Жесткий диск максимальный объем

Классика не стареет: выбираем жёсткий диск для игр и не только

Объём жёсткого диска в 1 ТБ стал «народным» уже давно: в своё время пользователь просто устанавливал в системник 1-2 накопителя и забывал обо всех проблемах. Но времена меняются, и сегодня игры по 100-150 гигабайт стали нормой. Старых ёмкостей уже не хватает, а выбор новых порой затрудняется: рынок заметно изменился, и перед покупкой стоит разобраться во множестве деталей. Этим мы и займёмся в сегодняшней статье.

С массовым пришествием SSD на рынок пользовательских накопителей все наперебой заговорили, что, мол, ещё немного — и новые устройства радикально подешевеют, отправив классические жёсткие диски на свалку истории. Фактически же они с огромным отрывом проигрывают HDD по цене за гигабайт, и приобретение твердотельного «двухтерабайтника» всё ещё остаётся фантастикой для домашнего сегмента. Кроме того, конкуренция с SSD и технический прогресс сделали традиционные «харды» гораздо более устойчивыми к внешним воздействиям. Удары, перегрев, даже скачки напряжения — ко всему этому актуальные модели относятся куда спокойнее, чем их собратья десятилетней давности. Но не всё так просто в кажущейся идиллии: привыкший ориентироваться только на объём пользователь может упустить важный нюанс при выборе накопителя. Ведь далеко не все жёсткие диски одинаково полезны для игровой сборки, как и не каждый «игровой» HDD подойдёт, например, для домашнего медиасервера. Разбираемся подробнее в устройстве современного накопителя.

FAQ Битва HDD и SSD. В чём разница и какой выбрать?

В закладки

Еще до недавнего времени при покупке нового компьютера и выборе устанавливаемого накопителя, у пользователя был единственный выбор — жесткий диск HDD. И тогда нас интересовало всего два параметра: скорость вращения шпинделя (5400 или 7200 RPM), емкость диска и объема кэша.

В 2009 году на рынок выходит новая категория накопителей Solid State Drive (SSD), которые сразу зарекомендовали себя как более надежные и быстрые альтернативы HDD.

Давайте разберемся в плюсах и минусах обоих типов накопителей и проведем наглядное сравнение HDD и SSD.

Внешние жесткие диски: рейтинг-2021 по версии ФАН

Говорят, памяти много не бывает, и рано или поздно у каждого пользователя ПК возникает необходимость увеличить объем хранилища информации. Если добавить память в компьютер или ноутбук невозможно, исправить ситуацию позволяют внешние диски. Они становятся тем самым хранилищем, где можно как просто хранить данные, так и использовать их по мере необходимости: обновлять, перезаписывать или даже работать с файлами на внешних носителях.

На рынке представлено множество моделей подобной техники. Производители предлагают устройства с похожими, на первый взгляд, характеристиками, но по очень разным ценам. Разлет стоимости в два-три раза вызывает закономерные вопросы. А цена внешнего жесткого диска, превышающая стоимость ноутбука, и вовсе удивляет.

В чем же причина такого ценового разнообразия? Чем отличаются жесткие диски разных производителей? И какой внешний жесткий диск лучше? Журналист ФАН разобрался в этих вопросах и составил рейтинг самых недорогих и надежных устройств.

Как выбрать накопитель. HDD или SSD – что лучше?

При сборке нового домашнего ПК перед пользователем возникает вопрос, какой в него установить накопитель? В прежние времена, когда не было альтернативы HDD, задумывались только о скорости вращения шпинделя и объеме самого жесткого диска.

Появление твердотельных накопителей, их разнообразие, как по форм-фактору, так и по скоростным показателям, делает этот выбор непростым. Технология относительно новая, совершенствуется стремительно; модели, выпущенные с разницей в год, могут значительно отличаться по функциональности и надежности.

