Скорость вращения пластин

На жёстких дисках пластины вращаются со скоростью от 5400 до 15000 об/мин. От скорости вращения пластин зависит скорость чтения/записи информации на диск. Скорость вращения ограничивается прочностью пластин, которые могут разрушиться на высоких скоростях.

6.2.4. Система адресации на жёстких дисках

Жёсткий диск, как было сказано выше, имеет одну или несколько пластин (Platters). Каждая платина имеет две рабочих поверхности – Surface (поверхности, на которые напылён магнитный слой). Иногда для уменьшения высоты диска крайние пластины обеспечивают только одной рабочей поверхностью. Количество поверхностей совпадает с количеством магнитных головок (Heads), поэтому в характеристиках жёсткого диска эти два термина часто употребляются как синонимы.

Рабочая поверхность покрыта концентрическими окружностями – дорожками (Track). Дорожки пронумерованы, начиная с внешней, в сторону оси вращения пластины. Одноимённые дорожки разных поверхностей диска, расположенные строго друг под другом, логически объединяются в цилиндры (Cylinder). Блок магнитных головок перемещается на другую дорожку после того, как считана/записана информация на всех дорожках данного цилиндра.

Каждая дорожка рабочей поверхности сформирована из цепочки пронумерованных секторов- участков поверхности с записанной на неё информацией. Сектор является наименьшей порцией данных, имеющей уникальный адрес на жестком диске. Для того чтобы прочесть или записать нужную информацию в нужное место, необходимо представить адрес блока в качестве параметра команды, выдаваемой компьютером контроллеру жесткого диска (контроллер- электронная схема, управляющая работой жёсткого диска). Адрес складывается из номера цилиндра (дорожки), номера головки (поверхности) и номера сектора. Вместимость сектора- 512 байт. Поскольку длина окружности дорожек сокращается от края пластины к её середине, то число секторов в дорожках постепенно уменьшается от внешней дорожки к крайней внутренней.

Чтобы уменьшить число обращений компьютера к жёсткому диску при чтении/записи и увеличить этим скорость работы, секторы логически объединяются в блоки- кластеры, имеющих собственную нумерацию. Таким образом, чтение и запись информации на магнитные диски ведётся не в отдельные секторы индивидуально, а в группы из нескольких последовательно расположенных секторов (кластеры).

6.2.5. Быстродействие жёстких дисков

Быстродействие жёсткого диска обычно характеризуют следующими параметрами:

Время поиска (Seek Time)- время, необходимое блоку магнитных головок для переключения на другой цилиндр жёсткого диска и стабилизации в новом положении, пока не прекратятся колебания. Этот параметр будет минимальным, если предыдущий и новый цилиндры расположены по соседству (0, 7 – 2 мс у современных дисков). Максимальное время поиска будет при перемещении головок между крайними дорожками (внешней и внутренней). Поскольку Seek Time- параметр неоднозначный, то как правило его заменяют средним временем поиска (Average Seek Time), оно составляет для разных дисков от 4 до 12 мс.

Время переключения между дорожками (Track-To-Track Seek Time). Это время, затрачиваемое жёстким диском на переключение блока головок между соседними дорожками, т.е. минимально возможная величина параметра Seek Time. Нередко перечисленные два параметра недобросовестно подменяются производителями жёстких дисков для рекламных целей.

Задержка позиционирования. После того, как блок головок окажется над требуемой дорожкой, необходимо время на то, чтобы вращающаяся пластина жёсткого диска подвела к читающей магнитной головке требуемый сектор дорожки. Это время называется задержкой позиционирования и также измеряется в миллисекундах (мс). Среднее время позиционирования считается как время поворота пластины жёсткого диска на 180о и поэтому зависит только от скорости вращения диска. Характер зависимости величины задержки позиционирования от скорости вращения диска показан в Табл.6.1.

Время переключения – это время переключения между головками. Поскольку для переключения между головками нет необходимости двигать блок головок, время переключения ничтожно мало по сравнению с перечисленными выше скоростными параметрами жёсткого диска.

Зависимость задержки позиционирования от скорости вращения диска

Таблица 6.1.

Среднее время доступа к данным (Average Access Time)- это среднее время, необходимое для обнаружения и загрузки первого блока читаемых с диска данных в локальную оперативную память (кэш жёсткого диска). Время доступа к данным складывается из времени поиска, задержки позиционирования и времени переключения. У жёстких дисков разных конструкций это время существенно различается и составляет 8.0- 27 мс.

6.2.6. Объём локальной памяти (кэша)

При огромных скоростях вращения пластин диска и высокой плотности записи информации (70- 120 Гб/кв.дюйм, т.е. 80- 133 Гб на 3½ " пластину) контроллер жёсткого диска (электронная схема управления диском) не успевает обрабатывать читаемую головками информацию (скорость чтения велика), поэтому данные первоначально сбрасываются в локальную оперативную память диска (кэш), откуда затем постепенно извлекаются контроллером. У современных жёстких дисков объём кэша составляет от 2 до 16 Мб.

Шум

В характеристиках жёсткого диска обычно показывают уровень создаваемого им шума в режиме покоя (Idle) и режиме поиска (Seek). Значения указанных величин входят в диапазон соответственно 17-30 дБ и 19- 35 дБ. Порог слышимости человеческого уха составляет 10 дБ. Границей безвредного шума (не оказывающего негативного воздействия на организм при неограниченно долгом воздействии) считается 30 дБ (шорох листьев, тикание часов). При длительном воздействии шума 35-40 дБ возможно нарушение сна, усталость, снижение работоспособности.