Критерии отбора HDD / Накопители

Статья написана для тех, кто по каким-то причинам решил заниматься модернизацией самостоятельно, но пока еще слабо представляет, что к чему. Будет сделана попытка определиться с тем, что покупать нужно и чего покупать не стоит, и понять, на что стоит обращать внимание при покупке, как найти оптимальный баланс цены, надежности и скорости.

Жесткий диск является основным устройством внешней памяти и к выбору его нужно, раз вы решились сделать это самостоятельно, подойти со всей ответственностью. Здесь будут рассмотрены те характеристики, которые обычно заявляются в паспорте на устройство: по этим показателям можно уже сделать кое какие выводы. Дополнительную информацию об устройстве можно получить обзоров накопителей на жестких магнитных дисках и не только, которых полно на бескрайних просторах интернета. Но о том, что там меряют и к чему мы поговорим в другой раз.

Емкость винчестера

Первый критерий отбора придет в голову наверняка всем и без посторонних подсказок: это емкость. Наверное единственный параметр, с которым все однозначно: больше лучше. Раньше в книгах по компьютерной грамотности ("IBM PC для пользователя" Фигурнова например и не только) емкость винчестера рассматривалась как фактор определяющий возможность и комфортность использования тех или иных операционных систем, прикладных программ и т.п. Сегодня можно с уверенностью сказать, что если вы обычный рядовой пользователь, то приобрести жесткий диск емкости, не позволяющей использовать необходимые популярные программы и их пакеты просто невозможно.

Среди устройств находящихся в широкой продаже преобладают (судя по предложениям на price.ru для региона Москва в розничной торговле на день написания статьи - 16.06.03) устройства емкостью от 30 до 40 Гб - 18.53%, диски емкостью от 60 до 80 гб составляют 17.39% в структуре предложений, и емкостью свыше 120 Гб - 18.03%. Установленная операционная система и необходимый пакет программ обычно не занимают больше 5, за очень редким исключением немного больше гб. Все остальное обычно занимается различного вида мультимедийными данными пользователя. Поэтому именно предполагаемый объем последних является критерием выбора объема. Надо сказать только что емкость и стоимость зависят нелинейно, и до определенного момента приобретение более емкого устройства может быть экономически более целесообразным в пересчете на стоимость хранения 1 Гб. Разница в устройствах на 40 и 60 гбайт составляет несколько долларов. Обратите на это внимание. Кстати говоря мне вспомнилась рекламная компания винчестеров и систем хранения фирмы Micropolis десять лет назад, где делался акцент на низкой стоимости на уровне 1$ за мегабайт…

Говоря о гигабайтах и мегабайтах нельзя не вспомнить, что винчестеры подвержены… усушке! Кто-то сразу, а кто-то и потом обнаружит, что емкость приобретенного винчестера выдаваемая программами не соответствует заявленной на упаковке. Анализ последних тем в интернете показывает, что, увы, не смотря на старания многих и мои в том числе, с сутью явления знакомы еще не все. Нет, не подумайте, что это сжатие пластин обусловленное воздействием высоких температур во время работы:-))) Все намного прозаичнее: дело в том, что на самих винчестерах емкость указывается в миллионах байт (соответствует приставке М) и миллиардах байт (приставка Г). В тоже время один килобайт содержит 1024 байт, мегабайт равен 1 048 576 байт, а гигабайт - 1 073 741 824 байт. Разница появляется именно по этой причине и не по какой больше.

Винчестеры с интерфейсом UltraDMA

Условием работы жесткого диска в системе является соответствие интерфейсов контроллера и самого диска (для тех кто еще не знает, интерфейс - стандарт, описывающий механизмы взаимодействия двух устройств, при этом в данном случае под механизмом мы понимаем все стороны - электрическую, механическую…). Абсолютно все материнские платы для платы предназначенные для массового потребителя имеют в своем составе контроллер, реализующий UltraDMA интерфейс. Он является самым дешевым интерфейсом для жестких дисков и потому самым распространенным и большинство накопителей, не только винчестеров, производится с этим интерфейсом. Если вам не нужны сверхвысокие показатели, если у вас обычный компьютер, а не сервер сети или мощная рабочая станция и т.п., то выбор совершенно однозначен -жесткий диск с UltraDMA.