Развитие накопителей на жестких магнитных дисках в период с 2000 по 2018 гг. и прогноз дальнейшего роста их характеристик

Цели данной статьи – проанализировать динамику развития основных характеристик накопителей на жестких магнитных дисках (далее – жесткие диски или НЖМД) и предсказать их дальнейшее развитие, используя диаграммы сайта pc4xp.ru. Напомним, что данные для построения диаграмм берутся из базы данных жестких дисков (более 1500 моделей), построенной с использованием официальных спецификаций производителей.

Список характеристик (оно же оглавление), которые мы будем рассматривать:

Анализируемый период времени – 2000 – 2018 гг. Форм-факторы жестких дисков – любые, хотя, начиная с 2000 года производятся жесткие диски только двух форм-факторов: 3,5 и 2,5, поэтому говорить будем только о них.

Принцип работы

Традиционный накопитель или как его принято называть ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) необходим для хранения данных даже после полного отключения питания. В отличие от ОЗУ (оперативного запоминающего устройства) или RAM, хранящиеся в памяти данные не стираются после выключения компьютера.

Классический жесткий диск состоит из нескольких металлических «блинов» с магнитным покрытием, а считывание и запись данных происходит с помощью специальной головки, которая перемещается над поверхностью вращающегося на высокой скорости диска.

У твердотельных накопителей совершенно иной принцип работы. В SSD напрочь отсутствуют какие-либо движимые компоненты, а его «внутренности» выглядят как набор микросхем флэш-памяти, размещенных на одной плате.

Такие чипы могут устанавливаться как на материнскую плату системы (для особо компактных моделей ноутбуков и ультрабуков), на карту PCI Express для стационарных компьютеров или специальный слот ноутбука. Используемые в SSD-чипы отличаются от тех, что мы видим во флешке. Они значительно надежнее, быстрее и долговечнее.

Некоторые проблемы со старыми ПК

Владельцам старых ПК полезно будет узнать, что если они захотят заменить свой старенький «винчестер» на что-либо большего объема, то могут возникнуть некоторые проблемы. Дело в том, что некоторые старые материнские платы категорически отказываются поддерживать HDD объемом более 138 Гбайт. Это связано с ошибкой популярного для таких плат BIOS Award. В такой ситуации можно попробовать обновить BIOS. Award давно выпустили патч для этой ошибки. В любом случае пропускная способность интерфейса ATA не сможет поддерживать HDD большой емкости (терабайт и выше). Здесь понадобится замена всей материнской платы. А если менять нужно «материнку», то придется обновлять и все остальные компоненты ПК, включая корпус и блок питания. Так что проще купить сразу новый «системник».

Интерфейс и форм-фактор SSD

В отличии от жестких дисков, представленных в двух форм-факторах (3,5” и 2,5”), твердотельные накопители прошли ряд изменений и из-за этого выпускаются в большем разнообразии стандартов. Но в последний год на рынке можно встретить в основном два прижившихся основных формата: 2,5″ SATA SSD и M.2 SSD размера 2280.

2,5” SATA SSD

Данный форм-фактор пришел на замену HDD 2,5”. Размеры делают его совместимым с большинством ноутбуков и стационарных ПК, в том числе и достаточно давно выпущенным или собранным. Интерфейс подключения – SATA 3, но накопители совместимы с ранними версиями. Используется контроллер AHCI, разработанный еще для HDD. Скорости чтения/записи ограничиваются показателями 500-600 Мб/с.

mSATA

Практически не встречается в настоящее время. Это такой компактный вариант SATA SSD с идентичными характеристиками. Устанавливался в ноутбуки и компактные компьютеры.

M.2 SSD

Ставший практически уже основным форм-фактор, компактный накопитель, универсальный – подходит как для ноутбуков, так и для ПК.

Плата накопителя отличается по длине, чаще всего 42, 60 и 80 мм. Именно под эти размеры предусмотрены крепления на всех материнских планах с интерфейсом М.2. Размер указывается в названии, например, М.2 2280 – 22×80 мм. Данный размер стал самым распространённым и популярным.

Далее различие может быть в ключах: В, М, М+В. Первый вариант можно встретить очень редко, с ключом М они не совместимы. Гибридный вариант ключа чаще встречается на SATA SSD.

