42 lines
16 KiB
Markdown
42 lines
16 KiB
Markdown
|
---
|
|||
|
|
title: Storage Drives
|
|||
|
|
localeTitle: Диски хранения
|
|||
|
|
---
|
|||
|
|
## Жесткие диски (HDD)
|
|||
|
|
|
|||
|
|
Жесткие диски являются постоянными устройствами хранения для компьютеров. Существует несколько типов жестких дисков: традиционные магнитные диски, твердотельные диски нового поколения или гибридные диски, которые содержат как SSD, так и магнитную память.
|
|||
|
|
|
|||
|
|
Традиционные жесткие диски используют магнитные иглы и вращающиеся намагниченные пластины для хранения данных. Благодаря этим движущимся частям жесткие диски легко повреждаются капли и / или удары. Двигатель, который вращает плиты, также потребляет много энергии, и все же никакой другой способ хранения не является столь доступным для больших объемов хранения.
|
|||
|
|
|
|||
|
|
Жесткие диски поставляются в различных емкостях хранения, а некоторые даже хранят 10 ТБ (10 триллионов байтов). Типичные компьютеры поставляются с 256 ГБ (256 миллионов байт) до 1 ТБ дискового пространства. Ноутбуки обычно используют твердотельные диски (SSD), потому что они быстрее, легче и не содержат движущихся частей, что делает их менее вероятными из-за воздействия. Для такого же объема хранения SSD обычно дороже, чем жесткие диски. В последнее время некоторые SSD были выпущены с интерфейсом с материнской платой через слот PCIe (PCI Express) с использованием системы под названием NVMe. Эти SSD оказались еще быстрее в режиме чтения / записи по сравнению с традиционными SSD-накопителями SATA.
|
|||
|
|
|
|||
|
|
Магнитные головки отвечают за считывание и запись данных, которые физически хранятся на множестве дисков с магнитным покрытием, уложенных друг над другом, называемых пластинами. Головки расположены в конце арматуры. Внутренние диски пластинки имеют две головки на одной руке. Это позволяет получить доступ к данным с обоих дисков, ниже и выше рычага. У верхнего и нижнего дисков пластинки есть только одна голова в конце руки. На противоположном конце рычага находится привод. Он обеспечивает перемещение руки для перемещения из центра тарелки, шпинделя, в крайние области пластины. Время, необходимое для размещения головы в правильном концентрическом местоположении, называется временем поиска. Когда головка находится в правильном концентрическом пространственном местоположении, больше времени тратится на ожидание вращения диска, так что сектор с запрошенными данными находится под головкой. Это время называется латентностью.
|
|||
|
|
|
|||
|
|
Головки расположены всего в нескольких нанометрах от вращающихся дисков. Говорят, что голова «летает» над блюдом, и поэтому расстояние между головой и пластиной называется «высотой полета». Головки предназначены для того, чтобы никогда не прикасаться к местам пластин, которые хранят данные и имеют магнитное покрытие. Если голова «приземлится» на тарелку, обе головы и секторы пластин могут быть уничтожены, что приведет к потере данных (отсюда и фраза «крушение жесткого диска» или «крушение головы»).
|
|||
|
|
|
|||
|
|
Жесткие диски извлекают и сохраняют данные из приложений по запросу ЦП. Это называется операциями ввода-вывода - короткое замыкание. Когда работающая программа требует определенной части данных, CPU отправляет инструкцию для данных, которые будут извлекаться с жесткого диска. Чтение этой части данных - операция ввода (с точки зрения ЦП). Затем программа может выполнить вычисление, которое изменяет данные, и результаты должны быть сохранены обратно на жесткий диск. Процессор запрашивает, чтобы данные были записаны обратно на диск. Это будет пример операции вывода (опять же, с точки зрения ЦП).
|
|||
|
|
|
|||
|
|
Производительность жесткого диска измеряется в основном двумя ключевыми метриками: 1) временем отклика, которое является длительностью выполнения операции чтения или записи, и 2) IOPS, которая является аббревиатурой «Операции ввода / вывода в секунду». Как следует из названия, IOPS представляет собой измерение максимальных операций ввода-вывода за одну секунду. Основным фактором достижения максимального IOPS при наименьшем времени отклика является скорость вращения жесткого диска, измеренная в оборотах в минуту (об / мин). Общие частоты вращения составляют 5400 об / мин, 7,200 об / мин, 10 000 об / мин и 15 000 об / мин (обычно обозначаются как 5,4K, 7,2K, 10K и 15K). Жесткие диски с более высокими скоростями вращения RPM) будут иметь больше пропускной способности недвижимости под головками для операций ввода-вывода (чтение и запись). Жесткие диски с более низким коэффициентом вращения RPM будут иметь гораздо более высокие механические задержки, так как меньше предметов недвижимости проходит под головами.
|
|||
|
|
|
|||
|
|
Один простой инструмент для измерения показателей производительности жестких дисков называется IOMeter (см. Ссылку ниже). Программа очень легкая и простая в установке. После его запуска и запуска может быть запущено несколько различных вариантов рабочих нагрузок для имитации чтения и записи данных на диск. Эти данные анализируются и выводят показатели для времени чтения / записи, IOPS, а также другие полезные показатели. Тесты могут быть сохранены для согласованных проверок, и данные могут быть легко проанализированы в виде таблицы или графика.
