Жесткий диск. Термины

Передача данных с жесткого диска компьютера на внешний накопитель и наоборот – это, пожалуй, одна из наиболее распространенных задач, которую регулярно выполняет каждый пользователь ПК. Фотографии, видео, музыка, документы, резервные копии данных и другие важные файлы – все это мы практически каждый день копируем туда и обратно, иногда даже по нескольку раз на дню.

Уверен, каждый из вас не понаслышке знает, как сильно раздражает низкая скорость передачи данных. Никто из вас не будет с восторгом смотреть на, как несколько гигабайт информации копируются уже в течение 10 минут, а вы при этом куда-то опаздываете. К нашей радости, есть несколько простых способов увеличить скорости передачи.

Включите политику «Оптимальная производительность» для вашего USB-накопителя

Для всех USB-накопителей операционная система Windows по умолчанию использует политику «Быстрое удаление». В этом режиме отключается кэширование записей, что замедляет скорость передачи данных, но позволяет извлекать устройство без использования функции «Безопасное извлечение устройства».

Чтобы активировать политику «Оптимальная производительность», откройте «Диспетчер устройств», разверните в нем дерево «Дисковые устройства», а затем найдите свой USB-диск (он должен быть подключен к ПК). Теперь дважды щелкните на нем левой кнопкой мыши и в появившемся окне перейдите на вкладку «Политика». Далее выберете параметр «Оптимальная производительность», а затем нажмите кнопку «OK».

Помните, если вы включите эту политику, каждый раз перед отсоединением USB-накопителя от компьютера вам придется использовать функцию «Безопасное извлечение устройства». Невыполнение этого требования может привести к потере данных. Чтобы сделать этот процесс проще, вы можете создать на рабочем столе ярлык, который позволит вам мгновенно открывать меню «Безопасное извлечение устройства».

Для этого щелкните правой кнопкой мыши на рабочем столе и создайте новый ярлык, а в качестве расположения объекта укажите следующую строку:

%windir%\System32\control.exe hotplug.dll

Измените файловую систему

Файловая система, используемая для накопителя, также может оказывать влияние на производительность.

Если у вас Windows, используйте для вашего накопителя файловую систему NTFS с размером единицы распределения 64 кб. Это самая быстрая конфигурация для современного ПК с Windows. Если USB-накопитель используется на компьютерах с Mac OS X или Linux, правильным выбором будет FAT32 с размером единицы распределения 64 кб.

Отформатировать диск из-под Windows очень просто. Откройте окно «Мой компьютер» (или «Этот компьютер», если у вас Windows 8), в списке устройств щелкните правой кнопкой мыши на вашем USB-диске и в выберете «Форматировать». Так вы откроете меню, в котором можно изменить файловую систему и размер единицы распределения. Выберете то, что вам нужно и нажмите «Начать». Помните, что форматирование уничтожит все файлы, хранящиеся на диске, так что прежде, чем вы начнете, убедитесь, что на нем нет ничего важно.

Отключите Legacy Mode в BIOS

Чрезвычайно низкая скорость передачи иногда может быть вызвана особенностью BIOS под названием USB Legacy Mode. Эта функция предназначена для обеспечения совместимости со старыми USB-устройствами, которые иначе не смогли бы работать, но также USB Legacy Mode может ограничивать скорость передачи данных.

Порядок действий при отключении Legacy Mode будет зависеть от вашей материнской платы, но несколько рекомендаций я все же могу дать. Во-первых, вам нужно войти в BIOS, что на большинстве компьютеров выполняется путем нажатия кнопки F12 или Del при запуске компьютера. Когда вы попадете в BIOS, перейдите в раздел «Advanced» (или «Drives»), а затем найдите параметр «Legacy USB Support». Он будет либо отключен, либо включен; если он включен, отключите его. Далее сохраните настройки и перезагрузите компьютер. За более подробными инструкциями вы можете обратиться на сайт технической поддержки компании, которая выпустила вашу материнскую плату.

