Для чего нужны гелиевые диски
Количество цифровых данных возрастает день ото дня. Компьютерные игры, видео высокой чёткости, музыка в несжатом формате, фотографии и другие файлы съедают всё больше и больше дискового пространства. Схожая ситуация наблюдается не только на домашних компьютерах, но и в компаниях.
Конечно, если нет фобии, что ваши данные будут хранить чужие люди, то можно довериться облачным сервисам, вот только стоит это довольно дорого и не всегда удобно для хранения больших файлов. Да и в этих хранилищах вся информация тоже записывается на те же самые жёсткие диски.
Именно поэтому, несмотря на наступление по всем фронтам твердотельных носителей, механические диски продолжают активно развиваться, наращивая терабайты. Но вот недавно, кажется, наступил предел, после которого уже не получится без перехода на качественно новый уровень увеличить объём носителя в формфакторе 3,5 дюйма.
Пока существует два решения: применение SMR-технологии (которая хорошо показывает себя только для архивных дисков, поскольку возникают сложности во время перезаписи информации) и носителей, заполненных гелием.
Дело в том, что гелий — это инертный газ, который в семь раз легче воздуха. Следовательно, меньше сила трения, а считывающие головки не только легче перемещаются в такой среде, но и вибрируют гораздо меньше.
С помощью этой технологии можно:
уменьшить расстояние между пластинами;
сократить энергопотребление;
увеличить точность позиционирования головок;
увеличить объём в стандартных габаритах, сохранив при этом высокие скоростные показатели чтения, записи, перезаписи.
Решение от Seagate
Компания Seagate долго шла к решению на основе гелия, начав разработки ещё в далёком 2003 году, но, видимо, только сейчас технологии позволили сделать гелиевый диск действительно доступным. И сразу рекордная ёмкость — 10 ТБ. Это самый большой объём в традиционных габаритах, доступный обычным пользователям. Диск получил маркировку ST10000NM0086 и относится к линейке Enterprise Capacity, впрочем, это совершенно не мешает использовать его и для домашних компьютеров.
Внешний вид
Главное отличие нашего героя от традиционных механических накопителей — полностью герметичный корпус. И сразу возникает основная проблема новой технологии — испарение гелия с течением времени. Стоит газу улетучиться через промежутки в пайке и поры самого металла, как винчестер можно нести на свалку. Seagate это прекрасно понимает и активно борется с проблемой:
Корпус диска не литой, как у конкурентов, а кованый, поэтому будет меньше несовершенств структуры и вероятность образования трещины.
Крышка приваривается непрерывным, а не пульсирующим лазером, создавая более надёжный шов.
Соединение платы контроллера с электроникой внутри осуществляется через керамическую втулку, которая клеится эпоксидной смолой к корпусу. Это помогает избежать влияния температурного расширения и увеличить число контактов для высокопроизводительных головок.
Установленные датчики температуры, влажности и давления непрестанно следят за атмосферой внутри корпуса, заранее предупреждая пользователя о возможном скором выходе винчестера из строя.
На днище диска установлена текстолитовая плата контроллера зелёного цвета, на которой распаяны микросхемы. Подключение осуществляется через стандартные разъёмы питания и SATA 3.0. Крепления предусмотрены как на боковых поверхностях, так и на днище устройства.
Габариты диска — 102 × 26 × 147 мм, а вес — всего 650 г. Это на 20% легче, чем модель на 6 ТБ от Seagate, где меньше дисков и головок! Такого снижения веса удалось достичь за счёт кованого корпуса и внутренних конструктивных изменений.
Внутреннее устройство
Уменьшение расстояния между пластинами позволило разместить внутри корпуса аж семь «блинов» по 1,43 ТБ. К каждому подходит по две считывающие головки. Используется традиционная технология перпендикулярной магнитной записи (PMR), которая обеспечивает высокую производительность диска. Положительно на скоростные характеристики устройства влияет и увеличенный до 256 МБ буфер обмена.
Кроме этого, у Seagate Enterprise Capacity есть дополнительный кеш объёмом 2 МБ, построенный на основе NOR Flash. Он увеличивает быстродействие произвольной записи, особенно когда опция кеширования в оперативную память отключена (чтобы не потерять данные при сбое). Скорость вращения шпинделя — 7 200 оборотов в минуту, максимально устойчивая скорость передачи данных — 250 МБ/с.
Поскольку линейка Enterprise Capacity предназначена для корпоративного использования, то к надёжности диска предъявляются также повышенные требования: время наработки на отказ составляет 2,5 миллиона часов, а диск выдержит «удары судьбы» в 40G в работающем состоянии и до 250G в выключенном.
Помимо гелия, внутри Seagate Enterprise Capacity 3.5 HDD спрятано несколько оригинальных фишек. Так, пластины здесь сбалансированы в двух плоскостях, что значительно снижает вибрацию как одного диска, так и систем из нескольких HDD, а также улучшает теплоотвод.
Если головка диска доходит до сектора, который не удаётся прочитать в течение 7 секунд, то он помечается как битый и в него больше не будут записываться данные.
Специальные технические решения компенсируют внешние вибрации.
Функция RAID Rebuild ускоряет восстановление массива за счёт передачи данных прямо с подлежащего замене диска. PowerChoice даёт возможность вручную выставлять тайм-ауты перехода в энергосберегающие режимы. Опция PowerBalance позволяет заказать диски с меньшей производительностью, но с большей энергоэффективностью, а если подключить программу поддержки Rescue, то Seagate восстановит информацию с диска в случае его повреждения. Можно заказать диск с дополнительными опциями, такими как шифрование, гипермасштабирование, а также с увеличенным числом байт на логический сектор и прочие.
Диск поддерживает работу в нескольких режимах:
спящий, когда головки запаркованы, а диски не крутятся (потребление энергии — 0,8 Вт);
три градации промежуточного режима простоя (потребление энергии — 2,34–4,36 Вт);
рабочий режим, когда всё приведено в боевую готовность (потребление энергии — 6,57–8,37 Вт в зависимости от выполняемой операции).
За переключение режимов отвечает специальный хост-контроллер, оптимизируя потребление энергии.
Тестирование
Естественно, обзор диска был бы неполным без тестирования. Оно проводилось на следующей системе: материнская плата ASRock с чипом Z87, процессор Intel i7-4770, 16 ГБ двухканальной DDR3, операционная система Windows 7, установленная на твердотельный накопитель Kingston. За время тестирования немного нагрелась лишь текстолитовая плата (примерно до 50 градусов), а температура корпуса не поднялась даже до 28 градусов.
Диск не бесшумный, и если вытащить его из корпуса, то можно услышать, как работают головки. Однако внутри системного блока, где жужжит охлаждение процессора и видеокарты, услышать работу винчестера вряд ли получится.
По результатам замеров средняя скорость записи и чтения находится на отметке 190–200 МБ/с, а максимальная доходит до 250. Время доступа к диску — в среднем 11 мс на чтение и 4 мс на запись. Кроме того, измерялось время, затраченное на копирование одного файла размером 40 ГБ (3 мин. 37 с) и 8 000 файлов общим размером 40 ГБ (6 мин. 26 с), что наглядно продемонстрировало лайфхак: хотите скопировать много файлов — сделайте из них один, скопируйте и разархивируйте.
Ниже — результаты испытаний, где для сравнения приведены данные идентичных тестов на той же конфигурации компьютера для диска из NAS-линейки Seagate ST8000VN0002.
