เหตุใด HDD จึงต้องสูญเสียประสิทธิภาพเนื่องจากความจุลดลง


15

วันนี้ฉันกำลังดูแผ่นข้อมูล HDDของฉัน(Western Digital 500GB WD5000BPKT) และฉันสังเกตเห็นว่าสำหรับทั้งครอบครัว "แถว" สมรรถนะ "โฮสต์" ไปยัง / จากไดรฟ์ (ยั่งยืน) "ลดลงในการอ่านและเขียนเนื่องจาก ความจุลดลง:

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

นี่ทำให้ฉันสงสัยว่าทำไม ฉันไม่ได้สังเกตพารามิเตอร์อื่น ๆ ที่แตกต่างในตารางนี้ยกเว้นความจุของอุปกรณ์ (750GB ถึง 160GB) ฉันยังค้นหาครอบครัวอื่นและฉันพบว่าพฤติกรรมเดียวกัน (Samsung และ Seagate ไม่แสดงพารามิเตอร์ประสิทธิภาพนี้ในเอกสารข้อมูลทางเทคนิค)

ดังนั้นเมื่อพิจารณาว่าดิสก์ทั้งหมดเป็นของครอบครัวเดียวกันและมีสาระสำคัญเหมือนกันมีคนรู้เหตุผลทางกายภาพที่แน่นอนสำหรับพฤติกรรมนี้หรือไม่?

คำตอบ:


17

ความหนาแน่นในการจัดเก็บข้อมูลของฮาร์ดไดรฟ์ขนาดใหญ่นั้นสูงกว่าความหนาแน่นของฮาร์ดไดรฟ์ขนาดเล็ก ด้วยความเร็วรอบการหมุนเท่ากัน (7200 RPM) นี่หมายความว่าสามารถอ่าน / เขียนข้อมูลได้เร็วขึ้น

จากความหนาแน่นของหน่วยความจำของหน่วยความจำ # เอฟเฟกต์ต่อประสิทธิภาพ - Wikipedia สารานุกรมฟรี :

การเพิ่มความหนาแน่นของพื้นที่จัดเก็บของสื่อจะช่วยเพิ่มความเร็วในการถ่ายโอนซึ่งสื่อนั้นสามารถใช้งานได้ สิ่งนี้เห็นได้ชัดที่สุดเมื่อพิจารณาจากสื่อบันทึกดิสก์ที่หลากหลายซึ่งองค์ประกอบหน่วยเก็บข้อมูลกระจายอยู่เหนือพื้นผิวของดิสก์และจะต้องมีการหมุนเวียนทางกายภาพภายใต้ "หัว" เพื่อให้สามารถอ่านหรือเขียนได้ ความหนาแน่นที่สูงกว่าหมายถึงมีการเคลื่อนย้ายข้อมูลใต้ศีรษะมากขึ้นสำหรับการเคลื่อนที่เชิงกลที่กำหนด

เมื่อพิจารณาจากฟลอปปี้ดิสก์เป็นตัวอย่างพื้นฐานเราสามารถคำนวณความเร็วในการถ่ายโอนที่มีประสิทธิภาพโดยการพิจารณาว่าบิตเคลื่อนที่เร็วแค่ไหนในส่วนหัว ฟลอปปี้ดิสก์มาตรฐาน3½ "หมุนที่ 300 รอบต่อนาทีและแทร็กในสุดยาวประมาณ 66 มม. (รัศมี 10.5 มม.) ที่ 300 รอบต่อนาทีความเร็วเชิงเส้นของสื่อภายใต้หัวจึงประมาณ 66 มม. x 300 รอบต่อนาที = 19800 มม. / นาที หรือ 330 มม. / วินาทีตามแทร็กนั้นจะถูกเก็บไว้ที่ความหนาแน่น 686 บิต / มม. ซึ่งหมายความว่าหัวเห็น 686 บิต / มม. x 330 มม. / วินาที = 226,380 บิต / วินาที (หรือ 28.3 KiB / s) .