Обратите внимание, что отключение этого параметра может привести к тому, что некоторые старые устройства, в частности, клавиатуры и мыши, не будут работать.

Обновитесь до USB 3.0

Новейший стандарт USB – USB 3.0 – появился несколько лет назад, но многие люди до сих пор используют устройства с интерфейсом 2.0. Причина этого во многом связана с тем, что диски с USB 3.0, как правило, дороже, и многие магазины предлагают большой выбор дисков с интерфейсом 2.0, потому что они более доступны и, как следствие, более популярны.

Однако переход на USB 3.0 требует гораздо больше, чем просто приобретение накопителя с соответствующим интерфейсом. Компьютер также должен обладать портом USB 3.0. Пользователи настольных компьютеров могут купить новую материнскую плату, а владельцы ноутбуков могут обновиться с помощью ExpressCard, однако, многие ноутбуки не поддерживают эту функцию, так что у вас, возможно, нет другого выбора, кроме как купить совершенно новую систему.

Замените старый диск на новый

Со временем USB-накопители становятся медленнее, поскольку повторяющиеся циклы чтения/записи приводят к изнашиванию ячеек памяти. Так что если ваша флэшка очень медленная, и типичные решения не помогают, просто попробуйте купить другую.

На этом все. Надеюсь, все эти советы будут вам полезны.

Отличного Вам дня!

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. Например, 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.

Внешняя скорость передачи данных (от 25.0 до 600 Мб/с)

Скорость, достигаемая при передаче данных, содержащихся вбуфере жесткого диска в оперативную память персонального компьютера, зависит от типа и пропускной способности интерфейса HDD .

Внутренняя скорость передачи данных (от 34.0 до 2225 Мбит/с)
Скорость, с которойсчитывается информация с жесткого диска с последующим перемещением в буфер HDD , напрямую зависит от объема файлов, которые могут быть записаны на единицу поверхности дисковой пластины. Второй параметр, который влияет на скорость считки - скорость, с которойвращается шпиндель. Чем она выше, тем быстрее информация считывается с диска.

Время наработки на отказ (от 20000 до 5000000 ч)
Период, в течение которого жесткий диск функционирует без поломок. Чтобы повысить надежность дисков, производители оснащают контроллер жесткого диска различными дополнениями, позволяющими проводить самодиагностику и находить ошибки. Наример, при помощи технологий, подобныхS.M.A.R.T., можно спрогнозировать надвигающийся отказ жесткого диска .Вот почему ремонт контроллера жесткого диска - очень трудоемкая операция.

Емкость (от 1 до 6000 Гб)
Это главный параметр любого жесткого диска, определяющийся плотностью записи, а также размерами и числом дисковых пластин. Физический объем HDD (количество размещаемых на диске байт) складывается из объема, который занимаетслужебная информация, и объема,который может быть заполнен пользовательскими данными.

Интерфейс Ethernet
Жесткие диски, как правило, подключают по интерфейсу Ethernet - самой распространенной технологии при устройстве локальной сети. Жесткий диск с интерфейсом Ethernet можно легко превратить сетевой, доступ к информации на котором может получить любой пользователь локальной сетки.

Интерфейс USB
Подключить жесткий диск по интерфейсу USB (универсальному последовательному интерфейсу передачи данных), являющегося сегодня стандартом для внешних HDD , очень просто. Припропускной способности до 12 Мбит/сек для USB 1.1 и 480 Мбит/сек для наиболее распространенной сегодня USB 2.0, USB-устройства приобрели огромную популярность.

Количество HDD (от 1 до 5)
Большинство внешних накопителей могут включать несколько устройств для хранения информации. Подключив дополнительные жесткие диски, можно существенно увеличить его суммарную емкость, организовав RAID массив.

