Domů

Hardware

HDD 2: Charakteristika disku - technické údaje

• Téměř muzejní kousek Seagate ST-4096 (80MB) a disky firmy Western Digital -  3.5" (2GB) pro běžné stolní počítače a 2.5" (500MB) pro přenosný počítač (notebook).

Příklady disků a udávaných technických parametrů

Kapacita

• GB - Celková možná velikost pro uložení dat po zformátování v Gigabytech - U věšiny výrobců pevných disků se používá nepravdivá velikost kdy 1GB - 1000MB (nebo také 1 000 000 000b). Udávaná velikost může tak být nějakých 30GB, ale skutečná je menší.

• I když možná spousty uživatelů kouká po discích s několika GB či dokonce desítkami GB, optimální disk je pro běžného uživatele stále kolem 20GB (menší už pravděpodobně nekoupíte). Pro ty náročnější existují disky o kapacitách až 100GB. Optimální možností je použití disku 30-40GB a další data ukládat na media CD-R nebo CD-RW. 

• Pravděpodobně největší disk vyrábí společnost Seagate - Baracuda ST1181677FCV - 181.6 GB (Ultra SCSI 160 nebo Fibre Channel). Firma Maxtor vyrábí disky o kapacitě až 160GB na rozhraní ATA/133.

• Kapacitu je možné počítat ze skutečných parametrů disku - (počet cylindrů x počet hlav x počet sektorů x 0.5KB/sektor). (př. 1500 x 16 x 63 x 0.5 = 756,000 KB - cca 738MB)

Provedení

• Interní (Internal, Fixed) - Zapojení do vnitřku počítače. Pokud není disk v přenosném rámečku, měl by být pevně upevněn uvnitř skříně. Rychlé disky.

• Externí (External, Removable) - Přenosné řešení. Dříve byly disky připojovány přes různá pomalá rozhraní, a tak se disk stával také pomalým. V současné době již externí disky mohou dosahovat stejné propustnosti a rychlosti jako interní disky. Nevýhodou externích disků bývá vysoká cena.

Parametry vypovídající o rychlosti (Performance Specifications)

• Důležité je si uvědomit, že výrobci používají někdy různé podmínky a různé druhy testování, a tak výsledky stejných disků by v jednotlivých testech vypadaly rozdílně!

• RPM (Revolutions Per Minute) (Spindle Speed) - Rychlost otáček za minutu. V současné době je rychlost otáček u pomalých disků 4 500 - 5 400, u rychlejších 7 200, a u nejrychlejších 10 000 - 15 000 (především u rychlých disků SCSI určených do serverů). Trochu vyjímečné jsou disky u přenosných počítačů, kde je rychlost otáčení ve většině případů 4200 nebo u lepších disků 5400. Rychlost otáčení ovlivňuje zásadně přístupovou dobu a rychlost čtení.

• Seek Time (Track to Track seek) - Doba vyhledávání - Průměrná doba pohybu hlav mezi jednotlivými stopami. (kolem 2ms).

• Average Seek Time - Průměrná doba vyhledávání - Průměrná doba pohybu hlav mezi několika stopami. Typická doba u nových disků je doba 9msec. Čím nižší je hodnota, tím rychlejší disk je. Občas je udávaná i maximální doba vyhledávání. Někteří výrobci vypočítávají tuto dobu podle času, který je potřeba k přesunu hlav přes jednu třetinu disku.

• Přístupová doba  - Doba nutná k pohybu nad stanovenou stopu (Doba vyhledání) + čas nutný k pootočení disku nad určitý sektor (latence).

• Latence (Latency) - Čas  nutný k pootočení plotny nad určitý sektor ve stopě, tato hodnota může být velmi proměnlivá, od 0 do max. latence. Max. latence je počítána na základě počtu otáček. Pro disk se 7200ot: 7200/60 - 120 otáček/s. Jedna otáčka - 1/120 - přibližně 8,3ms - průměrná latence 8,3 / 2 - přibližně 4,15ms.

• DTR - Data Trasfer Rate (nebo Host Transfer Rate, Burst Transfer Rate) (To / From Interface) - Hodnota vypovídající o teoretické propustnosti dat pro rozhraní disku (Pro SCSI nově 160MB/s a 320MB/s , pro UATA 66 a nově až 133MB/s). Důležité pro velmi rychlé disky nebo více rychlých zařízení na jednom kabelu. Skutečná propustnost záleží na použitém počítači a odečtení malé části kapacity pro řídící příkazy a kontrolní data. 

• Internal data transfer rate (Mbits/sec) (To / From Media) - Maximální přenosová rychlost z hlav k interní elektronice disku.  

