Скорость вращения шпинделя жесткого диска. Имеет ли значение скорость вращения жесткого диска

Жёсткий диск, HDD или винчестер – запоминающее устройство для постоянного хранения информации, основанное на принципе магнитной записи. HDD расшифровывается как Hard Disk Drive , отсюда и название – жёсткий: внутри корпуса устройства находятся диски из металла или стекла, на которых нанесено магнитное напыление. Именно на этот слой и записываются данные.

Сегодня на рынке HDD формата 3.5 дюйма представлены очень широко, причём есть разнообразие не только в объёме винчестеров, но и в скорости их работы, внутреннем устройстве, типе. В этих параметрах стоит разобраться, чтобы понять, какой жёсткий диск лучше приобрести.

Устройство и типы жёстких дисков

Как было сказано выше, жёсткий диск предназначен для постоянного хранения информации, и отличие его памяти от ОЗУ в том, что она энергонезависима – то есть сохраняется на носителе при отключении питания. Жёсткий диск представляет собой электромеханическое устройство, то есть имеет движущиеся детали, и состоит из нескольких основных частей.

Это интегральная схема, которая управляет процессами записи/чтения и работой диска. Она устанавливается поверх основного корпуса диска. В самом же корпусе спрятано сердце винчестера, состоящее из шпинделя (электромотора), который вращает диск; считывающей головки (коромысла), которое подвижно и считывает информацию непосредственно с поверхности носителя, и самих магнитных дисков памяти (их может быть разное количество, располагаются они один над другим, слоями).

На рынке сейчас распространены три типа жёстких дисков:

Дорогие модели HDD могут отличаться от дешёвых при равном объёме именно скоростью передачи данных, она будет заметно выше, благодаря многим факторам: может быть лучше оптимизирована кэш-память, иначе организован электро-механический узел, разное количество магнитных дисков на равный объём. Также зачастую дорогие диски более надёжны и устойчивы к внешним воздействиям.

Скорость передачи данных – совокупный результат всех остальных параметров и применённых в диске технологий, поэтому, если ваш выбор зависит в основном от скорости диска, то удобно ориентироваться именно по нему. Чем более диск скоростной, тем он будет дороже.

Какой объём выбрать?

· 250 - 500 ГБ – стоит выбрать как бюджетный вариант, или в офисный пк, когда не требуется большого объёма для хранения медиа-файлов. Для установки программ и системы, впрочем, места вполне хватит. Также небольшой объём, в случае скоростной модели, можно использовать исключительно для установки операционной системы, а данные хранить на более медленно диске большего объёма.
· 1 Тб - 4 ТБ – такой объём подойдёт для домашнего компьютера, хватит для хранения большой коллекции фильмов в hd-разрешениях. Объём минимум в 1 ТБ сейчас является стандартным для рядового пользователя.
· 5 - 10 Тб – максимальный объём для жёстких магнитных дисков на сегодня. Обойдётся вам весьма дорого, и скорее необходим при работе с большими объёмами файлов, например, при профессиональном монтаже. Как вариант – создание RAID массива такого же объёма из дисков по 1-2 ТБ, что позволит увеличить скорость.

На что ещё обратить внимание?

· Оптимизация под RAID-массив . Понадобится, если вы хотите создать массив из нескольких дисков. Смысл в том, что вместо нескольких отдельных дисков система начинает видеть один объединённый, что в разных типах массива повышает скорость или надёжность. Однозначно стоит выбирать, если вам нужна максимальная надёжность или максимальная скорость в массиве.

С каждым годом IT-индустрия практически в каждом из компонентов системного блока, стремится повысить скорость. Скорость вычислений, скорость доступа, скорость передачи – все это увеличивается ежеквартально.

Не обошли стороной эти скоростные изменения и сферу накопителей информации – жестких дисков. Здесь постоянно увеличивалась и увеличивается скорость вращения шпинделя жесткого диска, которая, в свою очередь влияет на скорость доступа к данным, скорость записи и скорость чтения информации.

