Tại sao ổ cứng bị giảm hiệu năng do giảm dung lượng?


15

Hôm nay tôi đã xem qua bảng dữ liệu ổ cứng của mình (Western Digital 500GB WD5000BPKT) và tôi nhận thấy rằng đối với toàn bộ gia đình của mình, hàng "Hiệu suất" "Lưu trữ đến / từ ổ đĩa (được duy trì)" giảm đáng kể về hiệu suất đọc và ghi do một giảm công suất:

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Điều này khiến tôi tự hỏi tại sao. Tôi không nhận thấy bất kỳ tham số nào khác khác trên bảng này ngoại trừ dung lượng thiết bị (750GB đến 160GB). Tôi cũng đã tìm kiếm các gia đình khác và tôi thấy hành vi tương tự (Samsung và Seagate không hiển thị thông số hiệu suất này trên bảng dữ liệu của họ).

Vì vậy, xem xét rằng tất cả các đĩa thuộc về cùng một gia đình và về bản chất là như nhau, có ai biết lý do chính xác cho hành vi này không?

Câu trả lời:


17

Mật độ lưu trữ của các ổ cứng lớn hơn cao hơn mật độ của các ổ nhỏ hơn. Với cùng tốc độ quay (7200 vòng / phút), điều này có nghĩa là dữ liệu có thể được đọc / ghi nhanh hơn.

Từ mật độ lưu trữ bộ nhớ # Hiệu ứng về hiệu suất - Wikipedia, bách khoa toàn thư miễn phí :

Việc tăng mật độ lưu trữ của một phương tiện hầu như luôn cải thiện tốc độ truyền mà phương tiện đó có thể hoạt động. Điều này là rõ ràng nhất khi xem xét các phương tiện dựa trên đĩa khác nhau, trong đó các yếu tố lưu trữ được trải trên bề mặt của đĩa và phải được quay vật lý dưới "đầu" để được đọc hoặc ghi. Mật độ cao hơn có nghĩa là nhiều dữ liệu di chuyển dưới đầu cho bất kỳ chuyển động cơ học nhất định.

Coi đĩa mềm là một ví dụ cơ bản, chúng ta có thể tính tốc độ truyền hiệu quả bằng cách xác định tốc độ các bit di chuyển dưới đầu. Đĩa mềm 3½ "tiêu chuẩn quay với tốc độ 300 vòng / phút và rãnh trong cùng dài khoảng 66 mm (bán kính 10,5 mm). Ở tốc độ 300 vòng / phút, tốc độ tuyến tính của phương tiện dưới đầu là khoảng 66 mm x 300 vòng / phút = 19800 mm / phút , hoặc 330 mm / s. Cùng với đó, các bit được lưu trữ ở mật độ 686 bit / mm, có nghĩa là đầu nhìn thấy 686 bit / mm x 330 mm / s = 226.380 bit / s (hoặc 28.3 KiB / s) .

Bây giờ hãy xem xét một cải tiến cho thiết kế tăng gấp đôi mật độ của các bit bằng cách giảm chiều dài mẫu và giữ khoảng cách theo dõi giống nhau. Điều này sẽ ngay lập tức dẫn đến việc tăng gấp đôi tốc độ truyền vì các bit sẽ được truyền dưới đầu nhanh gấp đôi. Các giao diện đĩa mềm ban đầu được thiết kế ban đầu với tốc độ truyền 250 kbit / giây và đã vượt trội hơn so với việc giới thiệu các đĩa mềm "mật độ cao" 1,44 MB (1,440 KiB) trong những năm 1980. Phần lớn các PC bao gồm các giao diện được thiết kế cho các ổ đĩa mật độ cao chạy ở tốc độ 500 kbit / s. Những thứ này cũng bị áp đảo hoàn toàn bởi các thiết bị mới hơn như LS-120, chúng buộc phải sử dụng các giao diện tốc độ cao hơn như IDE.

(nhấn mạnh của tôi)


Hãy cẩn thận với việc so sánh với một đĩa mềm. Giao diện đĩa mềm (và ST-506) có dữ liệu thô đến / từ bộ điều khiển trên PC chủ. Ổ đĩa IDE và SATA có bộ điều khiển đĩa trên bo mạch giúp đệm hoàn toàn dữ liệu sau đầu đọc. Tốc độ truyền PATA / SATA đến / từ PC chủ là độc lập và tách biệt hoàn toàn với các hoạt động của đầu R / W. Tốc độ truyền "duy trì" trong biểu đồ là mức trung bình bao gồm thời gian rảnh hoặc thời gian chết trên giao diện (trong khi các cung được truy cập / đọc) cũng như chuyển dữ liệu 3 Gb / giây đầy đủ.
mùn cưa

