IT ExpertКак это сделатьСам себе админ

«Улетные» диски

Сергей Грицачук | 12.07.2011

ВКонтакт Facebook Google Plus Одноклассники Twitter Livejournal Liveinternet Mail.Ru

«Улетные» диски

В статье:

Когда нужна скоростная дисковая подсистема

Какие варианты организации скоростного хранилища существуют

Когда лучше применять HDD и когда – SSD


Когда нужна скоростная дисковая подсистема

Общая производительность рабочей станции складывается из многих параметров и в большинстве случаев зависит от выполняемых задач. В самом деле, графические редакторы и средства обработки трехмерных изображений весьма требовательны к видеоконтроллеру, средствам архивирования необходим мощный процессор, обработка видео очень критична к скорости жестких дисков, а игровые приложения требовательны ко всем узлам системы. Именно поэтому при выборе конфигурации ПК в первую очередь следует определить, какие задачи надо решать с его помощью — на основе такой информации и подбирается тот или иной узел.

Максимальная производительность подсистемы хранения данных востребована прежде всего теми приложениями, которым в процессе работы нужно оперировать очень большими объемами данных, постоянно перемещаемыми из дисковой области в оперативную память. Среди таких прикладных программ можно назвать графические (Adobe Photoshop, GIMP) или музыкальные редакторы (Steinberg Nuendo и Cubase), программы обработки видео (Pinnacle Studio, VirtualDub), к скорости работы HDD весьма взыскательны и игры. Впрочем, даже операционной системе (с ее компонентами, библиотеками, службами и файлом подкачки) нужна хорошая дисковая подсистема — иначе работа с ПК превращается в сущее мучение. В наихудших случаях пользователю приходится неоправданно долго ожидать загрузки ОС и офисных программ, что негативно сказывается на качестве работы.

Средства мультимедиа также требовательны к дисковой подсистеме, ведь им приходится постоянно обращаться к жесткому диску в процессе воспроизведения кинофильма или музыкальной композиции. Особенно это заметно при обработке HD-контента: на компьютере с низкой производительностью жесткого диска будут заметны подтормаживания и подергивания при просмотре видео. Более того, «слабое звено» полностью исключает многозадачность ОС. Так, если вы собрались сделать резервную или архивную копию важных данных, запустить длительную антивирусную проверку и совместить это с просмотром кинофильма, — вас ожидает горькое разочарование. Из-за постоянных обращений к жесткому диску насладиться любимым кино уже не получится. Однако и операции антивируса или архивирование тоже могут растянуться на долгое время.

Если вы уже столкнулись с чем-то подобным, не спешите докупать оперативную память, ругать процессор или видеокарту — с большой долей вероятности в проблемах виновен именно жесткий диск. Почему? Да потому что в большинстве случаев пользователи, приобретая ПК, обращают внимание только на одну характеристику дисковой подсистемы — ее объем. И далеко не редкость, когда сборщики комплектуют компьютер емким, но низкоскоростным HDD.  

Какие варианты организации скоростного хранилища существуют

Как только возникнет нужда в ускорении работы дисковой подсистемы, придется выбрать, каким из методов воспользоваться. Их несколько, и каждый имеет как преимущества, так и недостатки. Вариант пойти и купить более шустрый диск может оказаться не лучшим. Хотя и он имеет право на существование. Например, можно приобрести скоростной HDD типа WD VelociRaptor. Это семейство жестких дисков рассчитано на пользователей, которым важны высокопроизводительные и емкие накопители (максимальный объем VelociRaptor – 600 Гбайт). Особенности таких накопителей — высокая скорость вращения (10 000 об/мин), улучшенное охлаждение и специально подобранная механика в сочетании с большим размером кэш-буфера — обеспечивают не только высокие параметры быстродействия в режиме одиночного диска, но и оптимизированы для работы в составе RAID-массива. С таким HDD существенно увеличивается скорость загрузки ОС, возрастает скорость работы приложений и снижается время реакции системы в целом. Самый ощутимый выигрыш — в скорости записи, поэтому VelociRaptor наиболее привлекателен для приложений, которые постоянно сохраняют данные на него. Кроме того, у него высокая надежность (время наработки на отказ 1,4 млн часов и гарантия пять лет). Но цена такого накопителя по сравнению с традиционным HDD того же объема ощутимо выше, а по быстродействию он проигрывает твердотельным накопителям (SSD). Некоторых взыскательных пользователей не устроит и уровень рабочего шума VelociRaptor, особенно в режиме поиска.

img

В отличие от скоростных жестких дисков твердотельные накопители совершенно не производят шума, поскольку не содержат механических частей. Положительным качеством SSD считается низкое энергопотребление и рабочие температуры. Но для нашей статьи важнее другое их свойство — сверхвысокая скорость чтения, что делает их незаменимыми в тех случаях, когда приложению требуется загружать большие объемы информации. Скажем, использование SSD в качестве системного диска приводит к очень быстрой загрузке ОС и приложений, а также минимизирует время ожидания в работе с прикладным ПО: загрузка и выгрузка происходят очень быстро, как и переключение между разными приложениями. Ощутимый прирост производительности отмечается в играх и при работе с медиафайлами (опять же за счет выигрыша в скорости чтения).

