Влияние буфера на производительность жесткого диска. Выбор жесткого диска для компьютера

Десерты

На полках магазинов сейчас большое изобилие жестких дисков и многие обращают внимание только на один параметр – объем HDD. Объем – далеко не единственный показатель, на который нужно акцентировать внимание. В процессе выбора жесткого диска, прежде всего, нужно определиться с целями – для чего он покупается:

основной-системный – для установки операционной системы. Приоритетом выбора должна стать, прежде всего, скорость чтения/записи данных;
дополнительный-хранилище – в качестве объёмного хранилища различных файлов: видео, фото, музыка.

Мы думаем устройство HDD всем знакомо, но немного освежим знания: как устроен HDD?

Следующим шагом будет определение нужного нам объёма жесткого диска. Количество информации, которое мы храним на ПК, постоянно растет и часто диск быстро заполняется различными файлами (игры, фото, видео и т.д.). Поэтому если планируете ставить только один диск на домашний ПК, лучше купить HDD большего объёма.

Примечание: для домашнего компьютера жесткие диски имеют Форм-фактор - 3,5 дюйма, для ноутбуков идут модели поменьше - 2,5 дюйма.
На фотографии ниже видно разницу между HDD 3.5 дюйма и 2.5 дюйма.

Внимание! Не рекомендуем:
1. Покупать модели HDD вышедшие недавно. Такие жесткие диски, выпущенные на рынок на протяжении первых месяцев имеют по статистике самый больший % браков. Выявление и устранение ошибок в аппаратной и программной части у производителей занимает в среднем 2-4 месяца, затем в розницу поступают улучшенные модели. Плюс к этому добавьте еще несколько месяцев доставки на рынок СНГ.
2. Топовые модели, с максимальным объемом, состоят, как правило, из нескольких пластин (блинов), что влечет за собой ряд отрицательных моментов, о чем укажем ниже.

Скорость работы жесткого диска зависит от нескольких факторов, разместим их в порядке приоритета.

1. Количество пластин жесткого диска.
Современные диски выпускаются на 1-ой, 2-х, 3-х, 4-х пластинах. Например бывает HDD, объёмом в 1ТБ, состоит из одной пластины 1ТБ или с таким же объёмом HDD (1ТБ) только из двух пластин по 500 ГБ. Соответственно рекомендуем выбирать жёсткий диск на одной пластине, при одинаковом объеме.
Во-первых, на одну пластину больше плотность записи информации, а значит и скорость считывания побольше нежели с двух и более пластин. Меньше времени нужно для позиционирования головки и считывания информации, а это напрямую сказывается на производительность операционной системы.

Во вторых, для «одно-блинного» диска требуется меньше механики, а значит меньше уровень шума и износ рабочих элементов, и уменьшается риск выхода из строя того или иного механизма.

В третьих, меньше задействованной механики ведет к уменьшенному количеству тепловыделения. Это также важный аспект. Особенно в жаркие летние дни, когда система охлаждения компьютера не эффективна и температура воздуха внутри корпуса существенно повышается. Перегрев жесткого диска ведет к постепенному выходу из строя магнитной поверхности (деформации), что чревато потерей информации.

Узнать количество пластин можно при помощи поиска Google или Яндекс по поисковому запросу: сколько пластин ST1000DM003

2. Скорость вращения шпинделя.
Скорость вращения шпинделя у стандартных HDD равна 5400 об/мин и 7200 об/мин, также выпускаются модели с изменяемой скоростью вращения от 5400 об/мин до 7200 об/мин. Винчестеры со скоростью свыше 7200 об/мин (10000 и 15000) – предназначены для серверов и энтузиастов как правило в магазинах бывают редко, и имеют узкую специализацию.

Чем больше частота вращения шпинделя, тем больше скорость чтения/записи информации. Но с другой стороны, диски со скоростью 5400 об/мин немного тише 7200 об/мин.
Диски со скоростью 7200 об/мин стоит покупать, если HDD будет использоваться как системный, т.е. на него будет устанавливаться операционная система.
А 5400 об/мин рекомендуем покупать в качестве дополнительного - для хранения различной информации (музыка, фильмы и т.д.) Скорость чтения/записи, в данном случае, не так важна, а экономия в цене и шуме может оказаться полезной.

