Приветствую всех гостей сайта сайт, сегодня мы поговорим про то, какой на самом деле является реальная емкость, размер и объем жесткого диска. Вы когда-нибудь задумывались, откуда возникает разница в объеме жестких дисков – между значением, указываемым производителем и данными в операционной системе? Это не ошибка ни одной из сторон, а только разница в системе расчетов.
Возможно, Вам приходилось обращать внимание на то, что после покупки накопителя размером в 750 ГБ (так указано на этикетке) и его подключения к компьютеру, система показала только менее чем 700 ГБ объема. Дело не в мошенничестве, а в системе измерения.
На самом деле, всё не столь просто. Если мы покупаем накопитель на несколько сотен гигабайт, то потеря в парочке десятков ГБ пространства не столь ощутима. Совсем другое дело, если нужно , на которую надо загрузить данные фиксированного размера (4-8 ГБ), в таком случае, потеря даже в 100 КБ может стать значительной проблемой.
В настоящее время, емкость жестких и SSD дисков, карт памяти или флеш-накопителей, чаще всего указывается в гигабайтах (ГБ) или терабайтах (ТБ). Например, покупая твердотельный диск объемом 500 ГБ, теоретически, мы должны иметь именно столько доступных данных. После запуска компьютера оказывается, однако, что общий размер жесткого диска составляет 465 ГБ. Откуда такая большая разница? Все сводится к способу расчета. Каждый день мы пользуемся десятичной системой, где основанием является число 10.Компьютер использует двоичную систему, где, как следует из названия, основой является число 2, а для записи чисел достаточно двух значений – 0 и 1.
Поскольку компьютер использует бинарную систему, то заявленный производителем на самом деле меньше. Объяснение этого вопроса очень простое. Для расчетов примем накопитель емкостью 500 ГБ.
Основной единицей памяти компьютера является байт. В соответствии с системой СИ, приставки последовательно выглядят как: кило (К) - для тысячи, мега (М) - миллион, гига (Г) для миллиарда и тера (Т) для триллиона. Итак, у нас соответственно килобайт (1000 байт), мегабайт (миллион байт), гигабайт (миллиардов байт) и терабайт (триллион байт). Теоретически, жесткий диск емкостью 500 ГБ должен иметь емкость в 500 000 000 000 байт (500 байт x 1000 x 1000 килобайт мегабайт x 1000 гигабайт).
Компьютер вычисляет, однако, значения немного другим способом. Здесь 1 килобайт не равен 1000 байт, только в 1024 байтам. Мегабайт имеет 1048576 байт (1024 x 1024), а гигабайт 1073731824 байт (1024 x 1024 x 1024).
Приравнивая, таким образом, 500 ГБ, рассчитывая емкость такого жесткого диска, согласно десятичной системы к двоичной, получим значение в 465,66 ГБ. Мы разделяем 500 000 000 000 байт (500 ГБ) три раза на 1024, а не 1000. Действие выглядит так: 500 000 000 000 / 1024 / 1024 / 1024 = 456,66 ГБ.
Существуют также другие причины меньшого значения размера жестких дисков, чем это следует из приведенных выше расчетов. Так, производители ноутбуков используют так называемые дополнительные, скрытые разделы диска, благодаря которым возможно восстановление операционной системы к состоянию после покупки – в случае, например, ущерба, нанесенного вирусами. Тогда общий размер емкости для жесткого диска уменьшается, например, на 10 ГБ, которые были забронированы для копии системы вместе с драйверами и необходимым программным обеспечением. Емкость может быть также ограничена создаваемыми разделами, областью буфера записи или поврежденными секторами.
Как вычислить реальный объем жесткого диска
Как мы помним из уроков информатики, все компьютеры работают в бинарной (двоичной) системе счисления. Все данные хранятся в формате единичек и ноликов. Минимальной единицей информации является один бит, восемь бит составляют один байт. Далее, следует следующая математика:
- 1 kB (килобайт) = 1 024 B (байт)
- 1 MB (мегабайт) = 1 024 kB (килобайт) = 1 048 576 B (байт)
- 1 GB (гигабайт) = 1 024 MB (мегабайт) = 1 073 741 824 B (байт)
- 1 TB (терабайт) = 1 024 GB (гигабайт) = 1 099 511 627 776 B (байт)
В то время как компьютер работает в двоичной системе счисления, человек обычно думает в десятичной системе счисления. Если посмотрим в систему единиц СИ, то мы видим, что префиксы, используемые для измерения памяти, получают отличное значение:
- кило = 10^3 = 1 000 (тысяча)
- мега = 10^6 = 1 000 000 (миллион)
- гига = 10^9 = 1 000 000 000 (миллиард)
- тера = 10^12 = 1 000 000 000 000 (триллион)
Точно так же, как человек, думает и производитель жесткого диска – например, 5 ГБ, по этой системы реальный объем жесткого диска составит 5 000 МБ.
И вот мы у ядра проблемы. На коробке накопителя, вы видите надпись 1 000 ГБ, но после подключения к компьютеру, он покажет реальный объем размера жесткого диска только 931,32 ГБ. Разница получена не путем обмана, а использованием другим систем исчисления – двоичной на стороне компьютера и десятичной на стороне человека (производителя).
Учитывая всё выше сказанное, можно легко узнать реальный размер объема вашего жесткого диска компьютера. Так, 1000 ГБ, это 1 ТБ, который в человеческой системе исчисления содержит 1 триллион байт. Компьютер же использует машинную арифметику, и делит всё на 1024, в итоге:
- 1 000 000 000 000 байт / 1024 = 976 562 500 килобайт
- 976 562 500 килобайт / 1024 = 953 674,316 мегабайт
- 953 674,316 мегабайт / 1024 = 931,322 гигабайт
Как и во всём мире, даже в отображении реальной емкости жестких дисков компьютера есть и исключения – некоторые компьютерные и операционные системы работают по-разному; обычный пользователь, однако, с указанной выше проблемой встречается почти всегда.
Для ясности, рассмотрим таблицу для быстрого обзора на указываемую и реальную емкость жесткого диска компьютера:
| Указываемый размер (ГБ) | Реальный размер (ГБ) | Разница (ГБ) |
| 1 | 0,93 | 0,07 |
| 4,7 | 4,38 | 0,32 |
| 80 | 74,51 | 5,49 |
| 120 | 111,76 | 8,24 |
| 160 | 149,01 | 10,99 |
| 200 | 186,26 | 13,74 |
| 250 | 232,83 | 17,17 |
| 300 | 279,39 | 20,6 |
| 320 | 298,02 | 21,98 |
| 400 | 372,53 | 27,47 |
| 500 | 465,66 | 34,34 |
| 750 | 698,49 | 51,51 |
| 1 000 | 931,32 | 68,68 |
| 1 500 | 1 396,98 | 103,02 |
| 2 000 | 1 862,98 | 137,35 |
| 3 000 | 2 793,96 | 206,03 |
Теперь давайте перейдём к следующей части статьи, которая позволит более детально разобраться не только с реальной емкостью накопителя компьютера, но и с другими аспектами измерения.
Реальная емкость жесткого диска компьютера и скорости интернета
Это тема отлично подходит для обсуждения в длительные осенние вечера, и, как правило, окутана множеством споров и гипотез. Спорящие, в основном, никак не могут прийти к единому вводу. Начинается всё с того, что размер памяти или реальная емкость (размер, объем) жесткого диска компьютера в мире исчисляется в байтах. Что довольно просто, байт - это довольно простая вещь (в английском byte). Один байт содержит восемь бит (bit, основной блок информации, который может принимать значение 1 или 0) и ничего сложного в этом нет. Только дальше всё это немного усложняется.
- Память - это больше, чем несколько байт, так что далее на сцену выходит килобайт, мегабайт, гигабайт, терабайт, петабайт (и ещё несколько более больших величин, который я уже не помню). И тут начинаются проблемы реальной емкости размера жесткого диска компьютера.
- Классический (оригинальный) килобайт содержит в себе 1 024 байт. Да, не тысяча, но тысяча двадцать четыре. Это потому, что всё в компьютерах является, так сказать, двоичным, а не десятичным. И потому есть 1 024.
