Словарь терминов: Жесткие диски

Описания параметров категории Жесткие диски

Общие характеристики

Назначение
По назначению все жесткие диски можно разделить на 4 группы:
- для настольных компьютеров (интерфейс IDE или SATA, размер 3.5", скорость вращения 5400 или 7200 об/мин).
- для серверов (скорость вращения до 15000 об/м, различные модификации параллельного (SCSI) или последовательного (SATA, SAS) интерфейсов, более высокое качество изготовления и время безотказного функционирования более 1000000 часов наработки на отказ).
- для ноутбуков (размер 2.5" и 1.8", скорость вращения 4200 или 5400 об/мин, меньшее тепловыделение и уровень шума
- внешние (размер 2.5" или 3.5", интерфейс USB 2.0 или FireWire (1394), компактные габариты и небольшой вес, повышенная ударостойкость).

Тип
Тип жесткого диска.
Жесткие диски можно условно разбить на несколько типов: внешние жесткие диски, диски для настольных ПК, жесткие диски для ноутбуков, а также диски для серверов. Каждый из вышеперечисленных типов характеризуется конструктивными особенностями, которые делают использование данного типа диска в определенных случаях наиболее целесообразным.
Жесткие диски для настольных ПК. Обычно они имеют размер 3.5", интерфейс подключения SATA или IDE, характеризуются скоростью вращения равной 5400 или 7200 об/мин.
Жесткие диски, предназначенные для серверов, характеризуются большей скоростью вращения, которая достигает 15000 об/м. В таких дисках для подключения применяются разнообразные модификации SATA, SAS - последовательных интерфейсов или SCSI - параллельного интерфейса. Эти диски используются в системах, нуждающихся в высокой надежности хранения данных, поэтому они характеризуются очень высоким качеством изготовления и продолжительным временем безотказной работы, оно превышает миллион часов наработки на отказ.
Еще недавно жесткие диски, использующиеся в серверах, имели ширину равную 3.5". Но сейчас выпускаются уже и модели шириной в 2.5 дюйма. Применение подобных накопителей даст возможность уменьшить габариты серверов, а также понизить их потребление энергии.
Внешние портативные жесткие диски дают возможность легко решить проблему перемещения объемных файлов, к примеру, фильмов, музыкальных архивов, сверстанных книг и т.д. Подобный мобильный носитель состоит из жесткого диска в 2.5" или 3.5", а также из контроллера, необходимого для подключения к нужному порту. Контролеры для таких дисков могут подключаться к ПК с помощью интерфейсов FireWire или USB 2.0. Внешние портативные жесткие диски имеют небольшие размеры и малый вес, что дает возможность без проблем носить их всегда с собой.
Внешние жесткие диски стационарные могут быть составлено как из одного накопителя, так и из нескольких, могут иметь большой вес и немалые габариты. Они дают возможность хранить значительный объем данных, однако для их работы может понадобиться отдельное питание.
Жесткие диски, применяющиеся для ноутбуков, могут иметь размер 1.8" или 2.5". Используется интерфейс подключения IDE, скорость вращения может быть равна 4200 или 5400 об/мин. Стоит сказать, что из-за некоторых особенностей конструкции уровень шума жестких дисков, а также тепловыделение значительно ниже, чем у винчестеров, которые применяются для серверов и настольных ПК. Приобретая внешние винчестеры, а также жесткие диски для портативных компьютеров, следует обращать особое внимание на их ударостойкость.

Линейка
Название модельного ряда жестких дисков, объединенных какими-то одинаковыми параметрами. В названии линейки не могут указываться технические параметры, для указания таких параметров жестких дисков существуют другие поля карточки.

Игровой
Накопители такого типа отличаются повышенной емкостью от 500 Гб и специальными точными системными настройками быстродействия, для любых игр без задержек. Как правило, для таких накопителей используется TLC-память, обладающая лучшими характеристиками производительности и срока службы.

Форм-фактор
Форм-фактор жесткого диска.
Все производящиеся сегодня жесткие диски характеризуются стандартными габаритами и посадочными отверстиями, служащими для крепления. В ноутбуках, персональных компьютерах или серверах имеются специальные установочные места некоторого форм-фактора для установки жесткого диска.
Данный параметр для внешних накопителей показывает стандарт используемого в накопителе жесткого диска.
Форм-факторы жестких дисков: 1", 1.3", 1.8" 2.5" 3.5". Цифры называют ширину жесткого диска в дюймах. Чем значение меньше, тем габариты и, соответственно, вес тоже меньше.

