Перспективы эволюции жестких дисков: передовые технологии и трудности реализации
Для Western Digital 2017 год ознаменовался целым рядом громких премьер. 6 апреля мы анонсировали обновленный флагман в линейке специализированных накопителей для видеонаблюдения WD Purple емкостью 10 ТБ, а уже 19 мая были представлены 10-терабайтные модели серий WD Red и WD Red Pro, ориентированные на персональное использование и эксплуатацию в составе корпоративных NAS. Осень также не осталась без свежих релизов: в сентябре начались продажи WD Gold на 12 ТБ, а уже в октябре мир увидел первые винчестеры на 14 ТБ, выпущенные на рынок под маркой HGST Ultrastar Hs14.
Все это стало ответной реакцией на растущие потребности ИТ-предприятий: бизнес остро нуждается в увеличении плотности хранения информации, и с каждым годом аппетиты компаний лишь растут. Вопрос в том, где тот предел, достигнув которого мы сможем уверенно заявить: «Пришло время искать принципиально иное решение задачи, потенциал жестких дисков полностью исчерпан». Об этом мы и поговорим в сегодняшней статье.
Индустрия не успевает за клиентами
Одной из ключевых вех в истории нашей компании является разработка гелиевой платформы HelioSeal. Ее суть достаточно проста: корпус винчестера делается абсолютно герметичным и заполняется гелием — газом, обладающим в семь раз меньшей плотностью по сравнению с воздухом. Такая конструкция обеспечивает целый ряд важнейших преимуществ:
- значительное снижение сопротивление газовой среды внутри гермозоны диска позволило использовать более тонкие магнитные пластины и увеличить их количество с пяти до семи;
- снижение турбулентности помогло повысить точность позиционирования, сократить зазор между магнитными пластинами и пишущей головкой, благодаря чему удалось уменьшить ее физические размеры, добившись большей плотности записи методом PMR (перпендикулярная магнитная запись), и повысить быстродействие HDD на 21%;
- снижение силы трения сделало диски холоднее на 4 °C и практически на 49% экономичнее в расчете на емкость (последнее обусловлено меньшими энергозатратами на раскрутку шпинделя).
Преимущества платформы HelioSeal
Именно благодаря HelioSeal стало возможным появление вначале 6- и 8-терабайтных моделей, а затем и «тяжеловесов» на 10, 12 и 14 ТБ. Но даже это не помогло в полной мере удовлетворить возникший спрос. Стремительное развитие сферы информационных услуг (в особенности облачных технологий) привело к взрывному росту количества обрабатываемой информации. В то время как объемы ЦОДов увеличиваются приблизительно на 40% каждый год (по подсчетам консалтинговой компании International Data Corporation), емкость HDD за аналогичный период возрастает лишь на 20%. В связи с этим не стоит удивляться тому, что если за первые полтора года существования HelioSeal Western Digital успешно реализовала около 1 млн единиц жестких дисков на 6 и 8 ТБ, то за один только третий квартал 2015 года в общей сложности было продано 1,1 млн HDD, а уже в начале октября 2016 года поставки перешагнули рубеж 10 млн накопителей, общая емкость которых составила 76 ЭБ (эксабайт).
Приведенная статистика не оставляет повода для сомнений: хотя новые накопители и побили мировые рекорды в своем весе, однако даже 14 ТБ на устройство — слишком мало с учетом аппетитов современного бизнеса, который уже сейчас нуждается в более производительной аппаратуре. Какие же способы решения данной проблемы существуют на сегодняшний день?
SMR — перспективное решение для файловых хранилищ
Хотя платформа HelioSeal и помогла существенно увеличить объем жестких дисков, дальнейший рост числа магнитных пластин не представляется возможным: как показала практика, добавление еще хотя бы одной сделает устройства крайне нестабильными, значительно снизив их надежность. Впрочем, число «блинов» — лишь один из многочисленных параметров, определяющий емкость HDD, а поскольку такие характеристики, как размер ячейки для хранения единицы информации и ширина дорожек, оставались неизменными на протяжении многих лет, перспективы для развития все еще есть.