Но... для некоторых производителей жестких дисков было более практичным задать другой килобайт, тот который содержал бы в себе 1 000 байт. Может быть, но это, безусловно, является плохой идеей, поскольку позволит производителям обмануть покупателя относительно реальной емкости размера жесткого диска компьютера. И разница получится значительной, учитывая, что измерения идут на мегабайты, килобайты и даже терабайты. Но, манипуляции существуют, и важно посмотреть на реальное положение вещей.
Однако, подвох относительно реального объема и размера жесткого диска компьютера можно определить по маркировке. Давайте посмотрим на следующий пример, тут используется маркировка емкости для десятичной и двоичной системы:
- b, бит (bit, binary digit) = базовая единица информации.
- Байт, B(Б) – 8 бит.
- Килобайт, kB (Кбайт) - 1000 байт (10^3)
- Кибибайт, KiB (КиБ) - 1024 байт (2^10)
- Мегабайт, MB (Мбайт) - 1 000 000 байт (10^6)
- Мебибайт, MiB (МиБ) - 1 045 576 байт (2^20)
- Гигабайт, GB (Гбайт) - 1 000 000 000 байт (10^9)
- Гибибайт, GiB (ГиБ) - 1 073 741 8224 байт (2^30)
Внимание, kb является килобитом, в kB - это килобайт
Аналогичные отступления относятся и к kbps = килобит в секунду (скорость передачи данных в Интернете) против kBps = килобайт в секунду (возможно, Kibps и KiBps). И вот это достаточно существенное отличие, поскольку классический Ethernet интернет имеет скорость 10 Mbps (Мбит / с) = 10 миллионов бит в секунду, или 1 250 000 Bps или байт в секунду.
| Префикс десятичный / двоичный | Десятичная | Двоичная |
| терабайт / тебибайт | TB (10^12) | TiB (2^40) |
| петабайт / пебибайт | PB (10^15) | PiB (2^50) |
| эксабайт / эксбибайт | EB (10^18) | EiB (2^60) |
| зеттабайт / зебибайт | ZB (10^21) | ZiB (2^70) |
| иоттабайт / йобибайт | YB (10^24) | YiB (2^80) |
Возможно, даже хорошо знать, что память компьютеров сегодня вычисляется в гигабайтах, реальная емкость жестких дисков компьютера - от сотен гигабайт до терабайта. Карты памяти в телефонах (планшетах) - в десятках гигабайт. Телефоны сами, как правило, имеют гигабайт оперативной памяти – и вообще, чем больше, тем лучше.
Как узнать реальный размер жесткого диска с помощью программ?
То, что операционная система всегда показываем объем жесткого диска меньше, чем указано на упаковке (это относится и к картам памяти и флешкам), я уже привык. Но вот, я решил протестировать несколько программ AIDA64 и CrystalDiskInfo, которые я рассмотрел в статье , что бы посмотреть, что они покажут. Для понимания, наклейка от производителя на моем ноутбуке говорит, что у меня жесткий диск размеров в 250ГБ, ровно 250, ни байтом больше, ни байтом меньше.
В первую очередь, я решил воспользоваться моей любимой программой AIDA64 . Если запустить программу, то в главном окне слева будет расположен обширный список, который позволяет получить подробную информацию по системе и оборудованию. Что бы просмотреть реальную емкость и размеры жесткого диска, а не его маркировку, можно заглянуть в один из двух пунктов:
- Хранение данных/Физические диски – в правой области вверху, будет отображаться название накопителя, и его размер, который составляет 232ГБ. Как мы понимаем, 17 ГБ производитель захомячил.
- Компьютер/Суммарная информация – в длинном списке справа нужно найти пункт Разделы/Общий объём, согласно программе, размер моего жесткого диска составляет 232.9 ГБ. Видимо, в прошлой вкладке, AIDA64 отрезает десятичное значение.
Хорошо, попробуем воспользоваться программой CrystalDiskInfo , учитывая название, данный инструмент тоже должен показать реальный размер жёсткого диска. В главном окне программы отобразилась маркировка накопителя, и… 250ГБ. Что довольно неприятно.
Помним, чтобы просмотреть реальные размеры жесткого диска в Windows, просто кликаем правой кнопкой мыши по накопителю, и выбираем вкладку Свойства. Если диск был разбит на разделы, то смотрим свойства для каждого раздела, а потом суммируем. Хотя тут тоже может быть свой подвох, поскольку при создании разделов, некоторый объем диска может пойти в расход, но, это значение не слишком большое.
Обладает множеством некоторых особенностей, о которых очень полезно будет узнать начинающим пользователям. Да и продвинутым не помешает. Сейчас мы подробнее остановимся на таком параметре, как емкость HDD. Любой пользователь ПК должен это знать. Чуть ниже мы разберем, что такое максимальная, заявленная и реальная емкость HDD. А также нами будут описаны причины, по которым размер жесткого диска может уменьшиться. Также сейчас получают распространение SSD - твердотельные накопители информации, в которых нет подвижных частей, как в привычных «хардах». Но пока что цена на них довольно высока, хоть и намечается тенденция к падению.
Максимальная емкость современных HDD
Когда-то пользователи были рады «винчестерам» с объемом в 40 Гбайт, но эти времена уже канули в Лету. Объем современных HDD измеряется теперь в терабайтах. Один терабайт равен примерно 1000 гигабайт. Согласитесь, это очень много. Но это только на первый взгляд. Постепенно HDD «забивается» фильмами и музыкой, и места катастрофически не хватает. Если вы решили собрать новый ПК, стоит обратить пристальное внимание на объем HDD. Как раз в этом случае - «больше - значит, лучше». В наше время максимальная емкость HDD, доступного для покупки, равняется 8 Тбайт. С таким параметром можно смело качать все, что угодно. А пара таких «винчестеров» в ПК позволят забыть о проблемах со свободным местом на долгое время. Конечно, цена этих монстров заметно отличается от стоимости бюджетных «двухтерабайтников» (коих гораздо больше).
Некоторые проблемы со старыми ПК
Владельцам старых ПК полезно будет узнать, что если они захотят заменить свой старенький «винчестер» на что-либо большего объема, то могут возникнуть некоторые проблемы. Дело в том, что некоторые старые материнские платы категорически отказываются поддерживать HDD объемом более 138 Гбайт. Это связано с ошибкой популярного для таких плат BIOS Award. В такой ситуации можно попробовать Award давно выпустили патч для этой ошибки. В любом случае интерфейса ATA не сможет поддерживать HDD большой емкости (терабайт и выше). Здесь понадобится замена всей материнской платы. А если менять нужно «материнку», то придется обновлять и все остальные компоненты ПК, включая корпус и блок питания. Так что проще купить сразу новый «системник».
HDD для ноутбуков
С ноутбуками получается не такая радужная ситуация, как с ПК. Установить на лэптоп жесткий диск большего объема, конечно, можно. Но особого прироста свободного места вы не заметите. Дело в том, что на данном этапе максимальная емкость составляет всего 2 Тбайт. Материнские мини-платы ноутбуков попросту не поддерживают тех емкостей, которые доступны пользователям ПК с полноразмерными «материнками». Здесь может спасти только покупка внешнего HDD. Конечно, по ему далеко до внутренних. Но все же какой-никакой прирост свободного места.
Уменьшение емкости HDD
В силу некоторых причин максимальная со временем может уменьшиться. Это связано в основном со внешними факторами. Сторонники популярного мифа о том, что от частого форматирования объем диска может уменьшиться, неправы. Емкость HDD может падать только от физического воздействия. К таким относятся удар, сильная встряска (только при работе), скачок напряжения от блока питания. Из-за воздействия этих факторов на поверхности диска появляются «битые» кластеры. Конечно, чтобы потеря объема была заметна, придется «убить» немалое их количество. Но в этом случае диск просто прекратит работать. Его можно будет выкидывать, так как «оживить» такое устройство совершенно невозможно.
Заявленный и реальный объем HDD
Производители жестких дисков обычно гордо пишут на своих устройствах объем пространства для хранения данных в целых числах. Однако реальная емкость HDD зачастую отличается от заявленной. С чем это связано?