Скорость вращения шпинделя жесткого диска

Скорость вращения шпинделя жесткого диска – это основная характеристика жесткого диска, которая напрямую влияет на результирующую производительность устройства.

На данный момент для десктопных вариантов систем, популярностью пользуются три вида жестких дисков по скорости вращения шпинделя – это 5400 об/мин., 7200 об./мин и 10 000 об./мин.

Естественно, у более скоростных жестких дисков помимо достоинств перед собратьями меньшими, существуют и недостатки для потребителя – это повышенная цена, более высокий уровень шума и большее энергопотребление. По поводу уровня шума – это довольно спорный и незначительный момент. На фоне подавляющего большинства шумных кулеров для обычных систем – может быть вообще не заметен.

Что же дает более высокая скорость вращения шпинделя для повышения скорости работы системы? Во-первых, это скорость случайного доступа к какой-либо информации на жестком диске. Естественно, время за которое головка чтения доходит до определенного места на пластине жесткого диска, в случае с 5400 об./мин. – существенно падает, по сравнению с 7200 об./мин или же 10 000 об./мин. Такая же ситуация и со скоростью записи.

Тестирование жестких дисков

Теперь давайте все это рассмотрим на показательных примерах. На ixbt.com провели тестирование четырех жестких дисков, которые существенно разнятся по параметрам. В результате были получены очень показательные графики, на которых четко видно превосходство более высокой скорости вращения шпинделя.

Итак, модели для тестирования:

• Western Digital Green - WD10EZRX (5400 об./мин.)
• Western Digital Blue - WD10EALX (7200 об./мин.)
• Western Digital Black WD1002FAEX (7200 об./мин.)
• Western Digital VelociRaptor WD1000DHTZ (10 000 об./мин.)

В большей мере нас интересуют три модели с разной скоростью вращения.

Теперь давайте рассмотрим графики тестирования:

1. Скорость чтения и скорость записи

Как видно из графиков тестирования, Green-серия с 5400 об./мин, провально отстает от всех. Особенно четко можно увидеть градацию по скорости вращения шпинделя, именно на графике времени доступа при чтении.

2. Произвольный доступ

Опять же, четко прослеживается заметное преимущество жестких дисков с 7200 об./мин. над «низкооборотистой» Green-серией, при чем на одном из графиков они вплотную подбираются к Veloci Raptor с 10 000 об./мин.

При тестировании жестких дисков в большинстве приложений, а также в игровых нагрузках, соблюдается все то же отставание Green-серии.

Итоги

После всего этого остается только подвести небольшие итоги. Безусловно, не все тесты были провальны со стороны Green с 5400 об./мин, так как скорость вращения шпинделя решает не все, но подавляющее большинство тестов, оказались печальными для Green-диска. В любом случае не стоит заострять внимание на одной характеристике. Для того же копирования файлов необходимо увеличении плотности записи, а не повышение скоростей вращающихся элементов накопителя. Так что комплексность анализа характеристик остается единственным правильным решением при выборе жесткого диска. Также важно помнить про основную характеристику жесткого диска – это объем памяти HDD , ведь «как ни крути», основная задача накопителя - хранить информацию.

Разные сегменты рынка сегодня

Рынок 3,5" жёстких дисков разбит на различные сегменты, но разобраться в них довольно просто. Есть жёсткие диски, которые нацелены на максимальную производительность со скоростью вращения шпинделя 7200 об/мин, а есть продукты, которые призваны обеспечивать максимальную ёмкость при минимальном энергопотреблении. Причём в обоих сегментах могут присутствовать модели как для потребителей, так и для корпоративных пользователей. Собственно, так в нашем случае и получилось: Samsung Spinpoint F3EG - экономичный высокоёмкий жёсткий диск для потребителей, а Constellation ES - производительный и ёмкий винчестер для корпоративных клиентов. На этот раз мы решили опустить разделение рынка на сегменты, поскольку оба винчестера являются потенциальными кандидатами на работу в хранилищах NAS или файловых серверах как дома, так и в сфере малого и среднего бизнеса.

