Современные энергонезависимые носители информации

ВВЕДЕНИЕ

Энергонезависимая память (англ. Non Volatile Random Access Memory, NVRAM) - подгруппа более общего класса энергозависимых запоминающих устройств; разница заключается в том, что в отличие от жестких дисков, устройства NVRAM предлагают прямой доступ.

В более общем смысле, энергонезависимая память - любое устройство компьютерной памяти, или его часть, сохраняющее данные вне зависимости от подачи питающего напряжения. Однако подпадающие под это определение носители информации, ПЗУ, ППЗУ, устройства с подвижным носителем информации (диски, ленты) и другие носят свои, более точные названия.

Поэтому термин «энергонезависимая память» чаще всего употребляется  более узко, по отношению к полупроводниковым  БИС запоминающих устройств, которая  обычно выполняется энергозависимой, и содержимое которой при выключении обычно пропадает. Под понятие энергонезависимой  памяти подпадают по сути энергозависимая  память, «энергонезависимость» которой  обеспечивается применением технологией  с «ускользающе малым потреблением» (например) вкупе с подпиткой от миниатюрной батарейки или SSD.

Речь пойдет, в первую очередь, об энергонезависимых носителях информации, так как именно они определяют стандарты хранения и записи информации. Сегодня существует три основных типа подобных устройств - магнитные накопители, оптические диски и флэш-память с SSD-винчестерами, на которую информация кодируется с помощью электрического заряда. Какое будущее ждет энергонезависимые носители информации, какой тип является наиболее перспективным, на чем лучше всего хранить свои драгоценные и секретные данные? На эти вопросы мы и постараемся ответить.

 

 

1. СОВРЕМЕННЫЕ ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМЫЕ НОСИТЕЛИ ИНФОРМАЦИИ
1. Винчестеры

Накопитель на жёстких  магнитных дисках или винчестер (рисунок 1) (англ. Hard (Magnetic) Disk Drive, HDD, HMDD) - энергонезависимое, перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство. Является основным накопителем данных практически во всех современных компьютерах.

 

Рисунок 1 - Жесткий магнитный диск

 

В отличие от "гибкого" диска (дискеты), информация в НЖМД записывается на жёсткие (алюминиевые или стеклянные) пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала, чаще всего двуокиси хрома. В некоторых НЖМД используется одна пластина, в других - несколько на одной оси. Считывающие головки в рабочем режиме не касаются поверхности пластин благодаря прослойке набегающего потока воздуха, образуемого у поверхности при быстром вращении. Расстояние между головкой и диском составляет несколько нанометров (в современных дисках 5-10 нм), а отсутствие механического контакта обеспечивает долгий срок службы устройства. При отсутствии вращения дисков, головки находятся у шпинделя или за пределами диска в безопасной зоне, где исключён их нештатный контакт с поверхностью дисков .

Сфера применения жестких  дисков с IDE-интерфейсом продолжает расширяться. Эти диски остаются основным средством хранения информации на персональном компьютере. Увеличенный  ресурс и гарантийный срок эксплуатации некоторых моделей позволяют  успешно применять их в серверах и высокопроизводительных рабочих  станциях. 
Все больше внимания производители жестких дисков уделяют бытовой электронике - видеомагнитофонам, игровым приставкам и пр. Особенностью таких дисков является ориентация на работу с потоковыми данными и уменьшение шума даже за счет увеличения времени поиска.

В результате максимальная емкость жесткого диска к осени этого года была доведена до 3 Тбайт. Первой такой моделью стал жесткий диск Caviar Green WD30EZRS компании Western Digital (рисунок 2) . Позднее модели такой же емкости выпустили компании Hitachi и Seagate (рисунок 2).

 

Рисунок 2 – Жесткие диски Hitachi, Western Digital, Seagate на 3 Тбайта

 

Hitachi Deskstar 5K3000 (HDS723030ALA640) и Deskstar 7K3000 (HDS5C3030ALA630)

Накопитель Hitachi со скоростью  шпинделя 7200 об/мин относится к  серии 7K3000 и имеет маркировку HDS723030ALA640. Его младший собрат (скорость шпинделя 5400 об/мин) относится к серии 5K3000, маркировка HDS5C3030ALA630.

Жёсткие диски, предназначенные, в основном, для архивации данных и резервного копирования, отличаются низким потреблением энергии, а их производители  избегают заострять внимание на скорости вращения шпинделя. Это относится, в  частности, и к модели Hitachi Deskstar 5K3000. Вместо этого компания Hitachi говорит  о преимуществах технологии CoolSpin, которая позволяет из "разумной" скорости шпинделя извлечь максимальную производительность, снизить расход энергии и уровень шума при  работе. Технология CoolSpin предполагает, что реальная скорость шпинделя находится между 5400 и 6000 об/мин.

