-
Форматированная емкость (Formatted Capacity), Гбайт (Мбайт), представляет собой объем хранимой полезной информации — то есть сумму полей данных всех доступных секторов.
-
Неформатированная емкость (Unformatted Capacity) представляет собой максимальное количество бит, записываемых на всех треках диска, включая и служебную информацию (заголовки секторов, контрольные коды полей данных).
Соотношение форматированной и неформатированной емкости определяется форматом трека (размером сектора), но, поскольку для рядового пользователя свободы выбора формата нет, практический интерес представляет только форматированная емкость диска, которая указывается для стандартного размера сектора (512 байт). Напомним, что мегабайт — это больше, чем миллион байт, а гигабайт - больше чем миллиард, поэтому вольности в применении этих единиц могут приводить в недоумение.
-
Скорость вращения шпинделя (Spindle Speed), измеряемая в оборотах в минуту (RPM — Rotates Per Minutes), позволяет косвенно судить о производительности (внутренней скорости). Для жестких дисков значение 3600, 5400, 7200 об/мин уже является обычной, 10000 – 15000 - высокой скоростью.
-
Интерфейс (Interface) определяет способ подключения накопителя. Для накопителей со встроенным контроллером распространены интерфейсы АТА (он же IDE) и SCSI. Устаревшие жесткие диски имели интерфейсы ST-506/412 и ESDI, напоминающие интерфейс НГМД.
-
Объем внутренней кэш-памяти, а также особенности ее организации (многосегментность, адаптивность). По характеристикам кэша можно судить о том, в какой степени может быть интересна внешняя скорость.
-
Количество физических дисков (Disks) или рабочих поверхностей (Data Surfaces), используемых для хранения данных. Современные накопители с небольшой высотой имеют малое (1-2) количество дисков для облегчения блока головок.
-
Количество физических головок чтения-записи (Read/Write Heads), естественно, совпадающее с числом рабочих поверхностей.
-
Физическое количество цилиндров (Cylinders) с нескольких сотен, характерных для первых винчестеров, возросло до нескольких тысяч.
-
Размер сектора (Bytes Per sector) обычно составляет 512 байт.
-
Расположение сервометок или сервоголовок (Servo Head) может быть на выделенной поверхности (Dedicated Servo), на рабочих поверхностях (Embeded Servo) или гибридным (Hybrid Servo).
-
Метод кодирования-декодирования данных (Recording Method или Data Encoding Sheme) может быть MFM (FM почти и не применяли), RLL (ARLL), PRML. Последний является наиболее прогрессивным.
У современных винчестеров средней производительности скорость передачи составляет 600 – 800 Мбит/с, а у самых высокоскоростных (с частотой вращения 15000 об/мин и PRML-кодированием) приближается к 3000 Мбит/с (~ 375 Мбайт/с) и более.
- Внешняя скорость передачи данных (External Transfer Rate), измеряемая в количестве килобайт (мегабайт) полезных данных в секунду, передаваемых по шине внешнего интерфейса, зависит от быстродействия электроники контроллера, типа интерфейсной шины и режима обмена. Для интерфейса АТА в режиме обмена Ultra-DMA — 33, 66, 100 и 133 Мбайт/с. Для шин SCSI скорости в зависимости от типа электрического интерфейса составляют 5 до 360 Мбайт/с, а для оптического интерфейса Fibre Channel – до 200 Мбайт/с.
- Время перехода на соседний трек (Track-to-Track Seek), измеряемое в миллисекундах, характеризует быстродействие системы позиционирования. Для современных жестких дисков характерно время перехода в 0,8-2 мс, причем для записи оно несколько больше, чем для считывания (записывать лучше при более точном позиционировании).
- Среднее время поиска (Average Seek Time) определяется по смеси обращений к случайным цилиндрам и для современных жестких дисков составляет около 8-10 мс. Чем больше объем накопителя, тем больше и время поиска: большее число головок труднее быстро перемещать; большее число цилиндров или увеличивает длину перемещения головок, или повышает требования к точности позиционирования.
- Максимальное время поиска (Maximum Seek Time) примерно в два раза превышает среднее и относится к самым дальним переходам между крайними цилиндрами.
- Среднее ожидание сектора при одиночном обращении (Average Latency) обычно составляет половину времени полного оборота (для 3600 об/мин — 8 мс). Новейшие контроллеры ухитряются уменьшить это значение чуть ли не до нуля (Zero Latency), начиная считывание всего трека сразу после позиционирования (не дожидаясь команды).