Первое, что приходит на ум, — технология SMR (Shingled Magnetic Recording), нашедшая применение в новых HGST Ultrastar Hs14. «Черепичный» метод записи отличается от классического перпендикулярного тем, что каждая последующая дорожка перекрывает предыдущую: таким образом удается преодолеть порог 1 Тбит/дюйм2 (максимум, который можно «выжать» из PMR). Разница между двумя подходами наглядно продемонстрирована на схемах, приведенных ниже.
Запись методом PMR: ширина дорожек существенно выше зоны считывания
Когда мы говорим о повышении плотности записи PMR благодаря высокой точности позиционирования головок в продуктах на основе HelioSeal, речь идет о сокращении промежутка между треками (Guard Space на рисунке). SMR же, в теории, способна обеспечить прирост объема до 20% и более.
Запись методом SMR: каждая новая дорожка наслаивается на предыдущую
Но, повторимся, лишь в теории. На практике возникают существенные проблемы с перезаписью: поскольку записывающая головка шире области считывания, при обновлении данных стирается не только требуемый фрагмент, но и последующие треки. В результате при каждой операции приходится корректировать и целевую дорожку, и соседние. Чтобы минимизировать потери в быстродействии, дорожки размещаются обособленными группами («лентами»), что позволяет зафиксировать максимальное число треков, требующих перезаписи, и обеспечить стабильную производительность устройств. Однако необходимость в дополнительном пространстве между лентами делает SMR уже не столь эффективной в плане увеличения емкости дисков.
Альтернативой такому подходу является комбинация PMR и SMR. По сути, HDD разделяется на «рабочую» и «архивную» зоны, в каждой из которых применяются различные методы записи. Рабочая зона играет роль своеобразного кэша, где хранятся файлы, используемые регулярно. Впоследствии они автоматически переносятся в зоны SMR без участия пользователя, что несколько напоминает процедуру «сборки мусора» у SSD.
Другой вариант — создание гибридных моделей, в которых наряду с DRAM-буфером будут присутствовать либо память SLC NAND, либо более дешевые псевдо-SLC-чипы на базе TLC. На выходе мы получим устройства, в которых реализовано трехуровневое кэширование, что в значительной степени усложняет архитектуру HDD и требует принципиально иных алгоритмов чтения/записи, которые могли бы в полной мере раскрыть потенциал такой связки.
Но даже несмотря на все вышеперечисленное, SMR будет оставаться узконаправленным решением для специфических отраслей — например, для архивирования информации и видеонаблюдения (сочетание DRAM+SLC+PMR-зон сможет обеспечить достаточно высокую скорость последовательной записи в многопоточном режиме, когда один накопитель обслуживает от 32 до 64 камер). В розничном сегменте данная технология подходит лишь для производства компактных USB-накопителей: поскольку такие девайсы используются в первую очередь как портативные хранилища, разница в производительности между SMR и PMR оказывается не столь критична. При этом черепичная запись позволяет не только повысить емкость внешних HDD, но и заметно снизить их габаритные размеры. Для эксплуатации же в составе высокопроизводительных серверов и десктопов подобные устройства, увы, не подойдут.
TDMR, HAMR или MAMR?
Более интересной технологией является двухмерная магнитная запись TDMR, способная обеспечить стабильный прирост емкости до 10% без потери производительности HDD.
Схема работы и преимущества TDMR
Ее суть заключается в физическом уменьшении размеров пишущих головок, что позволяет располагать магнитные дорожки более компактно. Здесь возникает иная проблема — появление ITI (Inter-Track Interference). Проще говоря, в процессе считывания информации ридер будет воспринимать электромагнитные наводки от соседних дорожек, что чревато ошибками распознавания. Победить интерференцию можно посредством дополнительных последовательных обращений к одной дорожке. В результате контроллер получит необходимое количество данных для подавления помех, но подобный подход существенно увеличит задержки и потребует значительного расширения кэша.
Другим решением является создание массива считывающих модулей, которые смогли бы одновременно читать данные с одной дорожки. Такой метод позволяет снизить отношение сигнал/шум без необходимости в дополнительных проходах, однако для фильтрации в реальном времени потребуются более производительные чипы, а также система контроля ошибок (впрочем, последнюю можно реализовать на базе кода Галлагера). Кроме того, использование нескольких ридеров на одной головке, при наличии эффективной системы подавления ITI, помогло бы повысить быстродействие винчестеров благодаря единовременному чтению нескольких треков.
