Правила выбора жестких дисков - винчестеров

На сегодняшний день жесткий диск является неотъемлемым устройством для любого персонального компьютера. Вопрос выбора жесткого диска, как правило, встает при сборке настольного персонального компьютера, так как мобильные устройства (ноутбуки и нетбуки), как правило, изначально оснащаются жесткими дисками того или иного объема и необходимость их замены возникает в редких случаях. Тем не менее, в последнее время мы можем отметить рост спроса на мобильные винчестеры. Как правило, они используются для создания внешних накопителей. Приобретение кейса с мостом SATA=>USB 2.0 или SATA=>USB 3.0 позволяет организовать внешний мобильный накопитель индивидуального дизайна и объема. В ходе выполнения данных задач возникает единственный и главный вопрос, - какими критериями руководствоваться при выборе жесткого диска или винчестера?
Надежность винчестера

В первую очередь, следует понимать, что любой жесткий диск - это перезаписываемое устройство, предназначенное для многократной записи и удаления информации. Как правило, информация на жестких дисках хранится благодаря ферромагнитным пластинам и головкам, которые двигаясь по ним осуществляют считывание/запись данных. Поэтому главным критерием для всех жестких дисков является - надежность. Практически у всех существующих на сегодняшний день жестких дисков нет какой-либо модели, которые имели бы проблемы с надежностью. Данный критерий необходимо учитывать при приобретении жесткого диска на вторичном рынке. Нередко, в регионах нашей страны системные блоки пользователей собирают на базе бывших в употреблении жестких дисков. Связано это с тем, что в отличие от другого оборудования, жесткие диски персональных компьютеров переходят из одного системного блока в другой и, как правило, на вторичном рынке продаются винчестеры, имеющие те или иные проблемы на ферромагнитных пластинах или в контроллере.

Проблемы с контроллером жесткого диска легко можно выявить, считав его таблицу S.M.A.R.T. в которой в идеале указывается степень изношенности и количество ошибок возникающих в устройстве в ходе считывания или записи данных с него. Когда количество ошибок в S.M.A.R.T. достигает критического уровня, БИОС персонального компьютера уведомляет пользователя о том, что пора заменять жесткий диск. В любом случае, данную информацию можно найти в любой из информационной программ - HD Tune, Everest Ultimate и т.д.

С ошибками на ферромагнитных пластинах ситуация гораздо более тяжелая. Связано это с тем, что с данной проблемой многие пользователи борются уже на протяжении многих лет. Еще со времен операционной системы DOS мы помним о "Bad sectors", - это сектора жесткого диска, в которых хранение данных невозможно из-за его физического повреждения. На сегодняшний день поверхность жесткого диска проверяется в крайнем случае. Во многом это связано с повышением надежности существующих устройств. Тем не менее, появление одного или двух "плохих секторов" является сигналом для пользователя о том, что пора от данного накопителя избавляться. Связано это с тем, что хранение данных на данных винчестерах является достаточно рискованным занятием и начавшийся процесс разрушения пластин, как правило, необратим и постепенно прогрессирует.

-- Маркировка винчестера Hitachi с указанием даты выпуска. Картинка кликабельна --

Возникает вопрос: как проконтролировать, что у вас в руках новый винчестер? На самом деле, это достаточно просто. Новые винчестеры всегда поставляются в антистатическом пакете. Уважающий себя и покупателя поставщик либо не открывает антистатический пакет, либо открывает его на глазах у покупателя. Если же вы приобретали готовый системный блок, то просто обратите внимание на дату выпуска винчестера, который ОБЯЗАТЕЛЬНО указывается на его передней стенке. Если эта дата превышает 12 месяцев, то вероятность того, что в ваш системный блок был установлен бывший в употреблении винчестер, повышается во много раз. Никогда не следует забывать о гарантии на устройства. Многие производители дают на свои винчестеры гарантию 36 месяцев, некоторые ограничиваются 12 месяцами. Если же продавец говорит вам о том, что на винчестер он дает менее 12 месяцев гарантии - мы рекомендуем задуматься о надобности его приобретения у него.

Говоря о надежности существующих винчестеров, нельзя не коснуться о фирме производителе. Наиболее популярными производителями жестких дисков поставляемых в нашу страну являются: Seagate, Western Digital (WD), Hitachi, Samsung, Fujitsu. С полной ответственностью и основываясь на своем опыте накопленном в течение шести лет работы с продукцией данных производителем можно сказать - надежность всех устройств, на сегодняшний день, находится на соответствующем уровне. Да, несколько лет назад были проблемы у винчестеров Fujitsu, у которых из-за не смытого флюса на контроллере - они сгорали, а контроллеры винчестеров Samsung, также умудрялись показать себя не с лучшей стороны. Но данные "детские болезни" давно исправлены и надежность жестких дисков ни от одного из производителей не вызывает каких-либо сомнений.