Следующее, более существенное отличие – это интерфейс, по которому работает накопитель: SATA или PCI-E. О первом варианте мы уже говорили выше, 500-600 Мб/с – это максимум, на что способны данные накопители.

С PCI-E все намного интереснее. Данный интерфейс может обеспечить скорость от 500 Мб/с на линию для PCI-E 2.0 и до 985 Мб/с на одну линию PCI-E 3.0. Слот с четырьмя линиями PCI-E 3.0 при установке соответствующего накопителя может выдавать до 4 Гб/с – это уже впечатляюще.

Обзор и тестирование накопителя WD Black NVMe SSD объемом 250 ГБ

Для подключения твердотельных накопителей по шине PCI Express был разработан специальный логический интерфейс NVM Express, заменивший устаревший AHCI. Практически все современные материнские платы поддерживают данный интерфейс, и установка накопителей NVMe (PCI-E 3.0 ×4) будет наиболее выгодным вариантом.

PCI-E Add-in Card (AIC)

Еще один вариант реализации накопителя – в виде карты расширения в свободный слот PCI-Express. Обычно собираются на основе памяти SLC, демонстрируют высокие скорости, но и стоят относительно дорого, например, Intel Optane 900P 480GB стоит 45-60 тысяч рублей.

Некий симбиоз между 2,5” накопителем и шиной PCI-Express. С виду обычный SSD накопитель, но подключается к специальному интерфейсу U.2, встречается такой на материнских платах нечасто, в основном в топовых моделях. На сегодня данный вид накопителя актуален преимущественно для серверов.

Что лучше — флешка или внешний жесткий диск

Флешка — это портативный «переносчик» информации. Когда нужно скопировать документы с компьютера на компьютер или скинуть временно фотографии, она станет удобным выбором. Но флешки не используют для длительного хранения и тем более обработки данных.

Речь снова о ресурсе — жизнь флеш-накопителя недолговечна. Работать с большими файлами, которые загружены на флешку, неудобно, так как устройство отвечает на команды пользователя и выполняет задачи слишком медленно. Кроме того, огромных по внутреннему объему памяти флешек просто не существует.

Поэтому при выборе типа устройства нужно изначально сформулировать свои требования к нему. И выбирать:

• флешку — если нужен внешний накопитель небольшого объема для удобной переноски данных (документы, фотографии, проекты);
• внешний диск SSD — если нужен накопитель большого объема, который может использоваться для обработки крупных файлов и который можно без боязни брать с собой в дорогу;
• внешний диск HDD — если нужно вместительное хранилище большого объема данных с неограниченным ресурсом циклов перезаписи, который не планируется никуда носить.

В идеале жесткий диск HDD нужно просто поставить на стол у компьютера и использовать для работы и хранения архива информации.

HDD для ноутбуков

С ноутбуками получается не такая радужная ситуация, как с ПК. Установить на лэптоп жесткий диск большего объема, конечно, можно. Но особого прироста свободного места вы не заметите. Дело в том, что на данном этапе максимальная емкость HDD для ноутбука составляет всего 2 Тбайт. Материнские мини-платы ноутбуков попросту не поддерживают тех емкостей, которые доступны пользователям ПК с полноразмерными «материнками». Здесь может спасти только покупка внешнего HDD. Конечно, по скорости чтения ему далеко до внутренних. Но все же какой-никакой прирост свободного места.

Совместимость

Жесткие диски и 2,5” SSD являются универсальными вариантами. Разъемы SATA имеются как в новых сборках, ноутбуках, так и в старых. Такой форм-фактор твердотельного накопителя лучше всего подходит для апгрейда уже имеющегося ПК. Единственный момент – SATA первой или второй версии будут ограничивать накопитель по максимально возможной скорости до 150 и 300 Мб/с соответственно.

Современные корпуса и салазки для HDD имеют посадочные места для 2,5” накопителей, в старых корпусах для их установки понадобятся специальные салазки-переходники, которые, скорее всего, придется покупать отдельно; уже давно производители SSD не добавляют их в комплект.