Еще более интересные перспективы открывает технология HAMR (Heat-Assisted Magnetic Recording), способная увеличить плотность записи до 2 Тбит/дюйм2 и даже выше. Суть термоассистируемой магнитной записи заключается в следующем: пишущая головка оснащается лазером с длиной волны 810 нм и мощностью около 20 мВт, который локально нагревает магнитную пластину до 450 °C. Высокая температура способствует снижению коэрцитивности (значение напряженности магнитного поля, требуемое для полного размагничивания), что, в свою очередь, позволяет сократить площадь области, необходимую для хранения одного бита информации, и при этом исключить вероятность суперпарамагнитного эффекта (произвольного перехода ферромагнитных частиц в однодоменное состояние, что приведет к потере записанных данных).
Принцип действия HAMR
По традиции и здесь не обошлось без подводных камней. Нагрев носителя данных осуществляется посредством оптического преобразователя ближнего поля (NFT), который и передает тепловое излучение магнитной пластине, обеспечивая возможность записи. Благодаря превосходным оптическим свойствам, в качестве основного материала для изготовления NFT было выбрано золото. Однако этот металл имеет недостаточную механическую прочность и быстро деформируется при длительном высокотемпературном воздействии, из-за чего оптический преобразователь слишком быстро выходит из строя. Поэтому коммерческая реализация данной технологии упирается в разработку термически устойчивого сплава.
Другая проблема кроется в том, что HAMR опосредованно конфликтует с HelioSeal. Поскольку теплопроводность гелия больше, чем воздуха, то, чтобы осуществить локальный нагрев магнитной пластины, потребуется использовать более мощный лазер, за счет чего возрастут требования к характеристикам NFT. Быстрый нагрев газовой среды приведет к росту давления внутри HDD, а значит, увеличится и сила сопротивления вращению «блинов», что неизбежно скажется на энергопотреблении. В свою очередь, повысится и температура корпуса диска, а таковая ни при каких обстоятельствах не должна превышать 60 °C, в противном случае существенно увеличатся издержки на модернизацию систем кондиционирования. Все это является серьезным препятствием для серийного производства HDD, базирующихся на данной технологии.
Альтернативой перечисленным технологиям является инновационная разработка Western Digital — MAMR (Microwave Assisted Magnetic Recording — микроволновая магнитная запись).
MAMR — микроволновая магнитная запись
Принцип ее действия во многом аналогичен HAMR с той лишь разницей, что для возбуждения магнитного домена в записывающем слое используется генератор поворота спинового момента (STO — Spin Torque Oscillator). Модуль представляет собой многослойную тонкопленочную структуру, в зазоре которой под действием постоянного тока возникает высокочастотное (20–40 Гц) круговое поле, воздействующее на магнитную пластину, благодаря чему и удается существенно снизить коэрцитивность, а значит, и существенно облегчить изменение вектора намагниченности. MAMR совместима с классической PMR, при этом позволяет сократить размер «зерна» (участка, необходимого для записи одного бита информации) с 8–12 нм до рекордных 4 нм и даже меньше.
Преимущества использования MAMR
Таким образом, нам удалось добиться рекордной плотности записи до 4 Тбит/дюйм2, что в перспективе позволит создавать накопители объемом 40 ТБ и выше в классическом корпусе с форм-фактором 3,5”. Первые серийные устройства планируется выпустить на рынок уже в 2019 году. Их использование поможет увеличить валовую емкость ЦОДа на 40%, при этом операционные расходы на дисковые хранилища останутся на прежнем уровне, так как в отличие от HAMR новые HDD отличаются низкими показателями тепловыделения, а STO-генератор практически не подвержен износу. Если же говорить о миграции с SSD-накопителей на жесткие диски, основанные на MAMR, то их внедрение поможет сократить затраты на хранение каждого гигабайта информации в 10 раз.
Курс на узкоспециализированную продукцию
Рассуждая о перспективах дальнейшей эволюции жестких дисков, следует уяснить простую истину: правила игры изменились, индустрия медленно, но верно берет курс на четкую сегментацию и создание узкоспециализированных продуктов, «заточенных» под конкретные задачи. Когда речь заходит о серверах и nearline-приложениях, жертвовать скоростью в угоду большей вместимости становится нецелесообразным и здесь оптимальным выбором остается гелиевая платформа, способная обеспечить и высокую производительность, и впечатляющую емкость.
