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

16.05.2019 — 25.06.2019
Growth Marketing Summit

онлайн

21.05.2019
Digital Construction Forum 2019

Центр цифрового лидерства SAP Космодамианская наб., 52к7,

23.05.2019
Презентация программного комплекса "Integrity SCADA"

Пресненская набережная, д. 10, стр. 2.

24.05.2019
Google Cloud Day

Москва, ул.Балчуг. д. 7, БЦ Балчуг Плаза

27.05.2019
Conference for best brands

Москва, Центр "Открытый мир"

28.05.2019
Smart City 2019: госпроекты и их реализация

Москва, Веранда ЦМТ, Краснопресненская наб., 12