В случае выбора M.2 SSD ограничивающих моментов намного больше. Не на всех материнских платах имеется соответствующий разъем, бюджетные варианты и устаревшие модели им не оснащены. Но и в этом случае установка такого накопителя возможна через плату расширения для слота PCI-E.

Тоже и с поддержкой NVMe накопителей, не все материнки поддерживают данный интерфейс, все еще встречаются варианты слота М.2 с поддержкой только SATA интерфейса. Этот момент необходимо учитывать.

И в последнюю очередь проверьте совместимость накопителя с вашей материнской платой по его длине и ключу.

3. Потребление электроэнергии во время операций чтения/записи.

Потребление электроэнергии жесткими дисками за 18 лет, в целом, находится на одном уровне. Максимальные значения характерны для НЖМД, имеющих частоту вращения шпинделя 15000 об./мин. и/или SAS – интерфейс, минимальные – для НЖМД, имеющих 2,5 дюймовый форм-фактор и частоту вращения шпинделя 5400 об./мин. или ниже.

Средняя и максимальная емкость SSD и HDD

Всего несколько лет назад между максимальной емкостью HDD и SSD стояла не только числовая, но и технологическая пропасть. Найти SSD, который бы по количеству хранимой информации мог соперничать с HDD было невозможно, но сегодня рынок готов предоставить пользователю и такое решение. Правда, за внушительные деньги.

Максимальная емкость SSD, которые предлагаются для потребительского рынка, составляет 4 ТБ. Подобный вариант в начале июля 2016 года представила компания Samsung. И за 4 ТБ пространства придется выложить $1499.

Базовый объем HDD-памяти для ноутбуков и компьютеров, выпускаемых во второй половине 2016 года составляет от 500 ГБ до 1 ТБ. Аналогичные по мощности и характеристикам модели, но с установленным SSD-накопителем, довольствуются лишь 128 ГБ.

Уменьшение емкости HDD

В силу некоторых причин максимальная емкость жесткого диска со временем может уменьшиться. Это связано в основном со внешними факторами. Сторонники популярного мифа о том, что от частого форматирования объем диска может уменьшиться, неправы. Емкость HDD может падать только от физического воздействия. К таким относятся удар, сильная встряска (только при работе), скачок напряжения от блока питания. Из-за воздействия этих факторов на поверхности диска появляются «битые» кластеры. Конечно, чтобы потеря объема была заметна, придется «убить» немалое их количество. Но в этом случае диск просто прекратит работать. Его можно будет выкидывать, так как «оживить» такое устройство совершенно невозможно.

HDD для игрового ноутбука

Основное требование к мощному лэптопу — максимальная производительность, и компромиссы здесь неуместны. С учётом всё возрастающих требований геймдева к аппаратной части РС, ваш лучший выбор — линейка накопителей WD Black в форм-факторе 2,5” со скоростью вращения шпинделя 7200 об/мин. Да, температурный режим у этих моделей повыше, но и охлаждение, как правило, организовано лучше. К тому же SSD небольшого объёма под операционную систему часто уже присутствует в одном из двух слотов — значит, в перерывах между игровыми баталиями нагрузка на «горячий» HDD будет минимальной.

Заявленный и реальный объем HDD

Производители жестких дисков обычно гордо пишут на своих устройствах объем пространства для хранения данных в целых числах. Однако реальная емкость HDD зачастую отличается от заявленной. С чем это связано?

Во-первых, производители заявляют максимальный объем «на глазок», руководствуясь тем, что в таблице международной системы измерений 1 Гбайт равен 1 миллиарду байт. На самом же деле гигабайт равен 107 миллиардам. Чем больше максимальный объем HDD, тем больше «гигов» в нем не хватает. К примеру, если у вас «винчестер» с заявленной емкостью в 200 Гбайт, то реальная его емкость составит 186 Гбайт. И с этим уже ничего сделать нельзя. Таблица измерений заверена ГОСТом.

Во-вторых, на каждом HDD имеется системный раздел для записи отладочной информации. Он тоже несколько ограничивает максимальную емкость HDD, хоть и не намного.