Во-первых, производители заявляют максимальный объем «на глазок», руководствуясь тем, что в таблице международной системы измерений 1 Гбайт равен 1 миллиарду байт. На самом же деле гигабайт равен 107 миллиардам. Чем больше максимальный объем HDD, тем больше «гигов» в нем не хватает. К примеру, если у вас «винчестер» с заявленной емкостью в 200 Гбайт, то реальная его емкость составит 186 Гбайт. И с этим уже ничего сделать нельзя. Таблица измерений заверена ГОСТом.
Во-вторых, на каждом HDD имеется системный раздел для записи отладочной информации. Он тоже несколько ограничивает максимальную емкость HDD, хоть и не намного.
Заключение
Вообще, вопрос о максимальном объеме жесткого диска довольно обширен и одной статьи здесь не хватит. И все же некоторые общие аспекты были рассмотрены. Теперь гораздо легче понять, от чего зависит максимальный объем. Также многих интересовал вопрос о том, чем отличается реальный объем от заявленного и по каким причинам может уменьшиться емкость HDD. Что это за причины, мы разобрали. Следите за своим HDD и все с ним будет в порядке, пока он не «умрет» своей смертью.
Выбор жесткого диска для ПК является очень ответственной задачей. Ведь он является основным хранилищем как служебной, так и вашей личной информации. В этом материале мы поговорим о ключевых характеристиках HDD, на которые стоит обратить внимание при покупке магнитного накопителя.
Вступление
Покупая компьютер, многие пользователи зачастую сосредотачивают свое внимание на характеристиках таких его комплектующих, как монитор, процессор, видеокарта. А такой неотъемлемый компонент любого ПК, как жесткий диск (в компьютерном сленге - винчестер), покупатели нередко приобретают, руководствуясь лишь его объемом, практически пренебрегая другими немаловажными параметрами. Тем не менее, следует помнить о том, что грамотный подход к выбору жесткого диска является одной из гарантий комфорта при дальнейшей работе за компьютером, а также экономии финансовых средств, в которых мы так часто бываем стеснены.
Жесткий диск или накопитель на жестких магнтных дисках (НЖМД, HDD) представляет собой основной накопитель данных в большинстве современных компьютеров, на котором хранится не только информация, необходимая пользователю, включая фильмы, игры, фотографии, музыку, но и операционная система, а также все установленные программы. Поэтому-то, собственно говоря, к выбору жесткого диска для компьютера следует относиться с должным вниманием. Помните, что при выходе из строя любого элемента ПК его можно заменить. Единственный негативный момент в этой ситуации - дополнительные финансовые затраты на ремонт или покупку новой детали. А вот поломка жесткого диска, помимо непредвиденных затрат, может привести к потере всей вашей информации, а так же необходимости в повторной установке операционной системы и всех требуемых программ. Основной целью этой статьи является помощь начинающим пользователям ПК в выборе модели жесткого диска, которая бы лучше всего соответствовала требованиям, предъявляемым конкретными «юзерами» к компьютеру.
Прежде всего, вам следует четко определиться, в какое компьютерное устройство будет устанавливаться винчестер и для реализации каких целей планируется это устройство использовать. Исходя из наиболее распространенных задач, мы можем условно разделить их на несколько групп:
- Мобильный компьютер для общих задач (работа с документами, «серфинг» по просторам всемирной паутины, обработки данных и работы с программами).
- Производительный мобильный компьютер для игр и ресурсоемких задач.
- Настольный компьютер для офисных задач;
- Производительный настольный компьютер (работа с мультимедиа, игры, обработка аудио, видео и изображений);
- Мультимедиа плеер и хранилище данных.
- Для сборки внешнего (портативного) накопителя.
В соответствии с одним из перечисленных вариантов эксплуатации компьютера можно начать подбирать по характеристикам подходящую модель жесткого диска.
Форм-фактор
Форм-фактор - это физический размер жесткого диска. На сегодняшний день, большинство накопителей для домашних компьютеров имеет ширину 2,5 либо 3,5 дюйма. Первые, которые поменьше, предназначены для установки в ноутбуки, вторые - в стационарные системные блоки. Конечно, при желании 2,5-дюймовый диск можно установить и в настольный ПК.
Существуют и более маленькие магнитные накопители с размерами 1,8”, 1” и даже 0,85”. Но данные винчестеры распространены гораздо меньше и ориентированы на специфические устройства, типа ультра-компактных компьютеров (UMPC), цифровых камер, КПК и другое оборудование, где очень важны малые габариты и вес комплектующих. О них в этом материале мы говорить не будем.
Чем меньше размер диска, тем он легче и тем меньше требуется питания для его работы. Поэтому винчестеры форм-фактора 2,5” почти полностью заменили 3,5-дюймовые модели во внешних накопителях. Ведь для работы больших внешних дисков требуется дополнительное питание от электрической розетки, в то время как младший собрат довольствуется только питанием от портов USB. Так что если вы решили самостоятельно собрать портативный накопитель, то лучше для этих целей использовать HDD размером 2,5-дюйма. Это будет более легкое и компактное решение, да и блок питания с собой таскать не придется.
Что же касается установки 2,5-дюймовых дисков в стационарный системный блок, то такое решение выглядит неоднозначным. Почему? Читайте дальше.
Емкость
Одной из главных характеристик любого накопителя (в этом плане винчестер - не исключение) является его емкость (или объем), которая сегодня у некоторых моделей достигает уже четырех терабайт (в одном терабайте 1024 Гб). Еще каких-то 5 лет назад подобный объем мог показаться фантастикой, однако нынешние сборки ОС, современное программное обеспечение, видео и фотографии высокого разрешения, а так же трехмерные компьютерные видеоигры, имея довольно солидный «вес», нуждаются в большой емкости винчестера. Так, некоторым современным играм для нормального функционирования необходимо 12 и даже больше гигабайт свободного пространства на жестком диске, а полуторачасовой фильм HD-качества может потребовать для хранения и вовсе свыше 20 Гб.
На сегодняшний день емкость 2,5-дюймовых магнитных носителей колеблется от 160 Гб до 1,5 Тб (наиболее распространенные объемы: 250 Гб, 320 Гб, 500 Гб, 750 Гб и 1 Тб). Диски размером 3,5” для десктопов более емкие и могут хранить от 160 Гб до 4 Тб данных (наиболее распространенные объемы: 320 Гб, 500 Гб, 1 Тб, 2 Тб и 3 Тб).
При выборе емкости HDD учтите одну важную деталь - чем больше объем жесткого диска, тем ниже цена 1 Гб хранения информации. Например, десктопный винчестер на 320 Гб стоит 1600 рублей, на 500 Гб - 1650 рублей, а на 1 Тб - 1950 рублей. Считаем: в первом случае стоимость гигабайта хранения данных составляет 5 рублей (1600 / 320 = 5), во втором - 3,3 рубля, а в третьем - 1,95 руб. Конечно, такая статистика не означает, что надо обязательно покупать диск очень большой емкости, но в данном примере очень хорошо видно, что покупка 320-гигабайтного диска нецелесообразна.
Если вы планируете использовать компьютер в основном для решения офисных задач, то вам с лихвой хватит винчестера емкостью 250 - 320 Гб, а то и меньше, если, конечно, нет необходимости в хранении на компьютере огромных по объему архивов документации. В тоже время, как мы отмечали выше, покупка жесткого диска объемом ниже 500 Гб невыгодна. Сэкономив от 50 до 200 рублей, в итоге вы получаете очень высокую стоимость одного гигабайта хранения данных. При этом данный факт касается дисков обоих форм-факторов.
Хотите собрать игровой либо мультимедийный ПК для работы с графикой и видео, планируете загружать на жесткий диск новые фильмы и музыкальные альбомы в больших количествах? Тогда жесткий диск лучше выбирать объемом не менее 1 Тб для настольного ПК и не менее 750 Гб для мобильного. Но, разумеется, окончательный расчет емкости винчестера должен соответствовать конкретным потребностям пользователя и в данном случае мы даем только рекомендации.