Компромиссное решение между скоростью работы и уровнем шума являются диски с автоматической регулировкой скорости вращения диска. Но всё равно, как системный диск, не очень удачное решение.

3. Буфер (кэш) HDD.
Третьим фактором, очень влияющий на скорость работы жесткого диска, является размер буфера. Чем больше размер буфера, тем выше скорость обмена данными с HDD. На сегодняшний день желательно приобретать жесткие диски, в качестве системного, с буфером не менее 64 Мб.
А для HDD в качестве медиа-хранилища, достаточно и 32МБ.
Но если учесть что разница в цене между HDD с буфером 32МБ и 64МБ, иногда, не больше 3-5 у.е., то оптимальным выбором будет HDD с 64МБ кэшем.

4. Интерфейс подключения HDD.
Существует несколько интерфейсов подключения жесткого диска, самые распространённые IDE(PATA) и SATA. Но современные HDD выпускаются в основном с SATA.
Интерфейс IDE морально устарел и новые материнские платы не имеют такого разъема. Поэтому, если Вы производите апгрейд старого компьютера и хотите оставить Ваш старый HDD убедитесь, что он имеет интерфейс SATA.

SATA интерфейс подразделяется на три версии:
- SATA I (один) со скоростью передачи данных до 1,5 Гбит/с
- SATA II (два) до 3 Гбит/с, на мат. платах часто имеет обозначение Sata_3Gb
- SATA III (три) до 6 Гбит/с, на мат. платах часто обозначают Sata_6Gb

Но это скорость передачи данных самого интерфейса SATA, т.е. скорость обмена данными между буфером HDD и контроллером материнской платы.
Скорость чтения/записи с пластин самого HDD пока не превышает 3 Гбит/с, т.е. стандарт SATA II.

Разъемы SATA I, SATA II и SATA III внешне и конструктивно одинаковые, и они между собой обратно совместимы, а вот скорость передачи данных отличается.
Например, к материнской плате с интерфейсом SATA I подойдет HDD c SATA III, только пропускная способность снизится до уровня SATA I (1.5 Гбит/с).
Важно! Очень часто путают интерфейс и скорость передачи данных - SATA 3 (III) и SATA 3 Гбит/с это не одно и тоже!
SATA 3 (III) – это и есть интерфейс SATA III со скоростью передачи данных до 6 Гбит/с.
SATA 3 Гбит/с – это скорость передачи данных для интерфейса SATA II.

Теперь зная основные характеристики жесткого диска попробуем на практике определить их по спецификации, указанной в прайс-листах магазинов.

Жёсткий диск (накопитель) 3.5" 1TB Seagate (ST1000DM003) 7200 об/мин, 64 MB, SATA III, Barracuda

3,5" - Форм-фактор, т.е. для стационарного ПК
1TB - объём жесткого диска 1 Терабайт
Seagate – фирма производитель
ST1000DM003 – модель и код производителя
7200 об/хв –скорость вращения шпинделя
64 MB – размер буфера
SATA III – интерфейс подключения SATA III
Barracuda – серия HDD одного производителя

Резюме по выбору жесткого диска:
1. Определяемся с нужным нам объёмом HDD.
2. Выбираем модели выполненные на 1-й пластине ("блине")
3. Отсеиваем модели по скорости вращения шпинделя
4. Затем выбираем с максимальным размером буфера
5. Проверяем интерфейс подключения
6. Определяемся с производителем HDD.

Влияние буфера на производительность жесткого диска

Владимир Леонов

Современные серии жестких дисков всех производителей можно разделить на две категории, различающиеся размером внутреннего буфера (2 или 8 Мбайт). Просмотр прайс-листов показал, что разница в цене дисков одного объема с разным размером буфера в Москве сейчас колеблется от 3 до 19 долл. и зависит от производителя и продавца. В этой статье мы попробуем показать влияние размера внутреннего буфера на производительность жесткого диска.