5. Скорость вращения шпинделя.

В 2001 году НЖМД достигли максимальной скорости вращения своего шпинделя – 15000 оборотов в минуту и с тех пор этот показатель больше не поднимался. Хотя, лет 10-15 назад у производителей были планы по повышению частоты вращения шпинделя до 20000 об./мин., о чем можно найти информацию в Интернете. Смысла в повышении частоты вращения шпинделя в настоящем времени тем более нет. Ну вот представьте себе, если взять современный НЖМД со скоростью вращения шпинделя 15000 об./мин. и имеющий максимальную скорость последовательного чтения данных 315 Мб/сек. и постараться сделать его таким же быстрым по скорости чтения, как современные твердотельные накопители с SATA 3 – интерфейсом, то придется разогнать шпиндель до скоростей порядка 30000 об./мин. Остается только догадываться, как будет нагреваться такой накопитель и сколько он прослужит в итоге. Более того, НЖМД с такими высокими частотами могут вообще исчезнуть с рынка по причине, указанной выше.

3,5 – дюймовые НЖМД. Для 3,5 НЖМД характерны скорости вращения 5400, 5900 и 7200 об./мин. Как исключение, компания Western Digital выпускала 3,5 НЖМД со скоростью вращения шпинделя – 10000 об./мин., однако пластины накопителя имели диаметр 2,5 дюйма, а массивный корпус служил в качестве радиатора для отвода тепла. Нетрудно заметить, что сначала какое-то время выпускались НЖМД в форм-факторе 3,5 дюйма скоростью 15000 RPM, затем произошла его смена на 2,5.

2,5 – дюймовые НЖМД. Для НЖМД такого форм-фактора характерны любые скорости вращения, вплоть до 15000 об./мин.

Заключение

Вообще, вопрос о максимальном объеме жесткого диска довольно обширен и одной статьи здесь не хватит. И все же некоторые общие аспекты были рассмотрены. Теперь гораздо легче понять, от чего зависит максимальный объем. Также многих интересовал вопрос о том, чем отличается реальный объем от заявленного и по каким причинам может уменьшиться емкость HDD. Что это за причины, мы разобрали. Следите за своим HDD и все с ним будет в порядке, пока он не «умрет» своей смертью.

HDD для ноутбука (универсальный вариант)

Ситуация с ноутбуками практически полностью повторяет консольную, но есть и ещё один нюанс: некоторые модели (особенно ультрабуки) имеют конструктивное ограничение по толщине используемого жёсткого диска. И приобретая новенький накопитель, пользователь может столкнуться с проблемой физической невозможности собрать свой лэптоп обратно при замене. Если не удаётся выяснить толщину текущего девайса (либо нет под рукой штангенциркуля), лучше сразу выбирать из моделей с обозначением Thin (или указанием толщины не более 7 мм в описании) — эти HDD являются самыми тонкими на рынке, и гарантированно влезут в любой портативный PC. В этот юзкейс прекрасно впишется Seagate Firecuda ST1000LX015.

Фрагментация

Любимое «лакомство» любого HDD-винчестера — большие файлы: фильмы в формате MKV, большие архивы и образы BlueRay-дисков. Но стоит вам загрузить винчестер сотней-другой мелких файлов, фотографий или MP3-композиций, как считывающая головка и металлические блины приходят в замешательство, в результате чего значительно падает скорость записи.

После заполнения HDD, многократного удаления/копирования файлов, жесткий диск начинает работать медленнее. Это связано с тем, что по всей поверхности магнитного диска разбросаны части файла и когда вы дважды щелкаете мышкой по какому-либо файлу, считывающая головка вынуждена искать эти фрагменты из разных секторов. Так тратится время. Это явление и называется фрагментацией, а в качестве профилактических мер, позволяющих ускорить HDD, предусмотрен программно-аппаратный процесс дефрагментации или упорядочивания таких блоков/частей файлов в единую цепочку.

Дефрагментацию периодически рекомендуется выполнять на всех типах HDD-накопителей, тем самым поддерживая их оптимальную скорость.