Отдельно стоит отметить системы для хранения данных (NAS) и ставшие популярными мультимедиа плееры. Как правило, в такое оборудование устанавливаются большие диски 3,5”, желательно с объемом не менее 2 Тб. Ведь данные устройства ориентированы на хранение больших объемов данных, а значит, винчестеры, устанавливаемые в них, должны быть емкими с наиболее низкой ценой хранения 1 Гб информации.
Геометрия диска, пластины и плотность записи
При выборе жесткого диска не следует слепо ориентироваться только на его общую емкость, по принципу «чем больше, тем лучше».Существуют и другие немаловажные характеристики, среди которых: плотность записи и число используемых пластин. Ведь от этих факторов напрямую зависит не только объем винчестера, но и скорость записи/считывания данных.
Сделаем небольшое отступление и скажем несколько слов о конструктивных особенностях современных накопителей на жестких магнитных дисках. Запись данных в них осуществляется на алюминиевые либо стеклянные диски, называемыми пластинами, которые покрыты ферромагнитной пленкой. За запись и считывание данных с одной из тысяч концентрических дорожек, расположенных на поверхности пластин, отвечают считывающие головки, размещающиеся на специальных поворотных кронштейнах-позиционерах, иногда называемых «коромыслами». Эта процедура происходит без прямого (механического) контакта между диском и головкой (они находятся на расстоянии порядка 7-10 нм друг от друга), что обеспечивает защиту от возможных повреждений и продолжительный срок службы устройства. Каждая пластина имеет две рабочие поверхности и обслуживается двумя головками (по одной на каждую сторону).
.jpg)
Для создания адресного пространства, поверхность магнитных дисков разделяется на множество кольцевых областей, называемых дорожками. В свою очередь дорожки делятся на равные отрезки - секторы. Из-за такой кольцевой структуры, геометрия пластин, а точнее их диаметр влияет на скорости чтения и записи информации.
Ближе к внешнему краю диска дорожки имеют больший радиус (большую длину) и вмещают большее количество секторов, а значит, и большее количество информации, которая может быть считана устройством за один оборот. Поэтому, на внешних дорожках диска скорость передачи данных больше, так как считывающая головка в данной области преодолевает за определенный временной промежуток большее расстояние, чем на внутренних дорожках, которые находятся ближе к центру. Таким образом, диски диаметром, равным 3,5 дюйма, отличаются более высокой производительностью, чем диски, у которых эта величина составляет 2,5 дюйма.
Внутри жесткого диска может располагаться сразу несколько пластин, на каждую из которых можно записать определенный максимальный объем данных. Собственно говоря, этим и определяется плотность записи, измеряемая в гигабитах на квадратный дюйм (Гбит/дюйм 2) или в гигабайтах на пластину (Гб). Чем больше эта величина, тем больше информации помещается на одной дорожке пластины, и тем быстрее осуществляется запись, а также последующее считывание информационных массивов (независимо от того, какова скорость вращения дисков).
Суммарный объем винчестера складывается из емкостей каждой из помещенных в него пластин. Например, появившийся в 2007 году, первый коммерческий накопитель емкостью 1000 Гб (1Тб) имел целых 5 пластин плотностью по 200 Гбайт каждая. Но технологический прогресс не стоит на месте и в 2011 году, благодаря совершенствованию технологии перпендикулярной записи, компания Hitachi представила первую пластину емкостью 1 Тб, которые повсеместно используются в современных жестких дисках большого объема.
Уменьшение количества пластин в жестких дисках несет в себе целый ряд важных преимуществ:
- Снижение времени считывания данных;
- Снижение энергопотребления и тепловыделения;
- Повышение надежности и отказоустойчивости;
- Уменьшение массы и толщины;
- Снижение себестоимости.
На сегодняшний день на компьютерном рынке одновременно присутствуют модели жестких дисков, в которых используются пластины с разными плотностями записи. Это значит, что винчестеры одного и того же объема могут иметь совершенно разное количество пластин. Если вы ищите наиболее эффективное решение, то лучше выбирать HDD с наименьшим количеством магнитных пластин и высокой плотностью записи. Но проблема в том, что, практически ни в одном компьютерном магазине в описаниях характеристик дисков значение вышеописанных параметров вы не найдете. Более того, эта информация часто отсутствует даже на официальных сайтах производителей. В итоге, для обычных рядовых пользователей, эти характеристики далеко не всегда являться определяющими при выборе жесткого диска, из-за своей труднодоступности. Тем не менее, перед покупкой мы рекомендуем обязательно разыскать значения данных параметров, что позволить подобрать винчестер с наиболее продвинутыми и современными характеристиками.
Скорость вращения шпинделя
Быстродействие жесткого диска напрямую зависит не только от плотности записи, но и от скорости вращения магнитных дисков, размещенных в нем. Все пластины, находящиеся внутри винчестера жестко крепятся к его внутренней оси, называемой шпинделем, и вращаются вместе с ней, как единое целое. Чем быстрее будет вращаться пластина, тем скорее найдется сектор, который следует прочитать.
В стационарных домашних компьютерах находят применение модели жестких дисков, имеющие рабочую частоту вращения 5400, 5900, 7200, либо 10000 оборотов в минуту. Устройства со скоростью вращения шпинделя, составляющей 5400 об/мин, обычно функционируют тише своих высокоскоростных «конкурентов» и имеют меньшее тепловыделение. Винчестеры с более высокими оборотами, в свою очередь, отличаются лучшей производительностью, но при этом более энергозатратны.
Для обычного офисного ПК будет достаточно накопителя, у которого скорость вращения шпинделя равна 5400 об/мин. Так же такие диски хорошо подходят для установки в мультимедийные плееры или хранилища данных, где важную роль играет не столько скорость передачи информации, сколько пониженное энергопотребление и тепловыделение.
В остальных случаях, в подавляющем большинстве, используются диски со скоростью вращения пластин 7200 об/мин. Это касается как компьютеров среднего, так и топового класса. Использование HDD со скоростью вращения 10000 об/мин встречается сравнительно редко, так как такие модели винчестеров являются очень шумными и имеют достаточно высокую стоимость хранения одного гигабайта информации. Более того, в последнее время, пользователи все чаще предпочитают использовать вместо производительных магнитных дисков, твердотельные накопители.
В мобильном секторе, где царствуют 2,5-дюймовые диски, наиболее распространенной скоростью вращения шпинделя является 5400 об/мин. Это и не удивительно, так как для портативных устройств важны небольшое энергопотребление и низкий уровень нагрева деталей. Но не забыли и про обладателей производительных ноутбуков - на рынке существует большой выбор моделей со скоростью вращения 7200 об/мин и даже несколько представителей семейства VelociRaptorсо скоростью вращения 10000 об/мин. Хотя целесообразность применения последних даже в самых мощных мобильных ПК находится под большим сомнением. На наш взгляд, в случае необходимости установки очень быстрой дисковой подсистемы, здесь лучше обратить внимание на твердотельные накопители.
Интерфейс подключения
Практически все современные модели, как маленьких, так и больших жестких дисков подключаются к системным платам персональных компьютеров с помощью последовательного интерфейса SATA (Serial ATA). Если же у вас очень старый компьютер, то возможен вариант подключения с помощью параллельного интерфейса PATA (IDE). Но учтите, что ассортимент таких винчестеров в магазинах на сегодняшний день очень скуден, так как их производство практически полностью прекращено.
Что же касается интерфейса SATA, то здесь на рынке представлено 2 варианта дисков: подключение через шину SATA II или SATA III. В первом варианте максимальная скорость передачи данных между диском и оперативной памятью может составлять 300 Мбайт/с (пропускная способность шины до 3 Гбит/с), а во втором - 600 Мбайт/с (пропускная способность шины до 6 Гбит/c). Так же у интерфейса SATA III стоит отметить несколько улучшенное управление питанием.
На практике, для любых классических жестких дисков «за глаза» хватает пропускной способности интерфейса SATA II. Ведь даже у самых производительных моделей HDD скорость чтения данных с пластин едва превышает показатель в 200 Мбайт/c. Другое дело - твердотельные накопители, где данные храниться не на магнитных пластинах, а во флэш-памяти, скорость считывания из которой в разы больше и может достигать величин свыше 500 Мбайт/c.
