Чому жорсткі диски страждають від втрати продуктивності через зниження ємності?

Сьогодні я переглянув мою таблицю даних жорсткого диска (західний цифровий 500 ГБ WD5000BPKT) і помітив, що для всієї родини рядок "Продуктивність" "Хост до / з диска (підтримується)" номінально зменшується в продуктивності читання і запису через зниження ємності:

Це змушує мене замислитися, чому. Я не помітив жодного іншого параметра, який відрізняється в цій таблиці, за винятком ємності пристрою (від 750 Гб до 160 ГБ). Я також шукав інших сімей, і я виявив таку ж поведінку (Samsung і Seagate не показують ці параметри продуктивності у своїх таблицях даних).

Отже, враховуючи, що всі диски належать одній родині і по суті однакові, чи хтось знає точну фізичну причину такої поведінки?

Щільність зберігання більших жорстких дисків вище, ніж щільність менших. При однаковій швидкості обертання (7200 об / хв) це означає, що дані можна читати / записувати швидше.

Від щільності зберігання пам'яті # Ефекти на продуктивність - Вікіпедія, безкоштовна енциклопедія :

Збільшення щільності зберігання середовища майже завжди покращує швидкість передачі, при якій цей носій може працювати. Це найбільш очевидно при розгляді різних дискових носіїв, де елементи зберігання розкидані по поверхні диска і повинні бути фізично повернуті під «головою», щоб їх можна було прочитати чи записати. Більш висока щільність означає, що більше даних рухається під головою за будь-який механічний рух.

Розглядаючи дискети як основний приклад, ми можемо обчислити ефективну швидкість передачі, визначивши, як швидко біти рухаються під головою. Стандартна дискета 3½ "крутиться зі швидкістю 300 об / хв, а внутрішня доріжка довжиною близько 66 мм (радіус 10,5 мм). При 300 об / хв лінійна швидкість носія під головою становить, таким чином, приблизно 66 мм х 300 об / хв = 19800 мм / хв. або 330 мм / с. Уздовж цієї доріжки біти зберігаються при щільності 686 біт / мм, що означає, що голова бачить 686 біт / мм х 330 мм / с = 226,380 біт / с (або 28,3 КБ / с) .

Тепер розглянемо вдосконалення дизайну, що вдвічі збільшує щільність бітів за рахунок зменшення довжини зразка та збереження однакового інтервалу доріжок. Це негайно призвело б до подвоєння швидкості передачі, оскільки біти проходили б під голову вдвічі швидше. Інтерфейси ранніх дискетів були спочатку розроблені з швидкістю передачі 250 кбіт / с, і вони вже перевершували впровадження 1980-х дисплей "високої щільності" 1,44 Мб (1440 КБ). Переважна більшість ПК включали інтерфейси, розроблені для накопичувачів високої щільності, які працювали на швидкості 500 кбіт / с. Вони також були повністю перевантажені новими пристроями, такими як LS-120, які змушені були використовувати швидкісні інтерфейси, такі як IDE.

(наголос мій)

Добре, що всі приводи мають однаковий розмір (як по висоті, ширині, глибині). Таким чином, щоб збільшити більше даних у цей розмір, дані потрібно упакувати з більшою щільністю.

Рухомі частини (як голова) на жорстких дисках, швидше за все, рухаються з однаковою швидкістю.

Отже, якщо ви збільшуєте щільність даних, але швидкість, з якою ви переходите через згадані дані, залишається незмінною, ви збільшуєте загальну пропускну здатність.

Я вважаю, що Advanced Format стосується використання секторів 4k замість 512 байт. Крім усього іншого, ця зміна означала, що для кодів ECC потрібно використовувати менше бітів на блюді. Як результат, потрібно прочитати трохи менше біт, щоб отримати певну кількість даних з диска; при всьому іншому все одно це призведе до дещо вищої максимальної швидкості передачі. Ймовірно, це пояснення різниці між двома накопичувачами на 500 МБ.

Ну, лише дика здогадка, але:

Твердий привід розділений на кілька треків, кожен розділений на кілька однаково великих блоків.

Під час читання даних жорсткий диск спочатку переміщує голову в потрібну колію, а потім чекає, поки диск повернеться в потрібний блок. Для послідовного читання великих файлів, що охоплюють декілька блоків і треків, цей рух має відбуватися досить часто. (ще більше з більшою фрагментацією)

Більш великі диски мають або більш високу швидкість даних, що зберігаються на кожній доріжці, або містять додатковий диск. Таким чином голова не змушена рухатись цим часто, що ефективно підвищує швидкість передачі.

(читайте про час доступу у Вікіпедії )

На додаток до більш високої щільності бітів, ще одна можлива відповідь - більші HD-диски мають БІЛЬШЕ плати / диски. З більшою кількістю тарілок ви бачите більше бітів одночасно, не потребуючи переміщення прочитаних головок. Крім того, деякі диски переходять на двосторонні тарілки з таким же ефектом