Единственно, на что следует обратить внимание - режим UltraDMA, который поддерживает ваша материнская плата. Материнские платы выпущенные в последние года 2 поддерживают режим UltraDMA 100 или UltraDMA 133, где последние цифры обозначают максимальную скорость передачи по интерфейсу. Платы выпущенные приблизительно 3 года назад имеют контроллер UltraDMA 66, года 4 назад широкое хождение имел интерфейс UltraDMA 33, а еще ранее - DMA 16 и более медленные и контроллеры не умеющие организовывать режимы DMA (Direct Memory Access, прямого доступа к памяти, позволяющих существенно повысить производительность, в первую очередь в много задачных средах, которые сегодня везде). И хотя все названные версии интерфейсов являются снизу-вверх и сверху-вниз совместимыми, все же знать какой именно режим реализуется вашим контроллером если и не необходимо, то во всяком случае очень и очень желательно.

Дело в том, что хотя многие из сегодняшних винчестеров и не в состоянии нагрузить под завязку наиболее скоростные режимы (UDMA 100 и UDMA133), но в силу некоторых особенностей их производительность от используемого режима существенно зависит. Не говоря уже о ситуации, когда возможности старого контроллера установленного на плате уступают возможностям жесткого диска. Поэтому, если вы хотите избежать проблем, возьмите за правило, что режим организуемый контроллером материнской платы, должен быть не хуже (читай не медленнее), чем реализуемый контроллером жесткого диска. В отличие от обратной ситуации, этот вариант исключает описанные выше проблемы. Если же есть необходимость использования быстрого винчестера с медленным контроллером, то следует уточнить, как сказывается использование медленного интерфейса на производительности винчестера, и, понятно, выбрать вариант, где эффект от этого минимальный. Продавцы могут быть в курсе, или в обзорах в прессе найти можно.

Просматривая прайс-листы компаний, вы можете встретить вместо UDMA обозначения вроде ATA и IDE. Если винчестер новый, то под IDE скорее всего скрывается один из вариантов UDMA, но если вдруг вы где-то интересуетесь старыми винчестерами, то под IDE может скрываться все что угодно, и требуется уточнение. А если речь идет об ATA, то нужно знать, что нестрого UDMA 33 есть FastATA-3, UDMA 66 - FastATA-5, UDMA 100 - FastATA-6. Может быть написано и UltraATA и просто ATA с указанием через черточку максимальной скорости интерфейса. Это все равно тоже. Пусть разнообразие обозначений вас не пугает: оно обязано своим происхождением производителям, разрабатывающим похожие стандарты.

Для подключения винчестеров со всеми названными версиями интерфейсов используется 40-контактный разъем и 40-жильный кабель для режимов до UDMA 33 включительно, и 80-ти жильный для всех более скоростных режимов. В последнем добавлены 40 дополнительных жил заземления, способствующие уменьшению наводок в шлейфе. 80-ти жильный шлейф может использоваться для медленных режимов, но 40-жильный для быстрых не может. Он более подвержен наводкам, и скорее всего жесткий диск запуститься в менее скоростном режиме, либо в нормальном, но число ошибок при передаче, а следовательно и число повторных обращений может вырасти до такой степени, что по результирующей скорости вполне возможен его проигрыш более медленному режиму. Необходимо следить за соответствием шлейфа используемому режиму передачи.

Говоря о шлейфах нельзя не вспомнить последние веяния моды - так называемые круглые шлейфы, т.е. оформленные не в виде обычного широко шлейфа, а в виде узких шлейфов собранных в пучок, или пучка отдельных проводов либо еще как-нибудь. Они выпускаются некоторыми фирмами, да и в интернете мне не раз попадались статьи о том, как такой шлейф сделать самостоятельно. Такие шлейфы как правило без проблем работают в режимах до UDMA-33. В режимах с большей скоростью возможны проблемы. Я уже сказал, что эти режимы менее помехоустойчивы, и требуют специального шлейфа с дополнительными экранирующими проводниками.

