У вінчестерах останнього покоління використовуються технології PRML (PartialResponse, MaximumLikelihood – максимальна правдоподібність при неповному відгуку) і S.M.A.R.T. (SelfMonitoringAnalysisandReportTechnology – технологія самостійного стежачого аналізу і звітності). Перша розроблена унаслідок того, що при існуючій щільності запису вже неможливо чітко і однозначно прочитувати сигнал з поверхні диска – рівень перешкод і спотворень дуже великий. Замість прямого перетворення сигналу використовується його порівняння з набором зразків, і на підставі максимальної схожості робиться висновок про прийом того або іншого кодового слова – приблизно так само ми читаємо слова, в яких пропущені або спотворені букви.
Вінчестер, в якому реалізована технологія S.M.A.R.T., веде статистику своїх робочих параметрів (кількість старт/стопів і напрацьованого годинника, час розгону шпинделя, виявлені/виправлені помилки і т.п.), яка регулярно зберігається в перепрограмованому ПЗП або в службових зонах диска. Ця інформація накопичується протягом всього життя вінчестера і може бути у будь-який момент зажадалася програмами аналізу; по ній можна судити про стан механіки, умови експлуатації або зразкової вірогідності виходу з ладу.
2.5 Об'єм, швидкість і час доступу
Основними завданнями виробників завжди було збільшення об'єму інформації, що зберігається на дисках, і швидкості роботи з цією інформацією. Як збільшити об'єм диска? Найбільш очевидним рішенням є збільшення кількості пластин в корпусі жорсткого диска. Так само звичайно розрізняються моделі в межах одного модельного ряду. Цей спосіб є найбільш простим і дозволяє на одній і тій же елементній базі одержувати диски різної місткості. Але у цього способу існують природні обмеження: кількість дисків не може бути нескінченною. Збільшується навантаження на мотор, погіршуються температурні і шумові характеристики диска, вірогідність браку росте пропорційно кількості пластин, а значить, важче забезпечити надійність. Серед промислово вироблюваних дисків найбільшою кількістю пластин володіє SCSI диск SeagateBarracuda 180 – у цього вінчестера аж 12 пластин! Є і рекордсмени у області спрощення пристрою дисків – це, наприклад, розглянутий нами далі Maxtor 513DX і 541DX, у якого один диск, використовуваний тільки з одного боку.
Технологічно складніший (і перспективніший) метод збільшення об'єму - збільшення щільності запису інформації. Тут виникає цілий ряд технологічних проблем. Сучасні пластини виготовляються з алюмінію або навіть з скла (деякі моделі IBM). Магнітне покриття має складну багатошарову структуру і покрито зверху спеціальним захисним шаром. Розміри частинок магнітного покриття зменшуються, а чутливість їх зростає. Крім поліпшення параметрів самих пластин, істотним удосконаленням повинна піддатися система прочитування інформації. Необхідно зменшити зазор між головкою і поверхнею пластини, підвищити чутливість головки. Але і тут закони фізики накладають свої природні обмеження на межу застосування подібних технологій. Адже розміри магнітних частинок не можуть зменшуватися нескінченно.
Найпростіший спосіб збільшити швидкість прочитування – збільшити швидкість обертання пластин. По цьому шляху і пішли конструктори. Якщо пластини обертаються з більшою швидкістю, то за одиницю часу під прочитуючою головкою проходить більше інформації. На збільшення швидкості прочитування впливає також і розглянуте вище збільшення щільності запису інформації. Саме з цієї причини SCSI диски, як правило, володіють більшою швидкістю обертання. Проте на такій швидкості складніше точно позиціонувати головку прочитування, тому щільність запису там менша, ніж на деяких IDE дисках, а стоять такі диски більше.
Оскільки головка при пошуку інформації переміщається тільки упоперек диска, вона вимушена "чекати", поки диск обернеться і сектор із запрошуваними даними виявиться доступним для читання. Цей час залежить тільки від швидкості обертання диска і називається часом очікування інформації (latency). Але необхідно розуміти, що загальний час доступу до інформації визначається часом пошуку потрібної доріжки на диску і часом позиціонування усередині цієї доріжки. Збільшення швидкості обертання диска зменшує лише останнє значення. Для зменшення часу пошуку потрібної доріжки удосконалюють привід прочитуючої головки і зменшують діаметр пластин диска. Майже всі сучасні вінчестери випускаються з пластинами діаметром 2,5 дюйма.
Позиціонування головки взагалі є окремою вельми нетривіальною проблемою. Досить сказати, що при сучасній щільності запису доводиться враховувати навіть теплове розширення! Таким чином, збільшення швидкості обертання диска істотно утрудняє точне позиціонування головки. І в спробах збільшити швидкодію диска іноді доводиться жертвувати об'ємом, використовуючи пластини з меншою щільністю запису. Недивно, що найбільш дорогі і швидкі вінчестери, обертання, що відрізняються вищою швидкістю, не використовують максимальної технологічно доступної на даний момент щільності запису. За швидкість доводиться платити.
