Гнучкі диски (Floppy)

Є найдорожчим та ненадійним способом зберігання інформації (300$/ГБ). Час доступу - 200мс. Швидкість читання - 35кБ/с. На одній дискеті розміщається до 1.4МБ інформації.

Жорсткі диски (hd)

Перший жорсткий диск був розроблений в 1956р. фірмою IBM, мав ємність 5МБ, складався з 50-и 24'' пластин та важив 971кг. У наш час HD є найефективнішим за критерієм ціна-продуктивність-надійність способом зберігання інформації. Являє собою пакет твердих магнітних дисків, діаметром 2.5-3.5'', над якими «літає» головка. Використовується очищене повітряне середовище. Точна механіка забезпечує довговічність та надійність. Час доступу порядку 8..15мс, лінійна швидкість читання 50..100МБ/с (7200об/хв). Кеш-пам'ять 2-32МБ. Застосовується паралельний ATA інтерфейс зі швидкістю до 133МБ/с або послідовний SATA із продуктивністю більше 155МБ/с.

За останні 20 років швидкість лінійного читання збільшилася на 2 порядки, а час доступу зменшилося менше, ніж на порядок. Швидкість CPU зросла на 4 порядки. Тому HD (CD також) є самим повільним елементом системи.

Ємність HD збільшується приблизно за законом Мура: за 20 років з 1983р. від 12МБ до 200ГБ. Вартість HD також неухильно знижується (<0.3$/ГБ в 2006-2007рр.). До системної плати можуть бути підключені до 2 пар ATA пристроїв.

До 2005р. використовувався горизонтальний спосіб запису. Для підвищення щільності запису з 2005р. застосовується вертикальний запис на диск, що дозволило випускати диски більше 200-500ГБ із лінійною швидкістю читання близько 100МБ/с (7200об/хв). Щільність запису в 2007р. перевищила 500ГБ/дюйм², що дозволяє створювати 3.5'' диски обсягом більше 1ТБ (більше 600ГБ на пластину).

Твердотільні накопичувачі ssd (solid state drive)

Традиційно вони являють собою накопичувачі, схожі на жорсткі диски, але використовують звичайну кремнієву пам'ять та невелику батарейку для резервного живлення. Подібні продукти дуже швидкі, але дорогі та ексклюзивні, для масового ринку вони не підходять.

Однак є дві технології, що загрожують традиційним жорстким дискам:

1) накопичувачі на флеш-пам’яті, які використовують енергонезалежну пам'ять;

2) гибридні вінчестери (H-HDD).

Останні являють собою звичайні жорсткі диски, що мають додатковий банк флеш-пам'яті, що може використовуватися для зберігання інформації OEM-виробників та часто використовуваних файлів ОС.

Однієї з основних особливостей жорстких дисків є досить великий час пошуку, тому сучасні операційні та файлові системи реалізовані таким чином, щоб зменшити кількість операцій пошуку будь-яким можливим образом. Програмне забезпечення зберігає значні обсяги даних у буферній пам'яті, файлові та операційні системи дефрагментують диски, домагаючись послідовного розташування великих обсягів даних, інтерфейси оптимізовані для підтримки блоків даних, характерних для жорстких дисків, відрізняють операції читання з кеш-пам'яті та з дисків.

У той же час, подібна оптимізація погано підходить для SSD. Час пошуку у твердотільних дисках незначно, тому фрагментовані файли на такому накопичувачі не представляють великої проблеми з погляду продуктивності. Найчастіше пристрої зберігання на базі NAND-флеш не містять кеш-пам'яті, тому диференціація джерела для читання також неактуальна. Зате кількість циклів читання-запису у твердотільних накопичувачах хоча велике, але все-таки обмежено, тому для SSD бажано усунути зайві операції по обміну даними, зв'язані, наприклад, з виконанням операцій дефрагментації або перезаписом файлів підкачування.

Нарешті, адресація у випадку NAND флеш-пам'яті використовується не байтова, а сторінкова, що припускає зчитування за один раз досить великого обсягу даних. Файлові системи також оперують блоками даних, і розбіжність цих параметрів може істотно погіршити характеристики продуктивності. Наприклад, якщо файлова система має розмір блоку 512 байт, а сторінка в SSD дорівнює 4кБ, то при читанні буде оброблятися значна кількість зайвої інформації.

Intel випускає SSD зі швидкістю читання 240МБ/с і запису 70-170МБ/с.