равнение производительности мы проведем на примере жестких дисков HDS722516VLAT20 и HDS722516VLAT80 из семейства Deskstar 7K250 компании Hitachi. Если быть более точным, то с прошлого года выпуском жестких дисков в компании Hitachi занимается новое подразделение HGST (Hitachi Global Storage Technologies), образованное в результате объединения собственного дискового производства и мощностей, приобретенных у компании IBM. Оба диска имеют объем 160 Гбайт и полностью повторяют друг друга по конструкции механической части. Тестировавшиеся диски имели одинаковую версию прошивки - V340A60A и отличались только размером внутреннего буфера (2 и 8 Мбайт соответственно).

Сравнение производительности мы проводили под управлением операционной системы Windows XP Professional.SP1 на компьютере следующей конфигурации:

Материнская плата MSI 875P Neo (MS-6758);

Процессор Intel Pentium 4 3,06 ГГц (533 FSB);

Память 1 Гбайт (2Ѕ512 Мбайт Kingston PC2700 DDR SDRAM);

Жесткий диск Hitachi Deskstar IC35L090AVV207-0.

Тестируемые диски поочередно подключались как Secondary Master.

Для сравнения производительности мы взяли тесты, имитирующие работу дисковой подсистемы в реальных условиях и различающиеся способом оценки производительности:

Ziff Davis WinBench 99 v. 2.0;

Futuremark PCMark2004;

FileCopy Test v. 0.5.3 (разработан компанией «Ф-Центр»).

В тесте Ziff Davis WinBench 99 v. 2.0 определяется производительность дисковой подсистемы при работе реальных приложений. Это хороший тест, но, к сожалению, он уже не поддерживается разработчиком и версии приложений, используемые в тесте, сильно устарели. Кроме производительности в тесте определяются среднее время доступа к диску и график зависимости скорости чтения от места расположения данных на диске (рис. 1 и 2).

Как и следовало ожидать, диски имеют одинаковое время доступа (табл. 1) и графики зависимости скорости чтения от места расположения данных на диске для обоих дисков совпадают. По производительности во всех подтестах впереди жесткий диск HDS722516VLAT80, и можно сказать, что это преимущество полностью определяется работой буфера. Как видно из табл. 1, при использовании файловой системы FAT-32 влияние буфера обычно более заметно.

Набор тестов PCMark04 от компании Futuremark основан на реальных приложениях и предназначен для детального исследования производительности компьютера. Пакет состоит из нескольких разделов, один из которых предназначен для определения производительности дисковой подсистемы. Для тестирования дисковой подсистемы применяются так называемые трассы - заранее записанные на некотором эталонном компьютере последовательности дисковой активности при выполнении различных задач. Показателем быстродействия служит скорость обработки трассы, измеренная в мегабайтах в секунду. Используются четыре трассы, воспроизводящие работу жесткого диска при выполнении различных задач. Назначение трасс понятно из их названия. Это загрузка операционной системы, открытие и закрытие нескольких популярных приложений, копирование файлов и имитация работы пользователя. Результаты приведены в табл. 2. Как и в предыдущем тесте, впереди жесткий диск HDS722516VLAT80. Наиболее сильно влияние увеличенного буфера сказывается на операциях копирования и меньше всего - на загрузке операционной системы.

Утилита FileCopy Test v. 0.5.3 разработана специалистами компании «Ф-Центр» и предназначена для определения производительности жесткого диска при создании (записи) файлов на диске, чтении файлов с диска и копировании файлов с одного участка диска на другой. В качестве результатов показываются время выполнения операции и скорость, измеряемая в мегабайтах в секунду (Мбайт/с). При создании файлов используются заранее подготовленные паттерны - списки, содержащие информацию о длине и количестве файлов, которые необходимо создать. Паттерн можно создать либо вручную, либо автоматически по любой папке, воспользовавшись опцией Scan, что позволяет легко создать паттерн с реальным распределением файлов по размерам. Мы использовали паттерны, входящие в комплект дистрибутива программы. По названию паттернов легко догадаться об их содержании. Результаты теста приведены в табл. 3. Из таблицы видно, что степень влияния размера буфера на производительность жесткого диска зависит от выполняемой операции и среднего размера обрабатываемого файла. Так, при раздельном выполнении операций записи и чтения файлов большой длины (паттерн ISO) размер буфера почти не влияет на производительность, а при копировании таких файлов влияние размера буфера проявляется наиболее сильно.

