винчестера (I/O time) при типичных случайных запросах? Сначала контроллеру жесткого диска необходимо время, чтобы обработать поступивший запрос, выдать команды на привод головок (command overhead time). Затем некоторое время уйдет на передвижение головок к заданному цилиндру (seek time). После этого придется подождать, пока диски повернутся и под головками окажутся необходимые секторы с данными (latency time). Потом начнется чтение и передача данных в компьютер (data transfer time). То есть

I/O time = command overhead time + seek time +

latency time + data transfer time

В этом уравнении время ожидания полностью определяется скоростью вращения пластин и в среднем равно поло-вине периода оборота дисков. У винчестеров со скоростью вращения 5400 об./мин. среднее ожидание составляет 5.6 миллисекунды (мс), а при переходе к 7200 об./мин. оно сокращается до 4.2 мс. Если принять остальные составляющие равными для обоих винчестеров (а так оно практически и есть), можно прикинуть прирост производительности, получаемый за счет перехода на 7200 об./мин.

По данным IBM, у современных винчестеров для настольных РС время обработки команды составляет примерно 0.5мс, среднее время поиска равно 9.5 мс, на передачу 4 килобайт данных уходит приблизительно 0.3 мс. Тогда получаем, что винчестеру со скоростью вращения пластин 5400 об./мин. на чтение типичного 4-килобайтного блока данных (одного кластера FAT32) потребуется 15.9 мс, в то время как винчестер со скоростью вращения 7200 об./мин. с этой задачей справится за 14.5 мс.

Итак, переход на 7200 оборотов в минуту при выполнении операций чтения типичных 4-килобайтных блоков данных дает 10-процентный прирост производительности по сравнению с винчестерами на 5400 об./мин.

Но это еще не все. Повышение скорости вращения пластин сказывается и на внутренней скорости передачи данных (disk transfer rate).Теоретическая максимальная внутренняя скорость передачи данных (то есть скорость, с которой данные записываются на диск или считываются с него) определяется временем оборота дисковых пластин (revolution time), размером сектора (sector size), числом секторов на треке (sectors per track), числом треков в цилиндре, или числом рабочих поверхностей установленных в винчестере дисковых пластин (tracks per cylinder), и временем, необходимым для переключения между головками (временем перехода между треками в цилиндре). Для вычисления теоретической максимальной внутренней скорости передачи данных можно воспользоваться упрощенной формулой:

max. disk transfer rate =

sectors per track * sector size / revolution time

Время оборота пластин в винчестере со скоростью вращения 7200 об./мин. составляет 8.3 мс, а при 5400 об./мин. v 11.1 мс. При равном для обоих накопителей числе секторов на трек и одинаковом размере сектора (в большинстве операционных систем это 512 байт) получаем, что переход на 7200 об./мин. обеспечивает увеличение теоретической максимальной внутренней скорости передачи данных на 33%.

Такой, или почти такой, прирост производительности наблюдается при считывании и записи больших последовательных блоков данных. Этот режим характерен для графических и мультимедийных приложений, баз данных.

Кстати, повышение скорости вращения иногда заставляет уменьшить число секторов на трек, то есть плотность записи данных. Это связано с тем, что электронный канал чтения обладает ограниченной пропускной способностью. При слишком высокой плотности записи и скорости вращения пластин она может оказаться недостаточной для обработки всех данных, проходящих в единицу времени под головками чтения/записи. Поскольку сегодня задача увеличения плотности записи и емкости винчестеров стоит не менее остро, наиболее емкие накопители пока выпускаются с меньшей скоростью вращения пластин.

Увеличение емкости кэш-буфера

Это еще один путь повышения производительности винчестеров. Встроенный буфер винчестера выполняет две функции. Во-первых, он служит мостом между каналом чтения и внешним интерфейсом. Данные между ними не могут передаваться напрямую из-за большой разницы между внутренней и внешней скоростями. На этом этапе невозможно обойтись без промежуточного буфера, позволяющего сгладить задержки при обращениях к диску.