Принцип работы SSD кардинально отличается от HDD, а любые данные могут записываться в любой сектор памяти с дальнейшим моментальным считыванием. Именно поэтому для накопителей SSD дефрагментация не нужна.

6. Наработка на отказ. Mean time to failure (MTBF).

На это графике мы можем видеть планомерное повышение среднего уровня надежности жестких дисков. Максимальное значение этой характеристики было достигнуто в 2013 году и составило 2,5 миллионов часов до отказа. Сложно сказать, будет ли в дальнейшем рост надежности жестких дисков, учитывая множество технологических изменений (увеличение количества пластин, SMR, внедрение HAMR, MAMR) в угоду увеличения их емкости.

Всё в одном: универсальный HDD

В случае, когда SSD установить возможности нет, но ускорить загрузку системы необходимо, стоит присмотреться к гибридным накопителям SSHD, комбинирующим классическую конструкцию с кэширующим SSD-буфером небольшого объёма. Преимущество такого решения — ускоренная загрузка часто используемых файлов из SSD-кэша с удержанием стоимости на уровне «традиционных» моделей. Типичный представитель линейки SSHD — Seagate FireCuda.

Надежность и срок службы

Помните главное преимущество SSD-накопителей? Верно, отсутствие движущихся элементов. Именно поэтому вы можете использовать ноутбук с SSD в транспорте, по бездорожью или условиях, неизбежно связанных с внешними вибрациями. На стабильности работы системы и самого накопителя это не скажется. Хранящиеся на SSD данные не пострадают даже в случае падения ноутбука.

У HDD все с точностью наоборот. Считывающая головка располагается всего в нескольких микрометрах от намагниченных болванок, и поэтому любая вибрация может привести к появлению «битых секторов» — областей, которые становятся непригодными для работы. Регулярные толчки и неосторожное обращение с компьютером, который работает на базе HDD, приведет к тому, что рано или поздно такой винчестер попросту, говоря на компьютерном жаргоне, «посыпется» или перестанет работать.

Несмотря на все преимущества SSD, у них есть тоже весьма существенный недостаток — ограниченный цикл использования. Он напрямую зависит от количество циклов перезаписи блоков памяти. Другими словами, если вы ежедневно будете копировать/удалять/вновь копировать гигабайты информации, то очень скоро вызовите клиническую смерть своего SSD.

Современные SSD-накопители оснащены специальным контроллером, который заботится о равномерном распределении данных по всем блокам SSD. Так удалось значительно повысить максимальное время работы до 3000 – 5000 циклов.

Насколько долговечен SSD? Просто взгляните на эту картинку:

А потом сравните с гарантийным сроком эксплуатации, который обещает производитель конкретно вашего SSD. 8 – 13 лет для хранения, поверьте, не так и плохо. Да и не стоит забывать о том прогрессе, который приводит к постоянному увеличению емкости SSD при неизменно снижающейся их стоимости. Думаю, через несколько лет ваш SSD на 128 ГБ можно будет отнести к музейному экспонату.

7. Уровень шума.

Еще в начале нулевых годов НЖМД были достаточно шумные. Это означает, что услышать стрекот головок жесткого диска можно было в офисном помещении в разгар рабочего дня, когда разговаривают коллеги, шумит разнообразная техника, приходят посетители. Сейчас, чтобы услышать работу головок жесткого диска, необходима полная тишина в помещении и не факт, что их можно услышать вообще, лишь почувствовать вибрация, взяв устройство в руки. Минимальный уровень шума при операциях чтения/записи может составлять 1,7 ДБелл, что характерно для 2,5 НЖМД.

Бэкапы и хранение данных

Народная мудрость гласит: пользователь (сисадмин, инженер — нужное подчеркнуть) узнаёт о том, что бэкап битый, только когда пытается его восстановить. Но что делать, если собственного сервера под рукой нет, а организовать облачное хранение проблематично? Ответ прост — приобрести внешний HDD. Одно из главных достоинств такого решения (помимо мобильности) — минимальный износ механики. Ведь если большую часть времени накопитель будет просто лежать на полке, то и прослужит он гораздо дольше. Правда, и умрёт незаметнее. Поэтому проверяйте бэкапы регулярно!