В круглых шлейфах эти проводники расположены беспорядочно, и их присутствие не играет никакой роли: информационные жилы оказывают влияние друг на друга и также неплохо ловят внешние поля: и результат все тот же: большое число ошибок - большое число повторных запросов - снижение производительности. Лишь в небольшом числе продаваемых круглых шлейфов этот фактор учтен и расположение экранирующих жил продумано, и все жилы вместе могут быть еще дополнительно взяты в общий экран. Но такие шлейфы стоят не дешево. Конечно круглый шлейф смотрится эстетичнее, кроме того вроде бы улучшается воздухообмен, но стоит ли это производительности? Я вас предупредил, а вы сами решите, хотите ли вы приключений на свою сами знаете что.

И наконец закрывая вопрос об интерфейсе UDMA хотелось бы напомнить, что если необходимый режим не обеспечивается контроллером установленным на материнской плате, то проблема решается не только заменой материнской платы, но и приобретением UDMA контроллера, выполненного в виде платы расширения. У этого способа конечно есть свои минусы, но по совокупности факторов он вполне может оказаться выгоднее варианта первого.

Винчестеры с интерфейсом Serial ATA

Новой (относительно) разработкой в области интерфейсов жестких дисков является интерфейс Serial ATA (последовательный интерфейс ATA, тот, о котором шла речь выше использует параллельную передачу данных и потому для отличия к нему добавляют слово Parallel -- параллельный). Значительный прогресс в области приемопередающих устройств имевший место в последнее время, сделал возможной последовательную передачу данных на высоких скоростях. Использование последовательной передачи подразумевает сокращение числа необходимых для соединения устройств проводников.

Так у SATA получается очень аккуратный шлейфы эстетам нет никакой необходимости что-то мудрить как в случае с Parallel ATA, что можно сегодня считать единственным преимуществом нового интерфейса. В единственной реализованной сегодня версии SATA скорость передачи по интерфейсу составляет 150 Мбайт/с, что не сильно отличается от 133 Мбайт/с предлагаемых обычным ATA, и пока что не используемых жесткими дисками. Стоимость реализации того же порядка. В общем преимуществ ПОКА существенных нет. Есть только недостатки - контроллер SATA интегрирован далеко не на каждой материнской плате, а приобретение его в виде платы расширения не имеет смысла; винчестеры стоят несколько дороже аналогичных моделей с традиционным интерфейсом.

Использование жестких дисков SATA не избавит вас от необходимости использовать Parallel ATA для других устройств. Поэтому приобретение жесткого диска с последовательным интерфейсом ATA может быть оправдано только вашей тягой к различного рода технологическим новинкам. Мнение о том, что жесткий диск с более современным интерфейсом быстрее, вообще говоря ошибочно. Он современнее, но не быстрее. Скорость жесткого диска определяется рядом других параметров.

Винчестеры с интерфейсом SCSI

Еще одним очень распространенным интерфейсом является SCSI (Small Computer System Interface, произноситься "Скази", и является интерфейсом не только жестких дисков, но и периферии вообще). Особенно распространяться по его поводу не буду. Скажу сразу - это не устройство для домашнего ПК, для которого диск вы выбираете. Это удел серверов, мощных рабочих станций и т.п., но если бы вы выбирали диск для этого применения, то вы не читали бы эту статью.

Диски с интерфейсом SCSI как правило высокопроизводительны и высоконадежны, в них используются хорошо отработанные технологии, что обусловлено требованиями тех мест, где они будут применятся (я уже сказал где). Они не используются в массовых машинах, так как имеют значительно более высокую стоимость. Кроме того, они требуют дополнительного контроллера, который никогда не интегрирован на материнские платы массового потребления, лишь на платах, нацеленных на создание по прежнему серверов, рабочих станций (установка контроллера как платы расширения для шины обычной PCI не возможна, что обусловлено их отсутствием: современными жесткими дисками используется интерфейс Ultra160SCSI и Ultra320SCSI, пропускная способность которых составляет 160 и 320 Мбайт/с соответственно, что превышает пропускную способность шины PCI. Понятно, что жесткий диск такой скорости не обеспечивает, но вот если организовать массив из таких дисков, то все очень даже может быть, и причем важно то, что SCSI с этой задачей справиться легко, ATA же останется далеко позади.).