Следует отметить, что во всех версиях интерфейса SATA сохранена совместимость между собой на уровне протоколов обмена, разъемов и кабелей. То есть винчестер с интерфейсом SATA III можно спокойно подключить к материнской плате через разъем SATA I, правда при этом максимальная пропускная способность диска ограничится возможностями более старой ревизии и будет составлять 150 Мбайт/с.
Буферная память (Кэш)
Буферная память - это быстрая промежуточная память (обычно стандартный тип оперативной памяти), служащая для нивелирования (сглаживания) разницы между скоростями чтения, записи и передачи по интерфейсу данных во время работы диска. Кэш винчестера может быть использован для хранения последних считаных данных, но еще не переданных для обработки или тех данных, которые могут быть запрошены повторно.
В предыдущем разделе мы уже отмечали разницу между производительностью жесткого диска и пропускной способностью интерфейса. Именно этим фактом и обусловлена необходимость транзитного хранилища в современных винчестерах. Таким образом, пока происходит запись или считывание данных с магнитных пластин, система для своих нужд может использовать информацию, хранящуюся в кэше, не простаивая в ожидании.
Величина буфера обмена у современных жестких дисков, выполненных в форм-факторе 2,5”, может быть 8, 16, 32 или 64 Мб. У старших 3,5-дюймовых собратьев максимальное значение буферной памяти достигает уже 128 Мб. В мобильном секторе наиболее распространены диски с кэшем 8 и 16 Мб. Среди винчестеров для настольных ПК самыми распространенными объемами буфера являются 32 и 64 Мб.
Чисто теоретически, кэш большего размера, должен обеспечивать дискам большую производительность. Но на практике это далеко не всегда так. Существуют различные операции с диском, при которых буфер обмена практически не влияет на производительность винчестера. Например, это может происходить при последовательном чтении данных с поверхности пластин или при работе с файлами большого размера. Кроме этого, на эффективность работы кэша влияют алгоритмы, способные предотвращать ошибки при работе с буфером. И здесь диск с более маленьким кэшем, но продвинутыми алгоритмами его работы, может оказаться производительнее конкурента, имеющим больший буфер обмена.
Таким образом, гнаться за максимальным объемом буферной памяти не стоит. Тем более если за большую емкость кэша нужно ощутимо переплачивать. К тому же, производители стараются сами оснащать свои продукты наиболее эффективным объемом кэша, исходя из класса и характеристик определённых моделей дисков.
Прочие характеристики
В заключении давайте коротко рассмотрим некоторые оставшиеся характеристики, которые вам могут попасться в описаниях жестких дисков.
Надежность или среднее время наработки на отказ ( MTBF) - средняя продолжительность работы винчестера до его первой поломки или возникновения потребности в ремонте. Измеряется обычно в часах. Данный параметр очень важен для дисков, использующихся в серверных станциях или файловых хранилищах, а так же в составе RAID-массивов. Как правило, у специализированных магнитных накопителей среднее время наработки составляет от 800 000 до 1 000 000 часов (например, диски серии RED у компании WD или серии Constellation у компании Seagate).
Уровень шума - шум, создаваемый элементами жесткого диска при его работе. Измеряется в децибелах (дБ). В основном складывается из шума, возникающего при позиционировании головок (потрескивание) и шума от вращения шпинделя (шелест). Как правило, чем меньше скорость вращения шпинделя, тем тише работает винчестер. Тихим жесткий диск можно назвать, если его уровень шума составляет ниже 26 дБ.
Потребление энергии - важный параметр для дисков, устанавливаемых в мобильные устройства, где ценится большое время автономной работы. Так же от потребления энергии напрямую зависит и тепловыделение винчестера, что так же немаловажно для портативных ПК. Как правило, уровень потребления энергии указывается производителем на крышке диска, но слепо доверять этим цифрам не стоит. Очень часто они далеки от действительности, так что если вы действительно хотите выяснить энергопотребление той или иной модели диска, то лучше поискать в интернете результаты независимых тестирований.
Время произвольного доступа - среднее время, за которое выполняется позиционирование считывающей головки диска над произвольным участком магнитной пластины, измеряемое в миллисекундах. Очень важный параметр, влияющий на производительность винчестера в целом. Чем меньше время позиционирования, тем быстрее на диск будут записаны или считаны с него данные. Может составлять от 2,5 мс (у некоторых моделей серверных дисков) до 14 мс. В среднем у современных дисков для персональных компьютеров этот параметр колеблется от 7 до 11 мс. Хотя встречаются и очень быстрые модели, например, WD Velociraptor со средним временем произвольного доступа 3,6 мс.
Заключение
В заключение хотелось бы сказать несколько слов о все более набирающих популярность гибридных магнитных накопителях (SSHD). Устройства подобного типа совмещают в себе обычный жесткий диск (HDD) и твердотельный накопитель (SSD) небольшого размера, выступающий в качестве дополнительной кэш-памяти. Таким образом, разработчики пытаются использовать вместе основные преимущества двух технологий - большую емкость магнитных пластин и быстродействие флеш-памяти. При этом стоимость гибридных дисков гораздо ниже, чем у новомодных SSD, и немногим выше, чем у обычных HDD.
Несмотря на перспективность данной технологии, пока что накопители SSHD на рынке жестких дисков представлены очень слабо лишь небольшим количеством моделей в форм-факторе 2,5 дюйма. Наибольшую активность в этом сегменте проявляет компания Seagate, хотя конкуренты Western Digital (WD) и Toshiba так же уже представили свои гибридные решения. Все это оставляет надежды, что рынок SSHD жестких дисков будет развиваться, и мы в ближайшее время увидим в продаже новые модели подобных устройств не только для мобильных компьютеров, но и для настольных ПК.
На этом мы заканчиваем наш обзор, где мы рассмотрели все основные характеристики компьютерных жестких дисков. Надеемся, что исходя из этого материала, вы сможете подобрать себе винчестер для любых целей с соответствующими им оптимальными параметрами.
Во время сборки компьютера приходится сталкиваться с огромным массивом информации. На выбор комплектующих влияет множество факторов. Но есть и элементы, которые остаются неизменными в любом случае. К примеру, никак не повлияет на выбор видеокарты, материнской платы и других частей ПК.
Но она может повлиять на работу системы. Связано это с тем, что недостаточное количество памяти приводит к лагам и сбоям разных процессов. Поэтому важно знать, какая емкость у жесткого диска.
Устройство
Жесткий диск, или винчестер - это устройство, которое сохраняет информацию, дает произвольный доступ к ней. Основывается ЖД на магнитной записи. На данный момент это основной накопитель в потребительских системах. Хотя их активно начинают менять на более быстрые устройства - SSD.
Характеристики
Емкость жесткого диска является одной из его характеристик. Она описывает количество данных, которые могут храниться на конкретном устройстве. Помимо этого параметра, ЖД характеризуются по интерфейсу - условно-техническому взаимодействию двух аппаратов. Современные модели получили множество модификаций интерфейсов, поэтому на этот момент важно обращать внимание при выборе.
Далее винчестеры различаются по физическому размеру. Хотя говорить такое на данный момент несправедливо, поскольку с определенного момента большинство производителей придерживаются стандартизированного форм-фактора 3,5 дюйма для стационарных ПК и 2,5 - для ноутбука. К характеристикам нужно отнести показатели вращения шпинделя, времени произвольного доступа, количества операций и потребления энергии.
Емкость
Теперь перейдем непосредственно к емкости жесткого диска. Нетрудно догадаться, что с появлением первых ЖД прошло много времени. Соответственно, этот показатель рос в геометрической прогрессии. Сейчас можно найти накопители с любым объемом до 10 Тб, если говорить о форм-факторе 3,5. Важно также помнить, что диски всегда имеют емкость кратную 1024. Хотя сами производители всегда указывают параметры кратные 1000. Если же вы видите, что накопитель имеет 200 Гб, на деле его емкость - 186,2 Гб.