Из вышеприведенных результатов видно, что увеличение размера буфера дает значительный прирост производительности при выполнении большинства операций. Только при записи и чтении файлов большой длины, то есть в режиме, когда диск фактически работает в режиме последовательного чтения/записи, размер буфера не оказал влияния на производительность.

Возможно, на жестких дисках других производителей и даже на тестировавшихся жестких дисках с другой версией прошивки влияние размера буфера будет сказываться немного по-другому, но вряд ли различие будет значительным. На наш взгляд, установка в компьютер жесткого диска с увеличенным буфером является более выгодной в плане эффективности вложения средств.

Приветствую вас, дорогие читатели! У нормальных людей, сознание которых пока не замутнено знакомством с компьютерными технологиями, при слове «винчестер» первая ассоциация, которая возникает – знаменитое охотничье ружье, чрезвычайно популярное в США. У компьютерщиков же ассоциации совершенно иные – так большинство из нас называют жесткий диск.

В сегодняшней публикации мы разберем что такое буферная память жесткого диска, для чего она нужна и насколько важен этот параметр для выполнения различных задач.

Принцип работы жесткого диска

HDD по сути является накопителем, на котором хранятся все пользовательские файлы, а также сама операционная система. Теоретически без этой детали можно обойтись, но тогда ОС придется загружать из съемного носителя или по сетевому соединению, а рабочие документы хранить на удаленном сервере.

Основа винчестера – круглая алюминиевая или стеклянная пластина. Она обладает достаточной степенью жесткости, поэтому деталь и называют жестким диском. Пластина покрыта слоем ферромагнетика (обычно это диоксид хрома), кластеры которой запоминают единицу или ноль благодаря намагничиванию и размагничиванию. На одной оси может быть несколько таких пластин. Для вращения используется небольшой высокооборотистый электромотор.

В отличие от граммофона, в котором игла касается пластинки, считывающие головки вплотную к дискам не примыкают, оставляя расстояние в несколько нанометров. Благодаря отсутствию механического контакта, срок службы такого устройства увеличивается.

Однако никакая деталь не служит вечно: со временем ферромагнетик теряет свойства, что значит, ведет к потере объема жесткого диска, обычно вместе с пользовательскими файлами.

Именно поэтому, для важных или дорогих сердцу данных (например, семейного фотоархива или плодов творчества владельца компьютера) рекомендуется делать резервную копию, а лучше сразу несколько.

Что такое кэш

Буферная память или кэш – это особая разновидность оперативной памяти, своеобразная «прослойка» между магнитным диском и компонентами ПК, которые обрабатывают хранящиеся на винчестере данные. Предназначена она для более плавного считывания информации и хранения данных, к которым на текущий момент чаще всего обращается пользователь или операционная система.

На что влияет размер кэша: чем больший объем данных в нем поместится, тем реже компьютеру приходится обращаться к жесткому диску. Соответственно, увеличивается производительность такой рабочей станции (как вы уже знаете, в плане быстродействия, магнитный диск винчестера существенно проигрывает микросхеме оперативной памяти), а также косвенно срок эксплуатации жесткого диска.

Косвенно потому, что разные пользователи эксплуатируют винчестер по разному: к примеру, у любителя фильмов, который смотрит их в онлайн‐кинотеатре через браузер, теоретически хард прослужит дольше, чем у киномана, качающего фильмы торрентом и просматривающего их с помощью видеоплеера.

Догадались почему? Правильно, из‐за ограниченного количества циклов перезаписи информации на HDD.

Как посмотреть размер буфера

Перед тем как посмотреть объем кэша, придется скачать и установить утилиту HD Tune. После запуска программы интересующий параметр можно найти во вкладке «Информация» в нижней части страницы.

Оптимальные размеры для различных задач

Возникает закономерный вопрос: какая буферная память лучше для домашнего компьютера и что дает это в практическом плане? Естественно, желательно побольше. Однако на юзера накладывают ограничение уже сами производители винчестеров: например, хард с 128 Мб буферной памяти обойдется по цене существенно выше средней.

