Реферат: Гибридные винчестеры

Как работает современный винчестер?

Принцип работы для всех современных винчестеров одинаков: данные при помощи пишущей/считывающей головки записываются на один или несколько магнитных дисков. Все это очень похоже на работу проигрывателя виниловых пластинок (см. рисунок выше). Но есть очень важное отличие: пишущая/считывающая головка физически не касается диска, а располагается над ней.

Кроме того, скорость вращения шпинделя винчестера составляет в среднем 7200 об./мин., а особо быстрые модели достигают даже 10 000 об./мин. и больше. Однако эта техника имеет и свои недостатки.

Каковы недостатки обычных винчестеров?

1. Нагрев: из-за быстрого вращения диск сильно нагревается. Если температура нагревания в течение длительного времени превышает определенное значение (как правило, 50°) это может привести к ошибкам записи и считывания, а в худшем случае – даже к потере данных.

2. Чувствительность к сотрясениям: во время работы пишущая/считывающая головка находится всего лишь в нескольких микрометрах (тысячные доли миллиметра) над поверхностью диска. Если в это время компьютер подвергнуть сильному сотрясению, то может произойти так называемый «head crash». При этом пишущая/считывающая головка (Head) заденет поверхность дисков. Магнитный слой может быть разрушен, а если это произойдет, сохраненные в этом месте данные будут утрачены безвозвратно.

3. Энергопотребление: мотор, приводящий диски в движение, потребляет много электроэнергии. В портативных компьютерах (ноутбуках) из-за этого значительно снижается продолжительность работы от аккумулятора.

4. Замедление: после продолжительного периода эксплуатации скорость работы любого жесткого диска замедляется вследствие фрагментации. Причина в том, что пишущая/считывающая головка сохраняет данные в разные секторы винчестера. Даже данные одного документа сохраняются в разных сегментах. Из-за этого увеличивается время доступа, поскольку пишущая/считывающая головка должна многократно менять свое положение.

Что такое гибридные винчестеры?

Слово «гибрид» – латинского происхождения и означает «смешанный». И если в отношении экологически безопасных автомобилей оно подразумевает сочетание стандартного двигателя внутреннего сгорания и электрического, то в отношении винчестеров оно означает «смесь» обычных дисков и флэш-накопителей.

Во флэш-накопителях применяется та же технология, что и в картах памяти или в привычных флэш-драйвах. Правда, емкость памяти в них не такая, как в больших винчестерах, которые могут сохранять до 1 Тб данных.

Флэш-накопитель служит в качестве «быстрого» буфера данных и сохраняет в промежуточной памяти файлы, которыми операционная система часто пользуется. Пока происходит считывание с флэш-накопителя и запись на него, магнитные диски винчестера пребывают в состоянии покоя. Они активизируются, только когда промежуточная память заполняется.

Каковы преимущества гибридных винчестеров?

1. Быстрота: время доступа крайне мало: вместо 5-15 миллисекунд, которые требуются винчестеру, флеш-накопитель затрачивает меньше одной миллисекунды. Таким образом, данные читаются гораздо быстрее.

Гибридный диск оперативно реагирует на запросы не только в процессе эксплуатации компьютера, он также может сокращать время запуска ПК. Ведь при этом операционная система должна загрузить множество данных с жесткого диска. Благодаря сокращенному времени доступа флэш-накопителя гибридный винчестер и при запуске компьютера работает быстрее.

Если на компьютере установлена Windows Vista, операционная система подключает функцию ускорения Ready-drive.

Эта технология распознает дополнительный флэш-накопитель на жестком диске и целенаправленно использует его для ускоренной загрузки или ускоренного запуска программ из режима Stand-by.

2. Сниженное энергопотребление: поскольку флэш-накопитель не имеет подвижных частей, расход электроэнергии сокращается. А так как дискам в гибридном винчестере приходится вращаться реже, то и весь винчестер потребляет ее значительно меньше. За счет этого продолжительность работы аккумулятора в ноутбуках увеличивается примерно на 30 мин.

3. Уровень шума: пишущая/считывнающая головка меньше двигается, а магнитные диски винчестера реже вращаются. Благодаря этому уровень шума при работе винчестера существенно ниже.

4. Надежность: поскольку преимущественно используется флэш-накопитель, диски вращаются лишь в редких случаях. В состоянии покоя они в значительно меньшей степени подвержены сотрясениям. Поэтому неполадки, вызванные head crash, случаются гораздо реже.

5. Уровень нагрева: за счет сниженного энергопотребления гибридные винчестеры меньше нагреваются. Это предотвращает возникновение дефектов и облегчает охлаждение компьютера, что особенно актуально для ноутбуков.

Есть ли у гибридных винчестеров недостатки?

Гибридные винчестеры функционируютв настоящее время только с системой Windows Vista. Появится ли соответствующее программное расширение для Windows XP, пока неизвестно, но скорее всего, это маловероятно. Определенно можно сказать только одно: гибридные винчестеры будут стоить дороже, чем обычные модели жестких дисков.

Существуют ли альтернативные варианты?

Да. Можно также использовать функцию Readyboost, имеющуюся в Windows Vista, с флэш-драйвом (см. рисунок ниже). Некоторые производители также предлагают материнские платы с дополнительным флэш-накопителем для функции Readyboost, который подключается к компьютеру через USB.

Аналогичный принцип предусматривается в технологии Intel Turbo-Memory (также известной под названием Robson), которая создана, прежде всего, для использования в ноутбуках: за счет флэш-накопителя объемом 512 или 1024 Мб, находящегося на материнской плате, передача данных будет осуществляться быстрее, чем через USB-порт. При этом в качестве винчестеров используются обычные модели жестких дисков.

Еще одной альтернативой являются винчестеры, состоящие только из флэш-накопителя. Эти так называемые Solid-State-винчестеры вообще не имеют подвижных частей и работают как в Windows XP, так и в Vista. Они функционируют даже в экстремальных условиях; оснащенные ими ноутбуки могут выдержать даже очень сильное сотрясение. Их существенный недостаток в том, что они маленькие и дорогие. Один только винчестер с памятью 32 Гб стоит порядка $500. Для сравнения: за $100-150 можно приобрести обычный винчестер для ноутбука с памятью 160 Гб. Самые большие Solid-State-винчестеры имеют «на борту» 256 Гб и стоят больше $1000.