พิจารณาการปรับปรุงการออกแบบที่เพิ่มความหนาแน่นของบิตเป็นสองเท่าโดยการลดความยาวตัวอย่างและรักษาระยะห่างแทร็กเดิม สิ่งนี้จะส่งผลให้ความเร็วในการโอนเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าทันทีเนื่องจากบิตจะผ่านไปทางใต้ศีรษะเป็นสองเท่าอย่างรวดเร็ว อินเทอร์เฟซแบบฟลอปปี้ดิสก์รุ่นแรกได้รับการออกแบบโดยคำนึงถึงความเร็วในการถ่ายโอน 250 kbit / s และมีประสิทธิภาพสูงกว่าด้วยการแนะนำ "ความหนาแน่นสูง" 1.44 MB (1,440 KiB) ในปี 1980 พีซีส่วนใหญ่มีอินเตอร์เฟสที่ออกแบบมาสำหรับไดรฟ์ความหนาแน่นสูงที่ทำงานที่ 500 kbit / s แทน สิ่งเหล่านี้ก็ถูกครอบงำด้วยอุปกรณ์รุ่นใหม่อย่าง LS-120 ซึ่งถูกบังคับให้ใช้อินเทอร์เฟซความเร็วสูงเช่น IDE

(เน้นที่เหมือง)


ระวังการเปรียบเทียบกับฟลอปปี้ ฟลอปปี้ดิสก์ (และ ST-506) อินเตอร์เฟสมีข้อมูลดิบไปยัง / จากคอนโทรลเลอร์บนโฮสต์พีซี ไดรฟ์ IDE และ SATA มีตัวควบคุมดิสก์ออนบอร์ดซึ่งจะบัฟเฟอร์ข้อมูลทั้งหมดหลังจากอ่านหัว อัตราการถ่ายโอน PATA / SATA ไปยัง / จากโฮสต์พีซีนั้นมีความเป็นอิสระและแยกจากการดำเนินการ R / W ทั้งหมดโดยสิ้นเชิง อัตราการถ่ายโอน "ที่ยั่งยืน" ในแผนภูมิคือค่าเฉลี่ยที่รวมเวลาว่างหรือเวลาที่ไม่ทำงานบนอินเทอร์เฟซ (ในขณะที่เข้าถึง / อ่านเซกเตอร์) รวมถึงการถ่ายโอนข้อมูล 3 Gb / วินาทีทั้งหมด
ขี้เลื่อย

@sawdust: การเปรียบเทียบฟลอปปี้เป็นเพียงเพื่อแสดงให้เห็นว่าความหนาแน่นสูงขึ้นอาจส่งผลให้ความเร็วสูงขึ้น การบอกว่าอัตราการถ่ายโอนแบบโฮสต์ต่อไดรฟ์นั้นเป็นอิสระและแยกจากสื่อทั้งหมดโดยสิ้นเชิง อัตราการถ่ายโอนสูงสุดอย่างต่อเนื่องเป็นค่าเฉลี่ยในช่วงเวลาที่ยาวนานและมักจะระบุไว้สำหรับการอ่านตามลำดับ สิ่งนี้จะช่วยให้สวิทช์ของหัว / สูบจ่ายน้อยที่สุดดังนั้นอัตราการส่งสัญญาณจึงเป็นปัจจัยชี้ขาด
Dennis

ตกลงนั่นไม่ได้พูดอย่างชัดเจน เนื่องจากเวลารวมของการถ่ายโอนเซกเมนต์ของ read-head-to-sector-buffer และ sector-buffer-to-host ถูกรวมเข้าด้วยกันทั้งคู่มีความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์กับอัตราการถ่ายโอนเฉลี่ย แต่การดำเนินการทั้งสองนี้เกิดขึ้นตามลำดับไม่ใช่พร้อมกัน ข้อมูลเซกเตอร์ถูกอ่านลงในบัฟเฟอร์ (ในอัตราที่อิงจากความหนาแน่นบิตของแผ่นเสียง) มันจะถูกตรวจสอบแล้ว การแก้ไขข้อผิดพลาดจะถูกนำไปใช้หากจำเป็นหรืออาจจะต้องอ่านเซกเตอร์ หลังจากการตรวจสอบข้อมูลภาคจะถูกโอนไปยังโฮสต์ (ในอัตราของอินเตอร์เฟซในกรณีนี้ SATA II 3Gb / วินาที)
ขี้เลื่อย