Объем буфера (от 1.0 до 64 Мб)
Любой современный жесткий диск оснащен оперативной памятью (иногда ее называют кэш-память или буфер). В ней хранятся данные, к которым компьютер обращается чаще всего, причем считываются они именно из буфера, а не с дисковых пластин. Высокая скорость передачи данных обеспечивается кэш-памятью объемом в 8 Мб, а у более современных моделей емкость буфера достигает 16 и 32 Мб.

Объем флэш-памяти (256 Мб)
Объем флэш-памяти (энергонезависимой перезаписываемой твердотельной памяти), которая установлена в гибридных накопителях, заметно увеличивает долговечность магнитных пластин жесткого диска. Используя при записи небольшие объемы информации, флеш-память позволяет «отдыхать» жесткому диску и значительноснижает потребление энергии. Осуществляетпередачу данных с жесткого диска на флэш-память специальная микросхема - контроллер флешки .

Ударостойкость при работе (от 2 до 1500 G)
Параметр отражает чувствительность работающего жесткого диска к механическим воздействиям. Измеряется он единицамидопустимых перегрузок винчестера - чем выше этот показатель, тем выше защита диска от любого внешнего воздействия. Наиболее важна эта характеристика пользователю, использующему жесткий диск как переносной накопитель файлов. В рабочем состоянии жесткий диск воспринимает удары с чувствительность, в 5-10 раз большей, чем в отключенном режиме.

Например, появивишийся стук винчестера свидетельствует о том, что на жестком диске появилась проблема, требующая немедленного устранения.

Шифрование данных
В накопителе может быть установлен специальный модуль для шифрования данных. Перед записью на магнитную пластину данные шифруются, после чего получить доступ к данным сможет только знающий пароль пользователь. Шифрование происходит по каналу, не зависящему от центрального процессора с обычной скоростью. Жесткий диск с возможностью шифрования данных имеет более высокую стоимость в сравнении с обычным и может использоваться для хранения важных данных, попадание которых в руки третьих лиц нежелательно.

Вероятно, наиболее важной характеристикой при оценке общей производительности накопителя является скорость передачи данных, но, с другой стороны, она же считается наименее понятной. Дело в том, что в настоящее время для каждого дисковода можно определить сразу несколько скоростей передачи данных, чему, как правило, не придается значение. Не позвольте себе обмануться наличием интерфейса ATA-133 или SATA-150. Гораздо более важным показателем является средняя скорость передачи данных самого жесткого диска, а этот показатель может быть значительно ниже производительности интерфейса. Скорость передачи данных устройством представляет собой усредненную скорость операций чтения и записи на диск. В то же время скорость передачи интерфейса определяет объем данных, которые можно переместить между материнской платой и буфером устройства за единицу времени. На общую производительность жесткого диска сильное влияние оказывает и частота вращения шпинделя (несложно понять, что диск, вращающийся со скоростью 10000 об/мин способен быстрее записать или считать информацию, чем диск, имеющий скорость вращения 7200 об/мин). При оценке скорости обращайте внимание на производительность именно носителя, а не интерфейса.

Дополнительную путаницу вносит то, что производители жестких дисков могут сообщатьлюбую из семи доступных скоростей передачи данных, которыми характеризуется любой диск. Наименее важной из них является номинальная скорость передачи данных интерфейса. В устройствах PATA она может достигать 100 или 133 Мбайт/с, а в устройствах SATA - 150 или 300 Мбайт/с. К сожалению, многие оценивают эту характеристику как способность диска записывать и считывать информацию с такой скоростью, что далеко не так. Более важной характеристикой является скорость передачи данных носителя. Обычно она представляется несколькими показателями: минимальными и максимальными скоростями формальной и фактической передачи данных, а также их средними значениями. Если средние значения отсутствуют, их несложно вычислить и вручную.

