용량 감소로 인해 HDD 성능이 저하되는 이유는 무엇입니까?


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오늘 저는 HDD 데이터 시트 (Western Digital 500GB WD5000BPKT)를 살펴보면서 전체 제품군에서 "드라이브 간 / 호스트 (지속)"성능 행이 명목상 읽기 및 쓰기 성능 저하로 인해 줄어드는 것을 발견했습니다. 용량 감소 :

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

이것은 왜 궁금해합니다. 장치 용량 (750GB ~ ​​160GB)을 제외하고이 표에서 다른 매개 변수는 눈치 채지 못했습니다. 또한 찾았 다른 가족 과 나는 같은 동작을 (삼성 전자와 씨게이트가 데이터 시트에이 성능 매개 변수를 표시하지 않습니다) 발견했다.

따라서 모든 디스크가 동일한 패밀리에 속하고 본질적으로 동일하다는 것을 고려하면 누군가이 행동의 정확한 물리적 이유를 알고 있습니까?

답변:


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큰 하드 드라이브의 저장 밀도는 작은 하드 드라이브의 밀도보다 높습니다. 동일한 회전 속도 (7200RPM)로 데이터를 더 빨리 읽고 쓸 수 있습니다.

에서 메모리 저장 밀도 # 효과 성능에 - 위키 백과, 우리 모두의 백과 사전 :

매체의 저장 밀도를 높이면 매체가 작동 할 수있는 전송 속도가 거의 항상 향상됩니다. 스토리지 요소가 디스크 표면에 분산되어 있고 읽기 또는 쓰기를 위해 "헤드"아래에서 물리적으로 회전해야하는 다양한 디스크 기반 미디어를 고려할 때 가장 분명합니다. 밀도가 높을수록 주어진 기계적 움직임에 대해 더 많은 데이터가 헤드 아래로 이동합니다.

플로피 디스크를 기본 예로 고려하면 헤드 아래에서 비트가 얼마나 빨리 움직이는 지 결정하여 효과적인 전송 속도를 계산할 수 있습니다. 표준 3½ "플로피 디스크는 300rpm에서 회전하며, 가장 안쪽 트랙의 길이는 약 66mm (10.5mm 반경)입니다. 300rpm에서 헤드 아래 미디어의 선형 속도는 약 66mm x 300rpm = 19800mm / 분입니다. 트랙을 따라 비트가 686 비트 / mm의 밀도로 저장되므로 헤드는 686 비트 / mm x 330mm / s = 226,380 비트 / s (또는 28.3 KiB / s)를 나타냅니다. .

이제 샘플 길이를 줄이고 동일한 트랙 간격을 유지하여 비트 밀도를 두 배로 늘리는 디자인 개선을 고려하십시오. 비트가 헤드 아래에서 두 배 빠르게 전달되므로 전송 속도가 두 배가됩니다. 초기 플로피 디스크 인터페이스는 원래 250kbit / s 전송 속도를 염두에두고 설계되었으며 1980 년대에 이미 "고밀도"1.44MB (1,440KiB) 플로피를 도입하여 성능이 뛰어났습니다. 대부분의 PC에는 500 kbit / s로 실행되는 고밀도 드라이브 용으로 설계된 인터페이스가 포함되었습니다. 이것들은 IDE와 같은 고속 인터페이스를 사용하도록 강요된 LS-120과 같은 최신 장치에 의해 완전히 압도되었습니다.

(강조 광산)


플로피와 비교할 때주의하십시오. 플로피 디스크 (및 ST-506) 인터페이스에는 호스트 PC의 컨트롤러와의 원시 데이터가 있습니다. IDE 및 SATA 드라이브에는 판독 헤드 다음에 데이터를 완전히 버퍼링하는 온보드 디스크 컨트롤러가 있습니다. 호스트 PC와의 PATA / SATA 전송 속도는 독립적이며 R / W 헤드 작업과는 완전히 별개입니다. 차트에서 이러한 "지속 된"전송 속도 는 전체 섹터에 대한 3Gb / sec 데이터 전송뿐만 아니라 인터페이스에서 유휴 또는 데드 타임 (섹터가 액세스 / 읽는 동안)을 포함 하는 평균 입니다.
톱밥