• Sustained data transfer rates - Maximální přenosová rychlost v disku (Ustálená) - Pozor! udávaná v Mb - Př. 300 Mbits/sec znamená 37,5MB/s. Dnešní disky mají obvykle nižší přenosovou rychlost, než by dokázal řadič disku zpracovat, u starších disků a řadičů byl problém opačný, kdy řadiče nedokázaly využít skutečný výkon disku. Důležité je si uvědomit, že rychlost čtení ovlivňuje i umístění dat na disku, na vnějším okraji jsou data čtena rychleji než u středu disku!

• Cache - Vyrovnávací paměť - minimem se stalo 512KB u lepších disků je to 2 - 4Mb (až 16Mb), urychluje přístup k často používaným datům, plní tedy podobnou funkci jako cache u procesoru.

• Spin-Up (s) - Čas pro roztočení disku. U nových disků cca 2 - 7s.

• Typical Power On to Drive ready (sec) - U nových disků cca 10 - 15s.

• Interleave Factor - Faktor prokládání - V současných discích EIDE a SCSI ztrácí význam, neboť je nastaven na 1: 1. Tedy za jednu otáčku je systém schopen přečíst všechna data na jedné stopě. U starších disků s větším faktorem bylo nutné pro přečtení jedné stopy více otáček. Tím se rychlost přenosu dat značně snižovala. Problémem bylo, když disky používaly vysoký faktor prokládání, např. 1:6, kdy pro přečtení jedné stopy bylo potřeba 6 otáček. Větší faktory bylo nutné používat pro starší disky, kdy elektronika disku nestíhala pracovat s velkým množstvím dat.

• Sector skew - Posunutí sektorů - souvislost s faktorem prokládání. Číslování sektorů je na další stopě o jeden nebo několik sektorů posunuto. Při přesunu hlavy tak není nutné celé pootočení otáčky.

• Controller overhead

• Rozhraní (EIDE, SCSI, Fibre Channel)

Parametry ovlivňující kapacitu

• Plošná hustota záznamu - Areal Density  - Hodnota ukazující počet dat ukládaných na plotnu nebo čtvereční palec (Mbit/sq. inch). Vyšší hodnota zpravidla znamená větší technologický pokrok s větší kapacitou disku. Podle ostatních komponent lze očekávat i vyšší rychlost zápisu a čtení. Hodnota se pohybuje u nových disků cca 15 Gbits/sq. inch, běžné disky o průměru 3,5" mají v současnosti kolem 30GB na plotnu. 

• Tisková zpráva z dubna 2001 společnosti Fujitsu hovoří o rekordní hodnotě 56 Gb/sq.in s budoucím potencionálním zvýšením na 300Gb/sq.inch (56Gb umožňuje uložit 78gigabytes (627Gbits) na plotnu disku 3,5").

• U firem IBM a Seagate lze nalézt dokumentaci o novém magnetické technologii využívající více magnetických vrstev pro záznam dat - AFC (antiferromagnetically coupled media) umožňující záznam 100 Gb/sq.inch. Od této technologie je očekáváno zvýšení disku až na kapacitu 400GB do roku 2003.. (Whitepaper, News, Performance Media - Seagate)

• TPI (Tracks Per Inch) - Počet stop na palec

• BPI (Bits Per Inch) - Počet bitů na palec

• Zvyšování kapacity - Zvýšení se dosahuje dvěma základními způsoby: 1. Vylepšení technologie čtecích a zapisovacích hlav,  2. Zvýšení hustoty záznamu na plotnách.

Fyzické parametry

• Výška (Height) - Typicky kolem 26,1 mm (1")

• Šířka (Width) - Typicky kolem 101,8 mm (4")

• Hloubka (Depth) - Typicky kolem 146,5 mm (5,75")

• Váha (Weight) - Typicky kolem 0,5kg (1,2lb)

 Konfigurační parametry

• O základních důležitých parametrech pro konfiguraci disku se dozvíte v části geometrie disku.

• Write precompensation

• Landing Zone - Plocha určená pro parkování hlav disku při jeho vypnutí. U starších počítačů je nutné zadávat do systému BIOS číslo sektoru udávající místo pro hlavy disku. U novějších disků již zadávání čísla sektoru není nutné, hlavy se pomocí pružiny samy přesunou nad nepoužívanou oblast disku.

Power Requirements

• Elektrické napětí (Voltage) - Napájení je složeno ze čtyř napájecích drátů 1. +12V, 2. Země, 3. Země, 4. +5V. Požadavky jsou rozdílné v závislosti na tom, zda je disk v úsporném režimu, nečinném režimu nebo je aktivní (provádí se zápis a čtení).