История двух терабайт

Первые 2-Тбайт жёсткий диск представила Western Digital - модель . Перед нами экономичный жёсткий диск с четырьмя пластинами, и потребовалось несколько месяцев, прежде чем WD и конкуренты представили на рынок 2-Тбайт винчестеры с высокой производительностью. Spinpoint F3EG появился совсем недавно, до него у Samsung просто не было 2-Тбайт моделей.

Все другие производители жёстких дисков уже обновили и модифицировали свои модели на 2 Тбайт, увеличив плотность хранения данных, производительность и эффективность. Но отметка 2 Тбайт по-прежнему является максимальной ёмкостью, которую вы можете получить от одного жёсткого диска - и мы предполагаем, что так оно будет до второй половины этого года. Поэтому у энтузиастов нет альтернативы - им придётся выбирать для хранилищ с высокой ёмкости одну из 2-Тбайт моделей.

7200 или 5400 об/мин?

На этот вопрос можно довольно быстро ответить исходя из предназначения жёсткого диска: планируете ли вы использовать его для операционной системы или приложений? Если вы будете устанавливать в ПК только один винчестер для ОС, то тогда имеет смысл брать самую быструю модель, какую вы сможете найти - поэтому винчестер должен иметь скорость вращения шпинделя 7200 об/мин. Всем остальным, кто планирует запускать ОС и приложения со скоростного жёсткого диска или даже с супер-быстрого твёрдотельного SSD-накопителя , лучше посмотреть в сторону более эффективных по энергопотреблению высокоёмких жёстких дисков. То же самое касается и использования жёстких дисков во внешних устройствах или оснастках: модели на 5400 об/мин будет достаточно, если вам требуется только хранить, резервировать или архивировать файлы.

В данном обзоре мы рассмотрим новый жёсткий диск Samsung Spinpoint F3EG, который не призван побеждать по производительности, но зато отличается высокой эффективностью энергопотребления. Второй жёсткий диск Seagate Constellation ES - производительная модель, нацеленная на корпоративных клиентов, причём на рынке появились модели с интерфейсами SATA 3 Гбит/с или SAS 6 Гбит/с. Какой жёсткий диск лучше всего подходит для ваших нужд?

Нажмите на картинку для увеличения.

Суффикс EG у названия моделей жёстких дисков Samsung расшифровывается как EcoGreen, и по нему уже сразу же становится понятно предназначение накопителя: он должен потреблять минимум энергии. Но здесь, как обычно следует разделять медленные маломощные накопители и модели с наибольшей эффективностью, то есть с лучшей производительностью на ватт. К какому классу относится новинка Samsung? Это вы узнаете из нашей статьи.

Данный новичок на рынке прекрасно справился с обеспечением высокой ёмкости при низком энергопотреблении. В наших тестах участвовала 2-Тбайт топовая модель, но вы можете приобрести 1,5-Тбайт версию. Ограниченный выбор ёмкости подчёркивает, что данный продукт нацелен на окружения с максимальным объёмом хранения данных. Ещё раз отметим, что перед нами первый 2-Тбайт жёсткий диск Samsung, а также первый винчестер этой компании, использующий четыре пластины. Этот производитель обычно поддерживал высокую ёмкость при малом числе пластин (Samsung стал первым, представившим 1-Тбайт винчестер на трёх пластинах), но времена меняются.

Накопитель по-прежнему использует интерфейс SATA 3 Гбит/с. Впрочем, установка SATA 6 Гбит/с вряд ли что-то изменила бы, поскольку винчестер ограничивается физической скоростью чтения с пластин. Мы получили максимальную скорость передачи данных (чтение) 115 Мбайт/с - хороший результат. Средняя и минимальная пропускная способность, с другой стороны, несколько разочаровали. То же самое можно сказать про время доступа и производительность ввода/вывода: этот винчестер явно был нацелен на минимальное энергопотребление, но, увы, при этом ему пришлось избавиться от всех амбиций на высокую производительность, за исключением пропускной способности. Зная его результаты производительности в тесте PCMark Vantage, мы не рекомендуем использовать этот винчестер в качестве системного накопителя.