|
|||
|
|
|
|||
|
|
Жесткие диски, как правило, классифицируются по варианту использования (емкость или производительность). Домашние ПК и общие офисные рабочие места обычно используют более медленные вращающиеся жесткие диски (5.4K и 7.2K), которые отлично подходят для хранения изображений и офисных файлов. Однако, например, крупные базы данных, которые поддерживают транзакции онлайн-банкинга, используют более быстрые жесткие диски 10K и 15K RPM, поскольку они будут компонентами на корпоративном сервере или массиве хранения. Однако есть компромисс между производительностью и емкостью жесткого диска. Например, самый большой жесткий диск емкостью 15 КБ, доступный сегодня, составляет всего 600 ГБ, тогда как самый большой жесткий диск с максимальной емкостью 5,4 тыс. И 7,2 тыс. RPM составляет 10 ТБ. Привод 600 ГБ на 15 Кбит / с способен на 250 мкс времени отклика 3 мс (среднее значение). В то время как 10-Тбайт 7,2 КБ-накопитель не измеряет IOPS в заданное время отклика, так как он не оптимизирован и не предназначен для использования в IOPS. Есть также другие компромиссы в цене за ГБ, потребляемая энергия и размер (2,5 "против 3,5 дюйма).
|
|||
|
|
|
|||
|
|
Компьютеры хранят данные и файлы на жестких дисках для последующего использования. Поскольку на жестких дисках есть движущиеся части, для чтения файла с жесткого диска требуется гораздо больше времени, чем из ОЗУ или кэш-памяти на CPU. Вы можете думать о жестком диске в качестве шкафа для хранения: место для хранения вещей, которые мы сейчас не используем, но нужно позже. У вас недостаточно места на столе для всех ваших бумаг, поэтому вы храните вещи, которые не используете сейчас, в шкафу для подачи документов. Компьютер делает именно это. Он хранит файлы, которые он использует прямо сейчас в ОЗУ, и файлы, которые могут потребоваться позже, остаются на жестком диске. Хотя операционная система имеет время доступа и ответа, которые на два порядка быстрее по сравнению с жесткими дисками, их типичная емкость на 1-2 порядка меньше, чем обычный жесткий диск. Вы можете вставлять бумагу в картотеку, но только несколько на вашем столе.
|
|||
|
|
|
|||
|
|
Данные, хранящиеся в ОЗУ, считаются мимолетными, тогда как данные, записанные на жесткий диск, являются постоянными. Если мощность внезапно погаснет, все данные, находящиеся в ОЗУ, будут потеряны и не будут присутствовать после восстановления питания и перезагрузки компьютера. Однако данные, записанные на жесткий диск, будут там, когда питание будет восстановлено. По этой причине современные операционные системы и приложения будут периодически записывать данные сеанса и приложения, находящиеся в настоящее время в RAM, на жесткий диск. Таким образом, если питание отключится, всего 10 минут данных, введенных во вновь созданную электронную таблицу, которая работала в течение 3 часов, предшествующих отключению питания, и еще не сохранена на жестком диске. Эти файлы обычно обозначаются тильдой ~ и могут быть найдены во временном или временном каталоге или, возможно, в «слепом каталоге», содержимое которого называется скрытыми файлами.
|
|||
|
|
|
|||
|
|
## Твердотельные диски (SSD)
|
|||
|
|
|
|||
|
|
Твердотельные диски используют интегральные схемы для хранения данных. Поэтому SSD не имеет движущихся частей, таких как HDD. Это делает их менее подверженными физическим ударам, работает бесшумно и имеет более быстрое время чтения / записи, не требуя физического поиска данных.
|
|||
|
|
|
|||
|
|
SSD обычно используются только как загрузочные диски или хранилища для большинства используемых приложений на компьютере пользователя. Это связано с тем, что, хотя в последние годы его цена значительно уменьшилась, она по-прежнему намного дороже, чем традиционный жесткий диск. Таким образом, жесткие диски по-прежнему используются для хранения больших фрагментов данных, таких как наши фотографии и видео, или в центрах обработки данных или серверных фермах.
|
|||
|
|
|
|||
|
|
#### Дополнительная информация:
|
|||
|
|
|
|||
|
|
* [Википедия - жесткий диск](https://en.wikipedia.org/wiki/Hard_disk_drive)
|
|||
|
|
* [Википедия - Высота полета](https://en.wikipedia.org/wiki/Flying_height)
|
|||
|
|
* [Википедия - Хранение компьютерных данных](https://en.wikipedia.org/wiki/Computer_data_storage)
|
|||
|
|
* [PCMag - SSD против HDD: какая разница?](https://www.pcmag.com/article2/0,2817,2404258,00.asp)
|
|||
|
|
* [Цифровые тенденции - SSD и HDD](https://www.digitaltrends.com/computing/solid-state-drives-vs-hard-disk-drives)
|
|||
|
|
* [Проект IOMeter](http://www.iometer.org)
|