Объем жесткого диска
от 1 до 120000 Гб
Емкостью называют физический объем жесткого диска, т.е. емкость – это столько байт информации, сколько сможет разместиться на данном жестком диске. Это наиболее важный параметр жесткого диска. Емкость зависит от ряда факторов, во-первых, от поверхностной плотности записи, во-вторых, размером дисковых пластин, в-третьих, количеством этих пластин. Емкость определена изначально, она состоит из объема, доступного пользовательским данным, а также из объема, занятого служебными данными.

Объем флэш-памяти
от 128 до 100000 Мб
Объем установленной в накопителе флэш-памяти (перезаписываемой энергонезависимой твердотельной памяти). Этот вид памяти предназначен для установки в гибридных накопителях. Флэш-память применяется во время записи в гибридный накопитель небольшого объема информации, в этом случае не работает основная механика жесткого диска. Чем объем такой памяти больше, тем запись на пластины жесткого диска будет совершаться реже, тем меньше электроэнергии будет расходоваться.

Поддержка секторов размером 4 Кб
Классический жесткий диск состоит из секторов размером 512 байт. Однако по мере увеличения объема жесткого диска возникли проблемы с адресацией секторов в 32-битных системах, что и привело к увеличению размера сектора жесткого диска до 4 Кб. Преимуществами такого объема сектора стало уменьшение количества ошибок при использовании жесткого диска и увеличение полезного объема жесткого диска. К недостаткам же относится то, такой тип жесткого диска поддерживается только новыми операционными системами (Windows Vista (SP1 или более поздняя) и Windows 7). Чаще всего такой размер сектора имеют твердотельные накопители (SSD).

Объем буфера
от 0.5 до 4096 Мб
Выпускающиеся сегодня жесткие диски обязательно снабжены оперативной памятью, называемой буфером или кэшем. Служит эта память для хранения тех данных, к которым чаще всего происходит обращение. Такая информация при этом считываются уже из буфера, а не с дисковой пластины, что позволяет добиться большей скорости передачи информации.

Скорость вращения
от 3600 до 15030 rpm
Данный параметр показывает, какова у шпинделя жесткого диска скорость вращения. Чем данный параметр больше, тем с большей скоростью происходит обращение к данным, записанным на винчестере. В настольных ПК обычно применяются жесткие диски IDE, у характеризующиеся скоростью вращения или 5400 об/мин, или 7200 об/мин. В ноутбуков применяются IDE-диски, которые характеризуются скоростью вращения 4200 либо 5400 об/мин для бюджетных моделей ноутбуков и для «навороченных» моделей - 7200 об/мин. Минимальная скорость вращения пластин для SCSI-дисков составляет 7200 об/мин, но зачастую скорость вращения пластин подобного рода дисков равняется 10000 или 15000 об/мин. Нужно знать, что при увеличении скорости вращения, у жесткого диска повышается температура корпуса. Диски со скоростью вращения 7200 об/мин и выше нуждаются либо в использовании корпуса с особой конструкцией, которая способна обеспечивать нужный отвод тепла, либо в большем охлаждении диска путем установки внешнего вентилятора.

Внутренняя скорость передачи данных
от 34 до 2370 Мбит/с
С данной скоростью происходит считывание данных с дисковых пластин и их последующее размещение в буфер жесткого диска. Скорость напрямую зависит от количества данных, которое можно разместить на одной единице поверхности пластины диска (плотности записи), а также от скорости вращения шпинделя. Это значит, что чем плотность записи информации на диск больше, чем больше скорость вращения диска, тем скорость считывания информации с диска будет выше.

Внешняя скорость передачи данных
от 40 до 10000 Мб/с
Передача информации из буфера жесткого диска в ОП персонального компьютера производится с этой скоростью. Скорость определяется пропускной способностью интерфейса жесткого диска и типом.