---

Объем винчестера

Вторым важным параметром приобретаемого жесткого диска является его объем или емкость. Говоря об объеме жесткого диска, я всегда избегаю конкретных цифр. Связано это с тем, что рынок винчестеров меняется со стремительной скоростью. Появляются накопители все большего и большего объема, что позволяет производителям увеличивать объем своего программного обеспечения. Если вы максималист, то следует приобретать винчестеры максимального объема, но для большинства пользователей мы рекомендуем смотреть на показатель стоимости 1 Гб объема винчестера. Для этого стоимость винчестера необходимо разделить на его объем.

Приведем пример. На момент написания статьи стоимость винчестеров различных объемов находилась на следующих уровнях:
- Жесткий диск 320. 0 Gb Hitachi HDS721032CLA362 SATA-II <7200rpm, 16Mb> 1285 рублей
- Жесткий диск 500. 0 Gb Hitachi HDS721050CLA362 SATA-II <7200rpm, 16Mb> 1320 рублей
- Жесткий диск 1Tb Hitachi HDS721010CLA332 SATA-II <7200rpm, 32Mb> 2000 рублей

Из представленных данных даже без дополнительных расчетов видно, что наиболее выгодным приобретением будет винчестер объемом 1 Тб.
Говоря об объеме винчестера нельзя не упомянуть о таком важном параметре, как плотность записи. Показатель плотности записи характеризует тот объем информации, который может быть размещен на одной ферромагнитной пластине винчестера. Следует понимать, что производители жестких дисков взяты в достаточно жесткие технологические рамки. Размер настольных жестких дисков не может превышать 3,5 дюймов, а размер мобильных жестких дисков ограничен 2,5 дюймами. Поэтому размеры ферромагнитных пластин не могут быть увеличены, может быть увеличена лишь плотность записи на них. Поэтому имеет смысл поинтересоваться на базе скольких пластин собран тот или иной винчестер. Как правило, данная информация зашифрована в серийном номере устройства.

-- Пластины винчестера с головками чтения/записи. Картинка кликабельна --

Для примера, разберем маркировку одного из представленных выше винчестеров: 500. 0 Gb Hitachi HDS721050CLA362 SATA-II. Маркировкой данного винчестера является последовательность символов: HDS721050CLA362. Итак, по порядку:
- первая буква "H" означает маркировку фирмы производителя - Hitachi,
- вторая буква "D" символизирует серию устройств. В данном случае это настольный винчестер Deskstar. При этом у Hitachi существуют мобильные и серверные решения серий Travelstar, Ultrastar, Endurostar,
- третья буква "S" говорит пользователю о том, что винчестер является стандартным серийным образцом,
- четвертая и пятая цифра "72" символизируют частоту вращения шпинделя винчестера. В данном случае это 7200 об/мин, при этом на рынке существуют модели с частотой вращения 5400 об/мин, 5900 об/мин и 10000 об/мин,
- шестая и седьмая цифра "10" говорят о максимальной объеме винчестера данной серии помноженной на сто, то есть в данном случае 1000 Гб - это максимальный объем серии,
- две другие цифры "50" характеризуют объем данного винчестра умноженного на десять, то есть 500 Гб,
- буква "C" отмечает серию устройства,
- буква "L" отмечает высоту устройства, в данном случае L - это 26,1 мм,
- символы "A3" говорят о том, что применен интерфейс Serial ATA со скоростью передачи данных 3 Гб/с,
- цифра "6" указывает на объем кэш-памяти контроллера. В данном случае "6" - это 16 Мб, если будет цифра "3", то это уже 32 Мб,
- последняя цифра указывает на количество пластин в устройстве или является зарезервированным производителем числом для дальнейших нужд.

В данном случае мы имеем цифру "2", что говорит о том, что данный винчестер основан на базе двух ферромагнитных пластин. Следовательно, плотность записи данных на одну пластину составляет 250 Гб.

Если вы посмотрите на маркировку 1 Тб экземпляра от того же производителя 1Tb Hitachi HDS721010CLA332 SATA-II, то вы увидите, что данный винчестер также основан на базе двух ферромагнитных пластин с плотностью записи 500 Гб на пластину. Ранее данные винчестеры основывались на четырех пластинах по 250 Гб, но производители увеличили плотность записи, что позволило снизить стоимость винчестеров, выпустить более объемные экземпляры и, самое главное, - увеличить их производительность.