Средняя скорость передачи данных считается более важной характеристикой, чем скорость передачи данных интерфейса. Это связано с тем, что средняя скорость представляет собой действительную скорость непосредственного считывания данных с поверхности жесткого диска. При этом максимальная скорость является скорее ожидаемой постоянной скоростью передачи данных. Скорость передачи носителя обычно определяется ее минимальной и максимальной величинами, хотя многие компании, занимающиеся производством жестких дисков, указывают только максимальное значение скорости.

Наличие минимального и максимального значений скорости передачи носителя связано с использованием в современных накопителях так называемой зонной записи данных. В этом случае количество секторов, приходящихся на каждую дорожку внутренних цилиндров, меньше, чем в наружных. Как правило, жесткий диск разделен на 16 или более зон, причем количество секторов на каждой дорожке (а следовательно, скорость передачи данных) во внутренних зонах примерно вдвое меньше, чем во внешних. Скорость вращения жесткого диска практически постоянна, поэтому скорость считывания данных из внешних цилиндров примерно вдвое выше скорости считывания из внутренних.

Существует определенное различие между формальной и фактической скоростями передачи данных. Формальная скорость определяет, насколько быстро биты (единицы емкости памяти) могут быть считаны с поверхности жесткого диска. Далеко не все биты являются битами данных (это может быть промежуток между секторами или идентификаторы битов). Кроме того, следует учитывать время, затрачиваемое при поиске данных на перемещение головок с дорожки на дорожку. Таким образом, фактическая скорость передачи данных представляет собой реальную скорость считывания данных с диска или их записи на диск.

Учтите, что большинство производителей указывают только фактическую скорость, которая, как показывают несложные вычисления, составляет примерно три четверти формальной скорости передачи данных. Это связано с тем, что пользовательские данные на каждой дорожке составляют примерно три четверти всех имеющихся данных, определенная часть которых используется управляющими модулями или представляет собой код коррекции ошибок (ЕСС), идентификатор (ID) и другие служебные данные.

Рассмотрим в качестве примера дисковод Hitachi Deskstar T7K500, который на сегодняшний день является одним из самых быстрых накопителей SATA. Его основные параметры таковы: скорость вращения - 7200 об/мин и полная поддержка скорости передачи данных интерфейса SATA-300 (пропускная способность интерфейса между контроллером и системной платой - 300 Мбайт/с). Следует заметить, что фактическая скорость передачи данных гораздо ниже (см. таблицу ниже).

Как видите, реальная скорость передачи носителя колеблется в пределах от 88,47 до 44,24 Мбайт/с, что составляет в среднем 66,36 Мбайт/с, т.е. менее четверти от скорости передачи интерфейса SATA-300. Смею вас заверить, что вы не будете разочарованы, приобретая дисковод со скоростью передачи данных, равной 66,36 Мбайт/с. Фактически этот накопитель является одним из самых быстрых дисководов SATA на современном рынке.

Меня часто спрашивают о возможности модификации интерфейса ATA . Во многих компьютерах используются системные платы, поддерживающие только режимы ATA-100 (Ultra DMA Mode 5) и SATA-150 (1,5 Гбит/с) и не поддерживающие более быстрые спецификации. Зная фактические скорости передачи носителей большинства дисководов, вы поймете, почему я не рекомендую устанавливать в таких системах отдельные хост-адаптеры ATA-100 или ATA-133 (за исключением, конечно, тех случаев, когда необходимо подсоединить несколько дополнительных жестких дисков). Если говорить о повышении эффективности, то подобная модификация не даст никакого практического результата. Это связано с тем, что средняя скорость передачи данных используемых дисководов ниже скорости интерфейса ATA-66, не говоря уже об интерфейсах ATA-133, SATA-150 и SATA-300.

Существует два основных фактора, непосредственно влияющих на скорость передачи данных: скорость вращения диска и плотность линейной записи, или количество секторов на дорожке. Например, при равном количестве секторов на дорожке скорость передачи данных будет выше у дисковода, имеющего большую скорость вращения. Аналогично при равной скорости вращения накопитель с большей плотностью записи будет иметь большую скорость передачи. При сравнении эффективности накопителей следует учитывать оба фактора.

