Критерии выбора жестких дисков, их возможности и пределы.

Использование цифровой информации и ее носителей в современном обществе не было столь удобно и практично, если бы человек не имел возможности длительное время хранить данные и получать к ним доступ при необходимости. Научный прогресс снабдил общество огромным количеством устройств для складирования миллионов терабайт информации.

Во времена всестороннего интегрирования компьютерной техники со всеми областями жизнедеятельности человека, очень трудно представить себе потребителя, который хотя бы поверхностно не разбирается в базисных терминах цифровых информационных технологий. Такой обделенной информацией персоне, будет крайне затруднительно просто приобрести в магазине часть вещей ежедневного обихода (одна надежда – посоветует честный продавец). Однако консультанты в гипермаркетах не всегда сами достаточно квалифицированы, при отсутствии необходимой информации потребитель покупает товар с «закрытыми глазами», а потом пожинает плоды собственной безграмотности или доверчивости.

Несомненно, выбор «сосуда» для хранения важной потребителю цифровой информации должен быть взвешенным и обдуманным. Принять единственно правильное решение можно, только опираясь на знания. Авторы статьи искренне надеются, что прочитав нашу статью, каждый пользователь станет чуть лучше разбираться в типах цифровых хранилищ информации их конструкции и принципах работы.

Краткий исторический экскурс

Винчестеры заслуженно пользуются огромной популярностью среди устройств долговременного хранения цифровой информации. Эти накопители сочетают в себе три наиболее важных для рядового пользователя свойства: компактность, большую вместимость и относительную дешевизну.

Первые жесткие диски увидели свет почти 60 лет тому назад. Винчестеры в середине двадцатого века не могли похвастаться своей емкостью и малой массой. На каждые четыре мегабайта памяти приходилась почти тонна веса. Однако с 1956 года революционных изменений в конструкции жёстких дисков не произошло. Они становились более компактными, легкими, вместительными. Сейчас в корпусе размером с пару спичечных коробков умещается несколько терабайт цифровых данных.

Общие советы и критерии выбора.

При покупке жесткого диска каждый пользователь сначала ориентируется на толщину собственного кошелька и областью применения устройства. Однако существует ряд вопросов, которые все покупатели разрешают в независимости от возможностей и потребностей:

• жесткие диски какого производителя надежнее?;
• какой емкости достаточно для винчестера домашнего ПК?;
• какой интерфейс подключения оптимален?;
• нужно ли переплачивать за брендовые модели HDD?.

Мы постараемся привести ряд общих рекомендаций, чтобы каждый мог максимально быстро разрешить для себя все эти дилеммы.

Во-первых, хотелось предостеречь пользователей от покупки винчестеров с IDE подключением. Так как скорость обмена информацией по нему будет несколько ниже, чем по более современному SATA. Кроме того изготовители материнских плат также благоволят к SATA интерфейсу, оставляя для IDE устройств всего один информационный канал.

Спешить и становиться обладателем винчестеров с инновационным высокопроизводительным интерфейсом SATA II также не стоит. В таких устройствах есть один скрытый недостаток. В рекламных проспектах заявлена пиковая скорость обмена данными, на практике ее существенно ограничивает внутренняя скорость информационных потоков. Поэтому ощутимой прибавки производительности системы в целом пользователь не получит.

Если покупатель еще не определился, для каких целей ему понадобиться накопитель, то лучше сразу отказаться от винчестеров малой (менее 150 Гб) и большой (более 2 терабайт) емкости. На первых слишком быстро закончится свободное место, а HDD второй группы не объективно дорого стоят. Наилучшим решением будет приобрести жесткий диск объемом 320 – 500 Гб. При этом покупатель не потратит слишком много денег и получит достаточно пространства для складирования приличного мультимедийного архива.

Если впоследствии у пользователя возникнет необходимость в дополнительном свободном дисковом месте, то лучше буде докупить еще пару винчестеров и организовать из них RAID-массив (о его устройстве мы расскажем чуть позже). Такой подход обеспечит максимальную надежность всех особо ценных данных и снизит риск потерь информации в несколько раз.

Другим основополагающим техническим параметром винчестера является скорость вращения его шпинделя (оси). От этой величины напрямую зависит производительность жесткого диска. HDD с угловой скоростью 5400 об/мин будет медленнее считывать данные и записывать их, чем аналогичное устройство с 7200 об/мин.

Внутреннее устройство жесткого диска

В основе любого винчестера лежит плоский алюминиевый блин, насаженный на шпиндель с двумя комплектами подшипников. Округлые торцевые поверхности такой пластины покрыты магнитным материалом – оксидом хрома. С обеих сторон блина закреплены блоки (БМГ), состоящие из двух магнитных головок – читающей и записывающей. Форма корпуса, в котором размещены головки, аналогична профилю самолетного крыла. При вращении магнитной пластины со скоростью 120 об/сек, образующаяся в результате соприкосновения воздушных потоков с корпусом БМГ подъемная сила, приподнимает головки над поверхностью блина. Ширины созданного воздушного зазора (несколько микрон) достаточно для передачи информации на пластину и обратно. При таких оборотах шпинделя, малейшее соприкосновение двух частей винчестера (БМГ и вращающегося блина) спровоцирует мгновенную «смерть» жесткого диска.