Во-вторых, буфер служит своего рода сверхбыстрым накопителем, обеспечивающим выдачу данных с максимальной для внешнего интерфейса скоростью. За счет буфера большой емкости и удачно подобранных алгоритмов его заполнения удается существенно повысить производительность винчестера.Когда поступает запрос на чтение, контроллер винчестера первым делом проверяет, нет ли требуемых данных в кэш-буфере. Если их там не оказалось, происходит чтение с дисковых пластин, прочитанные данные помещаются в буфер и передаются из него по внешнему интерфейсу операционной системе компьютера. Каким же образом запрашиваемые данные могут оказаться в буфере?

Для этого применяются алгоритмы упреждающего чтения. Прочитав секторы, содержащие затребованные приложением или системой данные, винчестер не останавливается и на всякий случай переносит в буфер содержимое следующих секторов. Поскольку сегодня приложения редко довольствуются малыми порциями данных, чтение носит последовательный характер и загодя прочитанные секторы обычно приходятся кстати при следующих обращениях. Когда же запрашиваемые данные находятся в буфере, их выдача происходит практически моментально v на это уходят не миллисекунды, как при чтении, а микросекунды. Эффективность кэширования подтверждают все тесты.

Однако просто поставить на винчестер большой буфер недостаточно. Сегодняшние приложения и системы отличаются не только хорошим аппетитом по части данных, но и многозадачностью. То есть, к винчестеру обращаются одновременно не одна, а сразу несколько параллельно работающих программ или вычислительных процессов, запущенных одной программой.

Корпорация IBM, как и другие производители, постоянно совершенствует алгоритмы, оптимизирующие использование винчестерного кэш-буфера при работе в современных компьютерных системах. При этом учитывается, что серверы, рабочие станции и обычные персональные компьютеры совершенно по-разному обращаются к дискам. Поэтому выпускаемые для них винчестеры оснащаются разными интерфейсами, буферами разной емкости.

Повышения эффективности кэш-буфера добиваются, во-первых, наращиванием его емкости и, во-вторых, применением хитроумных алгоритмов сегментирования. Под сегментированием буфера понимается разделение его на несколько частей (сегментов), используемых независимо друг от друга, v для обслуживания параллельных очередей запросов чтения, поступающих, например, от разных программ. Адаптивное сегментирование предусматривает гибкий подбор числа сегментов и их емкости.

Чем выше внутренняя скорость передачи данных, чем более быстрым интерфейсом оснащен винчестер, тем больший ему требуется буфер. На жестких дисках для персональных компьютеров со скоростью вращения пластин 5,400 об./мин. В большинстве случаев устанавливались 256-килобайтные буферы. Сегодня высокопроизводительные винчестеры со скоростью вращения 7200 об./мин. и интерфейсами Ultra ATA-33/66 оснащаются как минимум 512-килобайтными буферами. SCSI-винчестеры, предназначенные для рабочих станций и серверов, нуждаются в буферах емкостью 1, 2 и даже 4 мегабайта. Причем 4-мегабайтные буферы SCSI-винчестеров IBM Ultrastar разделяются на 4 сегмента по 920 килобайт каждый (количество сегментов конфигурируется).

Тут все зависит от характера применяемых программных приложений и, следовательно, обращений к винчестеру. При работе баз данных с большими записями чтение и запись носят последовательный характер, и тогда целесообразно разделять буфер на несколько емких сегментов. Когда преобладают случайные обращения, может понадобиться разделение буфера на большее число сегментов. В идеале количество сегментов должно чуточку превышать число параллельно обслуживаемых винчестером потоков ввода/вывода.

Прерывание потока данных, поступающего по внешнему интерфейсу винчестера, происходит тогда, когда буфер оказывается полным при записи или пустым при чтении. И в том, и в другом случае это происходит из-за более низкой скорости передачи данных по каналу чтения, чем по внешнему интерфейсу. Уменьшить количество таких прерываний позволяет увеличение емкости сегментов буфера. Наибольший эффект ощущается при обслуживании мощных потоков данных, таких как последовательное чтение или запись громоздких графических файлов, аудио- и видеоданных.

Предположим, что с винчестера считывается 256-килобайтный поток данных. Если на нем установлен буфер емкостью 1 мегабайт, разделенный на 4 сегмента по 160 килобайт каждый, емкости такого сегмента окажется недостаточно для поддержания непрерывности потока данных. А 4-мегабайтный буфер, поделенный на 4 сегмента по 920 килобайт, справится с задачей легко. В этом случае практически всегда следующая запись, за которой обратится программа, будет считана с диска загодя и выдана с максимальной скоростью из буфера. Буфер не будет опорожняться, а SCSI-интерфейс v отключаться.