С ростом плотности записи на одну пластину возрастает скорость чтения данных с винчестера, так как количество головок у одной пластины остается неизменным, и они могут считать тот же физический объем, что и раньше. Поэтому если вы переплатите за винчестер выпущенный два года назад основанный на четырех пластинах по 250 Гб вы не получите более высокую производительность, - вы просто получите винчестер на устаревших технологиях.

Говоря о емкости винчестера, необходимо остановится на том факте, что производители несколько обманывают покупателей. При этом обман длиться на протяжении многих лет и его величина напрямую зависит от объема накопителя. Производителями принято, что 1 Кб данных это не реальные 1024 байта, а 1000 байт. Соответственно, 1 Гб вмещает не 1024 Мб, а 1000 Мб; 1 Тб = 1000 Мб, а не 1024 Мб. Данное несоответствие вы можете найти и на своем компьютере, заглянув в раздел "Свойства" своего винчестера. Потери оказываются существенными. Например, винчестер объемом 250 Гб реально имеет объем 220 Гб или более пяти фильмов в DVD качестве и сотен тысяч музыкальных записей. К сожалению, это факт свершившийся и принятый всеми производителями, а нам пользователям приходится все принимать "как есть".

---

Интерфейс винчестера

Следующим важным параметром любого винчестера является его интерфейс. На сегодняшний день внутренние винчестеры представлены тремя интерфейсами: IDE, SATA II и SATA III. Внешние винчестеры дополнительно могут оснащаться USB, eSATA интерфейсами.

Вначале остановимся на интерфейсах внутренних винчестеров. Интерфейс IDE стоит у истоков компьютеростроения. Существовали различные версии данного интерфейса, которые между собой отличались лишь пропускной способностью. К примеру, IDE 33 означает интерфейс ATA с максимальной передачей данных 33 Мб/с. Максимальной скоростью данного интерфейса является 133 Мб/с, который и поддерживают все устройства данного формата, представленного на рынке. Все разновидности интерфейса IDE совместимы между собой, поэтому приобретать более современный винчестер можно без оглядки на имеющийся у вас в материнской плате контроллер. В принципе, для стандартного винчестера скорости интерфейса IDE 133 Мб/с вполне хватает, так как редкий экземпляр устройства может продемонстрировать более высокую производительность.

Наиболее популярным на сегодняшний день интерфейсом жестких дисков является интерфейс SATA. Существует три разновидности данного интерфейс - SATA I, SATA II, SATA III. Все данные интерфейсы отличаются лишь максимальной скоростью передачи данных и полностью обратно совместимы. Интерфейс SATA I обеспечивает скорость передачи данных 1,5 Гб/с, SATA II - 3 Гб/с, SATA III - 6 Гб/с. Практически все представленные на рынке винчестеры имеют интерфейс SATA II, что связано с популярностью данного интерфейса у пользователей. Интерфейс SATA III появился относительно недавно и поддерживается не всеми материнскими платами. Его появление во многом связано не с возросшими потребностями жестких дисков, а появление твердотельных накопителей, которые обладают в разы превышающей производительностью винчестеров. Тем не менее, следует понимать, что в скором будущем все винчестеры будут иметь интерфейс SATA III. Данный интерфейс обратно совместим с интерфейсом SATA II, поэтому никаких ограничений пользователь, имеющий более старый контроллер, не почувствует.

-- Представлены популярные интерфейсы винчестеров. Выше расположен интерфейс IDE с широким шлейфом серого цвета, ниже представлен интерфейс SATA с узким шлейфом красного цвета --

Внешние винчестеры должны обладать возможностью горячего подключения, которые ему обеспечивают интерфейсы USB и eSATA. Наиболее популярным интерфейсом является интерфейс передачи данных USB 2.0. Данный интерфейс имеется у всех современных компьютеров, но он обладает достаточно низкой производительностью. Производительности интерфейса USB 2.0 зачастую не хватает для полноценной реализации скоростного потенциала современных внешних жестких дисков, поэтому был разработан интерфейс USB 3.0. Интерфейс USB 3.0 активно внедряется в современные материнские платы, ноутбуки и нетбуки. На рынках появилось множество внешних устройств хранения данных с поддержкой данного интерфейса, который обеспечивает передачу данных на уровне 5 Гб/с. При этом интерфейс USB 3.0 обратно совместим с интерфейсом USB 2.0, но пользователь, воспользовавшийся данной совместимостью заметно потеряет в производительности своего внешнего накопителя.