Программы, определяющие производительность накопителей, сознательно или неумышленно могут измерять различные параметры производительности. Если программа измеряет время передачи данных, находящихся в кэш-буфере контроллера, она покажет внешнюю скорость (предел возможности интерфейса или накопителя). Этот результат можно получить при зацикленном чтении блока данных, размер которого заведомо меньше объема кэш-памяти. Заставить программу достоверно измерить внутреннюю скорость затруднительно — для этого нужно ухитриться исключить влияние как буферизации, так и процесса поиска. Интерес представляет длительно выдерживаемая скорость передачи данных (Sustained Transfer Rate), на которую влияют все составляющие: внутренняя и внешняя скорости, время позиционирования, задержка подхода сектора, количество ошибок позиционирования и чтения. Минимальное гарантированное значение этой скорости определяет возможность применения накопителя для мультимедийных приложений реального времени.Параметры надежности устройства (Reliability) и достоверности хранения данных (Data IntegrityДисковые накопители являются, пожалуй, той частью компьютера, отказ которой оборачивается самыми крупными убытками (если потерянные данные не имеют дублей). Естественно, надежность их пытаются повышать всеми возможными способами, но отказы все-таки случаются.
Отказы разделяются на предсказуемые и непредсказуемые.
Предсказуемые отказы (Predictable Failure) появляются в результате постепенного ухода каких-либо параметров от номинальных значений, когда этот уход перейдет некоторый порог. Если наблюдать за такими параметрами накопителей, как время разгона до заданной скорости, время позиционирования, процент ошибок позиционирования, высота полета головок, производительность (зависящей и от числа вынужденных повторов для успешного выполнения операций), количество использованных резервных секторов и других параметров, то становится возможным предсказание отказов. Сообщение об их приближении операционной системе и (или) пользователю позволяет предпринять необходимые меры и предотвратить крупный ущерб.
Целям предупреждения отказов служит технология S.M.A.R.T. (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology — технология самонаблюдения, анализа и сообщения), применяемая в современных накопителях. Эта технология, разработанная фирмой Seagate, имеет корни в технологии IntelliSafe фирмы Compaq и PFA (Predictive Failure Analysis — анализ предсказуемых отказов) фирмы IBM.
Задачи слежения за параметрами накопителя возлагаются на контроллер, а программному обеспечению компьютера остается только периодически интересоваться, все ли в порядке в накопителе, или грядет беда. Спецификации S.M.A.R.T. существуют в двух версиях — для интерфейсов АТА и SCSI, которые различаются как по системам команд, так и по способам сообщений состояния.
Конечно, остаются и непредсказуемые отказы (Non-Predictable Failure), которые случаются внезапно. Они чаще всего вызываются разрушениями электронных схем под действием импульсных помех, механические части страдают от ударов. Снижать вероятность непредсказуемых отказов позволяет совершенствование технологий производства компонентов.
-
Ожидаемое время до отказа MTBF (Mean Time Before Failure), измеряемое в сотнях тысяч часов, является, естественно, среднестатистическим показателем для данного изделия. Реально столько часов (100 000 часов — это более 10 лет) испытания проводить, естественно, невозможно. На самом деле делается выборка из большой группы устройств, из которых за вполне обозримое время испытаний какая-то часть выйдет из строя. По зафиксированному потоку отказов (термин поток, конечно, в данном случае звучит угрожающе) теория вероятностей позволяет вычислить это условное ожидаемое время безотказной работы. Значение MTBF, равное 100 000 часов, считается малым; 200 000-400 000 часов — нормальным, а 1 000 000 часов — высоким показателем надежности. Но, как говорится, «столько не живут», а возможный отказ винчестера в течение года (всего-то 8 760 часов) вполне уложится в статистический показатель (если у вас за год не отказала значительная партия устройств). Иногда указывают и ожидаемое время наработки на отказ РОН (Power On Hours), которое учитывает только время работы устройства (MTBF не различает, включено устройство или нет).
-
Гарантийный срок (Limited Warranty), в течение которого изготовитель (или поставщик) обеспечивает ремонт или замену отказавшего устройства, является более ценным параметром для пользователя. Примечательно, что даже при MTBF=800000 часов (91 год) изготовитель дает гарантию всего на 3-5 лет.
-
Максимальное допустимое ударное ускорение (сила удара) (Shock resistance) - пpи котоpой винчестеp остается pаботоспособным.