 

 

Seagate Barracuda XT (ST33000651AS)

В дополнение к своей внушительной ёмкости 3 Тбайт, Seagate Barracuda XT достойно показывает себя, когда речь заходит о производительности. Также как и Hitachi Deskstar 7K3000, накопитель Seagate оснащён кэш-памятью объёмом 64 Мбайт, интерфейсом SATA 6 Гбайт/с, а  скорость вращения шпинделя составляет 7200 об/мин. Кроме флагманской модели объёмом 3 Тбайт (ST33000651AS), Seagate также  предлагает накопитель Barracuda XT объёмом 2 Тбайт, в котором используется четыре магнитные пластины вместо пяти (данная модель имеет маркировку ST32000641AS).

Высокая производительность накопителя Seagate делает этот диск наиболее подходящим для игр, редактирования HD-видео, а также создания RAID-конфигураций на домашних ПК и рабочих станциях. Но использовать данный накопитель на серверах следует с осторожностью, поскольку они разрабатывались  именно для настольных ПК, к серверным  же накопителям предъявляются несколько  иные требования.

 

Western Digital Caviar Green (WD30EZRS)

Western Digital - первый производитель,  представивший накопитель объёмом  3 Тбайт. Наряду с протестированной  нами моделью WD30EZRS, компания в  данный момент предлагает более  новую модель WD30EZRX, имеющую такую  же ёмкость. Единственная разница  между двумя этими накопителями - интерфейс. WD30EZRS имеет интерфейс  SATA 3 Гбит/с, новая модель - 6 Гбит/с.  Несмотря на то, что пропускная  способность интерфейса увеличилась  в два раза, данный факт вряд  ли найдёт отражение в результатах  тестов или в реальных условиях  использования. Дело в том,  что максимальная скорость передачи  данных накопителей на магнитных  пластинах весьма далека от  этих цифр, и пропускная способность  интерфейса не является "узким  местом" технологии HDD, (в отличие  от SSD-накопителей, где более современный интерфейс передачи данных действительно имеет весьма важное значение).

Оба диска относятся к  линейке Caviar Green, включающую, наряду с  накопителями ёмкостью 3 Тбайт, диски  объёмом 2,5; 2; 1,5; 1 и 0,75 Тбайт.

И вновь мы видим, что ещё  один производитель жёстких дисков играет в знакомую игру. Western Digital ничего не говорит о скорости вращения шпинделя, точно так же, как это делает Hitachi в отношении Deskstar 5K3000. Hitachi говорит  о функции CoolSpin, а Western Digital упоминает  технологию IntelliPower. Обе технологии подразумевают, что выбирается оптимальная  скорость шпинделя, обеспечивающая лучшее соотношение производительности, уровня шума и потребления энергии. Поскольку  производитель обещает, что функция IntelliPower никоим образом не приводит к снижению производительности накопителя, мы можем предположить, что реальная скорость шпинделя либо 5400, либо 6000 об/мин (точно так же, как и в случае с диском Hitachi).

Рассмотрим сравнительную таблицу характеристик данных жестких дисков (рисунок 3).

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3 –Сравнительная таблица  характеристик

 

Учитывая разные приоритеты каждого из четырёх рассмотренных  накопителей, нам представляется затруднительным  и ненужным выделять однозначного лидера.

Если вы готовы пожертвовать производительностью диска ради низкого расхода энергии и  уровня шума, то лучшим выбором станут модели со скоростью шпинделя 5400 об/мин - Hitachi Deskstar 5K3000 и Western Digital Caviar Green WD30EZRS. Их создатели уделили, по крайней  мере, не меньше внимания данным характеристикам, нежели чистой производительности накопителя. Чтобы получить оптимальное сочетание  производительности и расхода энергии, пришлось снизить скорость вращения, поэтому в тестах на скорость работы данные накопители не претендуют на первые места.

Наши тесты показали, что WD30EZRS, действительно не бьёт никаких  рекордов при работе в качестве системного диска. Вместе с тем, он работает более  чем неплохо в качестве хранилища  данных или сетевого хранилища (NAS).

Hitachi Deskstar 5K3000 обеспечивает  несколько лучшее соотношение  производительности и расхода  энергии. Благодаря лучшей производительности  в расчёте на ватт, мы можем  рекомендовать данный накопитель  для больших систем хранения  данных.