В случае с сетевыми файловыми хранилищами и DAS вполне хватает возможностей SMR, а для видеорегистраторов разумным выбором станет «черепичная» запись в тандеме с продвинутой системой кэширования и обработки информации на основе SLC NAND. TDMR же будет завоевывать потребительский рынок: грамотная реализация двухмерной записи позволит создавать емкие, быстрые и недорогие (по сравнению с моделями на базе HelioSeal) решения, которые будут достаточно востребованы среди профессионалов и энтузиастов.
Изначально ориентированные на корпоративный сегмент накопители MAMR в перспективе способны стать «золотым стандартом» высокопроизводительных ЦОДов и облачных платформ. Что же касается HAMR, то говорить о массовом внедрении данной технологии пока не приходится — слишком много проблем технического и экономического характера еще предстоит решить. Учитывая же появление Microwave Assisted Magnetic Recording, можно сказать, что термоассистируемая магнитная запись выглядит как тупиковая ветвь развития, а HAMR, возможно, так никогда и не найдет широкого применения.
Новые технологии в интерфейсах жестких дисков
С увеличением возможностей современных вычислительных машин, возникает потребность в передаче все больших объемов данных. Приложения мультимедиа, работа серверов и сетей также требуют увеличения скорости передачи данных. Соответственно, имеются все основания для увеличения скорости работы контроллеров жестких дисков.
На настоящий момент в компьютерной промышленности используются две технологии интерфейсов жестких дисков:
- Стандартный интерфейс IDE (integrated drive electronics), предложенный фирмой IBM и разрабатываемый в настоящее время Western Digital
- Small computer system interface (SCSI), предложенный Shugart Associates System Interface (SASI) и развиваемый American National Standards Institute (ANSI)
Обе технологии развиваются параллельно, покрывая различные части рынка: IDE — для настольных и портативных систем и SCSI — для серверов и рабочих станций. На этой странице описано настоящее положение и перспективы этих технологий контроллеров жестких дисков.
Кратко об Ultra DMA-33
С совершенствованием электроники, схемы управления жестким диском были уменьшены до 3.5 дюйма и интегрированы в сам жесткий диск. Вследствие этого необходимость в дополнительной интерфейсной карте отпала. Теперь такой IDE-контроллер стал стандартом для жестких дисков РС. В настоящее время название интерфейса IDE изменено на Advanced Technology Attachment (ATA).
Новый протокол Ultra DMA-33 (также называемый ATA-33) является попыткой увеличить пропускную способность интерфейса ATA. Представленные в стандарте ATA протоколы PIO (programmed input/output) mode 4 и DMA (direct memory access) Mode 2 позволяют передавать данные с максимальной скоростью 16,6 Mбайт в секунду. В действительности же реальная скорость передачи данных намного ниже.
Приемущества Ultra DMA-33:
- Большая, чем у ATA скорость передачи данных. Ultra DMA-33 имеет три режима 0, 1 и 2. При использовании самого быстрого Ultra DMA 33 Mode 2 скорость передачи данных может достигать 33 Мбайт в секунду. Такая высокая скорость передачи данных достигается использованием для пересылки восходящего и спадающего уровня сигнала.
- Протокол передачи данных в этих режимах использует контроль за наличием ошибок путем подсчета контрольной суммы cyclic redundancy check (CRC). Все предыдущие протоколы такой контроль не осуществляли.
- Получением данных управляет приемник.
- Жесткий диск, который поддерживал бы один из трех режимов Ultra DMA
- Совместимые с Ultra DMA материнскую плату и BIOS
- Драйвера операционной системы, способные включить режим Ultra DMA
Производительность Ultra DMA-33
На представленной диаграмме изображены результаты сравнения PIO Mode 4 и Ultra DMA-33 Mode 2. Они показывают, что Ultra DMA-33 Mode 2 значительно быстрее передает данные, чем PIO Mode 4 в офисных и High-End приложениях.
Эти тесты выполнялись на системе с 200-MHz Intel Pentium процессором на материнской плате с чипсетом 82430TX, 32 Mб памяти и жестким диском Quantum Fireball ST на 6,4 Гб, поддерживающим Ultra DMA-33.