Подключенный
Конечно, если вы купили себе самостоятельно жесткий диск, то скорее всего знаете его объем. Он указан и в магазине, и на упаковке, и даже на наклейке сверху самого устройства. В этом случае вы можете только перепроверить емкость жесткого диска. Также разобраться в этом вопросе может понадобиться тем, кто заказывал оборудование со сторонних ресурсов. К примеру, китайские интернет-магазины давно славятся подменой параметров. Так, покупателям приходят устройства не той фирмы или не с теми характеристиками. Для этого может понадобиться подобный анализ емкости.
Итак, оборудование можно установить в корпус и посмотреть его характеристики через систему. Для этого кликаем по иконке «Мой компьютер». Открывается новое окно. Перед нами будет один или несколько дисков. Во внимание не стоит брать лишь дисковод и флешку, если она установлена.
Обычно при установке системы ЖД разбивают на несколько частей. На диск C помещают всю систему. Сюда рекомендуется больше ничего не устанавливать. На дисках D, E и так далее находятся личные данные пользователя. Общая сумма их объема составляет емкость ЖД. Чтобы ее сложить, нужно кликнуть по каждому диску правой кнопкой мыши, а после этого перейти в «Свойства». Появится новое окно, в котором вы увидите диаграмму, а также цифровые значения. Тут указано, сколько свободно и занято, а также общий объем. При подсчете не забывайте делать скидку на то, что производитель указывает «красивые» числа. Но вместо 500 Гб, у вас будет всего 452 Гб.
Неподключенный
Есть вероятность, что вы только купили или вам подарили ЖД. Прежде чем его подключить, можно проверить емкость. Но для этого понадобится специальный бокс. Это вызвано тем, что не все устройства имеют интерфейс USB. Нам же для проверки нужно подключить ЖД именно через этот разъем. После того, как вы подключите винчестер к системе, его можно проверить вышеописанным способом.
Программы
Возможно, вам по каким-либо причинам не подходит метод системной проверки через «Мой компьютер». В этом случае может помочь сторонняя программа. К примеру, AIDA64 Extreme Edition. Достаточно ее скачать и установить на испытуемый ЖД.
После запуска софт просканирует систему. Кстати, он показывает не только информацию по винчестеру, а и по всем остальным компонентам. Поэтому после сканирования придется найти конкретно параметры ЖД. После переходим в раздел «Хранение данных», а дальше - «Общий размер». Тут же вы сможете узнать о модели накопителя и другую полезную информацию.
Рекордсмены
При покупке лучше знать максимальную информационную емкость жесткого диска. Конечно, вряд ли вам понадобится самый объемный винчестер, но хотя бы понимать масштабы развития этого устройства стоит. Итак, самым старым используемым объемом был накопитель на 8 Мб. Сейчас туда даже не поместится фотография с некоторых смартфонов. Наиболее ходовыми ныне стали ЖД от 500 Гб. Хотя в некоторых старых моделях ноутбуков есть и вариации со 128 Гб и т. п.
Известно, что большая емкость жесткого диска практически не влияет на производительность системы. Иногда вы можете не найти места для своих данных и файлов, так как ПК может не выдерживать таких объемов. Он будет требовать больше памяти для временных системных файлов. Отсюда появятся заметные «тормоза» системы.
Самым емким на данный момент является гигант-накопитель на 10 Тб. Такой диск может стоит около 25 тысяч рублей. Но его однозначно будет много для обычного пользователя. Есть также модель на 6 Тб. Ее цена чуть ниже - 14 тысяч рублей. Очень хорошо, что производители, помимо увеличения емкости, также заботятся о хорошей скорости, износостойкости и качестве материалов.
Сегодня, конечно, интересные, но в то же время и трудные времена для индустрии накопителей. Переход на мультимедийные форматы высокого разрешения существенно улучшил визуальную составляющую, но и сказался соответствующим образом на требованиях к подсистемам хранения данных. Объёмы цифрового звука, видео и фотографий постоянно увеличиваются, что требует от накопителей всё большей ёмкости. Поэтому сегодня 3,5" винчестеры уже достигли 750 Гбайт. К сожалению, производительность с такой же скоростью расти не может.
В индустрии наступила череда поглощений. Maxtor несколько лет назад купила Quantum, после чего компания объединилась с Seagate. На рынке настольных жёстких дисков ещё остались Hitachi, Samsung и Western Digital.
Seagate сегодня лидирует по ёмкости, обеспечив 750 Гбайт для 3,5" накопителя Barracuda 7200.10, Samsung славится тихой работой и хорошим соотношением ёмкость/цена. Жёсткие диски Western Digital Raptor на 10 000 об/мин уже несколько лет лидируют по производительности, хотя изначально они позиционировались на профессиональный рынок начального уровня. А Samsung, наконец-то, может существенно уйти вперёд благодаря выпуску гибридных жёстких дисков. Это единственная компания в четвёрке, занимающаяся производством не только жёстких дисков, но и флэш-памяти.
Все современные 3,5" накопители обладают максимальной скоростью чтения не меньше 55 Мбайт/с, а время доступа составляет 15 мс или меньше. Самые скоростные модели по максимальной скорости превышают 70 Мбайт/с, а время доступа, в среднем, составляет 13 мс. Жёсткие диски Western Digital Raptor дают скорость более 85 Мбайт/с с очень низким временем доступа 8 мс. Идеальный вариант, если вы хотите получить быстрый запуск приложений или просто более быструю загрузку Windows. Хотя за это придётся заплатить более высокой ценой и меньшей ёмкостью по сравнению с традиционными моделями. Если вам интересна производительность современных жёстких дисков, познакомьтесь с обзорами в нашем разделе .
Конечно, у многих возникнет вопрос: что все эти числа означают на практике? Как сравнить жёсткий диск с другими компонентами в ПК? Насколько производительность современных винчестеров отличается от старых? Сможет ли современный жёсткий диск легко обойти старые модели?
На этот раз мы решили добавить в наше тестирование старые жёсткие диски. Да, мы постарались найти действительно древние модели. Что интересно, они до сих пор прекрасно работают, несмотря на то, что родились в эру MS DOS 5.0 и Windows 3.1.
Жёсткие диски: от 40 Мбайт до 750 Гбайт, от 3 500 до 10 000 об/мин
Мы решили вернуться лет на 15 назад, когда только начали появляться жёсткие диски IDE с весьма приличным по тогдашним меркам объёмом в 40 Мбайт. Затем мы взяли модель середины 90-х годов (3,2 Гбайт), потом увеличили ёмкость до двузначного числа (10 Гбайт) и, наконец, модернизировали жёсткий диск до 60 Гбайт. Современные модели представляют лидеры рынка жёстких дисков: Seagate Barracuda 7200.10 на 750 Гбайт и Western Digital Raptor RD1500 на 150 Гбайт и 10 000 об/мин.
| Производитель | Maxtor | Quantum | IBM | Seagate | Seagate | Western Digital |
| Продукт | 7000 Series IDE 3524 | Fireball ST | Deskstar 16GP | Barracuda IV | Barracuda | WD Raptor |
| Модельный номер | 7040A | ST3.2A | DTTA-351010 | ST360021A | 7200.10 | WD1500ADFD |
| Ёмкость | 40 Мбайт | 3,2 Гбайт | 10,1 Гбайт | 60 Гбайт | 750 Гбайт | 150 Гбайт |
| Скорость вращения шпинделя | 3524 об/мин | 5400 об/мин | 5400 об/мин | 7200 об/мин | 7200 об/мин | 10 000 об/мин |
| Другие варианты ёмкости | 60 - 130 Мбайт | 1,6, 2,1, 3,2, 4,3, 6,4 Гбайт | 3,2, 4,3, 6,4, 8,4, 10,1, 12,9, 16,8 Гбайт | 20, 40, 60, 80 Гбайт | 500, 400, 320, 300, 250, 200 Гбайт | 74, 36 Гбайт |
| Число пластин | 3 | 2 | 3 | 2 | От 1 до 4 | От 1 до 4 |
| Число головок | 5 | 4 | 6 | 3 | 8 | 8 |
| Ёмкость на пластину | 26 Мбайт | 1,6 Гбайт | 5,6 Гбайт | 40 Гбайт | 200 Гбайт | 37,5 Гбайт |
| Кэш | 32 - 64 кбайт | 128 кбайт | 512 кбайт | 2 Мбайт | 16 Мбайт | 16 Мбайт |
| Интерфейс | IDE | UltraATA/33 | UltraATA/33 | UltraATA/100 | SATA/300 | SATA/150 |
| Дата производства | 1991 | 1996 | Jul-98 | 2003 | 2006 | 2006 |
Перед нами жёсткий диск на 40 Мбайт (да, мегабайт) с тремя пластинами, вращающимися со скоростью 3500 об/мин. Интерфейс - обычный IDE. Жёсткий диск изготовлен в 1991 году, и в то время это была вполне средняя модель. Топовый жёсткий диск Maxtor из линейки 7000 имел ёмкость 130 Мбайт, распределённую по восьми пластинам. В жёсткий диск было интегрировано 32 или 64 кбайт кэш-памяти, в зависимости от модели. Спецификации всё ещё есть на web-сайте Maxtor , если хорошо поискать.