Вы сможете получить заметно  более высокий уровень производительности, обратив внимание на модели Hitachi Deskstar 7K3000 и Seagate Barracuda XT ST33000651AS. Причина проста: скорость вращения шпинделя данных дисков составляет 7200 об/мин, что ощутимо  выше по сравнению с накопителями из первой группы. Вопрос сбережения энергии, в данном случае, отходит на второй план, что нашло отражение в  менее впечатляющих результатах  тестов на энергоэффективность, тепловыделение и уровень шума.

В больших дисковых массивах накопителю Hitachi следует отдать приоритет, так как он обеспечивает лучшую энергоэффективность  при таких же скоростных характеристиках, что и Seagate. Тем не менее, ни от одного накопителя из представленных в данном обзоре не следует ожидать действительно высокой производительности. Ни один из рассмотренных дисков не рекомендуется использовать в серверах, требовательных к скорости обработки запросов.

Конечно, надпись "3 TB" на этикетке винчестера выглядит весьма внушительно, но вы должны учитывать  то обстоятельство, что многие компьютеры не могут распознать и задействовать  в работе полный объём такого диска. Использование 3-терабайтных накопителей  требует наличия современной  платформы и подходящей операционной системы. Вы можете забыть о таких  накопителях, если не являетесь обладателем  системной платы с UEFI BIOS.

Несмотря на препятствие  в виде устаревших конфигураций ПК (которое всё равно придётся так  или иначе преодолевать, если мы хотим использовать диски всё  большего объёма), накопители объёмом 3 Тбайт всё равно остаются весьма привлекательным способом расширения дискового пространства, независимо от того, идёт ли речь об использовании  на домашнем ПК или на серверах. SSD-накопители превосходят жёсткие диски по многим параметрам, однако объём накопителя - этот тот единственный показатель, где традиционные HDD не имеют альтернативы. Благодаря сочетанию высокой  ёмкости, низкой стоимости и низкого  энергопотребления в расчёте  на гигабайт дискового пространства, накопители на магнитных пластинах  остаются наиболее разумным выбором  для резервного копирования, архивации  и хранения данных.

 

Последние новинки  в индустрии жестких дисков

В данный момент индустрия жестких дисков не может целиком оправиться от последствий разрушительного наводнения на Таиланде, в результате чего скакнули вверх цены на внешние и внутренние HDD, но это не охладило желания Hitachi Global Storage Technologies завершить уходящий год на мажорной ноте. Данный производитель, как сообщается, в декабре этого года начал продажи на рынке Страны восходящего солнца своего первого винчестера емкостью 4 ТБ (рисунок 4).

Рисунок 4 – жесткий диск Hitachi на 4 Тбайта

 

Этот HDD с модельным номером HDS5C4040ALE630, вероятно, является частью десктопной серии Deskstar 5K (предположительно 5K4000) и пока официально не анонсирован, однако уже поступил в продажу в японских магазинах по цене 26 800 иен (примерно $345/259 евро). Что касается характеристик новинки, она выполнена в стандартном 3,5-дюймовом форм-факторе, обладает 32 МБ буферной памяти и подключается к системе через интерфейс SATA 6.0 Gbps, а наличие технологии CoolSpin говорит о том, что скорость вращения шпинделя у данного винчестера составляет около 5900 об/мин. Пока ничего не говорится о версии на 7200 об/мин, но она, возможно, появится на свет совсем скоро.

Вслед за презентацией винчестера емкостью 4 ТБ, ориентированного на рядовых потребителей, компания Hitachi Global Storage Technologies (Hitachi GST) официально объявила о начале поставок нового семейства жестких дисков Ultrastar C10K900, модели в котором относятся к решениям корпоративного класса и обладают скоростью вращения шпинделя 10 000 оборотов в минуту. По данным японской корпорации, новинки превосходят своих ближайших конкурентов на 18 процентов по производительности при последовательном чтении/записи, а в произвольном режиме работы с данными это преимущество доходит до 17 процентов.

При этом жесткие диски Ultrastar C10K900 выполнены в форм-факторе 2,5 дюйма и снабжены скоростным интерфейсом  подключения SAS (Serial Attached SCSI) 6.0 Gbps плюс 64 МБ буферной памяти. Среднее время  поиска у них составляет 3,8 мс, среднее  время задержек - 3 мс, а энергопотребление  в рабочем режиме и при простое  равняется 5,8/3 ватта соответственно. На отдельных моделях также доступна опция шифрования Bulk Data Encryption, а всего  в линейку Ultrastar C10K900 входят версии с  емкостью 300 ГБ, 450 ГБ, 600 ГБ и 900 ГБ. Поставки этих HDD в небольших объемах уже  стартовали, а их массовое производство начнется в первом квартале наступающего года.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Внешние накопители

 

Тонкие SSD накопители Galaxy Razor Series