Именно на такой объем кэша я рекомендую ориентироваться, если вы хотите собрать игровой комп, который не устареет уже через пару лет. Для задач попроще можно обойтись и попроще характеристиками: домашнему медиацентру с головой хватит и 64 Мб. А для компьютера, который используется сугубо для серфинга в интернете и запуска офисных приложений и простеньких флеш‐игр, вполне достаточно и буферной памяти объемом 32 Мб.

В качестве «золотой середины» могу порекомендовать винчестер Toshiba P300 1TB 7200rpm 64MB HDWD110UZSVA 3.5 SATA III – здесь средний размер кэша, но емкости самого жесткого диска вполне достаточно для домашнего ПК. Также для полноты картины рекомендую ознакомиться с публикациями дисков и , а также, какие на жестких дисках.

Издаваемого жестким диском.

Также не обошли стороной интерфейс HDD, где было рассмотрено основные особенности и отличия интерфейса SATA и устаревшего IDE. И конечно же не забыли, пожалуй, самую главную характеристику - это объем жесткого диска .

В этом материале мы поговорим относительно оставшихся характеристик жестких дисков, которые не менее важны нежели вышеуказанные.

Форм-фактор жесткого диска

На данный момент, широко распространены два форм-фактора жестких дисков – это 2,5 и 3,5 дюйма. Форм-фактором, в большей мере, определяются габариты жестких дисков. К слову, в жесткий диск 3,5”, помещается до 5-ти пластин накопителя, а в 2,5” – до 3-х пластин. Но в современных реалиях это не является преимуществом, так как разработчики определили для себя, что устанавливать более 2-ух пластин в обычные высокопроизводительные жесткие диски – не целесообразно. Хотя, форм-фактор 3,5” совсем не намерен сдаваться и по уровню спроса уверенно перевешивает 2,5” в десктопном сегменте.

То есть для настольной системы, пока есть смысл приобретать только 3,5”, так как среди преимуществ данного форм-фактора, можно отметить более низкую стоимость за гигабайт пространства, при большем объёме. Это достигается за счет большей, по размеру пластины, которая при одинаковой плотности записи вмещает больший объем данных нежели 2,5”. Традиционно, 2,5” всегда позиционировался как форм-фактор для ноутбуков, в большей мере благодаря своим габаритам.

Существуют и другие форм-факторы. К примеру, во многих портативных устройствах используются жесткие диски форм-фактора 1,8”, но на них мы детально останавливаться не будем.

Объём кэш-памяти жесткого диска

Кэш-память – это специализированное ОЗУ, которое выступает в роли промежуточного звена (буфера), для хранения данных, которые уже считаны с жесткого диска, но еще не были переданы непосредственно на обработку. Само наличие буфера было вызвано существенной разницей в скорости работы между остальными компонентами системы и жестким диском.

Как таковой характеристикой кэш-памяти HDD, является объем. На данный момент наиболее популярны жесткие диски с буфером 32 и 64 МБ. На самом деле, покупка жесткого диска с большим объемом кэш-памяти, не даст двухкратного увеличения производительности, как это может показаться исходя из классической арифметики. Более того, тестирования показали, что преимущество у жестких дисков с кэшем 64 Мб, проявляется довольно редко и только при выполнении специфических задач. Поэтому, по-возможности стоит приобрести жесткий диск с более объемной кэш-памятью, но если это будет идти в значительный ущерб ценнику, то это не тот параметр, на который следует ориентироваться в первую очередь.

Время произвольного доступа

Показатель времени произвольного доступа жесткого диска характеризует время, за которое винчестер гарантированно проведет операцию чтения в любом месте жесткого диска. То есть за какой промежуток времени, головка чтения сможет добраться до самого отдаленного сектора жесткого диска. Это, в большей мере, зависит от ранее рассмотренной характеристики скорости вращения шпинделя жесткого диска. Ведь, чем больше скорость вращения, тем быстрее головка может добраться до нужной дорожки. В современных жестких дисках этот показатель составляет от 2 до 16 мс.

