Современные жесткие диски для пользовательских ПК

Максим Афанасье

Диски Hitachi

Диски Samsung

Диски Seagate

Диски Western Digital

Заключение

Сфера применения жестких дисков с SATA-интерфейсом продолжает расширяться. Они остаются основным местом хранения информации на персональном компьютере, полностью вытеснив устаревший интерфейс PATA. Увеличенный ресурс и длительный гарантийный срок эксплуатации некоторых моделей позволяют успешно применять их в серверах и высокопроизводительных рабочих станциях.
Компании — производители жестких дисков уделяют большое внимание выпуску продукции для бытовой электроники (DVD-плееров, игровых приставок и пр.). Особенностью подобных дисков является ориентация на работу с потоковыми данными (видео- и аудиоконтент) и уменьшение шума даже за счет увеличения времени поиска.

После относительного затишья на рынке жестких дисков в последнее время произошло много заметных событий. Так, в середине года большинство компаний-производителей анонсировало терабайтные жесткие диски, которые к концу года стали доступны покупателям. Это произошло после того, как все производители занялись освоением пластин с увеличенной плотностью записи. Появились диски с плотностью записи 200, а затем и 250 Гбайт на пластину; наконец, недавно компания Samsung объявила об использовании пластин с плотностью записи до 364 Гбайт на пластину (однако на прилавках этих дисков пока не видно).

В результате максимальная емкость жестких дисков была доведена в этом году до одного терабайта, что является новой ступенью в их развитии. Первой такой моделью стал жесткий диск HDS721010KLA330 от компании Hitachi, уникальной особенностью которого является пятипластинная компоновка (нетрудно догадаться, что в этой модели применялись диски с плотностью 200 Гбайт на пластину). Позднее модели этой емкости выпустили компании Western Digital и Seagate, использующие четырехпластинную компоновку (то есть применялись пластины плотностью 250 Гбайт) и пластины повышенной плотности записи.

Стоит отметить, что результаты тестирований, проведенных в этом году, показывают, что у дисков с увеличенной плотностью записи растет скорость линейного чтения, а следовательно, и производительность приложений, работающих с длинными файлами, однако производительность работы с короткими файлами может ухудшаться из-за увеличения времени доступа. С ростом плотности записи уменьшается ширина дорожки, вследствие чего осложняется позиционирование головки. Обычным явлением, особенно в дисках большой емкости, становится использование буфера объемом 16 Мбайт. А в последних моделях (для дисков с объемом 1 Тбайт и 750 Гбайт) применяется буфер объемом 32 Мбайт.

Полностью закончилось внедрение версии стандарта SATA (спецификации 2.0 и 2.5), которую иногда называют SATA II. Этот стандарт имеет избыточную сегодня скорость работы интерфейса, достигающую 300 Мбайт/с. Обязательной функцией стала поддержка оптимизации обработки очереди команд (NCQ), введены возможности поочередного включения дисков, управления потребляемой мощностью, а также ряд других функций. Отметим, что поскольку технология NCQ (Native Command Quiet) актуальна при работе в многозадачном режиме, то нынешние компьютеры, в которых устанавливаются двухъ- и четырехъядерные процессоры, получают прирост в производительности при ее использовании, тогда как раньше она могла полноценно применяться лишь в серверах и высокопроизводительных рабочих станциях.

В этом году наметились серьезные изменения и в технологиях, используемых в жестких дисках.

Компании Seagate и Samsung начали производить гибридные диски, совмещающие в себе технологию флэш-памяти и обычных жестких дисков. В настоящее время доступны 2,5-дюймовые модели, которые предназначены для установки в ноутбуках и других портативных устройствах и поддерживают только новую операционную систему Windows Vista. Эти диски позволяют снизить энергопотребление, а также повысить скорость работы с часто используемыми данными, поскольку они подгружаются именно на флэш-память (технология ReadyBoost), что, в свою очередь, значительно сокращает время доступа к ним и существенно ускоряет загрузку операционной системы (технология ReadyBoot). Вслед за этим компании Samsung и SanDisk, являющиеся одними из лидеров по производству флэш-памяти, анонсировали модели так называемых Solid State Disk (SSD-дисков), которые полностью основаны на флэш-памяти. Сейчас на зарубежном рынке доступны модели емкостью 128 и 256 Гбайт, а ко II кварталу следующего года планируется выпуск моделей объемом 512 Гбайт. Основное преимущество этих дисков заключается в низком энергопотреблении и большой скорости доступа к данным, а также, что немаловажно, в отсутствии движущихся частей. Производимые на данный момент модели ориентированы на установку в портативных устройствах. Однако справедливости ради отметим, что стоимость таких моделей намного превышает обычные HDD, поэтому они не пользуются спросом и купить их на российском рынке практически невозможно.