• Spotřeba (Power Consumption) W - u dnešních disků typicky od 1.1 do 15W

• Napájecí proud +5V: 0,1 - 1,1A ,  +12V:  0,1 - 2,3A

Power Requirements - Maxtor DiamondMax D540X

• Roztáčení - Spin-up - Inicializace disku a roztočení vřetena.Obecně platí, že všechna zařízení při zapínání mají velké nároky na napájení. To může být např. problémem u serverů s velkým počtem disků, kde jsou jednotlivé disky zapínány postupně, tzn. starty jednotlivých disků jsou časově posunuty, aby se nespouštěly všechny disky najednou.

• Vyhledávání - Seek - Spotřeba energie při vyhledávání dat (při pohybu hlav).

• Zápis a čtení - Read/Write - Režim při zápisu a čtení.

• Chod bez zátěže - Idle - Vřeteno se stále otáčí, rameno je zaparkováno a servo vypnuto.

• Pohotovostní režim - Standby - Motor pro otáčení je vypnut, funkční je pouze příkazové rozhranní připravené k přijmutí příkazu k zapnutí.

• Režim spánku - Sleep - Nejnižší úsporný režim, pro zapnutí nebo přepnutí do režimu Standby je potřeba provést SW nebo HW reset. Veškerá elektronika disku je vypnuta.

Spolehlivost (Reliability)

• MTBF (Mean Time Between Failures) - Střední doba mezi chybami, tedy hodnot, při které se disk pravděpodobně může porouchat (ale nemusí). Tento údaj vlastně udává jakousi teoretickou životnost a spolehlivost. - (Typická udávaná hodnota 300.000 - 1.000.000 POH)

• AFR (%) - Annualized Failure Rate (AFR for 24 hour duty cycle) - (0,8 u disků Maxtor) Udávaná poruchovost.

• Záruka (Warranty) - Standardní zárukou na disky je doba tří let, nadstandardní záruka pro některé disky EIDE a téměř standardní záruka pro disky SCSI je 5let. V případě poruchy disku máte právo na bezplatnou opravu nebo výměnu disku.

• Components Design Life - Předpokládaná životnost komponent.

• DPS - Data Protection System - www.quantum.com - Ověřování základních funkcí disku.

• SPS II - Shock Protection System - www.quantum.com - Systém vylepšující ochranu proti operačním a neoperačním rázům.

Environmental Limits

• Provozní rázy (Shock) - Harddisk je testován na rázy, které vydrží při provozu nebo klidovém stavu. Typicky jsou to rázy o velikosti 10 - 50 G po dobu několika ms. Např. pád z výšky 20mm na tvrdý povrch znamená velikost rázu o přibližné síle 400Gs.

• Hodnocení otřesů (Shock Rating) - Veličina (Gs) indikující, jaké otřesy může disk vydržet bez ztráty dat a poškození disku. Hodnocení je měřeno při aktivním nebo odpojeném disku.

• Accoustic Noise- Míra hluku je u mnoha uživatelů důležitou hodnotou. Některé disky jsou pro tichý chod optimalizovány. Např. některé disky IBM mají možnost funkce "Automatic Acoustic Managment". Typická horní hodnota pro nové disky je od 3 do 5 Bel při aktivním provozu (Seek). Hodnota "Idle" značí míru hluku při zapnutém disku, kdy disk neprovádí zápis ani čtení. Čím nižší hodnota, tím nižší hlučnost.

• QDT - Quiet Drive Technology - www.quantum.com - Technologie pro snížení hlučnosti.

Další parametry

• Cena - V porovnání více disků od stejného prodejce a různých výrobců je cena dobrým ukazatelem. Pozor ovšem na výjimečné případy, kdy, někdy o trochu levnější = lepší. Kromě počtu otáček je vhodné brát v úvahu cenu za 1MB.

• Hotswap - Většina disků se nesmí za chodu připojovat ani odpojovat. Výjimkou jsou tzv. hotswap disky, u kterých to možné je, za předpokladu uzpůsobení počítače a HW podpory.

• Zabezpečení disku - U většiny nových NTB je možnost nastavení hesla pro přístup na disk, v případě zcizení je tak téměř znemožněn přístup k citlivým datům na disku.

• Teplotní čidlo - Ne všechny disky mají možnost měření teploty. Často to není tak důležité, ale důležité je si uvědomit potřebu chlazení nebo umístění počítače v klimatizované místnosti u vysokootáčkových disků. Vysoké otáčky znamenají velkou teplotu uvnitř disku, a velmi vysoká teplota může způsobit nižší životnost nebo havárii disku a tím ztrátu cenných dat.

• Teplotní kalibrace (Thermal Recalibration) - Proces při běhu disku, při kterém se kontroluje a upřesňuje skutečná poloha hlav nad povrchem disku. Tento proces je důležitý při změnách teplot a následných drobných odchylkách hlav.