@sawdust : 플로피 비유는 단지 더 높은 밀도가 어떻게 더 높은 속도를 초래할 수 있는지를 설명하기위한 것입니다. 호스트-드라이브 전송 속도 는 미디어 속도 와 독립적이며 완전히 분리 되어 있다고합니다. 지속 가능한 최대 전송 속도는 오랜 기간 동안 평균화되며 일반적으로 순차적 읽기를 위해 지정됩니다. 이렇게하면 헤드 / 실린더 스위치가 최소로 유지되므로 미디어 속도가 결정적인 요소입니다.
데니스

자, 그것은 명확하게 표현되지 않았습니다. 판독 헤드 투 섹터 버퍼 및 섹터 버퍼 투 호스트의 섹터 전송 시간이 합산되므로, 둘 다 평균 전송 속도와 수학적으로 상관된다. 그러나이 두 작업은 동시에가 아니라 순차적으로 발생 합니다. 섹터 데이터는 (플래터의 비트 밀도에 기초한 속도로) 버퍼로 읽 힙니다. 그런 다음 유효성이 검사됩니다. 필요한 경우 오류 수정이 적용되거나 섹터를 다시 읽어야합니다. 검증 후에 만 ​​인터페이스 데이터 (이 경우 SATA II 3Gb / sec)로 호스트로 전송 된 섹터 데이터입니다.
톱밥

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글쎄, 모든 드라이브는 같은 크기 (높이, 너비, 깊이)로 가정합니다. 따라서 더 많은 데이터를 해당 크기에 맞추려면 데이터를 더 높은 밀도로 압축해야합니다.

HDD의 움직이는 부분 (헤드와 같은)은 모두 같은 속도로 움직일 가능성이 높습니다.

따라서 데이터 밀도를 높이고 해당 데이터를 이동하는 속도가 일정하게 유지되면 전체 처리량이 증가합니다.


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예. 그러나 일반적인 드라이브에는 1, 2 또는 3 개의 플래터가있을 수 있습니다. 총 용량은 데이터 밀도의 절대 지표가 아닙니다. 다음 은 플래터 당 밀도가 160GB, 250GB, 320GB 및 500GB 인 Western Digital 2.5 인치 드라이브를 나열 하는 게시물 ( rml527.blogspot.com/2010/10/… )입니다.
Dave Becker

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고급 형식은 512 바이트 대신 4k 섹터를 사용한다고 생각합니다. 무엇보다도이 변화는 플래터의 ECC 코드에 더 적은 비트가 필요하다는 것을 의미했습니다. 결과적으로 드라이브에서 주어진 양의 데이터를 얻기 위해 약간의 비트를 읽어야합니다. 다른 모든 것을 사용하면 최대 전송 속도가 약간 높아집니다. 두 500MB 드라이브의 차이점에 대한 설명 일 수 있습니다.


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글쎄, 야생 추측이지만,

하드 드라이브는 여러 트랙으로 나뉘며 각 트랙은 여러 개의 큰 블록으로 나뉩니다.

데이터를 읽을 때 하드 드라이브는 먼저 헤드를 오른쪽 트랙으로 이동 한 다음 디스크가 오른쪽 블록으로 회전 할 때까지 기다립니다. 여러 블록과 트랙에 걸쳐있는 더 큰 파일을 연속적으로 읽으려면이 움직임이 자주 발생해야합니다. (더 높은 조각화로 더 많음)

더 큰 드라이브는 각 트랙에 더 높은 속도의 데이터를 저장하거나 추가 디스크를 포함합니다. 이런 식으로 헤드가이를 자주 움직이지 않아 전송 속도가 효과적으로 향상됩니다.

( wikipedia의 액세스 시간에 대해 읽으십시오 )


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더 높은 비트 밀도 외에도, 더 큰 HD는 더 큰 플래터 / 디스크를 가지고 있다는 것입니다. 플래터가 많을수록 판독 헤드를 이동하지 않고도 동시에 더 많은 비트를 볼 수 있습니다. 또한 일부 드라이브는 동일한 효과로 양면 플래터로 이동합니다.

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