Каковы же новости по энергопотреблению? Мы измерили энергопотребление в режиме бездействия на уровне 4,1 Вт - это не рекорд по сравнению с другими жёсткими дисками, но всё же меньше, чем энергопотребление в режиме бездействия Barracuda LP, также экономичного жёсткого диска с четырьмя пластинами. Впрочем, рекорд по минимальному энергопотреблению по-прежнему принадлежит винчестеру WD RE4. Энергопотребление при фиксированных нагрузках, таких как проигрывание потока видео FullHD или активность ввода/вывода в сценарии рабочей станции, тоже было невысоким, но, опять же, новых рекордов мы не получили.

В итоге, данная модель жёсткого диска даёт приятную пропускную способность и низкое энергопотребление, да и нагревается корпус винчестера минимально. Но, увы, производительность в приложениях разочаровывает, эффективность энергопотребления находится на среднем уровне. Жёсткий диск Samsung прекрасно подходит для таких сфер хранения данных, как резервирование или архивация. Но в качестве системного накопителя или для запуска приложений мы бы его не рекомендовали.

Нажмите на картинку для увеличения.

СОДЕРЖАНИЕ

При оценке производительности жестких дисков наиболее важной характеристикой является скорость передачи данных. При этом на скорость и общую производительность влияет целый ряд факторов:

• Интерфейс подключения - SATA/IDE/SCSI (а для внешних дисков - USB/FireWare/eSATA). Все интерфейсы имеют разную скорость обмена данных.
• Объем кэша или буфера жесткого диска. Увеличение объема буфера позволяет увеличить скорость передачи данных.
• Поддержка NCQ, TCQ и прочих алгоритмов повышения быстродействия.
• Объем диска. Чем больше данных можно записать, тем больше времени нужно на чтение информации.
• Плотность информации на пластинах.
• И даже файловая система влияет на скорость обмена данных.

Но если мы возьмем два жестких диска одинакового объема и одного интерфейса, то ключевым фактором производительности будет скорость вращения шпинделя.

Что такое шпиндель

Шпиндель - единая ось в жестком диске, на которой установлено несколько магнитных пластин. Эти пластины закреплены на шпинделе на строго определенном расстоянии. Расстояние должно быть таким, чтобы при вращении пластин считывающие головки могли читать и записывать на диск, но при этом .

Чтобы диск нормально функционировал, двигатель шпинделя должен обеспечивать стабильное вращение магнитных пластин на протяжении тысяч часов. Поэтому неудивительно, что иногда проблемы с диском связаны именно , а вовсе не с ошибками в файловой системе.

Двигатель отвечает за вращение пластин, и это позволяет работать жесткому диску.

Что такое скорость вращения шпинделя

Скорость вращения шпинделя (spindle speed) определяет, насколько быстро вращаются пластины в нормальном режиме работы жесткого диска. Скорость вращения измеряется в оборотах в минуту (RpM).

От скорости вращения зависит, как быстро компьютер может получить данные от жесткого диска. Перед тем как винчестер сможет считать данные, он должен их сначала найти.

Время, которое требуется для , чтобы перейти к запрошенной дорожке/цилиндру, называется временем поиска (seek latency) . После того как считывающие головки переместятся в нужную дорожку/цилиндр, надо дождаться поворота пластин, чтобы необходимый сектор оказался под головкой. Это называется задержками на вращение (rotational latency time) и является прямой функцией скорости шпинделя. То есть, чем быстрее скорость шпинделя, тем меньше задержки на вращение.

Общие задержки на время поиска и задержки на вращение и определяют скорость доступа к данным. Во многих программах для оценки скорости hdd это параметр access to data time .

На что влияет скорость вращения шпинделя жесткого диска

Большинство стандартных 3,5″ жестких дисков сегодня имеют скорость вращения шпинделя 7200 оборотов в минуту. Для таких дисков время, за которое совершается половина оборота (avg. rotational latency ), составляет 4,2 мс. Среднее время поиска у этих дисков - около 8,5 мс, что позволяет обеспечить доступ к данным примерно за 12,7 мс.