Следует иметь в виду, что эти измерения проводились в системе с одним работающим приложением — ZD WinBench 97, в случае же реальной многозадачности разрыв был бы гораздо выше.
Будущее ATA
Скорее всего, дальнейшее развитие интерфейса ATA от Ultra DMA-33 до Ultra DMA-66 возможно только путем изменения схем соединения и принципов передачи сигналов. Таким образом, более перспективным направлением представляется замена интерфейса ATA на, например, высокоскоростную последовательную шину Fireware (IEEE 1394 или i.Link). Фактически адаптер, который соединял бы ATA-жесткий диск с шиной Fireware уже разработан. Этот адаптер называется Tailgate и вставляется в интерфейсный разъем жесткого диска.
Применение такой технологии позволит довести скорость передачи данных до 400 Мбит в секунду, увеличить надежность системы, а также осуществлять установку и конфигурирование дисков «на ходу», без отключения питания.
В ближайшие год-два ожидается начало массового производства жестких дисков с интерфейсом Fireware. А уже в середине 1998 года пропускная способность IEEE 1394 будет доведена до 800 Мбит в секунду.
Ultra SCSI
В отличие от ATA, поддерживающего ограниченный набор специфических перифирийных устройств, интерфейс SCSI был разработан, чтобы поддерживать много видов внутренних и внешних периферийных устройств. Первоначально, SCSI интерфейс поддерживал до восьми устройств с 5 MHz параллельной шиной.
Поскольку SCSI стандарт развивался, частота шины была увеличена до 10 MHz (Fast SCSI) и число сигнальных линий возросло с восьми до 16 (Wide SCSI), таким образом получилось Fast/Wide SCSI. Число обслуживаемых устройств также увеличилось до 16.
В настоящее время используется интерфейс Ultra SCSI, использующий шинную частоту 20 MHz. Но для возможности работы устройств на такой частоте длину соединительного кабеля пришлось ограничить полуторами метрами. Ultra/Wide SCSI поддерживает 16 устройств и обеспечивает скорость передачи данных до 40 Мбайт в секунду.
Ultra SCSI устройства могут работать и с более медленной SCSI шиной (также как и применение медленных устройств возможно на быстрой шине — при этом шина работает со скоростью наиболее медленного устройства), используя не все свои возможности, но наибольшей скорости передачи данных можно достичь лишь в случае использования устройств с одинаковым интерфейсом. Сравнение различных интерфейсов SCSI приведено в таблице:
| Тип SCSI | Количество поддерживаемых устройств | Длина кабеля | Частота шины | Число линий | Скорость передачи данных |
|---|---|---|---|---|---|
| SCSI-1/Original | 8 | 6 м | 5 MHz | 8 | 5 Мб/с |
| SCSI-2/Fast | 8 | 3 м | 10 MHz | 8 | 10 Мб/с |
| SCSI-2/Fast/Wide | 16 | 3 м | 10 MHz | 16 | 20 Мб/с |
| SCSI-2/Ultra | 8 | 1.5 м | 20 MHz | 8 | 20 Мб/с |
| SCSI-2/Ultra/Wide | 16 | 1.5 м | 20 MHz | 16 | 40 Мб/с |
| SCSI-3/Ultra2 | 16 | 12 м | 40 MHz | 16 | 80 Мб/с |
Будущее SCSI
В настоящее время планируется расширение параллельной шины SCSI до Ultra2, что обеспечит увеличение пропускной способности до 80 Мбайт в секунду. Такое усовершенствование будет базироваться на применении технологии LVD (low-voltage differential — низковольтовый дифференциал).
Применение устройств, использующих LVD-технологию, возможно одновременно на одной шине с устройствами, не поддерживающими такой протокол. Ultra2 позволит также увеличить длину кабеля до 12 метров.
Технология LVD может быть применена в application-specific integrated circuit (ASIC — интегрированная электроника, ориентированная на применение в конкретном приложении) — устройствах, таким образом реализация Ultra2 будет похожа на текущую Ultra технологию.