Большинство новых жестких дисков стали производиться по технологии перпендикулярной записи, поскольку возможности параллельного метода записи и головок чтения, использующих гигантский магниторезистивный эффект (GMR), полностью себя исчерпали. Началось промышленное применение нового типа головок чтения и нового метода записи на основе туннельного магниторезистивного эффекта (TMR), что, благодаря их большей чувствительности, позволяет увеличить плотность записи примерно на 50% в случае параллельной записи.

Постепенно стали появляться модели жестких дисков для серверов с интерфейсом SAS (Serial Attached SCSI), который впоследствии должен заменить SCSI, поскольку обладает более высокой пропускной способностью.

Кроме того, все последние модели жестких дисков производятся в соответствии с директивой RoHS (Restriction of Hazardous Substances), которая предполагает ограниченное использование экологически опасных материалов.

Максимальной производительностью среди жестких дисков с SATA-интерфейсом обладают новые терабайтные модели компании Seagate, которые, в отличие от других подобных жестких дисков, имеют повышенную скорость передачи данных при чтении и записи (до 105 Мбайт/с).

Диски со скоростью вращения пластин 5400 об./мин выпускаются теперь только для применения в бытовой электронике, ноутбуках и портативных устройствах.

Далее речь пойдет о современных моделях жестких дисков с интерфейсом SATA и скоростью вращения 7200 об./мин.

Мы не рассматриваем диски с PATA-интерфейсом, поскольку, на наш взгляд, подобные устройства должны использоваться только в старых системах для замены или увеличения дискового пространства, а их применение в новых компьютерах уже неоправданно, хотя некоторые модели до сих пор производятся компаниями. Главным доводом в поддержку этой точки зрения является конструкция современных материнских плат, которые имеют только один PATA-канал, к которому подключается оптический привод. Подключение жесткого диска на один канал с оптическим приводом заметно замедлит работу жесткого диска.

Важным вопросом при выборе жесткого диска является его размер. Дело в том, что сегодня резко изменяется характер хранимой информации. Кроме офисных документов, которые не занимают много места, на дисках, как правило, хранятся фотоальбомы, музыкальные коллекции и фильмы (часто очень высокого разрешения), поэтому дисковое пространство расходуется очень быстро. Любителям игр следует помнить, что для их хранения тоже требуется все больше дискового пространства. Поэтому сегодня, если нет жестких ограничений по стоимости, размер диска домашнего компьютера должен составлять как минимум 250-300 Гбайт. А с массовым внедрением оптических дисков HD DVD и BlueRay, где один фильм занимает 25-50 Гбайт, даже такого объема может не хватить.

Диски Hitachi

Компания Hitachi, которая приобрела подразделение IBM, отвечающее за жесткие диски, сохранила традиционную маркировку дисков. Все диски компании для ПК (табл. 1) относятся к следующим сериям: Deskstar 7K1000, Deskstar E7K500, Deskstar T7K500, Deskstar 7K250, Deskstar 7K160 и Deskstar 7K80. Заметим, что в состав серий входят также диски с интерфейсом ATA100, которые не представлены в таблице. Модификации с интерфейсом Serial ATA можно отличить по двум последним буквам SA или LA в названии модели.

Таблица 1. Жесткие диски Hitachi

В семейство Deskstar 7K1000 входят два жестких диска с интерфейсом SATA объемом 1 Тбайт и 750 Гбайт на основе пяти пластин и десяти головок (чтение/запись) — как известно, другими производителями такая компоновка не используется. Это серия самая последняя и наиболее производительная, поскольку в моделях буфер составляет 32 Мбайт.

Серия T7K250 насчитывает самое большое количество моделей жестких дисков — восемь штук. Емкость моделей этой серии составляет 500, 400, 320 и 250 Гбайт. Каждый из дисков представлен в двух версиях с объемом буфера 8 и 16 Мбайт.

Основное отличие серий Deskstar T7K250 и Deskstar T7K500 от предыдущих — Deskstar 7K250 и Deskstar 7K500 — заключается лишь в том, что первая серия оснащена интерфейсом SATA II с пропускной способностью 300 Мбайт/с, в то время как диски серий Deskstar 7K250 и Deskstar 7K500 обладают интерфейсом SATA, максимальная пропускная способность которого составляет 150 Мбайт/с.