Стоимость хорошего контроллера сравнима со стоимостью самого диска, не дешевы и интерфейсные кабели. Взамен конечно SCSI дает ряд весомых преимуществ, вроде высоких скоростей обмена данными, поддержки большого числа устройств различного вида, организации очереди команд и ее интеллектуальной оптимизации, и причем все это без участия центрального процессора. Но стоимость технологии очень четко определяет нишу ее применения. Мне попадались случаи, когда при большом желании обусловленном совершенно мне не ясными причинами пользователь может покупал одну из старых плат для шины PCI и старый жесткий диск SCSI по цене не слишком отличающейся от современных но ATA'шных и наслаждался сознанием того, что в корпусе его ПК находиться столь необычное устройство: наслаждался только о осознанием, так как никаких преимуществ он не получал: в домашних системах на обычных задачах технология своего потенциала не раскрывает. Поэтому советую сразу забыть о SCSI, и не стану здесь рассматривать стандарты, вопросы совместимости и т.п. Обо всем об этом в отдельной статье в ближайшее время для тех кому это будет интересно. Здесь же упоминаю потому, что время от времени спрашивают о жестких дисках со SCSI домашние пользователи, начитавшиеся обзоров таких дисков в сети.

Винчестеры с интерфейсом FC-AL и SSA

Еще одним из вариантов интерфейса для жесткого диска является FC-AL (Fibre Channel Arbitrated Loop, волоконно-оптическая петля с арбитражем). Оптический интерфейс с максимальной длиной шины (соединительных проводов то бишь) в 10 км и скоростью обмена в 125 Мбайт/с и большим числом (127) самоконфигурирующихся устройств с в возможностью горячего подключения и т.д. и.т.п…. Жесткие диски с этим интерфейсом нацелены на то же применение, что и со SCSI, и так же как и устройства SCSI требуют дополнительного контроллера приличной стоимости. Стоимость самих устройств, понятно, также весьма сильно отличается от устройств с UDMA. Распространяться по поводу таких устройств тоже сильно не будем, так как очень специфично, и дорого.

Году в 1997-1998 разработав свой собственный интерфейс SSA (Serial Storage Architecture) IBM никого не дожидаясь начала выпуск винчестеров с этим интерфейсом. Он способен обеспечить работу 127 устройств при пропускной способности шины 80Мб/с. При соединении используется архитектура точка-точка. Устройства между собой полнодуплексной связью со скоростью 20 Мб/с в обоих направлениях. По тем временам был очень дорог, дисков с этим интерфейсом я не видел, скоро перестал о них и слышать. Зачем пишу? Просто интересный факт. Для любознательных

Скорость передачи данных

После емкости и интерфейса в спецификациях обычно указывают скорости передачи данных. Скорость передачи бывает двух видов: скорость передачи интерфейса и скорость передачи носителя. Скорость передачи по интерфейсу (Buffer to Host) - ее мы уже упоминали выше - максимальная теоретически достижимая скорость передачи данных от винчестера, из его буфера, в систему. Приводиться обычно просто для уточнения того, какой именно режим интерфейса используется, в случае если это не указано в строке "интерфейс" (например, если там просто написано "UDMA").

Скорость передачи носителя (Buffer to Disk) показывает, как быстро данные могут быть перемещены с/на носитель. Скорость помещения на носитель (т.е. записи, Write Speed) как правило не равна скорости получения с него (чтения, Read Speed), и потому обычно указывается скорость записи и скорость чтения отдельно (обычно чтение несколько быстрее записи). Но впрочем может быть указана и одна строка с максимальным значением обмена с диском, тогда это следует понимать как скорость чтения и скорость записи предположить несколько меньше. Не трудно сообразить, что чем больше значение, тем лучше. А упомянутый здесь буфер - это память, использующаяся для временного хранения данных при операциях с диском. В самом простом случае он служит для согласования работы быстрых и медленных устройств: например, скорость записи на диск меньше, чем скорость передачи данных по интерфейсу, тогда при необходимости записи данные передаются с максимально возможной скоростью в буфер диска, а потом передаются непосредственно к диску с той, скоростью с которой они могут быть записаны, или например, при чтении с жесткого диска система оказалась не готова принять прочитанные данные, тогда они помещаются в буфер, откуда затем забираются системой по мере возможности. Отсутствие буфера бы значительно усложнило и замедлило этот процесс. Это самый простой случай, и в современных дисках в таком виде буфер не используется.

