Характеристики жестких дисков

Averange access time (среднее время доступа).

Это среднее время доступа к случайно­му сектору на диске. Измеряется в миллисекундах. При запросе дан­ных с винчестера его контроллер снача­ла ищет нужный цилиндр, затем пере­ключается на нужную головку, а затем ждет поворота диска на определенный угол для того, чтобы искомый сектор оказался под головкой.

И только после этого выполняется чтение сектора в бу­фер накопителя.

На этот параметр влияют все характери­стики механики винчестера, но особен­но - скорость позиционирования, то есть то, насколько быстро винт спосо­бен шевелить головками.

Время доступа влияет на скорость работы с множест­вом мелких и сильно фрагментированных файлов, а также на то, как быстро система способна работать с нескольки­ми файлами одновременно (например, проигрывать музыку и одновременно копировать каталог).

Averange seek time (среднее время поиска ) отличается от времени до­ступа отсутствием затрат времени на чтение найденного сектора.

Linear read speed (скорость линейного чтения).

Этот параметр показывает, с какой ско­ростью винт позволяет читать информа­цию из большого по объему нефрагментированного файла.

Логика работы диска здесь следующая.

Головки подводятся к нужному цилинд­ру, ищется первый сектор файла, при­чем вся дорожка не может быть прочи­тана за один оборот диска, так как сек­торы расположены очень плотно и элек­троника не успевает обработать данные.

Поэтому дорожка читается за несколько оборотов диска. Их число зависит от низкоуровневого формата блинов (по­рядка чередования секторов, называе­мого " интерливингом" ) и встроенной микропрограммы накопителя. После прочтения одной дорожки, вин­честер перемещает головки на другую, соседнюю и читает ее, и так далее.

На перемещение головок между соседними дорожками также затрачивается опре­деленное время, называемое track-to-track seek time. Но больше всего ско­рость линейного чтения данных зависит от скорости вращения шпинделя. Поэто­му считается, что чем быстрей крутятся диски, тем быстрей он способен читать и писать информацию.

Это очень важно для работы, например с потоковым ви­део, звуком, организации виртуальной памяти и т. п.

Transfer rate (скорость передачи данных).

Параметр, показывающий, с какой скоростью винт позволяет читать и за­писывать информацию. Этот параметр зависит и от времени доступа, и от ско­рости линейного чтения-записи.

Кроме того, на него очень сильно влияет то, в каком месте диска находится читаемая информация - в начале или в конце.

Де­ло в том, что у современных дисков на внутренних дорожках помещается меньшее количество секторов, чем на внешних.

Сделано это для более полно­го использования площади дисков и по­вышения плотности записи.

Весь диск поделен на несколько концентрических зон с разным количеством секторов.

Та­кой способ хранения информации на­зывается Zone Bit Recording (ZBR).

Соот­ветственно, и скорость передачи инфор­мации на внутренних зонах будет мень­ше. Именно поэтому нельзя однозначно судить о быстродействии накопителя по времени, которое он затрачивает, на­пример, на копирование файла. Ведь файл может физически находиться в любом месте диска, а скорость переда­чи данных на внутренних дорожках обычно меньше в 1, 5-2 раза. При оценке скорости обычно строится график, представляющий собой наклонную ли­нию, на которой отчетливо видны зоны-ступеньки. Скорость передачи данных носителя представляет собой среднюю скорость, с которой накопитель может фактически считывать или записывать данные.

Существует два основных фактора, непосредственно влияющих на скорость передачи данных: скорость вращения диска и плотность линейной записи, или количество секторов на дорожке. Например, при равном количестве секторов на дорожке скорость передачи данных будет выше у дисковода, имеющего большую скорость вращения. По аналогии с этим, при равной скорости вращения накопитель с большей плотностью записи будет иметь большую скорость передачи. При сравнении эффективности накопителей следует учитывать оба фактора.

CPU Load (коэффициент загрузки процессора).

Характеризует долю участия централь­ного процессора компьютера при обме­не данными между накопителем и опе­ративной памятью. Тут все зависит от работы электроники винчестера, а также от режима работы диска (работает он в режиме UDMA или нет). Чем меньше за­грузка процессора, тем выше общее бы­стродействие системы.