Скорость записи
от 7 до 3200 Мб/с
Для твердотельных (SSD) накопителей производители часто указывают скорость записи и скорость чтения данных, в то время как для "классических" жестких дисков обычно указывается только внутренняя скорость обмена данными.
У разных моделей SSD-дисков скорость записи может отличаться в десятки раз. Высокая скорость записи позволит уменьшить время копирования файлов и увеличит общую производительность системы.

Скорость чтения
от 11 до 6170 Мб/с
Для твердотельных (SSD) накопителей производители часто указывают скорость записи и скорость чтения данных, в то время как для "классических" жестких дисков обычно указывается только внутренняя скорость обмена данными.
У разных моделей SSD-дисков скорость чтения может отличаться в десятки раз.
Высокая скорость чтения позволит уменьшить время загрузки операционной системы или время копирования файла, увеличит общую скорость работы компьютера.

Скорость случайной записи (блоки по 4Кб)
от 79 до 550000 IOPS
Данный параметр имеет значение только для твердотельных (SSD) дисков, т.к. в них флэш-память пишется блоками по 4 Кб. Скорость случайной записи измеряется в количестве операций ввода/выводы в секунду (IOPS) . Чем больше количество таких операций, тем быстрее SSD-диск будет осуществлять запись данных.

Количество головок
от 1 до 16
Головкой называют устройство, предназначенное для перемещения по поверхности пластины диска и выполнения чтения информации или ее записи. Обычно на каждую поверхность пластины диска приходится собственная головка чтения/записи. Поэтому число головок имеет прямую зависимость от числа дисковых пластин, т.е. чем количество дисковых пластин в устройстве больше, тем больше в жестком диске и головок чтения/записи.

Количество дисков
от 1 до 7
Число дисковых пластин. Пластин, с которых производятся операции чтения/записи информации, у жесткого диска может быть одна или несколько. Стоит помнить, что увеличение числа дисковых пластин и увеличение головок чтения/записи значительно повышает стоимость диска и уменьшает его надежность. Вот почему фирмы-изготовители выпускающихся сегодня жестких дисков стремятся снизить количество пластин до 1-4 шт.

Поддержка NCQ
NCQ – данную технологию разработали для управления потоками команд для контроллеров и жестких дисков. Это расширенный протокол команд S-ATA (Serial ATA). Технология NCQ дает возможность винчестерам одновременно обрабатывать несколько посылаемых процессором запросов и вычислять очередность выполнения запросов так, чтобы в итоге получить максимальное быстродействие. В итоге жесткие диски, поддерживающие технологию NCQ, значительно увеличивают общую производительность системы.

Интерфейсы

SATA
SATA (Serial ATA) - последовательный интерфейс передачи данных, который практически везде заменил старый интерфейс IDE. Используется для подключения внутренних жестких дисков в ноутбуках и настольных системах. На данный момент существует три версии интерфейса SATA: SATA 1.5Gb/s, SATA 3Gb/s, SATA 6Gb/s. Они различаются скоростью передачи данных и полностью совместимы между собой.

SAS
Возможность подключения жесткого диска по интерфейсу SAS.
SAS (Serial Attached SCSI) - последовательный интерфейс передачи данных. Является дальнейшим развитием SCSI-интерфейса, превосходя его по скорости передачи данных.

SCSI
Подключение жесткого диска по интерфейсу SCSI.
SCSI - параллельный интерфейс передачи данных. Преимущества: защищен от помех, а также отказоустойчив. Давно стал стандартом для рабочих станций и серверов. SCSI-диски всегда были более производительными, надежными и дорогими, чем диски с другими интерфейсами.

Тип SCSI
SCSI – это высокоскоростной интерфейс. Он используется для того, чтобы подключать к компьютеру внутренние и внешние устройства. Small Computer System Interface был несколько раз доработан, сейчас можно встретить несколько разновидностей, главными являются Ultra160 и Ultra320.
Тип Ultra160 SCSI характеризуется невысокой максимальной пропускной способностью – всего 160 Мб/сек. В данном стандарте применяется LVD - низкоуровневый дифференциальный интерфейс. Возможно применение кабелей длиной до 12 м.
Тип Ultra320 SCSI характеризуется более высокой максимальной пропускной способностью, она равна 320 Мб/сек. Тип совместим с предыдущими версиями протокола Small Computer System Interface. Разъёмы 68-pin и 80-pin SCA служат для обеспечения пропускной способности в 320 Мб/сек. Разъемы 80-pin дают возможность производить "горячую замену".