• CRC - Cyclical Redundancy Check - Kontrolní součet používaný ke kontrole přenosu dat.

• ECC (Error Correcting Code) - Technologie pro korekci chyb.

• Balení - Ještě před zamontováním disku do počítače je důležité disky ochránit během přepravy. Kromě samotného uložení v uzpůsobených krabicích je důležitý samotný obal disku, nejčastěji to je antistatický obal (Western Digital, IBM,...) nebo plastikový obal chránící disk i proti rázům a ESD (SeaShell od firmy Seagate, ale podobný obal bez označení lze vidět i u disků Samsung). Tyto příklady jsou platné u balení OEM, u balení Retail je šetrné balení samozřejmostí + nadstandardní příslušenství (např. 5,25" Mounting Brackets, Mounting Screws, IDE Cable, Installation Diskette, Manual), v některých případech i delší záruka a vyšší cena. 

• ESD (Electrostatic Discharge - Elektrostatický výboj) - Výboj statické elektřiny může velmi poškodit jemnou elektroniku některé části počítače. Pro ochranu disků je potřeba dodržovat určitá pravidla: 1. Používat antistatický náramek, 2. Při transportu používat správné balení (antistatický sáček), 3. Disk by neměl přijít do styku s oblečením nebo jinými látkami poskytující možné statické výboje (koberec). Samotný elektrostatický výboj není viditelný a jeho výskyt a velikost závisí na mnoha faktorech.

• Remote Start - U disku s tímto nastavením je vřeteno a celá elektronika disku aktivována až příkazem od řadiče (Hostitelského adaptéru). Určeno pro disky SCSI.

• Auto Start Delay - Technologie pro posunutí startu disku. Tato technologie posune start jednotlivých disků o několik vteřin. Disky jsou postupně zapínány a nehrozí přetížení zdroje (na současné spouštění několika disků SCSI nejsou některé zdroje stavěny). (Určeno pro disky SCSI). Technologie nefunguje současně s funkcí Remote Start.

• SCAM - SCSI Configure AutoMagically - Automatická konfigurace čísel ID pro zařízení a řadič SCSI (Technologie musí být podporována na všech připojených zařízeních).

• Doporučení pro instalaci - montáž do pozice 5.25", důležité je pevné upevnění pomocí šroubků. Pozice 5,25" je vhodná pro disky s více otáčkami, disk je zde lépe chlazen.
  

Form Factor - Podle šířky disku

Disk pro PC 3.5" a Disk pro přenosný počítač (notebook) 2.5"

• Rozměry disků a díry pro šroubky dodržují určité navržené standardy, které jsou důležité pro výrobce počítačů a správné upevnění v počítači. Pro určení velikosti disků je důležitá jejich šířka určovaná dle šířky ploten.

• 3.5" Standardní velikost pro běžné pevné disky a disketové mechaniky

• 2.5" Použití v mobilních zařízeních - přenosné počítače. Pro zapojení se používá speciální kabel s 44 dráty. Na rozdíl od klasických disků je v tomto kabelu vedeno i napájení disku a není tedy nutné vést kabel od zdroje. Do klasického počítače je možné jej připojit pomocí speciální redukce. Oproti klasickým diskům 3.5",  jsou tyto menší disky cenově dražší a nedosahují tak velkých kapacit.

• 1,8" Nootebooky a přenosné počítače.

• 1" Miniaturní disky jsou velkou výjimkou a jsou určeny do přenosných zařízení, a to především do hudebních přehrávačů, digitálních fotoaparátů nebo jiných malých zařízení s potřebou velkého paměťového prostoru. Disk šířky 1" vyrábí firma IBM pod názvem Microdrive. Tento disk se zatím vyrábí s kapacitami 340 / 500 / 1000 MB a kromě velikostí má i některá další omezení. 

• 5,25" - Použití pro staré disky (standardní velikost CD mechanik)

• Pomocí železných nástavců se často montují disky 3.5" do pozice 5,25". Pro výkonné disky se montují chladící rámečky 5.25" a do nich ukládají 3,5" disky. Tato montáž se netýká jen disků ale i disketových mechanik, nebo jiných interních mechanik s velikostí 3,5" (např. mechanika Iomega ZIP).

Disk pro notebook má zapojení pro napájení a data v jednom kabelu

Redukce umožňující připojení disku z přenosného počítače do běžného PC

Form Factor - Výška disku

• Low Profile - 1" - Nízký profil

• Half Profile - 1,6" - Poloviční profil

• Full Profile - 5,25" - Plný profil

Příbuzné odkazy

Seznam Odkazů»Hardware»Paměťová zařízení (Storage)

Tisk Verze pro tisk | Doporučit Poslat odkaz přes email