Ранние модели жестких дисков выполнялись в герметично закрытом корпусе, оснащенным устройством принудительной циркуляции воздуха. Винчестеры нового поколения отнюдь не герметичны и в их корпусе, вопреки мнению обывателей, не создается вакуум. Однако часть пространства внутри HDD, в которой располагаются магнитные блины, головки, электродвигатель и приспособление для позиционирования БМГ по-прежнему называется «гермозоной». Она заполнена очищенным воздухом либо химически нейтральной газовой смесью. Чтобы нивелировать перепады атмосферного давления и избежать при этом возможной деформации корпуса винчестера, разработчики предусматривают специальные выравнивающие системы, которые дополнительно фильтруют воздух, поступающий в гермозону извне.

Эффективное распределение дискового объема

В двадцать первом веке выросло новое поколение пользователей избалованных бесконечными объемами жестких дисков. Они не ведают что такое дефрагментация винчестера, не удаляют раз в неделю устаревшие или вовсе не нужные архивы, не применяют жесткое сжатие редко используемой информации, некоторые даже не очищают «Корзину» в Windows!

Безусловно, общедоступность разнообразных недорогих информационных хранилищ позволяет современным пользователям стать менее щепетильными. Однако даже жесткий диск огромного размера можно превратить в бесконечную свалку файлового «мусора», которая заметно снизит общую производительность компьютера. Поэтому мы взяли на себя смелость привести несколько рекомендаций по эффективной эксплуатации файловой системы жестких дисков.

При первом форматировании жесткого диска на его поверхность наносится разметка, состоящая из кластеров (секторов). Один такой элемент равен нескольким килобайтам (определяется настройками форматирования). Файловая система производит запись информации на свободное пространство именно по секторам. То есть выделенное под файл место всегда округляется до целого количества кластеров. Другими словами, если каждый сектор поверхности равен 4 кб, а контроллер жесткого диска получил для записи файл размером 13 кб, то он займет ровно 4 кластера, и оставшиеся 4•4 - 13 = 3 кб последнего сектора уже не будут полезно использованы. Именно здесь пользователю и придется принять «соломоново решение» и выбрать оптимально удобный для хранения его собственной информации размер секторов.

Если на винчестере хранится большое количество информации разбитой не некрупные файловые фрагменты, например текстовые, то при форматировании предпочтительнее разметить кластеры меньшего размера. Это позволит уменьшить объем полезно неиспользуемого пространства, но несколько снизит производительность всей системы, вследствие общего увеличения количества секторов на диске. Если на винчестере превалируют файлы размером в несколько гигабайт, то размер кластера можно смело увеличивать. Это не приведет к потерям свободного места, но скажется на производительности в положительную сторону.

Типология файловых систем

Файловая система определяет физический порядок расположения кусочков данных на поверхности пластины винчестера. Они исторически трансформировались совместно с развитием хранилищ цифровой информации и операционных систем.

Существует несколько путей получения сведений о том, какую файловую систему использует тот или иной раздел жесткого диска. Одновременно нажав «Win + E» и открыв главное окно проводника Windows, пользователь посредствам контекстного меню, появляющегося после клика правой кнопки мыши на соответствующем логическом диске, сможет перейти в раздел «Свойства». Именно в этом окне и отобразится тип файловой системы выделенного раздела.

Наиболее «древняя» из всех является система FAT (или FAT16). Она появилась на свет еще во времена, когда персональные компьютеры работали под управлением MS-DOS 3,0. Применение FAT16 было жестко ограничено, так как на жестких дисках емкостью больше 1 Гб файловая система могла корректно функционировать только при сравнительно больших размерах кластеров, что приводило к значительным потерям дискового пространства.

На следующем историческом витке Microsoft предложила пользователю обновленную FAT32. Максимальный размер жесткого диска с такой файловой системой теоретически мог составить 2 Тб (или 2048 Гб), а при объемах винчестера менее 8 Гб, создаваемые при форматировании кластеры, были относительно малы (4 кб).

Специально для новой версии операционки от Microsoft Windows NT 3.1 был разработана новая система файловых структур NTFS (New Technology File System), которая популярна и наши дни. Пользователь мог варьировать размеры секторов по своему усмотрению при форматировании HDD в NTFS. Файловая система поддерживает произвольную величину кластера в диапазоне от 512 байт и до 64 кбайт, при этом емкость самих винчестеров лимитирована не достижимым значением в 256 терабайт. NTFS разрешила использовать имена файлов длиною в 255 символов, как строчных, так и прописных, дала возможность шифровать данные для безопасности хранения, и сжимать их ради экономии дискового пространства.