IDE
Возможность подключения жесткого диска по интерфейсу IDE.
IDE - параллельный интерфейс передачи данных. Используется в старых моделях настольных компьютеров и ноутбуков. Обладает максимальной пропускной способностью 133 Мб/с. В настоящее время практически везде заменен на интерфейс SATA.

ZIF 40 pin
Интерфейс ZIF 40 pin используется для подсоединения компактных (1.8 дюйма) твердотельных жестких дисков в ноутбуках.

Fibre Channel
Fibre Channel - высокоскоростной последовательный интерфейс передачи данных, который используется для подключения жесткого диска. В современных системах используется модификация FC-AL (Fibre Channel Arbitrated Loop) по названию основной топологии сети передачи данных - петля с арбитражным доступом. Основным преимуществом этого интерфейса является высокая скорость передачи данных (1-4 Гбит/c) и большое расстояние соединения (до 10 км).
Жесткие диски с интерфейсом FC-AL используются в высокопроизводительных устройствах хранения данных. Поскольку интерфейс FC-AL используется для передачи данных как между устройством хранения и сервером или рабочей станцией, так и внутри устройства хранения, то нет необходимости преобразовывать данные из одного стандарта в другой. Это также является преимуществом Fibre Channel перед другими интерфейсами передачи данных.

ExpressCard/34
Подключение жесткого диска с помощью слота ExpressCard/34.
ExpressCard - это новый стандарт карт расширения для ноутбуков, который приходит на замену PCMCIA (PC Card), превосходя их по скорости передачи данных. ExpressCard использует скоростную шину PCI Express. Модули ExpressCard/34 имеют размеры 34x75x5, что значительно меньше размеров модулей PC Card.

Временные характеристики

Среднее время доступа

Чтение
от 2.58 до 560 мс
Данная величина показывает, как быстро механизм жесткого диска способен головку чтения позиционировать над необходимой дорожкой. Данная величина - переменная, которая имеет зависимость от начального положения головок и от конечного положения, вот почему именно среднее время доступа считается характерным показателем. В некоторых выпускающихся дисках SCSI данные располагаются не по всей пластине, а исключительно по ее краю, такое расположение дает возможность повысить скорость чтения, чем значительно помогает уменьшить время доступа.

Запись
от 2.95 до 205 мс
Данная величина показывает, как быстро механизм жесткого диска способен над нужной дорожкой позиционировать головку записи. Эта величина - переменная, она зависит от многих факторов, таких как начальное положение головок, конечное положение, по этой причине характерным показателем считается среднее время доступа.

Время доступа

Track to track
от 0.1 до 3 мс
Количество времени, требуемое для того, чтобы головка жесткого диска перешла с одной произвольной дорожки диска на другую дорожку. Следует помнить, что время перехода головки жесткого диска между соседними дорожками отличается от времени перехода между более удаленными дорожками. Этот параметр один из главных, что определяют скорость работы жесткого диска, ведь именно переход головки с одной дорожки на другую и является наиболее длительным процессом в серии произвольной записи или чтения на дисковом устройстве.

Full stroke
от 4.85 до 27 мс
Количество времени, необходимое для перемещения головок с одного на другой край рабочей поверхности пластины диска.

Среднее время задержки (Latency)
от 1.99 до 8.3 мс
Время, за которое нужная информация позиционируется под головками чтения/записи. Величина определяется фирмой-производителем как время, за которое диск повернется на 180 градусов. Время имеет зависимость от скорости вращения шпинделя жесткого диска. Чем скорость вращения больше, тем величина времени задержки будет меньше.

Время наработки на отказ
от 2400 до 15000000 ч
Продолжительность безотказной работы жесткого диска. Фирмы-производители указывают зачастую среднюю статистическую наработку жесткого диска на отказ, эта величина измеряется в сотнях тысяч часов работы. Естественно, что чем данный показатель выше, тем лучше. Для того чтобы повысить надежность производители принимают различные меры, всевозможными средствами самодиагностики они оснащают контроллер диска, устанавливают датчики обнаружения ошибок и так далее. Технологии, подобные S.M.A.R.T. (технология самотестирования жесткого диска, анализа состояния и отчетности), дают возможность составлять прогнозы возможного отказа диска.