Другая технология интерфейса, названная Fibre Channel-Arbitrated Loop (FC-AL), позволит подключение до 126 SCSI-устройств и обеспечит скорость передачи более 100 Мб/с. Длина кабеля в этом случае достигнет 30 метров, в случае применения медной проволоки, или 1 километра в случае применения оптоволокна.
Применение FC-AL позволяет выполнять «горячее» подключение и имеет дополнительные линии для контроля и коррекции ошибок. Хотя решение FC-AL значительно дороже параллельного интерфейса SCSI, вероятно оно будет применяться в высококачественных серверах уже в начале следующего года.
Резюме
Повышение эффективности и частоты продолжает требовать усовершенствований оригинальных интерфейсов SCSI и АТА. Ultra SCSI призван удовлетворить потребности серверов и высококачественных рабочих станций. К тому же интерфейс SCSI — поддерживает множественные потоки данных, диски большой емкости, и с большими значениями скорости передачи данных — до 40 Мбайт в секунду. А на типичном настольном компьютере достаточно применения Ultra DMA-33, значительно улучшающего производительность по сравнению с предшественниками.
Да, это жёстко: история и перспективы HDD
В этом материале вы узнаете краткую историю жёстких дисков, их устройство, преимущества и недостатки, а также ближайшие перспективы развития подобных устройств. Материал подготовлен совместно со специалистом отдела корпоративных продуктов REG.RU Павлом Кишеней.
С чего всё начиналось
Необходимость хранить цифровые данные появилась сразу с изобретением первых компьютеров. Изначально объёмы информации были невелики и всё помещалось на бумажном носителе. Тексты программ операторы вводили в первые компьютеры в ручном режиме.
Следующим этапом в развитии носителей стала перфокарта — небольшой лист картона с отверстиями. При этом отсутствие отверстия обозначало цифру «1», а его присутствие — «0». Только двоичный код, только хардкор!
Источник: Computerhope.com
Дальнейшим развитием технологий стали накопители на магнитной ленте. От них, в отличие от перфокарт, не отказались даже и сегодня: в некоторых финансовых организациях их используют до сих пор. Во многом это связано с высокой стоимостью и сложностью их замены на другие типы накопителей.
Первый жёсткий диск появился в 1956 году. Он был величиной с крупный шкаф и весил почти тонну.
Источник: Thenextweb.com
Технологии постоянно совершенствовались, и уже в 1983 году появился всем привычный формат 3,5-дюймовых жёстких дисков, который широко распространён сегодня. При этом конструкция HDD также принципиально не менялась с того времени. Выросла только плотность упаковки информации.
Как работает HDD
Все накопители можно условно разделить на жёсткие диски (HDD) и твердотельные диски (SSD).
По строению HDD очень похожи на проигрыватели виниловых пластинок, в которых «пластинка» делает от 5 000 оборотов в минуту.
Источник: Ixbt.com
Чем больше дисков, тем больший объём информации можно записать на устройство. HDD производят из композитных материалов, особого пластика и стекла. Сами магнитные диски покрываются специальным ферромагнитным материалом. Именно этот тонкий слой и будет хранить информацию.
Вся площадь делится на окружности — дорожки.
Они, в свою очередь, делятся на отрезки, тем самым разделяя площадь всего диска на сектора. Если выделить все дорожки одного радиуса на всех пластинах, то получится цилиндр.
Так, чтобы получить доступ к отдельной ячейке памяти, нужно знать:
1. Номер цилиндра.
2. Номер головки чтения.
3. Номер сектора.
Основной недостаток жёстких дисков — большое количество движущихся частей. Со временем это приводит к отказу устройства, поэтому даже у самого надёжного HDD есть свой ограниченный ресурс. К физическим ограничениям производительности жёстких дисков относятся:
— ограничение скорости вращения самого диска;
— ограничение скорости перемещения считывающей головки;
— физическая инертность головки чтения-записи;
— плотность записи информации на единице площади пластины.
С твердотельными накопителями, которые появились значительно позже HDD (во второй половине 90-х), всё гораздо проще. Отсутствует понятие пластин, вместо них используются банки данных: на монтажной плате размещается некоторое количество MLC/SLC чипов, каждый из которых представляет собой условный банк данных. Данные на чипе хранятся постранично, что несколько напоминает структуру оперативной памяти.