Приоритет при сборке такого массива отдаётся в первую очередь надёжности и производительности накопителей. Выбирать HDD под такие задачи лучше из специально предназначенных для использования в рабочих станциях. Можно, например, обратиться к списку рекомендаций QNAP (Quality Network Appliance Provider, поставщика качественных сетевых устройств). А для максимальной надёжности лучше взять диски с одинаковыми характеристиками, но разных производителей, чтобы минимизировать возможность одновременного отказа. Например, скомбинировать Western Digital и Toshiba.

8. Количество пластин, установленных внутри накопителя.

Прошлое. Когда-то 5 пластин внутри 3,5 – дюймового НЖМД толщины 2,5 см было максимальным и считалось показателем низкой надежности и источником повышенной температуры для накопителя. в 2012-2013 гг. произошел застой в росте емкости жестких дисков. Максимальная емкость накопителей составила 4 Тб и не увеличивалась в течение двух лет. Лишь в конце 2013 года компания HGST представила первый в мире накопитель на жестких магнитных дисках емкостью 6 терабайт, имеющий аж 7 пластин, вращающихся на скорости 7200 оборотов в минуту. Это был Hitachi Ultrastar He6 HUS726060ALA64[0,1] (SATA 3) 6 Тб >>> . Накопитель был полностью герметичен и заполнен инертным газом – гелием, имеющим в несколько раз меньшую плотность, чем окружающий воздух. Что способствовало гораздо меньшему нагреву накопителя во время трения пластин о гелиевую среду во время их вращения и, как следствие, его меньшему нагреву. Тем не менее, были выпущены НЖМД, содержащие внутри 6 пластин в обычной воздушной среде. Само собой разумеющееся, такие устройства выделяют много тепла и должны хорошо охлаждаться.

Настоящее.

3,5 – дюймовые НЖМД. На данный момент рекорд по количеству пластин внутри 3,5-дюймового жесткого диска составляет 9 пластин и установлен он компанией Toshiba в 2017 году, как уже упоминалось выше.

2,5 – дюймовые НЖМД. Для 2,5-дюймовых НЖМД рекорд был поставлен компанией Seagate в 2016, которая выпустила, уже неоднократно упомянутый выше, жесткий диск Barracuda 2.5 ST5000LM000 (SATA 3) 5 Тб с 5 пластинами внутри. Каждая пластина может содержать по 1 Тб данных, записанных по черепичной методике (SMR) с рекордной плотностью записи и на данный момент – 1307 ГБит/дюйм2. (Прим.авт.: Статья, которую я на данный момент набираю, находится именно на таком накопителе в формате внешнего HDD с USB 3.0 интерфейсом, который трудится у меня уже почти один год).

Будущее. Перспектива роста количества пластин внутри накопителя с целью дальнейшего повышения их емкости в будущем остается, как для 3,5-, так и для 2,5-дюймовых НЖМД. Но только, если будут применены более прочные материалы, чем алюминий, использующийся сейчас. Ведь с увеличением количества пластин, уменьшается пространство между ними, необходимое для функционирования головок чтения/записи. А для этого необходимо уменьшать толщину пластин. А чем более тонкая пластина, тем меньшую прочность она имеет. Для алюминиевой пластины критичная толщина составляет 0,6 мм. Дальнейшее уменьшение ее толщины приведет к снижению ее прочностных характеристик, необходимых для обеспечения надежности накопителя. Более прочный материал, чем алюминий – стекло. Стеклянные пластины сохраняют необходимую прочность и при толщине 0,381 мм, позволяя при такой толщине разместиться в количестве 12 штук.

Обращаем ваше внимание, что если на графике встречаются нулевые показатели, то это означает, что не все модели НЖМД (или других комплектующих) еще внесены в справочник.

9. Емкость одной пластины.