И еще один вопрос напоследок. Зачем устанавливать большой буфер на винчестер, если операционные системы тоже организуют кэширование данных, считываемых или записываемых на жесткий диск, причем в их распоряжении вся системная память компьютера, из которой можно спокойно выделить для этих целей и 4 мегабайта, и в несколько раз больше. Дело в том, что размещение буфера на винчестере позволяет в несколько раз сократить нагрузку на интерфейс. В частности, по нему не будут передаваться данные, считываемые с упреждением, а ведь заранее неизвестно, пригодятся они или нет.

Если сравнить достижения в области развития жёстких дисков с видеокартами или центральными процессорами, то легко можно заметить, что широкая публика, в общем-то, не осведомлена о каких-либо технологиях. Рынок жёстких дисков кажется скучным, но это только на первый взгляд. На самом деле, рынок жёстких дисков постоянно движется вперёд, плотность записи и производительность продолжают увеличиваться. Впрочем, за исключением ёмкости, уследить за этим прогрессом среднему потребителю сложно. Даже эксперты иногда не могут различить два похожих жёстких диска, если бы не этикетка с характеристиками, хотя их производительность может сильно отличаться . Если сравнивать жёсткие диски со схожими техническими спецификациями, скажем, винчестеры в одной линейке, измеряемая разница всё равно есть.

Мы специально упомянули "измеряемую" разницу, поскольку вряд ли вы сможете отличить "на глаз" жёсткие диски Hitachi и Western Digital, если они работают в одинаковых системах (мы имеем в виду последние поколения). Заметные отличия существуют, скажем, между жёстким диском Western Digital Raptor на 10 000 об/мин и обычным винчестером на 7 200 об/мин, или между конфигурацией RAID 0 и одиночным жёстким диском, но между накопителями на 7 200 об/мин для массового рынка вы вряд ли ощутите какую-либо разницу по производительности, за исключением нюансов. Впрочем, другие различия, конечно, есть: разные ёмкости, разные размеры кэша, интерфейсы Serial ATA или UltraATA.

В нашей статье мы рассмотрим все параметры жёстких дисков, которые так или иначе влияют на производительность. Сюда относятся форм-фактор HDD, диаметр и число пластин, технология и плотность записи, скорость вращения и время доступа, интерфейс и объём кэш-памяти. Мы рассмотрим линейку жёстких дисков Seagate Barracuda 7200.10, сравним технически идентичные жёсткие диски с разной ёмкостью, размерами кэша и интерфейсами (Serial ATA против UltraATA). Вы, наверное, будете удивлены, узнав, что самая ёмкая модель отнюдь не является самой быстрой, да и 16 Мбайт кэша помогают не всегда.

Винчестер без крышки. Основой являются вращающиеся пластины (жёсткие диски), с которыми работают головки чтения/записи. Данная модель вышла из строя из-за нарушения герметичности корпуса и попадания влаги.

Винчестеры используют одну или больше магнитных пластин с концентрическими дорожками. Они записываются от наружной стороны к внутренней, запись производится с помощью магнитного поля, которое изменяет ориентацию мелких частиц - магнитных доменов. Перемещающийся механический привод используется для позиционирования головок чтения/записи на пластине. Если пластин несколько, то и головок чтения/записи на приводе тоже несколько (по одной на каждую сторону пластины). Привод перемещает головки подобно проигрывателю грампластинок, достигая внешних или внутренних дорожек. Для хранения данных используется как верхняя, так и нижняя сторона пластин.

Биты данных собираются в так называемые секторы, которые, в свою очередь, составляют кластеры. Кластер - это минимальная логическая единица для хранения данных. В зависимости от файловой системы (Windows использует NTFS или FAT32), размер кластера может меняться. Чем больше кластер, тем выше будет последовательная пропускная способность, но вы будете быстро терять доступную ёмкость, если средний размер файла будет намного меньше размера кластера.

Форм-фактор и высота

Снаружи самым очевидным различием между жёсткими дисками является и форм-фактор, который зависит от диаметра пластин. Настольные жёсткие диски используют 3,5" пластины, а мобильные - 2,5". Жёсткие диски уровня предприятия внешне могут выглядеть как 3,5" модели, но на самом деле они могут использовать пластины меньшего диаметра, чтобы обеспечить высокую скорость вращения. Жёсткие диски для ультрапортативных устройств часто используют пластины диаметром всего 1,8", а микро-приводы собираются на 1" и 0,8" пластинах.