Интерфейс eSATA достаточно давно существует на рынке компьютерных комплектующих. Многие ноутбуки, системные блоки, материнские платы оснащены данным интерфейсом. Но, как правило, данный интерфейс существует лишь в устройствах более дорого ценового сегмента и его относительно низкая распространенность в офисной среде не привела к росту популярности, которая ждет новый интерфейс USB 3.0.

P.S. В рамках данной статьи мы не останавливаемся на серверных внутренних интерфейсах SAS и SCSI.

---

Объем кэш-памяти контроллера винчестера

КЭШ-память винчестера - это второй параметр, после интерфейса передачи данных, который оценивается у контроллера жесткого диска. В данном случае, справедливо утверждение: "Чем больше объем кэш-памяти, - тем лучше". Как говорится, "кашу маслом не испортишь". Тем не менее, не следует думать, что разница в уровне производительности между двумя винчестерами с кэш-памятью 16 и 32 Мб будет различаться в два и более раза. Как правило, данной разницы либо вообще нет, либо она находится в пределах 5-10%.

-- Распаянные чипы КЭШ-памяти от компании Hynix на контроллере винчестера. Картинка кликабельна --

Прирост производительности от лишних мегабайт кэш-памяти винчестера зависит от настроек контроллера, объема винчестера, типа данных, которые вы на него записываете. Если вы осуществляете считывание больших файлов, то более высокий объем кэш-памяти, безусловно, ускорит вашу работу, если же это обычные музыкальные файлы по несколько мегабайт - прирост будет минимальным.

Следует отметить, что пользователь сам может помощь контроллеру увеличить эффективность использования кэш-памяти. Для этого необходимо регулярно выполнять дефрагментацию размещенных данных на жестком диске. Во время выполнения дефрагментации осуществляется сбор кусков одного файла в единую последовательность, что позволяет более эффективно использовать единым блоком считанные данные с винчестера.

---

Скорость вращения шпинделя жесткого диска

Ферромагнитные пластины жесткого диска нанизаны на шпиндель моторчика, который осуществляет их вращение между головками. Чем быстрее вращается шпиндель тем чаще необходимая поверхность пластины подпадает под головку и быстрее пользователь получает запрошенные данные. На сегодняшний день существуют винчестеры со скоростью вращения шпинделя:

- 5400 об/мин. Как правило, это мобильные винчестеры и настольные винчестеры больших объемов. Если для мобильных винчестеров данная скорость вращения шпинделя является вполне приемлемой, то для настольного винчестера она низкая. Достаточно часто, производители говорят об энергосберегающих технологиях и по гораздо более выгодной цене хотят продать экземпляры с данной скоростью вращения шпинделя;

-- Топовый винчестер WD Raptor с частотой вращения шпинделя 15 000 об/мин. Картинка кликабельна --

- 7200 об/мин. Данная скорость вращения шпинделя винчестера является "золотым стандартом" для настольного сегмента. В мобильном сегменте редко встречаются винчестеры с данной скоростью вращения шпинделя, но практически каждый производитель предлагает своим покупателям один-два экземпляра мобильных винчестеров со скоростью вращения шпинделя 7200 об/мин. Данные мобильные винчестеры имеют одно явное преимущество - высокую производительность, но имеют следующие недостатки: высокий уровень шума, высокий уровень вибраций, высокое энергопотребление, - что не совсем сочетается с функциями мобильных ноутбуков и нетбуков;

- 10000 об/мин и 15000 об/мин. Данной частотой вращения шпинделя обладали продвинутые варианты устройств для серверов с интерфейсом SAS или SCSI, а также винчестеры Raptor от Western Digital. Данные винчестеры обладали высокой производительностью, при высоком уровне тепловыделения и шума. На сегодняшний день они уходят в прошлое, так как на их замену пришли твердотельные накопители, которые имеют низкое тепловыделение, низкое энергопотребление, абсолютно бесшумны и во много раз более производительнее, нежели данные "продвинутые" в прошлом устройства.

---

Заключение

Очень хочется надеяться, что данная статья будет полезной для многих людей, интересующихся компьютерами. Вопрос выбора жесткого диска всегда наиболее остро стоит, как при сборе офисного, так и при сборе игрового компьютера. Мы принципиально не стали останавливаться на таких серверных интерфейсах передачи данных, как SCSI и SAS. Спрос на данные контроллеры и винчестеры ограничен, врятли когда-либо они спустятся в "пользовательский сегмент", поэтому добавлять о них информацию, в данной статье мы считаем излишней.