В реальной жизни обращение системы к данным не совсем случайно, а можно с некоторой вероятностью предсказать какие данные понадобятся пользователю в следующий момент времени и подготовить их, или сохранять в буфере некоторое время данные обращение к которым происходит наиболее часто и т.п. Этот метод называется кэшированием, а буфер - кэшем. В случае если необходимые данные оказываются в кэше, нет операций механического доступа, ввод/вывод происходит очень быстро - данные передаются системе с максимальной для интерфейса скоростью. Все современные накопители оснащаются буфером именно такого типа. Соображения элементарной логики подсказывают, что с ростом объема кэша, вероятность того, что нужные данные окажутся в кэше растет.

В винчестерах имеющихся в продаже сегодня буфер находиться в пределах 512кб - 16 Мбайт. Для современных моделей он составляет 2 Мбайта, для очень новых - 8 Мбайт, для достаточно старых 512 кбайт 1 Мбайт. Размер кэш-буфера на стоимости отражается не сильно, поэтому старайтесь отдавать предпочтение дискам с большим кэшем и желательно, на сегодняшний день, не менее 2 Мбайт. Хотя кэш меньшего объема и не смертельно, но скорее всего винчестеры им оснащенные имеют и худшую механику, и в результате значительно меньшую производительность (вероятнее всего с такими винчестерами столкнуться при покупке с рук бывших в употреблении).

Из спецификации можно также почерпнуть сведения о среднем времени поиска (Average Seek Time), которое состоит их времени поиска дорожки и времени позиционирования головки. Первое -- это период, в течение которого головка перемещается из текущего положения в положение, задаваемое новой командой. Второе - время которое нужно для позиционирования головки над нужным цилиндром и подтверждения правильности идентификации дорожки. Задержка вращения (Rotation Latency) - время, необходимое на поворот диска так, что бы под головкой оказался нужный сектор (в среднем равна времени, в течении которого диск делает половину оборота).

Легко сообразить, что при случайном доступе к данным, который преобладает в современных системах, чем меньше будут все эти три параметра, тем лучше. Следовательно, следует отдать предпочтение диску с более высокой скоростью вращения шпинделя (массовые модели 5400 и 7200 об/мин, скоростные 10000 и 15000 об/мин), которая определяет еще и скорость движения секторов под головкой, т.е. скорость ввода/вывода, и с более совершенным механизмом позиционирования (определяем по величине среднего времени поиска).

Разница в стоимости винчестеров со скоростью вращения 5400 оборотов и 7200 оборотов сегодня составляет всего пару вражеских рублей, и совершенно нет никакого повода к приобретению первого. Объемы производства таких винчестеров постоянно сокращаются, некоторые компании от их выпуска уже отказались совсем.

Время от времени приходится слышать что диски на 7200 об/мин шумны и греются сильнее. Если последнее замечание справедливо, хотя надо отметить, что до критической температуры в обычных домашних машинах нагревания не отмечается, а в случае надобности несложно установить систему охлаждения, то первое замечание под собой никаких оснований не имеет, если речь идет о современном накопителе: они все очень тихие, и мой слух разницу уловить не может. Хотя конечно это не справедливо для дисков старых моделей. В спецификации информацию о производимом шуме можно найти (Acoustics это называется, и приводиться для двух режимов - простоя и поиска) и сравнить. Замечу, что если раньше авторы многих обзоров этот показатель оценивали с помощью различных ухищрений (как то запись шума с помощью микрофона расположенного на определенном расстоянии от диска и сравнение уровней сигнала), то сейчас этого никто не делает. Нет необходимости. И возвращаясь еще раз к нагреву, в сравнении его степень можно оценить взглянув на приводимые величины потребляемого тока: больше есть - больше греется.

Плотность записи

В некоторых статьях по выбору жесткого диска рекомендуется обратить внимание на плотность записи (Record Density). Этот параметр может быть иногда указан в спецификации, или рассчитан. При наличии желания вы также можете сделать это. Если в спецификации ничего не сказано о плотности, но указано число головок (Heads) или используемых поверхностей, то плотность записи на пластину равна емкости винчестера деленной на число головок(поверхностей) и умноженной на 2. Говорят, что чем она выше, тем лучше, тем производительнее винчестер. Это справедливо часто, но вообще говоря не всегда. Дело в особенностях получения этой плотности записи. Об этом поговорим в отдельной статье по устройству жесткого диска.