Buffer / Cache Size (размер буфера).

Представляет собой объем внутреннего буфера кэш памяти винчесте­ра, размещенного между каналом чте­ния-записи и внешним интерфейсом.

Буфер позволяет уменьшить число фи­зических обращений к диску при частом чтении или записи одних и тех же дан­ных. Это способствует повышению скорости обмена и предот­вращает преждевременный износ по­движной системы накопителя.

Скорость передачи интерфейса

Скорость передачи интерфейса определяет, насколько быстро происходит перемещение данных из системной платы в буфер накопителя и обратно. Например, для UDMA5 133 теоретический предел скорости передачи интерфейса составляет 133 Мб/с.

Эти десятки мега­байт в секунду - это скорость работы с буфером диска, а не скорость непосредственного считы­вания с " блинов", которая всегда заметно ниже.

 

Технология S M A R T

S.M.A.R.T. (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technolodgy) - технология самотестирования разработанная производителями HDD для обеспечения более высокой степени надежности хранения информации. В настоящее время S.M.A.R.T. технологию поддерживают все производители HDD.

Пользователь компьютера оснащенного S.M.A.R.T. HDD и специальной программой S.M.A.R.T. диагностики будет заранее знать о возможном предаварийном состоянии HDD и, следовательно, сможет избежать потери данных хранящихся на винчестере.

Рис.5

На рис. 5 приведен пример таблица атрибутов программы HDtune Pro.

Состояние работоспособности оценивается по нескольким параметрам работы накопителя, которые называются атрибутами надежности - attributes. Каждый атрибут имеет свой номер - ID (идентификатор). Атрибутам надежности соответствуют параметры работы накопителя, которые могут характеризовать его естественный износ и предаварийное состояние:
- количество старт/стопных циклов выполненых накопителем;
- количество оборотов совершенных шпиндельным двигателем;
- количество позиционирований совершенных головками чтения/записи;
- высота полета головки чтения/записи над поверхностью диска;
- скорость передачи данных с магнитных поверхностей в кэш-буффер накопителя;
- время выхода накопителя в готовность;
- подсчет переназначений BAD-секторов;
- подсчет совершенных накопителем ошибок позиционирования;
- подсчет случаев коррекции данных при операциях чтение/запись;
- подсчет повторных рекалибровок накопителя и т.д.

Состав и количество атрибутов надежности определяются самими производителями индивидуально для каждого типа HDD.

Если S.M.A.R.T. в процессе мониторинга накопителя обнаруживает несоответствие параметров, то драйверу диска отправляется предупреждающее сообщение, а драйвер информирует о " нестандартной ситуации" операционную систему. Операционная система оповещает пользователя о необходимости немедленного резервного копирования данных. В этом предупреждающем сообщении может также содержаться информация о типе, производителе, номере накопителя.

Большинство S.M.A.R.T. HDD имеют от 3 до 15 атрибутов надежности. Максимально возможное их количество 30.

Значения атрибутов надежности могут лежать в диапазоне от 1 до 253.

Первоначально атрибуты имеют максимальные значения. По мере износа винчестера или в случае возникновения предаварийного состояния значения атрибутов надежности уменьшаются. Следовательно, высокое значение атрибутов говорит о низкой вероятности выхода накопителя из строя и, соответственно, низкое значение атрибутов - о низкой надежности накопителя и о высокой вероятности выхода его из строя.

Как правило, верхние границы атрибутов надежности имеют значение 100 (IBM, Quantum, Fujitsu) или 253 (Samsung). Но есть и исключения, так у HDD Western Digital моделей WDAC34000, WDAC33100, WDAC31600 первый атрибут надежности имеет максимальное значение 200, а остальные 100.

Для каждого атрибута надежности разработчиками HDD определяется пороговое значение - thresholds. Если хотя бы одно из значений атрибутов меньше, чем соответствующее пороговое значение, значит хранить данные на таком винчестере становится опасно.

Винчестер постоянно обновляет таблицу атрибутов, таким образом, все важные события откладываются в счетчиках накопителях, и остаются там даже во время выключения питания. Более того, винчестер постоянно сравнивает текущее значение каждого атрибута с наихудшим, которое уже имело место, и заносит новые наихудшие значения в специальный журнал.