img

К сожалению, твердотельные накопители не обладают столь же высоким временем записи данных: у VelociRaptor оно втрое выше. Недостатком, присущим SSD вообще, является сравнительно невысокая надежность — бюджетные модели довольно быстро теряют в скорости записи, кроме того, ограничение в количестве циклов записи означает, что их нельзя использовать как средство постоянного обновления данных. К недостаткам относится и высокая стоимость единицы хранения информации и низкая емкость (по сравнению с жесткими дисками). Впрочем, тем, кому не требуется постоянная запись, а нужна именно высокая скорость чтения, можно порекомендовать или одиночный SSD, или RAID-массив нулевого уровня из нескольких таких дисков. Подобная система практически не имеет аналогов по быстродействию, если бы не одно «но»: наличие специализированных решений с интерфейсом PCI Express. Например, устройство OCZ RevoDrive. Это плата расширения классического формфактора, по сути, готовый RAID-массив на SSD с очень высокими скоростными показателями: скорость чтения данных доходит до 740 Мбайт/с, записи — до 690 Мбайт/с (для моделей OCZ RevoDrive емкостью 80–160 Гбайт) или до 720 Мбайт/с (у моделей 240-960 Гбайт). Производительность составляет 100–120 тыс. операций ввода/вывода в секунду, что втрое превышает показатели хай-энд решений с интерфейсом SATA. Конечно, стоимость таких специализированных устройств пока высока, она сопоставима с ценой одиночных SSD, объединенных в RAID-массив. Но именно это делает OCZ RevoDrive привлекательным: с его помощью можно получить высокопроизводительный диск по цене двух SSD, снизив нагрузку на центральный процессор ПК.

img

Третьим (и, как правило, самым оптимальным) решением считается создание RAID-массива из жестких дисков. Классический вариант недорогой и быстродействующей дисковой подсистемы — RAID 0 из двух и более HDD (до четырех). Он позволяет увеличить скорость работы накопителя более чем втрое, а по стоимости оказывается самым дешевым, если, конечно, использовать встроенный контроллер материнской платы и диски небольшой емкости (от 80 Гбайт). Такое решение имеет ряд недостатков, среди которых невысокая надежность. В случае большой нагрузки HDD могут отказать, причем массив разрушается и информация безвозвратно теряется. Конечно, это можно предотвратить, создавая комбинированные варианты, например RAID 0+1, но такой массив теряет в ценовой привлекательности и емкости. Самым лучшим применением бюджетного RAID считается работа с неизменяемым содержимым или в качестве буфера для хранения промежуточных данных некоторых программ. В первом случае это могут быть игры, которые достаточно держать в архиве на другом носителе. При повреждении массива придется заменить вышедший из строя жесткий диск, пересоздать массив и распаковать архив на вновь созданный том. Во втором случае можно указать массив как временный диск для хранения буферных данных программам обработки видео или фоторедактором: тогда выход из строя массива не приведет к катастрофическим последствиям.

img

Если же стоит задача получить максимальное быстродействие и одновременно высокую надежность — можно воспользоваться HDD из серий RAID edition, в том числе VelociRaptor. Массив, созданный из таких дисков, обеспечит очень высокую скорость чтения/записи, обойдя даже одиночный SSD (по чтению). Надежность тоже будет достаточно высокой для бытовых нужд, но все-таки рисковать хранением ценных данных на таком томе не стоит. Очевидно, что за выигрыш в производительности придется заплатить высокой ценой решения, впрочем, оно того стоит, если требуются сравнительно большие объемы создаваемого тома.

В RAID-массив можно объединить и твердотельные накопители, хотя цена такого решения будет очень высокой (особенно в пересчете на стоимость 1 Мбайт хранимой информации). Второй недостаток — низкая надежность массива в целом (однако можно собрать и защищенный массив 5-го уровня при помощи внешнего контроллера), а также невысокая емкость.

Когда лучше применять HDD и когда – SSD

Опираясь на собственный опыт использования накопителей различных типов, скажу, что самая лучшая схема — комбинированная. Например, применение SSD для размещения операционной системы и прикладных программ, связки из двух высокоскоростных HDD в RAID-массив для размещения требовательных к скорости чтения/записи приложений и низкоскоростного жесткого диска большой емкости для хранения архивов. Вообще, твердотельные накопители целесообразнее всего применять там, где требуется частое чтение данных и минимальные обращения по записи и не нужны большие объемы. Там, где скорость записи играет решающую роль или важны размеры дисковой памяти, — лучшим выбором будет высокоскоростной HDD. Своя ситуация и с RAID-массивами (разного уровня) — на их основе можно построить систему, удовлетворяющую любым требованиям стоимости/надежности/скорости, здесь выбор зависит только от задач, которые приходится решать.

И наконец, напомню, что достижение максимальной производительности дисковой подсистемы уменьшает ее надежность, а потому при построении такого решения не забывайте о резервном копировании. Этой цели превосходно служат любые высокоемкие, но низкоскоростные дисковые накопители.

Ключевые слова: жесткие диски, твердотельный накопитель

Об авторах

Сергей Грицачук

Сергей Грицачук

Обозреватель, аналитик, инженер-системотехник. Действительный член «Клуба экспертов Intel», сертифицированный специалист (Мюнхен) по сетевым и серверным технологиям с 1993 года. Компьютерами и сопутствующими решениями занимается с 1985-го, участник многочисленных выставок, обладатель наград за оригинальные схемотехнические и программные разработки. Первый диплом получил в 1984 году от «Патентного бюро» журнала «Юный техник». Увлекается охотой, рыбалкой, водно-моторным спортом. «Утомившись суетой цивилизации, предпочитаю уединенную жизнь вдали от нее. Все свободное время отдаю семье и детям».

Мероприятия

20.11.2018
Intel® Innovation Day – Осень 2018

Москва, Россия, г.Москва, Новинский бульвар, 8, стр.2 Лотте Отель Москва

20.11.2018
Oracle Cloud Day 2018

Москва, Технопарк «Сколково» Большой бульвар, д. 42, стр.1.

22.11.2018
Передача Audio, Video и KVM по IP: решения, опыт, истории успеха

Казань, пр. Фатыха Амирхана, 1A, комплекс «Казанская Ривьера».