Серия Deskstar 7K250 также является многочисленной — в нее входит пять дисков объемом 250, 160, 120, 80 и 40 Гбайт. От других серий они отличаются интерфейсом SATA с пропускной способностью 150 Мбайт/с.

Серии Deskstar 7K160 и Deskstar 7K80 включают по две модели каждая, емкость которых составляет 160 и 80, и 80 и 40 Гбайт соответственно, а время доступа — 8,5 мс. В обеих сериях  в жестких дисках установлено по одной пластине, а интерфейс SATA имеет пропускную способность 150 Мбайт/с.

Диски Samsung

Все жесткие диски компании Samsung (табл. 2) имеют единое название SpinPoint, хотя и разделены на четыре серии: SpinPoint T166S, SpinPoint P133S, SpinPoint P80SD и SpinPoint P120. Индекс в названии каждой серии свидетельствует о том, что в дисках той или иной серии используются пластины с соответствующей плотностью записи. В новой серии дисков SpinPoint T166S компания впервые в своей практике применила трехпластинную компоновку. Отметим, что в некоторых сериях имеются диски и с интерфейсом ATA133, но они в таблицах не представлены.

Таблица 2. Жесткие диски Samsung

Все диски компании обладают скоростью вращения шпинделя 7200 об./мин, буфером 8 Мбайт, средней задержкой 4,17 мс и средним времем доступа при чтении 8,9 мс. Серия SpinPoint T166S отличается буфером объемом 16 Мбайт. Представленные в таблице серии, кроме жестких дисков модельного ряда SpinPoint P133S, поддерживают технологию NCQ.

Серия SpinPoint T166S включает три жестких диска объемом 500, 400 и 320 Гбайт. В предыдущую, обновленную (в ней установлен интерфейс SATA с пропускной способностью 300 Мбайт/с) серию SpinPoint P133S входят два жестких диска объемом 400 и 300 Гбайт. Серия SpinPoint P120 осталась неизменной и включает две модели по 250 и 200 Гбайт, поддерживающие технологию NCQ и имеющие интерфейс SATA II.

Отметим, что в таблице не представлены модели объемом свыше 500 Гбайт, и хотя такие диски были анонсированы компанией, на данный момент они отсутствуют на рынке. В принципе, купить жесткие диски этой компании на российском рынке довольно проблематично, особенно модели объемом 400 и 500 Гбайт. Видимо, компания направила основные силы на создание гибридных жестких дисков и нового поколения систем хранения данных — SSD (Solid State Disk), поэтому с рынка обычных жестких дисков она постепенно уходит.

Все диски компании поддерживают следующие технологии:

NoiseGuard — включает улучшенный двигатель на гидродинамических подшипниках, новое покрытие пластин, улучшающее циркуляцию воздуха внутри диска, и оптимальную комбинацию вибропоглощающих материалов;

SilentSeek — минимизирует шум во время поиска данных на диске путем плавного перемещения магнитной головки;

ImpacGuard — предотвращает соударения магнитной головки и поверхности пластины во время транспортировки.

Все последние модели жестких дисков от компании Samsung удовлетворяют директиве RoHS, а кроме того, отличаются низким уровнем шума и вибрации.

Диски Seagate

Компания Seagate выпускает серию жестких дисков с интерфейсом SATA для персональных компьютеров под привычным названием Barracuda 7200 (табл. 3). Диски с интерфейсом ATA100 также производятся, но они не представлены в таблице.

Таблица 3. Жесткие диски Seagate

Недавно компания представила новую линейку жестких дисков Barracuda 7200.11 во главе с флагманской моделью — терабайтным жестким диском Seagate ST31000340AS. Предыдущая серия 7200.10 была оснащена магнитными пластинами с записью до 200 Гбайт на пластину. Новая серия 7200.11 реализована с пластинами 250 Гбайт каждая — таким образом, новая модель Seagate ST31000340AS имеет всего четыре пластины. Вслед за выпуском новой серии компания Seagate обновила жесткие диски предыдущей серии, и теперь накопители с маркировкой 7200.10 также оснащаются новыми пластинами, что позволило выпускать однопластинные диски объемом 250 Гбайт, которые имеют меньшую, по сравнению с обычными дисками, высоту. Серия представлена пятью моделями с объемом 500, 750 и 1000 Гбайт. Три из них, включая терабайтную модель, имеют буфер объемом 32 Мбайт, остальные две комплектуются буфером 16 Мбайт. Такой объем буфера (32 Мбайт) необходим прежде всего при работе с большими объемами информации, хранящейся на жестком диске, для увеличения конечной скорости передачи данных. Заявленная внутренняя скорость передачи данных достигает 105 Мбайт/с, что является сегодня рекордом. Среднее время поиска у всех моделей этой серии — 4,16 мс. Скорость вращения шпинделя не меняется от серии к серии и составляет 7200 об./мин.