Источник: Go-radio.ru
Чтобы получить доступ к единичному объёму данных, нам потребуется:
1. Номер банка памяти.
2. Номер страницы памяти.
К физическим ограничениям твердотельных накопителей можно отнести скорость передачи информации внутри платы, а также скорость работы флеш-накопителей.
SSD в целом значительно быстрее HDD, но цена 1 гигабайта в них выше.
Как измеряется производительность жёстких дисков
Для оценки скорости жёстких дисков используются три метрики:
1. Скорость последовательной записи или чтения. При таких бенчмарках информация записывается или считывается в ячейки памяти, идущие по порядку. Средний показатель для большинства HDD — 200–300 Мбит/с .
2. Скорость случайной записи или чтения. В подобных тестах данные записываются или считываются в ячейках памяти из разных областей, не следующих по порядку. Средний показатель для большинства HDD — 50–100 Мбит/с.
3. Количество операций ввода/вывода в секунду (IOPS). Здесь оценивается количество блоков, которое успевает считаться или записаться на носитель за секунду. В среднем HDD показывают от 130 до 230 IOPS. В то же время SSD могут демонстрировать результаты в десятки тысяч IOPS.
Также дополнительно существует параметр времени доступа. Он показывает время задержки от момента получения запроса доступа к данным до момента начала передачи информации.
Перспективы развития HDD
Спрос на хранение больших массивов данных постоянно увеличивается, и потребность в HDD в ближайшие 10–15 лет будет сохраняться на достаточно высоком уровне.
Кроме того, есть методы, которые отчасти нивелируют некоторые недостатки HDD. Например, RAID-массивы для ускорения работы и повышения надёжности. Также существует специальное ПО, позволяющее сочетать накопители разных типов, в том числе HDD и SSD.
Технология HDD применяется как в обычных домашних компьютерах, так и в дата-центрах. Например, в серверном оборудовании REG.RU мы используем только производительные HDD и SSD. Кроме того, мы постоянно обновляем парк наших устройств (сейчас в нём более 7 500 жёстких дисков и 4 500 твердотельных накопителей), чтобы у пользователей всегда было самое свежее железо. Также мы:
— Используем подходящий тип дисков для каждой задачи. Для хранения — HDD, для файлов, к которым нужно обращаться часто, — SSD.
— Применяем технологии дисковых массивов для увеличения производительности, надежности и объёма. Например, RAID 1 для повышения надёжности накопителей или RAID 0 для увеличения скорости.
— Мониторим состояние накопителей на серверах REG.RU. Наш основной инструмент — встроенная утилита самодиагностики дисков S.M.A.R.T. Именно по её показаниям можно спрогнозировать оставшийся ресурс накопителя. Отслеживаемые параметры для жёстких дисков и твердотельных накопителей несколько отличаются. Общими показателями для них являются температура (Airflow_Temperature_Cel) и количество ошибок чтения (Raw Read Error Rate).
— Следим за новинками индустрии и предлагаем самые современные решения.
Закат эпохи HDD возможен, если совпадут два ключевых фактора:
1. Цена гигабайта SSD сравняется или станет ниже цены гигабайта HDD.
2. Весь развлекательный контент (фильмы, сериалы, игры и другое) окончательно переедет в облака, и пользователям не понадобится хранить локально большие массивы данных. Однако все эти облачные массивы всё ещё будет необходимо где-то хранить глобально. Поэтому при таком сценарии возможно исчезновение жёстких дисков с рынка потребительской электроники, но сохранение сильных позиций в дата-центрах.
Так что, несмотря на то, что SSD за последние 10 лет существенно сбросили в цене, а облачные сервисы привлекают своей простотой и удобством всё больше пользователей, как технология жёсткие диски будут актуальны ещё долгое время!
Поделитесь в комментариях, какой накопитель используется в вашем компьютере или ноутбуке. А если у вас есть какой-нибудь раритет вроде 5,25-дюймовой дискеты, перфокарты или старого IDE-HDD, также обязательно напишите в комментариях и приложите фотографию! Иначе мы не поверим!
Источник https://habr.com/ru/company/wd/blog/344252/
Источник https://www.ixbt.com/storage/newtechhd.html
Источник https://www.reg.ru/blog/da-eto-zhyostko-istoriya-i-perspektivy-hdd/