4

ไดรฟ์ทั้งหมดมีขนาดเท่ากัน (ตามความสูงความกว้างความลึก) ดังนั้นเพื่อให้พอดีกับข้อมูลมากขึ้นในขนาดนั้นข้อมูลจะต้องได้รับการบรรจุที่ความหนาแน่นสูงกว่า

ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว (เช่นหัว) ใน HDD ส่วนใหญ่มีการเคลื่อนไหวด้วยความเร็วเท่ากัน

ดังนั้นหากคุณเพิ่มความหนาแน่นของข้อมูล แต่ความเร็วที่คุณเลื่อนไปตามข้อมูลที่กล่าวมานั้นคงที่คุณจะเพิ่มปริมาณงานโดยรวม


1
ใช่ แต่ - ไดรฟ์ทั่วไปอาจมีแผ่นหนึ่งสองหรือสามแผ่น ความจุทั้งหมดไม่ใช่ตัวบ่งชี้ที่แน่นอนของความหนาแน่นของข้อมูล นี่คือโพสต์ ( rml527.blogspot.com/2010/10/ … ) ที่มีรายการไดรฟ์ Western Digital 2.5 นิ้วที่มีความหนาแน่น 160 GB, 250 GB, 320 GB และ 500 GB ต่อแผ่นเสียง
Dave Becker

3

ฉันเชื่อว่ารูปแบบขั้นสูงหมายถึงการใช้งานของภาค 4k แทน 512bytes เหนือสิ่งอื่นใดการเปลี่ยนแปลงนี้หมายความว่าจำเป็นต้องใช้บิตน้อยบนแผ่นเสียงสำหรับรหัส ECC ดังนั้นต้องอ่านบิตให้น้อยลงเพื่อรับข้อมูลตามจำนวนที่กำหนด สิ่งอื่น ๆ ทั้งหมดนี้จะส่งผลให้อัตราการถ่ายโอนสูงสุดสูงสุดเล็กน้อย นี่อาจเป็นคำอธิบายสำหรับความแตกต่างระหว่างไดรฟ์ 500MB สองตัว


1

แค่เดากันเถอะ แต่:

ฮาร์ดไดรฟ์ถูกแบ่งออกเป็นหลายแทร็คแต่ละอันแบ่งออกเป็นบล็อกขนาดใหญ่หลาย ๆ อันอย่างเท่าเทียมกัน

เมื่ออ่านข้อมูลฮาร์ดไดรฟ์แรกจะย้ายหัวไปยังแทร็กที่ถูกต้องจากนั้นรอจนกระทั่งดิสก์หมุนไปที่บล็อกขวา สำหรับการอ่านไฟล์ขนาดใหญ่อย่างต่อเนื่องซึ่งครอบคลุมหลายช่วงตึกและติดตามการเคลื่อนไหวนี้ต้องเกิดขึ้นบ่อยครั้ง (ยิ่งมีการกระจายตัวสูงขึ้น)

ไดรฟ์ที่ใหญ่กว่ามีอัตราการจัดเก็บข้อมูลที่สูงกว่าในแต่ละแทร็คหรือมีดิสก์เพิ่มเติม วิธีนี้หัวไม่ถูกบังคับให้ย้ายสิ่งนี้บ่อยครั้งซึ่งช่วยเพิ่มอัตราการถ่ายโอนอย่างมีประสิทธิภาพ

(อ่านเกี่ยวกับเวลาเข้าถึงบนวิกิพีเดีย )


1

นอกเหนือจากความหนาแน่นของบิตที่สูงขึ้นแล้วอีกคำตอบที่เป็นไปได้คือ HDs ที่ใหญ่กว่านั้นมีจาน / ดิสก์มากขึ้น ด้วย platters มากขึ้นคุณจะเห็นบิตมากขึ้นในเวลาเดียวกันโดยไม่ต้องย้ายหัวอ่าน นอกจากนี้ไดรฟ์บางตัวยังไปที่แผ่นด้าน 2 ด้านที่มีเอฟเฟกต์เหมือนกัน

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.