На основании анализа полученных значений атрибутов и их сравнения с таблицей предельных значений, вычисляется статус о здоровье диска - информация о возможном его скором отказе. Различные программы, получая конкретные цифры из SMART-журналов в различные моменты времени, могут проанализировать динамику изменений, что способно предсказать будущее этого накопителя.

 

Жизненно важных атрибутов несколько. Значение атрибута ID 01 «Ошибки чтения» (Read Error Rate). Зани­женное число говорит о наличии дефек­тов поверхности или о неисправности в блоке головок.

Ошибки могут появляться и при пе­редаче данных по интерфейсу, об этом говорит строка с ID C7 - «CRC-ошибки UltraDMA» (UltraDMA CRC Error Count). Здесь под подозрение в первую очередь попадает «левый» кабель, либо контрол­лер SATA.

Причиной также может быть завышенность частоты шины PCI.

Переназначенные секторы (Realloca­ted Sector Count), ID 05, а точнее их нали­чие, - это сигнал о проблемах. Суть их в том, что автома­тика НЖД «неотзывчивые» ячейки (Bad Blocks) перемаркировывает, замещая их новыми из специальной резервной об­ласти (Spare Area). Количест­во «бэдов» в большинстве случаев быстро увеличивается, а при их росте про­изводительность диска снижается. Часть данных из погибших ячеек становится недоступной, что мо­жет сделать ту или иную программу не­работоспособной (включая собственно ОС).

На какое-то время винчестера еще хватит, но сейчас самое время спасать данные. Какие сектора признать годны­ми, а какие списанными и подлежащими перемаркировке решает микроконтрол­лер накопителя, а утилиты только выпол­няют задачу.

Одной из разновидностей «бэдов» являются еще «живые» ячейки, время доступа к которым значительно дольше, чем у большинства соседей. Система S.M.A.R.T. подсчитает кандидатов на вы­лет в строке «Секторы на замену» (Cur­rent Pending Error Count), ID C5, но если «полубэды» вдруг начинают читаться, число увеличивается. Большое количест­во попавших на карандаш секторов (ма­ленькое значение параметра) говорит о начавшейся деградации поверхности пластин,.

Если легонько треснуть винчестером об стол, наверняка в будущем появятся ошибки позиционирования (Seek Error Rate), ID 07. Это говорит о неправильной работе блока головок, при критических значениях параметра винт может стать нечитаемым.

Не менее важный параметр - ID 03 «Время раскрутки / остановки шпинде­ля» (Spin-up Time). В таком точном меха­ническом устройстве, как жесткий диск, долгий выход на нужные обороты гово­рит о проблемах с двигателем, подшип­никами или об общем ухудшении в элек­троснабжении или о негоризонтальном поло­жении винчестера.

Другая серьезная проблема - невозмож­ность почему-либо раскрутить двига­тель и соответствующий счетчик попы­ток запуска (Spin Retry Count), ID 0A.

Ухудшение остальных параметров то­же нежелательно, и эти процессы вносят свою лепту в снижение скоростей чте­ния / записи.

Строки с ID 04, 09, ОС - «Число запу­сков / остановок шпинделя» (Start / Stop Count), «Время работы (часы)» (Power on Hours), «Число включений» (Power Cycle Count) дают информацию о продолжительности эксплуатации диска.

 

Задания к лабораторной работе и порядок проведения

Задание 1

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. RAID (Redundant Array of Independent Disk - массив независимых дисков с избыточностью)
2. Внутридисковые вмешательства
3. Жесткорамные и дисковые машины.
4. Концепция Н.П. Бехтеревой о жестких и гибких звеньях мозгового обеспечения психической деятельности разрешает это противоречие.
5. Правда ли, что вы хорошо работаете под давлением жестких сроков?
6. Программы обслуживания дисков
7. Скорость резания и число оборотов при фрезеровании пазов дисковой фрезой
8. Создание логических дисков на НЖМД
9. Структура DVD-дисков и принцип записи
10. Структура магнитного диска (разбиение дисков на разделы)