link140 link141 link142 link143 link144 link145 link146 link147 link148 link149 link150 link151 link152 link153 link154 link155 link156 link157 link158 link159 link160 link161 link162 link163 link164 link165 link166 link167 link168 link169 link170 link171 link172 link173 link174 link175 link176 link177 link178 link179 link180 link181 link182 link183 link184 link185 link186 link187 link188 link189 link190 link191 link192 link193 link194 link195 link196 link197 link198 link199 link200 link201 link202 link203 link204 link205 link206 link207 link208 link209 link210 link211 link212 link213 link214 link215 link216 link217 link218 link219 link220 link221 link222 link223 link224 link225 link226 link227 link228 link229 link230 link231 link232 link233 link234 link235 link236 link237 link238 link239 link240 link241 link242 link243 link244 link245 link246 link247 link248 link249 link250 link251 link252 link253 link254 link255 link256 link257 link258 link259 link260 link261 link262 link263 link264 link265 link266 link267 link268 link269 link270 link271 link272 link273 link274 link275 link276 link277 link278 link279

PersCom — Компьютерная Энциклопедия Компьютерная Энциклопедия

Накопители на жёстких дисках

Несколько слов о наглядных сравнениях

Вам, возможно, приходилось читать книги или статьи, в которых для описания взаимодействия головки и диска используется аналогия с Боингом-747, летящим в нескольких метрах над землей со скоростью 850 км/ч. Я сам в течение нескольких лет частенько к ней прибегал на упомянутых семинарах, но никогда не задумывался над тем, точно ли это соответствует современным накопителям.

Не скрою, сравнение головки с летящим самолетом всегда казалось мне некорректным. Она ведь никуда не летит, а плавает на воздушной подушке, которая создается над поверхностью вращающегося диска.

Правильнее было бы сравнить ее с судном на воздушной подушке. Благодаря специальному профилю головки толщина создающейся воздушной подушки автоматически поддерживается постоянной. Иногда такой способ взаимодействия двух подвижных объектов называют воздушной подвеской.

Пришло время прибегнуть к новым аналогиям, которые позволят получить более точное представление о размерах и скоростях, характерных для современного накопителя на жестких дисках. Для этого были взяты спецификации определенной модели накопителя, увеличенные затем более чем в 300000 раз. В качестве примера возьмем накопитель IBM Deskstar 75GXP с форматной емкостью 75 Гбайт, в котором используется 3,5-дюймовый дисковод ATA (интерфейс AT Atachment). Размеры ползунка головки (он столь миниатюрен, что называется пикоползунком) составляют 0,049 дюйма в длину, 0,039 дюйма в ширину и 0,012 дюйма в высоту. Ползунок с головкой плывут над поверхностью диска на воздушной подушке толщиной примерно 15 нм (нанометр — миллионная доля метра) со средней скоростью 53,55 мили в час (предполагается, что средний диаметр дорожки равен 2,5 дюйма). Эти головки читают и записывают биты данных, промежутки между которыми равны 2,56 микродюйма (одна миллионная дюйма). Биты данных расположены на дорожках, расстояние между которыми составляет всего 35,27 микродюйма. Среднее время позиционирования головок (т.е. перемещения с одной дорожки на другую) равно 8,5 мс.

Для создания аналогии масштаб был увеличен таким образом, чтобы получить величину зазора между плавающей головкой и поверхностью диска, равную 5 мм (примерно 0,2 дюйма). Так как 5 мм в 333333 раза больше, чем 15 нм, остальные размеры увеличены на ту же величину. Представьте себе эту головку: при таком увеличении ее длина составит около 410 м, ширина — 325 м, а высота — 100 м (это приблизительные размеры небоскреба Sears, положенного на бок). Перемещается она со скоростью 9187 км/с на расстоянии всего лишь 5 мм над землей (т.е. над диском) и считывает биты данных, промежутки между которыми равны 2,16 см. Эти биты данных расположены на дорожках, расстояние между которыми составляет всего лишь 29,9 см. Скорость перемещения этой гипотетической головки даже трудно себе представить, поэтому я приведу конкретный пример. Диаметр Земли составляет 12742 км, т.е. длина околоземной орбиты, проходящей на расстоянии одного дюйма от поверхности, будет равна приблизительно 40000 км. Таким образом, развивая скорость 9187 км/с, эта головка совершит виток вокруг Земли меньше чем за пять секунд. Кроме того, за один виток вокруг экватора головка сможет прочитать 231,33 Мбайт данных.

При этом изменятся и скоростные характеристики головки. Среднее время позиционирования, составляющее 8,5 мс, определяется как время, затрачиваемое для перемещения головки на одну треть от общего числа дорожек (в этом случае — примерно 9241-я дорожка), т.е. за столь короткое время головка проходит расстояние, равное 2,75 км. С учетом масштабного коэффициента скорость поиска составляет более 916665 км/ч или 254 км/с!

Не правда ли, хочется воскликнуть: “Видел чудеса техники, но такие!..” И действительно, современный жесткий диск — это настоящее чудо техники! Как видите, пример с авиалайнером оказался лишь жалким подобием того, что есть на самом деле (не говоря о его некорректности с точки зрения физики).