Ёмкость 130 Мбайт у топовой модели была тогда пределом, хотя достаточно быстро объём увеличился до 170 и 240 Мбайт. Что любопытно, все жёсткие диски в то время стоили несколько сотен долларов. Сегодня вы получаете в тысячу раз большую ёмкость, причём, дешевле!
Жёсткий диск слишком старый, поэтому PCMark05 отказался проводить на нём тесты. Но мы смогли запустить тест c"t magazine h2benchw 3.6. Среднее время доступа 7040A составило 27 мс, что кажется просто вечностью по сравнению с 8-15 мс у современных 3,5" винчестеров. Пропускная способность интерфейса составляет 800 кбайт/с (0,8 Мбайт/с) против нынешних 80-200 Мбайт/с. Реальная производительность чтения тоже близка к этому значению: h2benchw показал 600-700 кбайт/с, что можно сравнить с четырёхкратной скоростью CD-ROM. Любой современный накопитель, вполне естественно, обгоняет жёсткий диск 1991 года.
Quantum Fireball появился через пять лет после 40-Мбайт жёсткого диска Maxtor, рассмотренного выше. Ёмкость составляла от 1,6 до 6,4 Гбайт. Как нетрудно предположить, у нового поколения появились некоторые улучшения. Fireball ST 3.2A обзавёлся удвоенным кэшем (128 кбайт) и получил более высокую скорость вращения шпинделя - 5 400 об/мин. Привод оказался одним из первых, оснащенных интерфейсом UltraATA на 33 Мбайт/с, кроме того, он впервые стал использовать магниторезистивные головки чтения/записи.
Пропускная способность интерфейса составляла 31,3 Мбайт/с, что очень близко к теоретическому максимуму, а внутренняя скорость передачи данных была заявлена в 132 Мбит/с (около 16 Мбайт/с). В реальности мы получили почти 10 Мбайт/с. Если посчитать, этот жёсткий диск предлагает в 80 раз большую ёмкость, чем модель Maxtor. Или в 50 раз большую, если сравнивать 6,4-Гбайт Fireball с топовой 130-Мбайт моделью Maxtor. Скорость же возросла примерно в 13 раз.
Примерно в это же время пользователи начали прощаться со старой 16-битной файловой системой FAT в пользу FAT 32 у Windows 95, NTFS у Windows NT, HPFS у OS/2 или ext2 у Linux. FAT16 построена на 16-битной адресации кластеров. Кластер - это минимальный элемент диска, который понятен контроллеру. Один кластер FAT 16 вмещал, максимум, 32 кбайт, что при 65 536 возможных адресах (2 16) давало максимальный объём 2 097 152 байта или 2 Гбайт.
Конечно, это ограничение можно было обойти, создавая несколько разделов, но лучшим решением всё же стала новая файловая система FAT 32, у которой адресация кластеров была увеличена с 16 до 28 бит. Это позволяло адресовать миллионы кластеров размером от 4 до 32 кбайт, в зависимости от объёма раздела. FAT 32 теоретически поддерживает разделы до 2 Тбайт (терабайт, тысяча гигабайт), но поскольку при высокой ёмкости раздела непомерно увеличивается размер таблицы FAT 32 (256 Мбайт в случае раздела на 2048 Гбайт), и по причинам других ограничений лучше использовать более современную файловую систему. Например, журнальные системы NTFS под Windows XP или ext3 под Linux.
Выпустив линейку DeskStar 16GP, компания IBM, в то время ещё занимавшаяся производством жёстких дисков, представила гигантские магниторезистивные головки (Giant Magneto-Resistive, GMR), важный шаг для преодоления ёмкости 10 Гбайт на винчестер. Действительно, объявление более чувствительных GMR-головок позволило увеличить максимальную ёмкость жёсткого диска в линейках IBM от почти 9 Гбайт до 16,8 Гбайт.
Эта линейка жёстких дисков поставлялась с разными ёмкостями: 3,2, 4,3, 6,4, 8,4, 10,1, 12,9 и 16,8 Гбайт и использовала до трёх пластин. Жёсткие диски оснащались 512 кбайт кэша и интерфейсом UltraATA/33. DTTA-351010 показал максимальную скорость передачи данных 12,4 Мбайт/с, в то время как пропускная способность интерфейса составила 31,4 Мбайт/с.
Жёсткие диски Seagate Barracuda с ёмкостью от 6,8 до 26 Гбайт были первыми моделями для настольных ПК со скоростью вращения 7 200 об/мин. Но первое поколение было довольно шумным, да и грелись винчестеры ощутимо. Второе и третье поколения существенно улучшились в этих отношениях, а ёмкость возросла до 40 Гбайт. Но только четвёртое поколение настольных жёстких дисков на 7 200 об/мин оказалось действительно быстрым и тихим.
Линейка Barracuda ATA IV отличалась большей плотностью записи данных, что позволило Seagate достичь ёмкости до 80 Гбайт всего с двумя пластинами. Кроме того, отличительной особенностью этой линейки стала металлическая пластина снизу, которая защищала электронику диска. Seagate назвала её Seashield, очень похоже на название пластиковой упаковки Seashell. Впрочем, позднее от Seashield пришлось отказаться по ценовым соображениям.
Четвёртая "барракуда" оказалась в числе одного из последних поколений приводов, выпускавшихся только для параллельного интерфейса ATA, поскольку в конце 2003 года было объявлено пятое поколение Barracuda ATA V с поддержкой интерфейса Serial ATA и ёмкостью до 120Гбайт. Все накопители Barracuda пятого поколения и выше используют интерфейс Serial ATA или UltraATA/100 (как эта модель).
Seagate Barracuda 7200.10 на 750 Гбайт и WD Raptor WD1500, 150 Гбайт (2006)
Перед нами два относительно новых жёстких диска. Чтобы не повторяться и не рассказывать вновь их характеристики, мы приведём ссылки на соответствующие обзоры.
- Seagate Barracuda 7200.10 750 Гбайт: превосходная ёмкость и производительность
- Жёсткий диск WD1500AD Raptor-X: лидер по производительности для настольных ПК
Повышение плотности записи впечатляет: за последние 15 лет она увеличилась в 10 000 раз!
Индустрия жёстких дисков по-прежнему ищет способы увеличения плотности записи. Последняя технология перпендикулярной записи (Perpendicular Magnetic Recording, PMR) построена на вертикальной ориентации магнитных доменов вместо горизонтальной, что позволяет хранить больше битов на той же площади.
Если взять максимальную ёмкость 130 Мбайт для 1991 года и сравнить с современными жёсткими дисками на 750 Гбайт, то можно посчитать: за последние 15 лет ёмкость увеличилась в 5 700 раз. Если же сравнивать ёмкость пластин, то разница будет ещё больше.
Как видим, прогресс плотности записи оказался весьма существенным. К сожалению, производительность жёстких дисков росла далеко не такими же темпами.