Предыдущая серия 7200.10 представлена 13 жесткими дисками различного объема — от 80 до 750 Гбайт. Практически каждая модель выполнена в двух вариантах с буфером объемом 16 или 8 Мбайт. Что характерно — не все модели предыдущей серии поддерживают технологию NCQ, а все жесткие диски новой серии, напротив, поддерживают.

Также доступны жесткие диски еще более старой серии Barracuda 7200.9 — они имеют объем 160, 120 80 и 40 Гбайт и являются однопластинными.

Поскольку компания Seagate уже давно купила компанию Maxtor, которая также производила жесткие диски, она продолжает выпускать бюджетные варианты жестких дисков с маленьким объемом буфера (2 Мбайт) и без поддержки технологии NCQ. Эти жесткие диски поделены на две серии: DiamondMax 21 и DiamondMax 20.

Во всех дисках семейств Barracuda применяются двигатель с гидродинамическими подшипниками Fluid Dynamic Bearing (FDB) и технология снижения шума. В состоянии ожидания уровень шума равен 25 дБ, а в состоянии выборочного доступа — 34 дБ. Кроме того, используется фирменная технология защиты данных 3D Defense System, которая включает целый комплекс решений, обеспечивающих надежность хранения записанных данных.

Диски Western Digital

Компания Western Digital имеет одно из самых многочисленных семейств жестких дисков (табл. 4), в которое входит семь серий: Caviar, Caviar SE, Caviar SE16, Caviar RE, Caviar RE2, Caviar RE2-GP и Caviar GP. Компания Western Digital также продолжает выпускать свою высокопроизводительную модель с интерфейсом SATA — Raptor X. Основное отличие от других жестких дисков — это увеличенная скорость вращения (10 000 об./мин), а также прозрачный корпус, что дает возможность наблюдать за работой жесткого диска. Данная модель до сих пор остается единственной на рынке в своем классе. Стоит отметить, что данная модель жесткого диска не позиционируется компанией как жесткий диск, предназначенный для установки в персональные компьютеры. Основное его применение — это серверы и высокопроизводительные рабочие станции, о чем косвенно свидетельствует сравнительно высокая цена диска.

Таблица 4. Жесткие диски Western Digital

Диски серий Caviar RE и Caviar RE2 имеют увеличенный срок эксплуатации и также предназначены главным образом для корпоративного применения. Префикс RE означает Raid Edition, поэтому такие диски отлично подходят для создания RAID-массивов. Совсем недавно появилась новая серия Caviar RE2-GP, которая сочетает в себе надежность серии Raid Edition и в то же время является экономичной по энергопотреблению, к тому же в нее входят жесткие диски объемом 1 Тбайт, которые ранее не принадлежали сериям RE. Все диски серий Raid Edition имеют интерфейс SATA с пропускной способностью 300 Мбайт/с и оборудованы буфером объемом 16 Мбайт.

На массового покупателя рассчитаны жесткие диски семейств Caviar SE и Caviar SE16, в которые входит 13 моделей жестких дисков со скоростью вращения пластин 7200 об./мин и емкостью от 40 до 750 Гбайт, оснащенных 8-мегабайтным буфером.

Бюджетная серия Caviar представлена двумя моделями объемом 40 и 80 Гбайт, имеющими буфер 2 Мбайт.

Компания Western Digital для уменьшения шума оснащает свои жесткие диски технологией WhisperDrive, которая отличается высокоэффективным дизайном усилителя мощности. Для снижения шума при поиске используется другая технология — Soft Seek, упрощающая алгоритмы поиска и записи.

Заключение

Заканчивая описание жестких дисков, хотелось бы отметить, что, поскольку технические характеристики накопителей всех производителей очень близки, их выбор порой зависит от некоторых нюансов. Например, кому-то нужен чуть более производительный жесткий диск, а для кого-то главным критерием будет бесшумность его работы. В настоящий момент оптимальными по объему и стоимости за гигабайт информации являются модели объемом 400-500 Гбайт, а в скором времени (в следующем году) к ним будут отнесены уже диски объемом 750 Гбайт

КомпьютерПресс 12'2007