Дополнительные характеристики

Цвет
Основной цвет корпуса жесткого диска. Внешние устройства выполняются в самых различных цветовых гаммах и их комбинациях, что позволит выбрать не только желаемые технических характеристики устройства, но и его расцветку согласно личным предпочтениям.

Шифрование данных
В накопителе имеется специальный модуль, служащий для шифрования данных.
Шифрование информации осуществляется перед тем, как производится ее запись на магнитные пластины. Аутентификация происходит до начала загрузки компьютера. Пользователь не получит доступа к информации на диске в случае, если не знает пароля. Поэтому если ноутбук с подобным накопителем (или даже если только сам накопитель) попадет в недобрые руки, то злоумышленник все равно не сможет воспользоваться информацией, так как не получит к ней доступа.
Шифрования производится абсолютно незаметно для пользователя и независимо от центрального процессора.
Стоят жесткие диски с подобным модулем дороже, чем обычные. Эти накопители служат для хранения особо важной информации.

Потребляемая мощность
от 0.05 до 300 Вт
Чем меньше потребляемая мощность, тем меньше энергии расходуется при работе жесткого диска. Особенно важна экономия энергии для портативных устройств, работающих от аккумулятора. Кроме того, чем меньше потребляемая мощность, тем ниже тепловыделение и уровень шума

Потребляемая мощность в спящем режиме
от 0.004 до 130 Вт
Чем меньше мощность, потребляемая накопителем данных в спящем режиме, тем меньше энергии расходуется при работе жесткого диска. Особенно важна экономия энергии для портативных устройств, работающих от аккумулятора. Кроме того, чем меньше потребляемая мощность, тем ниже тепловыделение и уровень шума

Уровень шума

Работа
от 17 до 55 дБ
Уровень шума, который создается жестким диском во время выполнения операций чтения информации или записи информации. Источником шума в рабочем состоянии являются не только вращающиеся диски винчестера, но и головки чтения/записи при движении.

Простой
от 15 до 55 дБ
Уровень шума, который создается жестким диском во время покоя, когда не совершается ни одной операции. Во время простоя источником шума становятся вращающиеся диски винчестера. Разработаны модели жестких дисков, снабженные системой гидродинамических подшипников, такое строение дает возможность ощутимо уменьшить шум и вибрацию устройства.

Ударостойкость

При работе
от 2 до 3000 G
Уровень чувствительности жесткого диска во включенном состоянии к ударам. Величина измеряется в единицах допустимой перегрузки, которую способен выдержать винчестер. Чем данный показатель больше, тем надежнее диск защищен от неблагоприятных внешних воздействий.
Высокая ударостойкость при работе особенно важна, если вы планируете диск применять в качестве переносного, ведь случайно задеть включенный мобильный диск очень просто.
А вот для стационарного применения диска данный параметр не сильно значим, однако все равно представляет интерес, так как жесткий диск в рабочем состоянии почти не защищен от негативного внешнего воздействия.

При хранении
от 50 до 3000 G
Уровень чувствительности жесткого диска в выключенном состоянии к ударам. Величина измеряется в единицах допустимой перегрузки. Во время выключения привода головки чтения/записи отводятся в сторону на безопасное расстояние, благодаря этому их повреждение, а также повреждение пластин дисков имеет меньшую вероятность. Чем показатель ударостойкости при хранении выше, тем диск лучше защищен от всевозможных внешних воздействий. Если диск планируется применять в качестве переносного, то данный параметр очень важен.

Рабочая температура

Минимальная
от -20 до 15 °C
Минимальная температура окружающей среды, необходимая для корректной работы сетевого накопителя.

Максимальная
от 35 до 85 °C
Максимальная температура окружающей среды, необходимая для корректной работы сетевого накопителя.

Габариты

Высота
от 0.014 до 447 мм
Высота устройства.

Длина
от 0.05 до 736 мм
Длина устройства.

Ширина
от 0.045 до 520 мм
Ширина устройства.

Вес
от 0.1 до 23100 г
Вес устройства.