Если в спецификации нет ни непосредственно данных о плотности, ни данных, позволяющих ее рассчитать - не думаю, что стоит расстраиваться. Мне этот параметр приходит в голову зачастую в самую последнюю очередь. Диски приблизительно одного времени выпуска имеют приблизительно равные плотности записи. Увеличение в 1.5 - 2 раза огромного рывка вперед не даст, а то и вообще может быть потеряно за более медленной механикой и наоборот, меньшая плотность но более быстрая механика - и тот же результат.

Ударостойкость

Жесткий диск - самое уязвимое устройство в компьютере. Он очень чувствителен к встряскам и ударам. Для увеличения ударостойкости был разработан ряд технологий - SPS (Shock Protection System), SPS II. Для пользователя в принципе не важно как называется та или иная технология реализованная в накопителе: критерием должен сложить результат ее внедрения, т.е в данном случае чувствительность у ударным воздействиям: в спецификации фигурирует под названием Shock и приводится для выключенного диска и для режимов чтения и записи. Чем показатель выше тем лучше. Если предполагается использовать диск в качестве переносного, то не поленитесь сравнить эти показатели для различных дисков. В этом случае он может быть важнее других. При стационарном использовании роль этого параметра не столь велика, так как в этом случае диск сильным ударам как правило не подвергается.

Существуют технологии для предупреждения об возможных отказах накопителя. Повсеместно внедряемой технологией является SMART (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology). Она обязательно присутствует во всех новых дисках. И в подавляющем большинстве дисков выпускавшихся в последние 5-6 лет. Отслеживает некоторые параметры диска и выдает предупреждение в случае падения их ниже некоторого порогового значения. Существуют надстройки над ней позволяющие более глубокий анализ состояния: их присутствие неплохо конечно, но не необходимо. SMART в принципе мне видится достаточным. И не стоит смотреть на значения времени на работки на отказ, которое обычно имеет потрясающие воображения значения: это чисто теоретический расчет, почти никак не связанный с реальной жизнью.

Не стоит экономить на гарантии. Покупать диск следует в тех фирмах, которые дают такой же срок гарантии, как и производитель. И вообще лучше обращаться в фирму с хорошей репутацией, пусть даже за это придется немного переплатить: в случае чего неприятных объяснений будет меньше.

Возможные проблемы

Проблемы с жестким диском делятся на сбои механики и сбои электроники. Самым распространенным механическим сбоем является появление дефектных участков на поверхности жесткого диска, а электронные сбои чаще всего связаны с контроллером.

Появление дефектных участков на поверхности жесткого диска свидетельствует либо о преждевременном износе накопителя, либо о проблемах на стадии производства. Следует оговорить с продавцом минимальный суммарный объем дефектных участков, необходимый для наступления гарантийного случая. Большинство фирм гарантийным случаем считает сам факт их появления. Современные диски имеют резервную поверхность для "подмены" пришедших в негодность кластеров. И если программы диагностики говорят о наличии сбойных кластеров, то значит это резервная поверхность уже полностью использована. Есть поводы для серьезного беспокойства.

Контроллер диска слабо защищен от электрических повреждений и сгореть может от множества причин - от неплотно вставленной шины данных, незаземленного корпуса, неисправного блока питания и др. Гарантии на контроллер может и не быть, поэтому при покупке следует обговорить этот момент.

Вопреки распространенному мнению, покупка техники с рук бывшей в употреблении, вовсе не является равносильной самоубийству. Любая покупка - это только лотерея. При нормальных условиях эксплуатации шансов выйти из строя у старой и у новой техники одинаково. И покупка новой техники имеет лишь то преимущество, что она может быть отремонтирована по гарантии или заменена. При стесненности в средствах покупка б/у вполне оправдана.

Ничего нельзя сказать определенного о производителях, ничего нельзя рекомендовать или не рекомендовать однозначно. У каждого были свои удачные и неудачные серии. Поэтому придется почитать форумы, посоветоваться с другими пользователями.

Пожалуй я рассказал уже о всем, на что следовало обратить внимание. Остался последний совет: не забывайте делать резервное копирование.