Так якому диску віддати перевагу? При однаковому об'ємі більшого увагу заслуговують моделі з більшою щільністю запису, в порівнянні з моделями з великою кількістю дисків, хоча б тому, що у них вище лінійна швидкість читання/запису (великі файли читаються швидше). Швидкість доступу до інформації безпосередньо залежить від швидкості обертання пластин (швидше робота з великою кількістю дрібних файлів). Але збільшення швидкості приводить до дорожчання виробів, а іноді доводиться жертвувати і щільністю запису.
2.6 Інтерфейси жорстких дисків
Розвиток інтерфейсів вінчестерів йшов двома паралельними шляхами: дешевим і дорогим. Дороге рішення полягало в створенні на платні самого вінчестера окремого інтелектуального контролера, який би брав на себе значну частину роботи по взаємодії з вінчестером. Результатом цього підходу з'явився інтерфейс SCSI, який швидко завоював популярність на ринку серверів. Однією з переваг цього підходу була можливість підключення до комп'ютера значної для того часу кількості пристроїв, що вимагають для своєї роботи широкого каналу передачі даних.
Просте і дешеве рішення – перекласти значну частину операцій по введенню-висновку на центральний процесор. У цього рішення цілком очевидний недолік: зниження загальної обчислювальної потужності системи, особливо помітне при багатозадачній роботі. А в ті часи, коли процесори не були такими могутніми, це сильно обмежувало можливості, зокрема, файлових серверів. Результатом втілення в життя цього підходу з'явився широко поширений інтерфейс IDE.
Цей інтерфейс був порівняно дешевий і, хоча не був найпродуктивнішим, повністю витіснив інші інтерфейси з ринку дешевих і недорогих систем. Він поступово розвивався, і з часом з'явилися стандарти UDMA, істотно прискорюючи роботу вінчестерів, інтерфейси IDE стали більш інтелектуальними. А оскільки продуктивність процесорів росла швидше продуктивності вінчестерів, то обмеження інтерфейсу IDE грали все меншу роль.
Тим самим на сьогодні ми маємо два типи вінчестерів: високопродуктивні SCSI і "ширвжиток" – IDE. Принципових відмінностей в пристрої самих вінчестерів SCSI і IDE немає, але історично склалося, що SCSI розрахований на сегмент дорогих серверних рішень, тому в середньому вони швидші і, як наслідок, істотно дорожчі.
Пропускна швидкість SCSI значно вище за IDE, цілих 160 Мб/с. А IDE працює із швидкістю 33, 66 і 100 Мб/с. Відповідні стандарти називаються ATA/33, ATA/66 і ATA/100.
2.7 Зовнішні жорсткі диски
Кажучи про інтерфейси для підключення вінчестерів, варто пригадати і про переносні вінчестери. В даний час існує декілька рішень для підключення зовнішніх пристроїв. По-перше, є вінчестери, що підключаються до USB-порту. Вони використовуються в основному для обміну даними з цифровими камерами і іншими мобільними пристроями. Через невисоку пропускну спроможність цієї шини подібні диски, звичайно, не зможуть порівнятися в продуктивності з внутрішніми пристроями.
Всього більшого поширення набуває новий інтерфейс IEEE1394, який може використовуватися не тільки для підключення жорстких дисків, але і інших пристроїв, що працюють з великими масивами даних, наприклад, відеокамер. Контролери цього інтерфейсу іноді навіть вбудовуються в материнські плати. Його продуктивності вистачає, наприклад, для програвання відео високої якості – заявлена пропускна спроможність інтерфейсу досягає 50 Мб/с. Нагадаємо, що ще пару років тому такою швидкістю не міг похвалитися інтерфейс IDE.
Купуючи зовнішні вінчестери, слід особливо звернути увагу на ударо-міцність.
3. Терабайти наступають
Корпорація WesternDigital повідомила про випуск серії накопичувачів MyBook місткістю 2 терабайта. Накопичувачі обладнані двома жорсткими дисками місткістю 1 ТБ кожен і RAID-контролером з опціональним режимом зеркалоруванням (RAID 1, інформація дублюється, фактична місткість скорочується удвічі).
Пристрої оснащуються портами USB 2.0, Firewire 400 і 800 (моделі ProEditionII і PremiumEditionII) і гігабітним портом Ethernet в моделі WorldEditionII.
"Стрімке зростання кількості пристроїв, що створюють ресурсоємний мультимедійний контент: цифрових фотоапаратів, відеокамер, комп'ютерів і т.п. як і раніше є рушійною силою споживчого попиту, що неухильно збільшується, на більш ємкі засоби зберігання даних. Зовнішні накопичувачі популярного сімейства MyBook здатні надати користувачам можливості загального і дистанційного доступу, захисту і зберігання цінної інформації, а також дають їм упевненість в її безпечності," – заявив Джим Уелш (Jim Welsh), віце-президент корпорації WD і генеральний директор групи маркових продуктів і накопичувачів для побутової електроніки.