Главная / Статьи

Производительность жёсткого диска

Производительность винчестера зависит от множества факторов, однако основным среди них является степень быстродействия механики устройства. В классических HDD именно кинематика до сих пор остаётся самым «узким местом», ограничивающим скорость передачи данных между ячейками памяти и оперативной памятью компьютера.

Быстродействие процесса чтения и записи информации с поверхности жёсткого диска складывается в основном из длительности следующих подпроцессов:

— поиск необходимой дорожки и вычитывание данных сервометок, необходимо это для более корректного позиционирования блока магнитных головок, после чего считывание данных с нужных секторов станет возможным,

— пауза, во время которой магнитный диск произведёт поворот на угол, достаточный для считывания информации с затребованного сектора дорожки, в качестве усреднённого показателя принято считать, что это половина оборота пластины.

Для оценки параметров быстродействия конкретно взятого винчестера используют два основных показателя:

— среднее время доступа, которое представляет собой соотношение промежутка времени, потраченного на некоторое количество чтений какого-либо кластера, и количества вычитанных при этом секторов,

— средняя скорость чтения, определяемая как количество секторов, прочитанных за единицу времени.

Кроме того, существуют и другие параметры, которые применяют для оценки общей производительности устройства, такие как:

— буферизированная скорость чтения, то есть интенсивность обмена данными между компьютером и винчестером,

— устойчивая скорость чтения, которая представляет собой величину, чаще других наблюдаемую при вычитывании одинаковых пакетов данных.

Повышению скорости чтения, соответственно, и производительности устройства в основном мешают такие явления, как инерция относительно тяжёлой системы позиционирования магнитных головок, а также вибрации, которые неизменно имеют место при выполнении механических движений составляющих устройства.

Отсюда становится понятным, почему для увеличения производительности винчестеров исторически сложился практически единственный подход — это повышение скорости вращения магнитного диска. Вполне очевидно, что увеличение данного параметра снижает время ожидания сектора, с которого необходимо произвести чтение, а кроме того, повышаются объёмы линейного чтения информации.

Также следует заметить, что скорость линейного чтения повышается и при увеличении плотности записи. Нельзя упускать из виду и степень удалённости конкретно взятой дорожки от центра пластины.

На современных винчестерах промежуток, за который производится переключение с одной дорожки на другую (если они находятся в одном и том же цилиндре) составляет ничтожно малую величину порядка 1 миллисекунды. Этот показатель складывается из двух составляющих: непосредственно переключение головки и времени её позиционирования.

Разумеется, добиться точного соответствия дорожек друг другу в рамках одного цилиндра — задача из области фантастики, поэтому имеет место некоторое смещение. Чтобы головка заняла нужную позицию, ей необходимо считать с поверхности пластины некоторое количество уточняющих сервометок. Хотя время, за которое происходит данный процесс, микроскопически мало, однако всё же задержка существует. При этом следует учитывать, что, например, при скорости вращения 7,2 тыс. оборотов в минуту пластина успеет сместиться за это время приблизительно на одну восьмую часть своей окружности.

Именно поэтому начала дорожек внутри цилиндра смещены друг относительно друга на 45 градусов, что даёт возможность оптимизировать потери по времени.

Потери по времени происходят и при переходе к другому цилиндру, что обуславливает сдвиг начала дорожек в разных цилиндрах.

Из вышеописанного видно, что наибольшие результаты по скорости чтения будут достигнуты в случае чтения того файла, фрагменты которого расположены «друг за другом», то есть в секторах, обеспечивающих непрерывное линейное чтение. А для этого любому пользователю следует производить дефрагментацию файловой системы, хотя бы иногда. Таким образом можно будет эксплуатировать винчестер, используя все заложенные в него возможности.

Заказать бесплатную доставку

Скидка 10% при отправке заявки через сайт