Если сравнить производительность жёсткого диска Maxtor 1991 года (0,7 Мбайт/с) с современным винчестером Barracuda 7200.10 на 750 Гбайт (64 Мбайт/с), то мы получим увеличение 91x. Если же сравнивать с 85 Мбайт/с у жёсткого диска WD Raptor на 10 000 об/мин, то мы получим улучшение в 121 раз.
Звучит не слишком радостно. А теперь примем во внимание средний размер файлов и программ. Если исполняемый файл Microsoft Word раньше занимал не больше нескольких мегабайт и ещё меньше места в ОЗУ, то современные приложения с лёгкостью "осваивают" десятки мегабайт. И вызывают дополнительный код в виде плагинов, библиотек и расширений. Например, Adobe Photoshop CS2 потребляет больше 60 Мбайт ОЗУ, причём, большую часть этой информации нужно считать с жёсткого диска. Или подумайте о фотографиях: лет десять назад мы работали с JPEG-файлами размером 640x480 и объёмом в несколько десятков килобайт. Сегодня мы уже не удивляемся фотографиям в несколько мегабайт с разрешением 3872x2592.
Плотность записи и производительность
Если сравнить рост плотности записи с ростом производительности, то сразу же становится заметно несоответствие: почти в 6 000 раз большая ёмкость и всего в 100 раз увеличенная производительность. Другими словами, ёмкость росла быстрее производительности в 60 раз! Что же говорят результаты нашего тестирования?
Посмотрите на результаты. Они наглядно показывают, что хотя производительность жёсткого диска в абсолютных значениях возросла, производительность относительно ёмкости жёсткого диска существенно снизилась ! С этой точки зрения современные жёсткие диски ничуть не быстрее старых моделей. Судите сами.
В 1991 году у 40-Мбайт жёсткого диска на считывание ёмкости одной пластины (26 Мбайт) уходило 37 секунд.
В 1998 году у 3,2-Гбайт жёсткого диска на считывание ёмкости одной пластины (1,6 Гбайт) уходило 3 минуты и 31 секунда.
В 1999 году у 10-Гбайт жёсткого диска на считывание ёмкости одной пластины (3,2 Гбайт) уходило 5 минут и 37 секунд.
В 2004 году у 60-Гбайт жёсткого диска на считывание ёмкости одной пластины (40 Гбайт) уходило 18 минут и 34 секунды.
В 2006 году у 750-Гбайт жёсткого диска на считывание ёмкости одной пластины (200 Гбайт) уходило 52 минуты.
Конечно, это сравнение сильно упрощено и не принимает во внимание другие факторы, например, число и диаметр пластин, скорость вращения и средний размер файлов. Результаты также окажутся иными, если для сравнения взять другие жёсткие диски и другие ёмкости. Но тенденция будет такой же: время, которое требуется для заполнения или считывания полного жёсткого диска, за последние 15 лет существенно возросло.
За те же 15 лет на рынке жёстких дисков произошла череда покупок и слияний. Maxtor несколько лет назад купила Quantum, а к концу 2006 года Seagate завершит слияние с Maxtor.
Почему производительность жёсткого диска столь важна?
На этот вопрос с лёгкостью может ответить любой пользователь: просто включите ваш ПК или ноутбук, после чего вы заметите, что большая часть задержек и ожиданий связана со считыванием данных с жёсткого диска. При запуске Windows считывает информацию и заполняет оперативную память. И хотя время загрузки ОС за последние годы уменьшилось (частично, благодаря оптимизации BIOS), и некоторые ПК запускаются за 15-20 секунд, жёсткие диски являются тем самым "узким местом", которое ощутимо ограничивает производительность ПК.
Кому нравится ждать 30 или больше секунд, пока компьютер загружается? А ждать 20 секунд, пока запустится игра или программа? Да и несколько секунд, которые требуются на закрытие приложения, тоже не лучший вариант.
Ещё одна важная проблема - резервирование. На считывание всего жёсткого диска теперь уходит почти вечность. Сколько же времени требуется для резервирования? За последние годы, вместе с ростом объёмов пользовательских данных, время их резервирования тоже возрастает. Если документы можно скопировать достаточно быстро, то как быть с пользовательскими базами фотографий, видео и музыки?
Тестовая конфигурация
| Системное аппаратное обеспечение | |
| Процессоры | 2x Intel Xeon (ядро Nocona), 3,6 ГГц, FSB800, кэш L2 1 Мбайт |
| Платформа | Asus NCL-DS (Socket 604), чипсет Intel E7520, BIOS 1005 |
| Память | Corsair CM72DD512AR-400 (DDR2-400 ECC, reg.), 2x 512 Мбайт, задержки CL3-3-3-10 |
| Системный жёсткий диск | Western Digital Caviar WD1200JB, 120 Гбайт, 7200 об/мин, кэш 8 Мбайт, UltraATA/100 |
| Контроллеры накопителей | Intel 82801EB UltraATA/100 (ICH5) Silicon Image Sil3124, PCI-X |
| Сеть | Встроенный контроллер Broadcom BCM5721 Gigabit Ethernet |
| Видеокарта | Встроенная ATi RageXL, 8 Мбайт |
| Тесты и настройки | |
| Тесты производительности | c"t h2benchw 3.6 |
| Тесты ввода/вывода | IOMeter 2003.05.10 Fileserver-Benchmark Webserver-Benchmark Database-Benchmark Workstation-Benchmark |
| Системное ПО | |
| ОС | Microsoft Windows Server 2003 Enterprise Edition, Service Pack 1 |
| Драйвер платформы | Intel Chipset Installation Utility 7.0.0.1025 |
| Графический драйвер | Default Windows Graphics Driver |
Любому современному жёсткому диску вполне по силам справиться с вашими повседневными данными. И большинство из них дают достаточно хорошую скорость для повседневных задач. Но если вы не любите ждать, ваш бюджет не ограничен студенческой стипендией, или ваши требования попросту высоки, то без жёсткого диска Western Digital Raptor на 10 000 об/мин вряд ли обойтись. Всем остальным можно порекомендовать приличную модель на 7 200 об/мин, она и стоит дешевле, да и ёмкость даёт хорошую.
За последние пятнадцать лет ёмкость жёстких дисков возрастала быстрее производительности больше, чем на порядок! Именно поэтому жёсткие диски сегодня являются наиболее "узким местом" вашего ПК. Будете вы загружать или выключать компьютер, запускать приложения и игры, записывать или считывать файлы, переносить большие объёмы данных, вы сразу же заметите, как производительность упирается в жёсткий диск. Быстрые винчестеры и интерфейсы уменьшают томительное ожидание, но даже высокопроизводительные RAID-массивы на несколько жёстких дисках не позволяют от него избавиться.
В любом случае, обвинять здесь некого. Напротив, мы должны оценить всю ту работу и гений инженеров и учёных в компаниях-производителях жёстких дисков, которые пытаются выжать ёмкость, а вместе с ней и производительность из технологии, по своей сути, не изменившейся за последние 50 лет. (Накопитель IBM 305 RAMAC был объявлен в 1956 году.)
Перспективы
Ситуация с производительностью вряд ли изменится, если в области технологий не произойдёт революции. Пока жёсткие диски построены на вращающихся пластинах, мы вряд ли обойдём ограничения этого физического механизма. К счастью, жёсткие диски нового поколения построены на технологии перпендикулярной записи, которая позволяет создавать жёсткие диски с ёмкостью в несколько терабайт и ещё сильнее выжать из них производительность.
Windows Vista улучшит ситуацию с программной стороны. У новой ОС реализованы умные технологии предсказания и кэширования, например, SuperFetch, которые позволяют загрузить любимые приложения пользователя в кэш ОЗУ, в результате чего время запуска заметно снижается. Другие технологии, например, жёсткие диски на основе флэш-памяти, снижают до минимума время доступа, но только за счёт высокой цены за гигабайт. Кроме того, флэш-накопители пока не способны обойти жёсткие диски по скорости передачи данных.
32-Гбайт флэш-винчестер Samsung Flash SSD: прощайте, жёсткие диски
Legacy Hard Drive Products
Deskstar - ATA/IDE Desktop Hard Disk Drives