Жёсткие диски форм-фактора 3,5" обычно имеют высоту 1", которой хватает для установки вплоть до пяти пластин. Жёсткие диски для ноутбуков построены на дизайне с одной или двумя пластинами и имеют высоту 9,5 или 12,5 мм, хотя последние подходят далеко не для всех ноутбуков. Если взглянуть в сторону 1" и 0,8" жёстких дисков, то здесь заметна тенденция в направлении собственных решений и высот, поскольку накопители часто оптимизируются под нужды клиентов.

Чем больше пластин, тем больше получается ёмкость жёсткого диска, поскольку суммарная ёмкость рассчитывается умножением ёмкости пластины на число пластин. Например, плотность записи 160 Гбайт на пластину позволяет производителям получать ёмкость 640 Гбайт с четырьмя пластинами. С другой стороны, чем больше пластин, тем больше головок чтения/записи используется, что повышает риск аппаратного сбоя из-за большого числа подвижных элементов. Также увеличивается трение и энергопотребление. Что же касается цены, то один ёмкий жёсткий диск по-прежнему стоит дешевле, чем пара небольшого объёма. Единственным исключением можно считать высокопроизводительные массивы RAID в серверах, где используется несколько жёстких дисков, чтобы увеличить производительность.

Ёмкость и технологии записи

Мы уже упоминали плотность записи данных, которая выражается в гигабитах на квадратный дюйм (или сантиметр). Её не стоит напрямую сравнивать с ёмкостью пластины, поскольку производители не всегда используют для хранения данных всю пластину. Кроме того, ёмкость пластины обычно рассчитывается для 3,5" жёсткого диска, а плотность записи данных остаётся неизменной для разных форм-факторов. Следует отметить, что плотность записи данных зависит от используемых технологий.

Перпендикулярная магнитная запись (Perpendicular Magnetic Recording, PMR) является самой современной технологией. В отличие от обычной параллельной записи, когда магнитные домены ориентированы параллельно плоскости пластины, здесь они ориентированы вертикально. Подобный механизм позволяет снизить взаимное влияние магнитных доменов друг на друга (явление суперпарамагнетизма) и увеличить число бит на единицу площади, что повышает плотность записи данных. В перспективе, благодаря внедрению перпендикулярной записи, индустрия жёстких дисков надеется десятикратно увеличить ёмкость. Вскоре на рынке должен появиться первый жёсткий диск PMR с ёмкостью 1 Тбайт, и тогда будет установлен новый рекорд ёмкости.

В будущем мы наверняка перейдём на запись Heat-Assisted Magnetic Recording (HAMR). В данной технологии лазер подогревает поверхность диска, чтобы снизить интенсивность магнитного поля, которое требуется для влияния на магнитные домены пластин. В итоге мы получим дальнейшиё рост плотности записи данных, поскольку технология нагревания позволяет более точно управлять магнитными доменами.

Конечно, чем выше плотность данных, тем лучше, поскольку при этом возрастает и скорость чтения данных. В результате современные 3,5" жёсткие диски на 7 200 об/мин всегда обгоняют старые модели. Впрочем, время доступа от увеличения плотности записи не меняется, поскольку ускорить позиционирование головок без существенной механической нагрузки очень сложно.

Скорость вращения шпинделя

Скорость вращения шпинделя определяется в оборотах в минутах (RPM), и на сегодня это один из самых основных параметров, влияющих на производительность. Высокая скорость вращения шпинделя даёт более высокую линейную скорость головок чтения/записи, то есть через них можно проводить больше данных. Чем быстрее вращается шпиндель, тем больше данных можно считать за единицу времени. Кроме того, высокая скорость вращения шпинделя положительно сказывается на времени доступа: когда головки встанут на нужную дорожку, требуется определённое время, прежде чем подойдёт требуемый сектор. Высокая скорость вращения шпинделя позволяет уменьшить эту задержку. Впрочем, современные жёсткие диски обычно предварительно кэшируют данные, ожидая, когда головка доберётся до нужного сектора. Но даже потом жёсткий диск обычно ожидает поступления служебной дорожки, которая обозначает начало/конец дорожки с данными.