Как следует из приведенного примера, скорость передачи интерфейса никакого значения не имеет. Поэтому, если вы подумываете о приобретении новой системной платы или дополнительной платы хост-адаптера, пытаясь таким образом повысить производительность дисковода, то лучше потратьте деньги на что-нибудь другое. Повышение производительности интерфейса, используемого для передачи данных из буфера контроллера дисковода в системную плату, также не принесет ожидаемого результата. Объем буфера подобного типа составляет в среднем 4 Мбайт; установка диска с буфером даже емкостью 16 Мбайт даст небольшой выигрыш только приложениям, потребляющим с диска повторяющиеся данные. Совсем недавно были выпущены диски с флэш-буферами, названные гибридными дисками, которые поддерживают кэш SuperFetch в системе Windows Vista. Однако ввиду относительно низкого быстродействия флэш-памяти эта технология в основном предназначена для использования в ноутбуках, где способна продлить жизнь аккумуляторной батарее и, может быть, немного повысить производительность.

При прочих равных условиях жесткий диск, вращающийся с более высокой частотой, имеет более высокую скорость передачи данных, которая не зависит от скорости передачи интерфейса. К сожалению, параметры накопителей совпадают довольно редко, поэтому для получения более объективной информации следует обратиться к характеристикам дисковода, указанным в спецификации или техническом руководстве.

Не следует сравнивать накопители по какому-нибудь одному параметру, скажем, по скорости передачи данных интерфейса или частоте вращения жесткого диска, так как эти сведения могут оказаться обманчивыми. Быстродействие интерфейса не играет практически никакой роли, но, несмотря на то что скорость вращения является более важным параметром, существуют накопители, скорость передачи данных которых ниже скорости передачи данных более медленных устройств. Формальное сравнение технических характеристик ничего не дает. При выборе жестких дисков не забывайте, что скорость передачи данных является, вероятно, наиболее важным параметром, на который следует обращать внимание: чем выше скорость, тем лучше.

Для получения сведений о скоростях передачи конкретного дисковода обратитесь к спецификации или документации/руководству, прилагаемому к накопителю. Обычно необходимую документацию можно загрузить с сайта изготовителя. В ней часто указываются максимальное и минимальное количества секторов на дорожке. Эти величины, а также скорость вращения жесткого диска могут быть использованы для вычисления фактической скорости передачи данных. Для этого необходимо определить точное количество физических секторов, приходящихся на каждую дорожку внешней и внутренней зон. Следует учесть, что конфигурация многих накопителей поддерживает трансляцию секторов, т.е. количество секторов на дорожке, сообщенное BIOS , имеет мало общего с фактическими характеристиками дисковода. Для вычислений лучше подходят не параметры, сообщенные BIOS, а фактические физические параметры жесткого диска.

Зная количество секторов на дорожке (SPT) и скорость вращения жесткого диска, можно без труда определить фактическую скорость передачи носителя (MTR), выраженную в мегабайтах в секунду. Для этого необходимо воспользоваться следующей формулой:

MTR = SPT×512×RPM/60/1000000.

Здесь SPT (Sector Per Track) - количество секторов на дорожке, 512 - количество байтов данных в каждом секторе, RPM (Rotations Per Minute) - частота вращения дисков (оборотов в минуту), 60 - количество секунд в минуте.

Например, накопитель Hitachi Deskstar T7K500, скорость вращения которого равна 7200 об/мин, содержит в среднем 1080 секторов на дорожке. Средняя скорость передачи носителя для данного накопителя определяется следующим образом:

688×512×(7200/60)/1000000 = 42,27 Мбайт/с .

С помощью этой формулы можно вычислить реальную скорость передачи данных любого жесткого диска. Для этого достаточно знать скорость вращения и среднее количество секторов на дорожке.