6.2.2. Количество секторов на дорожке

Современные жесткие диски имеют различное количество секторов на дорожке в зависимости от того, внешняя ли это дорожка или внутренняя. Внешняя дорожка длиннее и на ней можно разместить больше секторов, чем на более короткой внутренней дорожке. Данные на чистый диск начинают записываться с внешней дорожки.

6.2.3. Время поиска/ время переключения головок/ время переключения между цилиндрами

Время поиска (seek time) минимально только в случае операции с дорожкой, которая является соседней с той, над которой в данный момент находится головка. Наибольшее время поиска - при переходе с первой дорожки на последнюю. Как правило, в паспортных данных на жесткий диск указывается среднее время поиска (average seek time).

Все магнитные головки диска находятся в каждый момент времени над одним и тем же цилиндром, и время переключения определяется тем, насколько быстро выполняется переключение между головками при чтении или записи.

Время переключения между цилиндрами - это время, требуемое для перемещения головок на один цилиндр вперед или назад.

6.2.4. Задержка позиционирования

После того, как головка оказывается над нужной дорожкой, она ждет появления требуемого сектора на этой дорожке. Это время называется задержкой позиционирования и также измеряется в миллисекундах (ms). Среднее время задержки позиционирования определяется временем поворота диска на 180 градусов и поэтому зависит только от скорости вращения шпинделя диска.

Скорость вращения (об/мин) 4500 5400 7200 10000

Задержка (миллисекунды) 6.7 5.7 4.2 3.3

6.2.5. Время доступа к данным

Время доступа к данным - это сумма времени поиска, времени переключения головок и задержки позиционирования. Поскольку это время чрезвычайно велико по сравнению с быстродействием электроники компьютера, обращение к винчестеру на чтение/запись производится поблочно, секторами и более крупными блоками – кластерами. Размер сектора для любого диска стандартен – 512 байт. Поиск нужного сектора обеспечивается разметкой диска в процедуре его форматирования – записью в начале каждого сектора специальной метки, включающей номер сектора и номер дорожки (цилиндра).

Запись/чтение информации секторами, а не байтами приводит к недоиспользованию дискового пространства: при некратных сектору размерах файлов в конце секторов остаются пустые «хвосты».

В связи с тем, что объем современных винчестеров составляет сотни гигабайт, адресация с точностью до сектора требует от операционной системы обрабатывать адреса секторов длиной (объем диска)/(размер сектора) двоичных разрядов. Работа с таким большим количеством мелких адресуемых единиц понижает быстродействие системы, и в современных файловых системах разбиение дисков производится не на сектора, а на более крупные блоки – кластеры, размер которых кратен сектору. Обычно размер кластера – 8, 16 или 32 кбайт (в зависимости от объема винчестера, а также от использования его в виде одного логического диска или дробления его на несколько логических дисков). Очевидно, налицо компромисс между сокращением количества непроизводительных операций обращения к диску и недоиспользованием дискового пространства, которое растет с увеличением размера кластера.

6.2.6. Кэш-память на жестком диске

Как правило, на всех современных жестких дисках есть собственная оперативная память, называемая кэш-памятью (cache memory), или просто кэш. Производители жестких дисков часто называют эту память буферной. Размер и структура кэш у фирм-производителей и для различных моделей жестких дисков существенно отличаются. Обычно кэш память используется как для записи данных, так и для чтения. Размер кэш не является определяющим для оценки эффективности его работы; более важна организация обмена данными с кэш для повышения быстродействия диска в целом.

Некоторые производители жестких дисков, такие как Quantum, используют часть кэш для хранения служебной системной информации. Рациональнее для хранения firmware использовать специально отведенные сектора на диске, невидимые для любых операционных систем. При включении питания эта программа загружается в обычную дешевую DRAM на диске, и при этом отпадают затраты на микросхему флэш-памяти для хранения firmware. Такой способ позволяет легко исправлять встроенное программное обеспечение жесткого диска.