Остальные характеристики HDD

Теперь тезисно и вкратце перечислим оставшиеся характеристики жестких дисков:

Потребление энергии – потребляют жестки диски совсем немного. При чем, зачастую указывается максимальная потребляемая мощность, которая имеет место быть, только на промежуточных этапах работы во время пиковой загрузки. В среднем – это 1,5-4,5 Вт;
Надежность (MTBF) – так называемое время наработки на отказ;
Скорость передачи данных – с внешней зоны диска: от 60 до 114 Мб/c, а с внутренней – от 44,2 до 75 Мб/с;
Количество операций ввода-вывода в секунду (IOPS) – у современных жестких дисков этот показатель составляет около 50/100 оп./c, при произвольном и последовательном доступе.

Вот мы и рассмотрели все характеристики жестких дисков с помощью небольшой серии статей. Естественно, что многие параметры пересекаются и, в некоторой мере, влияют друг на друга. Но, зато на основе информации относительно всех этих параметров, можно смоделировать для себя будущее устройство, и при выборе, четко понимать, какой из моделей следует отдать преимущество в вашем частном случае.

А вот такие игрушки могут получиться из старых жестких дисков, вернее из составляющих жесткого диска. К примеру, колеса сделаны из шпиндельного двигателя винчестера, который приводит в движение ось с головкой считывания.

Рейтинг 4.9 из 5 . Голосов: 379 . Категория Выбрать компьютерную технику

Жесткий диск (винчестер, HDD) является одной из очень важных частей компьютера. Ведь при поломки процессора, видеокарты и т.д. Вы испытываете сожаление только к потери денег для новой покупки, при поломки винчестера Вы рискуете потерять без возвратно важные данные. Так же от жесткого диска зависит и скорость работы компьютера в целом. Разберемся, как правильно выбрать жесткий диск.

Задачи жесткого диска

Задача жесткого диска внутри компьютера - сохранять и выдавать информацию очень быстро. Жесткий диск удивительное изобретение компьютерной индустрии. Пользуясь законами физики, этот не большой прибор хранит практически неограниченное количество информации.

Тип жесткого диска

IDE - устаревшие винчестеры относятся для подключения к старым материнским платам.

SATA - заменили жесткие диски IDE, имеют более высокую скорость передачи данных.

Интерфейсы SATA бывают разных моделей, отличаются они между собой так же скоростью обменом данных и поддержкой разных технологий:

SATA- имеет скорость передачи до 150мб/c.
SATA II- имеет скорость передачи до 300мб/c
SATА III- имеет скорость передачи до 600мб/c

SATA-3 начали выпускаться совсем не давно, с начала 2010 года. При покупки такого винчестера надо обратить внимание на год выпуска вашего компьютера (без апгрейда), если он ниже этой даты, то вам этот жесткий диск не подойдет! HDD - SATA, SATA 2 имеют одинаковые разъемы подключения и совместимы между собой.

Объем жесткого диска

Самые распространенные жесткие диски, которыми пользуется большинство пользователей в домашних условиях, имеют объем: 250, 320, 500 гигабайт. Есть еще меньше, но встречаются все реже 120, 80 гигабайт, а в продаже их уже вовсе нет. Для возможности хранения очень большой информации существуют жесткие диски 1, 2, 4 тирабайта.

Скорость и кеш память жесткого диска

При выборе жесткого диска важно обращать внимание на его скорость работы (скорость работы шпинделя). От этого будет зависеть скорость работы всего компьютера. Обычная скорость дисков составляет 5400 и 7200 оборотов в минуту.

Объем буферной памяти (кеш память)- физическая память жесткого диска. Существует несколько размеров такой памяти 8, 16, 32, 64 мегабайта. Чем выше скорость оперативной памяти жесткого диска , тем быстрее будет скорость передачи данных.

В заключении

Перед покупкой, уточняйте какой именно подойдет для вашей материнской платы: IDE, SATA или SATA 3. Смотрим в характеристиках скорость вращения дисков и объем буферной памяти, это основные показатели на что нужно обратить внимание. Так же смотрим фирму производитель и объем который вас устроит.

Желаем удачных покупок!

Делитесь в комментариях своим выбором, это поможет другим пользователям сделать правильный выбор!