Жёсткие диски формата 3,5" для серверов и рабочих станций имеют скорость вращения 10 000 или 15 000 об/мин, в то время как настольные жёсткие диски обычно работают на 7 200 об/мин. На рынке настольных ПК только накопители Western Digital Raptor дают 10 000 об/мин. Поэтому данные модели являются идеальным вариантом для энтузиастов. Конечно, Western Digital Raptor по-прежнему имеют очень высокую стоимость хранения гигабайта, так что за 150-Гбайт Raptor придётся выложить даже больше, чем за 500-Гбайт жёсткий диск на 7 200 об/мин.

Жёсткие диски для ноутбуков вращаются на меньших оборотах: мобильные винчестеры на 4 200 об/мин недавно уступили место моделям на 5 400 об/мин даже в недорогих ноутбуках. Впрочем, есть и мобильные винчестеры на 7 200 об/мин. Одной из причин снижения скорости вращения шпинделя является высокое энергопотребление. Ноутбуки часто работают от аккумулятора, поэтому многие производители не спешат устанавливать жёсткие диски на 7 200 об/мин в популярные модели ноутбуков. Винчестеры 1,8" и меньшего формата вращаются на 4 200 об/мин, а 1" и 0,8" модели работают на ещё меньших оборотах.

Новые 3,5" жёсткие диски со скоростью вращения 7 200 об/мин дают скорость чтения с пластин до 90 Мбайт/с, а 2,5" накопители существенно медленнее - до 30-35 Мбайт/с. 1,8" жёсткие диски ещё медленнее.

Диаметр пластин

Если сравнивать жёсткие диски только по скорости вращения шпинделя, то можно подумать, что разные модели работают одинаково, но это не так. Конечно, высокая скорость вращения необходима для высокой производительности, но эффективная скорость, с которой головки считывают/записывают секторы, существенно разнится.

Возьмём жёсткие диски с одинаковой скоростью вращения шпинделя. Все они имеют одинаковую угловую скорость, в отличие от оптических приводов. В результате расстояние, которое за секунду проходят головки на внешних дорожках больше, чем на внутренних дорожках. На наружных дорожках 3,5" жёстких дисков длина дорожки составляет примерно 25 см, что существенно больше, чем шесть с лишним сантиметров около шпинделя. То есть линейная скорость на внешних дорожках примерно в четыре раза больше, чем на внутренних дорожках. Поэтому скорость передачи данных на внешних дорожках выше, чем на внутренних.

Именно поэтому утилиты дефрагментации, которые собирают фрагменты файлов в единое последовательное пространство, всегда располагают файл подкачки Windows (swap) в начале жёсткого диска, где он будет быстрее всего работать. Другой вывод заключается в том, что производительность 2,5" жёсткого диска никогда не достигнет скорости 3,5" винчестера, поскольку линейная скорость у 2,5" накопителя существенно меньше.

Число пластин

Если вы провели некоторое время за изучением линеек жёстких дисков, то наверняка знаете, что доступные ёмкости не всегда соответствуют заявленному производителем объёму на пластину. Например, Seagate Barracuda 7200.10 может хранить почти 200 Гбайт на пластину, то есть версии на 250 и 320 Гбайт.

Объяснение кроется в требованиях рынка. Некоторые покупатели специально заказывают жёсткие диски, скажем, на 250 Гбайт. Ценовое давление - вторая причина, почему производители предлагают разные уровни ёмкости: например, пользователь может позволить себе только 250-Гбайт винчестер, а большая ёмкость ему попросту не нужна. Вполне понятно, что производители должны предлагать так называемые "золотые середины" для разных сегментов рынка, с разными ёмкостями. Кроме того, следует учитывать и дефекты производства. Выгодно продавать как можно большее количество жёстких дисков (пусть и с урезанной ёмкостью), чем стараться всегда предлагать накопители с максимально доступной ёмкостью.

По этим причинам многие жёсткие диски не всегда используют полную доступную ёмкость. У них, чаще всего, не используются медленные внутренние дорожки, а соотношение максимальной ёмкости пластины, числа пластин и суммарной ёмкости оказывается весьма странным. Конечно, при этом теряется ёмкость, зато и минимальные скорости передачи оказываются выше.