На данный момент продолжатся рост плотности записи и, как следствие рост емкости одной пластины, которая составляет 2 Тб на SMR-пластину для 3,5 НЖМД и 1 Тб на SMR-пластину для 2,5 НЖМД. В обоих случаях плотность записи составляет 1307 ГБит на квадратный дюйм. В дальнейшем, при внедрении HAMR и MAMR-технологий, плотность записи будет увеличиваться и может достичь 5000 ГБит на дм2, что теоретически увеличит объем одной пластины до 8 Тб, при SMR-технологии записи. Нетрудно посчитать, что при использовании 12 стеклянных пластин, можно получить НЖМД объемом 96 Тб. Но, это в теории.

10. Эволюция методов магнитной записи.

Прошлое. В прошлом, до 2007 года доминировал метод продольной магнитной записи (PRML, EPRML), однако еще в 2005 году появился метод перпендикулярной магнитной записи (PMR), позволивший значительно увеличить объем НЖМД и наращивать его в течение последующих десяти лет и больше.

Однако в последние три года данный метод исчерпал свой потенциал в чистом виде. Плотность записи достигла 880 ГБит / дм2 (1750 Тб на одну пластину) при теоретическом пределе – 1 Тбит / дм2. На выручку пришёл SMR-метод, фактически представляющий собой PMR-метод, но с частичным наложением дорожек записи друг на друга, который позволил увеличить плотность записи до 1,3 Тбит / дм2, однако повлек за собой некоторые сложности и недостатки.

Настоящее. В настоящее время представлены НЖМД с PMR-, SMR-методами записи. И впервые, в 2018 году появились НЖМД с TDMR-методом записи. Данные накопители выпущены компанией Western Digital, имеют емкость 14 Тб и представлены моделями: Ultrastar DC HC530 SAS 3.0 14 Тб и Ultrastar DC HC530 SATA 3 14 Тб.

Будущее. В будущем, уже в ближайшем будущем (в 2019 году), ожидается внедрение производителями HAMR и MAMR-технологий записи, которые разрабатываются уже достаточно давно. Например, упоминание о том, что идет разработка HAMR-накопителей, можно найти в статьях за 2008 год. Данные технологии не представляют собой метод записи, но позволяют подготовить поверхность пластины (например, путем ее точечного нагрева) для последующей записи PMR-,SMR-,TDMR-методами с гораздо большей плотностью, чем без подогрева. По оценкам разных производителей НЖМД (а их не так уже много осталось: Western Digital, Seagate и Toshiba) плотность записи при использовании термоассистируемой технологии записи может достичь 4-5 Тбит / дм2. Мы не будем подробно описывать принципы их работы, так как статей об этом написано уже достаточно много (ссылки можно найти в конце данной статьи).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итак, мы рассмотрели основные характеристики накопителей на жестких магнитных дисках, проанализировали их и попытались предсказать дальнейший их рост.

Технологии производства НЖМД достигли очень высокого уровня и продолжают развиваться, конечно уже не такими темпами, как еще лет 10 назад. Очевидно, что невозможно бесконечно увеличивать плотность записи. И рано или поздно это станет невозможным. Но в ближайшие 5-10 лет объем НЖМД будет увеличиваться.

Невозможно увеличивать и скорости чтения/записи, которые зависят от плотности записи и скорость вращения шпинделя. Да это уже давно стало и не нужно. Планомерное увеличение скоростей чтение/записи на данный момент можно считать “побочным эффектом” увеличения плотности записи, поскольку этот показатель перестал иметь большое значение. Твердотельные накопители (SSD) уже давно обогнали НЖМД по данному параметру и используются в качестве накопителя для операционной системы и прикладных программ, а НЖМД используется в качестве хранилища данных.

Не исключено, что в далеком будущем SSD-накопители полностью вытеснят НЖМД. Так как, хотя они и дороже, но цена их продолжает стабильно снижаться, а появление SSD с QLC-ячейками только усилит их конкуренцию за объем и за цену.

Уважаемые читатели, ждем от вас комментариев, замечаний по данному материалу. Спасибо за внимание!