@sawdust: Sự tương tự đĩa mềm chỉ đơn thuần là để minh họa mật độ cao hơn có thể dẫn đến tốc độ cao hơn. Nói rằng tốc độ truyền từ máy chủ đến ổ đĩa độc lập và tách biệt hoàn toàn với tốc độ phương tiện truyền thông là một chút xa vời. Tốc độ truyền tối đa được duy trì trung bình trong một khoảng thời gian dài và thường được chỉ định cho các lần đọc tuần tự. Điều này giữ cho công tắc đầu / xi lanh ở mức tối thiểu, vì vậy tốc độ phương tiện là yếu tố quyết định.
Dennis

OK, đó không phải là từ rõ ràng. Vì thời gian chuyển ngành của bộ đệm đọc từ đầu đến vùng đệm và vùng đệm đến máy chủ được tính tổng, cả hai đều có mối tương quan toán học với tốc độ truyền trung bình. Nhưng hai hoạt động này xảy ra tuần tự , không đồng thời. Dữ liệu ngành được đọc vào bộ đệm (với tốc độ dựa trên mật độ bit của đĩa). Sau đó nó được xác nhận. Sửa lỗi được áp dụng nếu cần thiết, hoặc có thể khu vực phải được đọc lại. Chỉ sau khi xác minh, dữ liệu ngành được chuyển đến máy chủ (theo tốc độ của giao diện, trong trường hợp này là SATA II 3Gb / giây).
mùn cưa

4

Vâng, tất cả các ổ đĩa được cho là có cùng kích thước (như chiều cao, chiều rộng, chiều sâu). Vì vậy, để phù hợp với nhiều dữ liệu hơn vào kích thước đó, dữ liệu phải được đóng gói ở mật độ cao hơn.

Các bộ phận chuyển động (như đầu) trong ổ cứng hầu như đều di chuyển với cùng tốc độ.

Vì vậy, nếu bạn tăng mật độ dữ liệu, nhưng tốc độ bạn di chuyển qua dữ liệu nói không đổi, bạn sẽ tăng thông lượng tổng thể.


1
Có, nhưng - một ổ đĩa thông thường có thể có một, hai hoặc ba đĩa. Tổng dung lượng không phải là một chỉ số tuyệt đối về mật độ dữ liệu. Đây là một bài đăng ( rml527.blogspot.com/2010/10/ trên ) liệt kê các ổ đĩa Western Digital 2.5 inch với mật độ 160 GB, 250 GB, 320 GB và 500 GB cho mỗi đĩa.
Dave Becker

3

Tôi tin rằng Định dạng Nâng cao đề cập đến việc sử dụng các lĩnh vực 4k thay vì 512byte. Trong số những thứ khác, thay đổi này có nghĩa là cần ít bit hơn trên đĩa để sử dụng cho mã ECC. Kết quả là cần phải đọc ít bit hơn để lấy một lượng dữ liệu nhất định ra khỏi ổ đĩa; với mọi thứ khác giống nhau, điều này sẽ dẫn đến tốc độ truyền tối đa cao hơn một chút. Đây có thể là lời giải thích cho sự khác biệt giữa hai ổ đĩa 500 MB.


1

Chà, chỉ là một phỏng đoán hoang dã, nhưng:

Một ổ cứng được chia thành nhiều rãnh, mỗi rãnh được chia thành nhiều khối lớn như nhau.

Khi đọc dữ liệu, ổ cứng trước tiên sẽ di chuyển đầu của nó sang rãnh bên phải và sau đó đợi cho đến khi đĩa quay sang đúng khối. Để đọc liên tiếp các tệp lớn hơn trải dài trên một số khối và theo dõi chuyển động này phải xảy ra khá thường xuyên. (thậm chí nhiều hơn với sự phân mảnh cao hơn)

Các ổ đĩa lớn hơn có tốc độ dữ liệu cao hơn được lưu trữ trên mỗi rãnh hoặc chứa một đĩa bổ sung. Bằng cách này, người đứng đầu không bị buộc phải di chuyển điều này thường xuyên giúp tăng tốc độ truyền tải một cách hiệu quả.

(đọc về thời gian truy cập trên wikipedia )


1

Ngoài mật độ bit cao hơn, một câu trả lời khả thi khác là các HD lớn hơn có nhiều đĩa / đĩa hơn. Với nhiều đĩa hơn, bạn sẽ thấy nhiều bit hơn cùng một lúc mà không phải di chuyển các đầu đọc. Ngoài ra, một số ổ đĩa đi đến đĩa 2 mặt có hiệu lực tương tự

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.