Хотя сегодня можно найти много моделей с кэшем 2 Мбайт, стандартом для настольных жёстких дисков для массового рынка можно считать 8 Мбайт. Появляется немало моделей и на 16 Мбайт. Увеличение объёма кэша разумно не только с учётом того, что цены на DRAM падают, но и с технической точки зрения. Жёсткие диски используют алгоритмы для предварительного кэширования данных или оставляют определённые данные в кэше на случай того, что они будут запрошены повторно. Жёсткие диски Serial ATA также требуют определённого объёма памяти, чтобы хранить входящие команды, поскольку многие винчестеры способны менять порядок команд, дабы обрабатывать их максимально эффективно, с минимальным физическим перемещением головок. Эта функция называется "родной" очередью команд (Native Command Queuing, NCQ), она тоже требует определённого объёма памяти для своей работы, хотя и небольшого.

Мы хотели проверить, насколько велика разница в производительности между жёсткими дисками с 8 и 16 Мбайт памяти. Поскольку в нашу лабораторию поступила почти полная линейка жёстких дисков Seagate Barracuda 7200.10, мы смогли отобрать четыре разные модели на 500 Гбайт, позволяющие ответить на этот вопрос. Все из них используют три пластины и различаются только интерфейсами (SATA/300 или UltraATA/100) и размером кэша.

Тестовая конфигурация

Результаты тестов: 8 Мбайт против 16 Мбайт

Мы уже говорили о том, что производители урезают доступную ёмкость, чтобы предложить модели "золотой середины". Давайте посмотрим, какова разница между самой ёмкой и самой маленькой моделями Barracuda 7200.10. Как можно будет видеть, самая ёмкая модель не всегда является самой быстрой.

Версии на 250 и 320 Гбайт построены на двух пластинах, винчестеры на 400 и 500 Гбайт - на трёх, а 750-Гбайт топовая модель тоже имеет три пластины. Только 750-Гбайт топовая модель поддерживает максимальную ёмкость на пластину более 190 Гбайт. В следующей таблице приведена потерянная ёмкость для каждой из модели.

Результаты тестов

Для нашего проекта мы взяли жёсткие диски Serial ATA и UltraATA, поэтому ниже приведены единичные графики.

Мы построили диаграммы передачи данных с помощью результатов всех жёстких дисков с одинаковым интерфейсом. Поэтому мы отображаем производительность не только одного жёсткого диска, а всех жёстких дисков, с минимальными и максимальными значениями между ёмкостями 250 и 750 Гбайт.

Скорость передачи данных

Результаты очень близки. Да, между накопителями Serial ATA и UltraATA есть разница, но она мизерная. Можно заметить, что жёсткие диски SATA с меньшими потерями доступной ёмкости на пластину дают более высокую скорость передачи в целом.

Тесты производительности ввода/вывода показывают, что жёсткие диски, которые не используют полный потенциал ёмкости, дают большее число операций ввода/вывода в секунду, чем более эффективные по ёмкости модели.

Мы рассмотрели несколько моделей Seagate Barracuda 7200.10, чтобы оценить разницу в производительности. И обнаружили, что если два жёстких диска отличаются только размером кэша, то разница между ними практически нулевая: 16 Мбайт кэша не дают ощутимого преимущества по сравнению с 8 Мбайт в наших тестах. Это относится как к жёстким дискам Serial ATA, так и UltraATA. Вообще, мы ожидали, что жёсткие диски SATA будут иметь определённое преимущество, но в случае линейки 7200.10 16 Мбайт кэша окажутся пустой тратой денег по сравнению с 8-Мбайт альтернативами. В то же время, 16 Мбайт кэша не повредят, если цена равная...

Учитывая, что между разными моделями одной линейки жёстких дисков есть различия, можно сделать более грамотный выбор покупки. Жёсткие диски, которые не используют максимально возможную ёмкость исходя из максимальной ёмкости пластин, демонстрируют немного более быстрое время доступа, поскольку рабочая область диска уменьшается, хотя винчестеры, которые используют полную ёмкость, обеспечивают немного лучшую скорость передачи данных.

Впрочем, следует отметить, что разница между самым быстрым и самым медленным жёстким диском в пределах одной линейки явно меньше, чем разница между разными поколениями. По нашему опыту, продукт нового поколения всегда обгоняет старый.