У жестких дисков WD Raptor скорость вращения магнитных пластин - 10 000 оборотов в минуту. Это уменьшает среднее время задержки на вращение до 3 мс. У «рапторов» и пластины меньшего диаметра, что позволило сократить среднее время поиска до ~5,5 мс. Итоговое среднее время доступа к данным - примерно 8,5 мс.

Есть несколько моделей SCSI (например, Seagate Cheetah), у которых скорость вращения шпинделя достигает 15 000 оборотов в минуту, а пластины еще меньше, чем у WD Raptor. Среднее время rotational latency у них - 2 мс (60 сек / 15 000 RPM / 2), среднее время поиска - 3,8 мс, среднее время доступа к данным - 5,8 мс.

Диски с высокой частотой вращения шпинделя имеют низкие значения как времени поиска, так и задержки на вращение (даже при произвольном доступе). Понятно, что жесткие диски с частотой шпинделя 5600 и 7200 обладают меньшей производительностью.

При этом при последовательном доступе к данным большими блоками разница будет несущественна, так как нет задержки на доступ к данным. Поэтому для жестких дисков рекомендуется регулярно делать дефрагментацию.

Как узнать скорость вращения шпинделя жесткого диска

На некоторых моделях скорость шпинделя написана прямо на наклейке. Найти эту информацию несложно, так как вариантов немного - 5400, 7200 или 10 000 RpM.

Приветствую все, уважаемые читатели и посетители!!! 🙂

Продолжаем серию заметок о жестких дисках, и сегодня мне бы хотелось обратить внимание на такой параметр HDD, как скорость вращения шпинделя, на который насажены собственно пластины с данными. Важен ли этот параметр?

Конечно же да…

Жесткий диск — это сложное электромеханическое устройство. Оно сочетает в себе механическую и электронную часть. Механика обеспечивает вращение диска или пакета дисков (если жесткий диск построен на нескольких пластинах — как правило это диски большой емкости), обеспечивает сверхточное позиционирование головки над пластинами…Электроника — считывает, записывает и изменяет данные на диске непрерывно с очень большой скоростью.
Эти две составляющие должны работать слаженно и быть максимально надежными. В большей степени надежность зависит от механической части — примерно 80-90 процентов.

Один из главных составляющих механики диска — двигатель. Он должен обладать обязательным параметром — способностью очень долго поддерживать фиксированное число оборотов шпинделя.

Шпиндель должен вращаться заданное число оборотов. На сегодня есть несколько типов дисков, если смотреть на количество оборотов пластин:

5400 об/мин — В основном используются в ноутбуках, т.к. число оборотов низкое — значит выше надежность и ниже энергопотребление. А это критично для ноутбуков. Еще встречаются в настольных ПК в так называемых «зеленых» (экологичных) жестких дисках, которых отличает рекордно низкое потребление энергии.

7200 об/мин — 90% всех жестких дисков. Используются в основном в настольных ПК — они не критичны к потреблению энергии и им нужна высокая производительность. А производительность тем больше, чем больше оборотов делает шпиндель (это один из факторов). Можно сказать это золотая середина между скоростью и надежностью.

10 или 15 000 об/мин — Самые производительные диски, но и самые ненадежные… Высокое число оборотов приводит к сильному нагреву пластины — при этом угроза потери данных просто огромна! Ну и конечно — механический износ… Этот фактор, как говорится, никто не отменял. 😉

Итак, самыми приемлемыми на сегодня можно назвать диски с частотой вращения пластин 7200 оборотов в минуту. Нагрев приемлемый, и производительность выше, чем у дисков 5400 об/мин. Да и цена приемлемая. Высокооборотистые диски как правило очень дороги, а прирост производительности себя совершенно не оправдывает, из-за низкой надежности носителя.

А кому нужен жесткий диск, на котором опасно хранить информацию?

P.S. Напоминаю Вам, что очень скоро стартует мой новый проект, который целиком и полностью будет посвящен такому важному вопросу, как информационная безопасность. Подробности: