Známé pravidlo ²íká, ºe plat a pevn∞ disk nikdy nestaƒí. A£ máte disk jakkoli velik∞, jednoho dne se zaplní a vy se budete muset rozhodnout, zda n╪co smazat, nebo si po²ídit disk v╪tτí. Naτt╪stí v∞robci nelení a nabídka pevn∞ch diskà s vysokou kapacitou je skuteƒn╪ bohatá.
Roztoƒené winchestry
Nikde není dáno, ºe k uloºení dat v osobním poƒítaƒi je nutné pouºít zrovna pevn∞ disk, ale ten se z mnoha p²íƒin stal v poƒítaƒi samoz²ejmostí a data se na n╪j ukládají. Kaºd∞m rokem se poƒet uloºen∞ch informací zdvojnásobuje, a tak mají v∞robci pevn∞ch diskà stále proƒ vyráb╪t - kaºdoroƒn╪ se prodá více neº 100 milionà pevn∞ch diskà pro osobní poƒítaƒe a tento poƒet neustále roste (asi o 11 % roƒn╪), p²estoºe se kapacita diskà zv╪tτuje. Zvyτují se ale i nároky uºivatelà - místo n╪kolika programà a dokumentà se na disk ukládají stále ƒast╪ji i nároƒné hry, digitální fotografie, hudba ve formátu MP3 a podobn╪ a navíc operaƒní systémy i 32bitové aplikace s kaºdou novou verzí bobtnají a bobtnají.
Protoºe po²ízení pevného disku p²edstavuje v∞znamnou investici a cena disku dnes znamená znaƒnou ƒást z ceny celého poƒítaƒe (aº 1/3), je jeho v∞b╪ru pot²eba v╪novat pozornost. Navíc vlastnosti disku v∞znamn╪ ovlivσují i v∞kon celého poƒítaƒe. Proto jsme pro vás p²ipravili n╪které informace o pevn∞ch discích a 28 u nás prodávan∞ch diskà jsme také vyzkouτeli a otestovali. Tento test vám tedy màºe p²i v∞b╪ru pomoci. Poj╘me se ale na disky nejprve podívat trochu podrobn╪ji.
Zaćtky
Vτechno to zaƒalo v roce 1956, kdy firma IBM vyrobila první disk na sv╪t╪. Jmenoval se 305 RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control), m╪l kapacitu 5 MB a ve sv╪t╪ poƒítaƒà znamenal skuteƒn╪ obrovsk∞ pokrok. µlo totiº o první pam╪£ové za²ízení s tzv. náhodn∞m p²ístupem k velkému mnoºství dat (p²edtím se pro ukládání dat pouºívaly d╪rné τtítky a magnetické pásky), a to umoºnilo provozovat zcela nové aplikace typu rezervace letenek, bankovní sluºby apod. Disk 305 RAMAC se skládal z padesáti 24" diskà a stál 35 000 dolarà roƒn╪ (neprodával se, ale pronajímal). Dnes se zdá kapacita disku i jeho velikost sm╪τná, ale v té dob╪ to bylo skuteƒn╪ "n╪co".
V roce 1970 byla na trh uvedena první "disketa" (tehdy τlo spíτe o menτí v∞m╪nn∞ disk), která podle IBM zahájila éru stolních a p²enosn∞ch poƒítaƒà. To ale stále jeτt╪ nebyl pevn∞ disk, tak jak ho známe dnes. Technologii Winchester, na které jsou pevné disky zaloºeny, p²edstavila firma IBM aº v roce 1973. Tato technologie byla poprvé pouºita u disku Winchester 3340, kter∞ m╪l dv╪ plotny s kapacitou 30 MB, tedy 30-30, coº p²ipomínalo starou dobrou winchestrovku .30-30 (odtud tedy název). Pravd╪podobn╪ prvním interním diskem pro PC s technologií Winchester byl 5,25" disk znaƒky Seagate ST-506 s kapacitou 5 GB z roku 1979. Ani první osobní poƒítaƒe IBM PC z roku 1981 vτak jeτt╪ nebyly pevn∞mi disky vybaveny standardn╪ a obsahovaly pouze 5,25" disketovou mechaniku na "pruºné" disky.
Jak pracuje disk
Interní pevn∞ disk se b╪ºn╪ dodával aº v poƒítaƒi IBM XT z roku 1983 a od té doby se pevné disky v poƒítaƒích zabydlely jiº nastálo. Zpoƒátku m╪ly disky kapacitu jen 10 MB nebo 20 MB a ²íkalo se jim "Winchester" (podle technologie). Jejich hlavní princip se do dneτní doby v podstat╪ moc nezm╪nil. Jako záznamové médium je u pevného disku pouºita kovová podloºka (plotna), na niº je z obou stran nanesena záznamová vrstva magnetického materiálu. Základem disku (plotny) je diskov∞ substrát. Materiál, z kterého je vyroben, musí mít uspokojivé mechanické a technologické vlastnosti, musí b∞t nemagnetick∞, nesmí chemicky reagovat s magnetickou vrstvou a nem╪l by b∞t drah∞. T╪mto podmínkám nejlépe vyhovuje hliníková slitina. Jeτt╪ v∞hodn╪jτí fyzikální vlastnosti mají substráty sklen╪né, ty jsou ovτem drahé.
Jako záznamová vrstva se u moderních diskà pouºívají tenkovrstvé magnetické povlaky, které se nanáτejí elektrolyticky nebo se vakuov╪ napa²ují. Tato vrstva musí b∞t mimo²ádn╪ rovná a hladká. Na magnetické vrstv╪ se pomocí záznamové hlavy vytvá²ejí zmagnetizované oblasti (magnetické domény), které jsou pak ƒteny (zmagnetizovan∞ materiál indukuje ve ƒtecí hlav╪ proud) a vyhodnoceny jako jednotky informace (bity). Data se na disk zapisují v soust²edn∞ch kruºnicích, v tzv. stopách.
Pevn∞ disk se neskládá pouze z jednoho disku, ale ze svazku diskà (ploten). Tyto plotny jsou nasazeny na náboji, oznaƒovaném jako v²eteno. V²eteno je pohán╪no motorem umíst╪n∞m v jeho st²edu nebo vn╪jτím nízkoprofilov∞m motorem. Dnes se k roztáƒení disku v╪tτinou pouºívají stejnosm╪rné motorky se servo²ízením zp╪tnou vazbou. V²etena byla d²íve ukládána ve valiv∞ch loºiscích a nejnov╪jτím hitem jsou loºiska hydrodynamická (fluidní).
Informace jsou na disky ukládány a ƒteny pomocí ƒtecích/zápisov∞ch hlav, které jsou umíst╪ny na pohyblivém vystavovacím raménku. Raménko je pomocí servomechanismu vychylováno tak, aby se hlava dostala nad poºadovanou stopu. Na disku je pak v╪tτinou dvojnásobn∞ poƒet hlaviƒek, neº kolik je v disku ploten, protoºe hlaviƒky obsluhují spodní i horní ƒást plotny.
Stopy na disku jsou dále rozd╪leny na jednotlivé sektory (na stop╪ je jich n╪kolik set). Stopa na okraji disku je samoz²ejm╪ delτí neº stopa ve vnit²ní ƒásti. Jednotlivé sektory disku tak d²íve m╪ly velice ràznou délku - dnes se místo na disku vyuºívá dokonaleji a na stopách u kraje je uloºeno více sektorà neº u st²edu, a tedy stopa na okraji disku obsahuje více bità neº uvnit². Ràst poƒtu bità s polom╪rem vτak není lineární, ale stupσovit∞. Tato technika se naz∞vá Multiple Zone Recording (v ƒeτtin╪ ²íkáme záznam s prom╪nn∞m poƒtem sektorà).
¼tecí a zápisové hlaviƒky nep²icházejí s povrchem disku vàbec do styku, ale "létají" nad povrchem. Jejich vzdálenost je vτak velice malá, a tak by i sebemenτí neºádoucí prvek v disku (prach, cigaretov∞ kou²) zpàsobil katastrofu. Proto jsou pevné disky uzav²eny do pouzdra nazvaného HDA (Hard Disk Assembly) a vyrobeného v╪tτinou z hliníku, tak aby se do nich nedostaly neƒistoty. Dovnit² disku se tedy pravd╪podobn╪ ani nikdy nepodíváte. Disk není zrovna jednoduché za²ízení, protoºe se skládá z mechanick∞ch i elektronick∞ch souƒástek. Na jeho v∞voji se tedy podílí v╪dci z mnoha oborà (mechanika, elektronika, chemie, aerodynamika).
Kapacita
Disky se liτí mnoha parametry, z nichº asi nejdàleºit╪jτí je kapacita. Jiº jsme si ²ekli, ºe první disky pro osobní poƒítaƒe m╪ly kapacitu 5 aº 20 MB. Dnes se kapacita diskà pohybuje od n╪kolika gigabajtà do n╪kolika desítek gigabajtà. Je t²eba ale dát pozor na to, jak je kapacita disku oznaƒována. Existuje totiº tzv. kapacita neformátovaná a kapacita formátovaná. Formátovaná kapacita je asi o 20 % menτí neº kapacita neformátovaná, protoºe nelze na 100 % vyuºít veτkerou kapacitu disku - ƒást se p²i formátování "ztratí".
Dejte si také pozor na to, ºe v∞robci p²i udávání kapacity berou 1 MB jako milion bajtà, v branºi je vτak zvykem takto oznaƒovat 220, tedy 1 048 576 bajtà. Θdaj v∞robce (v MB) b∞vá proto nutné vynásobit 0,95 a dostanete zhruba skuteƒnou kapacitu disku. Ovτem p²i velikostech dneτních diskà si klidn╪ màºete ²íct: megabajt sem, megabajt tam.
Ne vτechny poƒítaƒe jsou ovτem schopny pouºívat disky s velkou kapacitou. Nap²íklad systém DOS a také Windows 3.11 je schopen v principu pracovat nejv∞τe s 2,1GB diskem (nebo s jeho oddíly - partition). Systém Windows 95 podporuje ve verzi OSR 2 v╪tτí diskové sekce, ale n╪které systémy BIOS si s takovouto kapacitou stále jeτt╪ ne a ne poradit. Proto je n╪kdy nutné pouºít speciální ovladaƒ dodávan∞ v∞robcem disku nebo je nutné aktualizovat BIOS.
Kapacita dostupn∞ch diskà v n╪kter∞ch ohledech p²edb╪hla i poºadavky trhu. V dob╪ uvedení prvních 850MB nebo 2,1GB diskà byl o n╪ tém╪² okamºit╪ zájem, ale dnes o disky s kapacitou v╪tτí neº 17 GB mnoho uºivatelà nestojí. V první ƒtvrtin╪ roku 1999 byly populární hlavn╪ disky s kapacitou 6,7 GB (pro srovnání, na konci roku 1997 τly nejvíce na odbyt disky s kapacitou 3,2 a 3,6 GB). Nap²íklad spoleƒnost Seagate p²edpokládá, ºe 75 % vτech diskà prodan∞ch v roce 1999 bude mít kapacitu menτí neº 10 GB, a p²itom prodává i disky s kapacitou 50 GB. P²esné prodeje diskà podle kapacit najdete v grafu.
Do naτeho testu jsme za²adili disky s kapacitou od 6,5 do 15 GB. Existují sice i disky s menτí kapacitou, ale ty dnes jiº skoro nemá cenu kupovat, protoºe jsou jen o málo levn╪jτí a navíc by uºivatelàm brzy nestaƒily. Disky v╪tτí neº 15 GB zase poºaduje zatím skuteƒn╪ jen málokdo. U diskà SCSI jsme testovali i modely s kapacitou do 20 GB, protoºe pokud n╪kdo pot²ebuje v╪tτí disk, ƒasto volí práv╪ verzi SCSI. V testu tedy najdete i disky s kapacitou aº 18,3 GB.
Dalτí vlastnosti
Krom╪ kapacity má pevn∞ disk také celou ²adu dalτích parametrà. Jedním z nich je tzv. p²enosová rychlost. P²enosová rychlost udává, jak∞ poƒet bajtà je moºné p²enést z disku do systému za jednu sekundu. Tento údaj se n╪kdy uvádí v Mb, n╪kdy v MB za sekundu, a na to je pot²eba dát pozor. P²enosová rychlost diskà se neustále zvyτuje a u diskà v testu jsme nam╪²ili pràm╪rnou p²enosovou rychlost p²i ƒtení asi od 9 MB/s do 22 MB/s.
V∞robci n╪kdy u disku udávají i tzv. vnit²ní p²enosovou rychlost. P²enosová rychlost vnit²ní je mnohem v╪tτí neº p²enosová rychlost vn╪jτí; v p²ípad╪ vnit²ní p²enosové rychlosti jde o maximální rychlost, jakou je disk schopen "sát" data. Tato rychlost souvisí s rychlostí otáƒení disku, s poƒtem sektorà na stop╪ a s velikostí sektoru, ale v praxi se jí dosáhnout nemàºe, protoºe existují ràzná úzká místa, která znemoºσují její 100% vyuºití. V praxi je tedy mnohem dàleºit╪jτí p²enosová rychlost vn╪jτí.
Pro zv∞τení p²enosové rychlosti a sníºení vlivu prodlevy p²i mechanick∞ch operacích jsou pevné disky vybavovány vyrovnávací pam╪tí (cache), kde jsou doƒasn╪ ukládána p²enáτená data. Pam╪£ cache má na rychlost p²enosu znaƒn∞ vliv a její velikost se u testovan∞ch diskà pohybovala mezi 256 KB aº 4096 KB. Na zv∞τení v∞konu disku ovτem nemá vliv jen velikost vyrovnávací pam╪ti, ale p²edevτím zpàsob jejího vyuºití.
Dalτím dàleºit∞m parametrem je také p²ístupová doba. P²ístupová doba zahrnuje dobu pot²ebnou k p²emíst╪ní hlaviƒky nad poºadovanou stopu (tzv. dobu vystavení nebo vyhledání - seek time) a dobu ƒekání, neº se hlaviƒka dostane do klidové polohy. Dále je nutné poƒkat na to, neº se pod hlaviƒku dostane poºadovan∞ sektor (tzv. latence). Pak je teprve moºno data ƒíst nebo zapsat. U diskà se udává pràm╪rná p²ístupová doba (tedy pràm╪rná doba, za jakou se hlaviƒky dostanou na poºadované místo) a m╪²í se v milisekundách - ƒím menτí je, tím lépe. Pràm╪rnou p²ístupovou dobu tedy nezam╪σujte s pràm╪rnou vyhledávací dobou, kterou v∞robci rádi uvád╪jí, protoºe je kratτí. P²ístupová doba u testovan∞ch diskà se pohybovala v rozmezí zhruba od 9 ms do 17 ms. V∞sledky m╪²ení p²enosové rychlosti p²i ƒtení i zápisu a v∞sledky m╪²ení p²ístupové doby u jednotliv∞ch diskà najdete v tabulce.
Krátká p²ístupová doba disku je pot²ebná hlavn╪ v p²ípad╪ aplikací, ve kter∞ch se ƒasto p²istupuje k datàm uloºen∞m na ràzn∞ch místech disku. Jde nap²íklad o databázové aplikace, kdy dochází k ƒastému vyhledávání malého mnoºství dat. Proto jsme krom╪ tradiƒních testà diskà provedli i aplikaƒní test, spoƒívající ve zpracování stejné databáze Access, uloºené na testovaném disku.
Rozhraní
Data se z pevného disku a do n╪j dostávají pomocí ràzn∞ch rozhraní. Moºnosti t╪chto rozhraní se m╪nily a stále se jeτt╪ m╪ní. Zpoƒátku se pouºívalo rozhraní oznaƒené ST 506/412 (bylo pojmenováno podle typu disku) nebo také MFM. Disk v tomto p²ípad╪ vyºadoval ke své práci podporu ²adiƒe.
Díky rozhraní ST 506/412 bylo moºné p²ipojit aº dva pevné disky s kapacitou do 40 MB. Rozhraní ovτem dosahovalo velmi malé p²enosové rychlosti a m╪lo i dalτí omezení, a proto se postupn╪ p²estalo pouºívat. V roce 1987 bylo nahrazeno rozhraním ESDI (Enhanced Small Device Interface), které vzniklo za spolupráce firem Maxtor a IBM. Disky s tímto rozhraním jiº mohly pouºívat vyrovnávací pam╪£ a maximální p²enosová rychlost tohoto rozhraní byla 3 MB/s. Krom╪ diskà bylo teoreticky moºné p²ipojovat pomocí ESDI i dalτí za²ízení, ale to se neprosadilo.
Krom╪ rozhraní ESDI vzniklo kolem roku 1984 dalτí rozhraní, a sice rozhraní nazvané IDE (Integrated Drive and Electronics), které se po mnoha modifikacích pouºívá dodnes. Za vznikem rozhraní IDE (oznaƒovan∞m také jako AT-bus nebo ATA) stály firmy Compaq a Western Digital, které cht╪ly p²ijít s levn∞m rozhraním pro osobní poƒítaƒe. Toto rozhraní vyºaduje ze strany základní desky jen jednoduch∞ adaptér, zajiτ£ující adresaci mechanik a ukládání dat do vyrovnávací pam╪ti. Spojení mezi adaptérem a periferním za²ízením (diskem) zajiτ£uje ƒty²icetiºilov∞ ploch∞ kabel.
Rozhraní IDE dovolovalo p²ipojit dv╪ diskové jednotky, z nichº jedna má funkci master (²ídicí jednotka) a druhá funkci slave (pod²ízená). Max. rychlost p²enosu je 3,3 MB/s. Postupn∞m zlepτováním rozhraní (pouºitím modà PIO a DMA) se pak poda²ilo zv∞τit p²enosovou rychlost aº na 8,3 MB/s. ¼asem se ovτem ukázaly slabiny tohoto ²eτení - tedy p²edevτím moºnost p²ipojit pouze dv╪ za²ízení (disky) s kapacitou maximáln╪ 512 MB. Proto v roce 1993 vzniklo nové rozhraní nazvané Enhanced IDE (EIDE nebo také Fast ATA-2), které z IDE vychází a s nímº je také zajiτt╪na zp╪tná kompatibilita. Rozhraní EIDE uº zvládne ƒty²i periferie (p²ipojené na dvou kanálech), a to nejen pevné disky (ale nap²íklad i mechaniky CD-ROM, Zip a podobn╪), dále p²enosovou rychlost aº 16 MB/s a disky s v╪tτí kapacitou neº 512 MB (aº 8,4 GB).
Po EIDE p²iτlo jeτt╪ rychlejτí rozhraní Ultra DMA/33 nebo také Ultra ATA (kaºd∞ v∞robce oznaƒuje rozhraní trochu jinak). Za vyuºití reºimu p²ímého p²ístupu do pam╪ti (DMA) je p²enosová rychlost u tohoto rozhraní zdvojnásobena na 33,3 MB/s. Rozhraní sice pracuje se stejnou taktovací frekvencí (tedy 8,33 MHz, coº je takt sb╪rnice ISA), ale 16bitová datová slova se nep²enáτejí jako u starτího rozhraní jen s náb╪hovou hranou taktu, ale i s kaºdou klesající hranou. Krom╪ toho se zavedly také mechanismy opravy chyb a ƒasování. P²esné moºnosti jednotliv∞ch rozhraní najdete v tabulce.
Krom╪ rozhraní IDE se prosadilo jeτt╪ dalτí rozhraní, které se pouºívá doposud. Jde o rozhraní SCSI (Small Computer System Interface), vznikající od roku 1981 a standardizované v roce 1986. To bylo od zaƒátku koncipováno mnohem robustn╪ji a univerzáln╪ji - u SCSI nikdy nebyla taková omezení, co se t∞ƒe kapacity diskà, p²enosové rychlosti nebo poƒtu p²ipojen∞ch za²ízení. Do poƒítaƒe je nutné instalovat ²adiƒ speciální sb╪rnice (host adapter - hostitelsk∞ adaptér) a k n╪mu se p²ipojují vn╪jτí i vnit²ní periferní za²ízení s SCSI. Pomocí SCSI lze p²ipojit aº osm za²ízení 50ºilov∞m kabelem: nap²íklad disky, mechaniky CD-ROM, DVD, skenery a dalτí. N╪které typy SCSI vτak dovolují p²ipojit aº 16 za²ízení, a to 68ºilov∞m kabelem.
Rozhraní SCSI se tak díky sv∞m vlastnostem prosadilo v pracovních stanicích, serverech a také v poƒítaƒích firmy Apple.
Také toto rozhraní se postupn╪ vyvíjelo a vylepτovalo p²i zachování zp╪tné kompatibility. Po jeho první specifikaci SCSI-1 s p²enosovou rychlostí 5 MB/s p²iτlo rozhraní Fast SCSI (zv∞τila se frekvence sb╪rnice) a pak i Fast Wide SCSI (datová τí²ka se zv∞τila na 16 bità). Potom se prosadily jeτt╪ standardy Ultra SCSI a také Ultra2 SCSI (LVD) nebo Wide Ultra 2 SCSI s p²enosovou rychlostí aº 80 MB/s. Nyní je pom╪rn╪ úsp╪τné také Ultra160/m SCSI s p²enosovou rychlostí aº 160 MB/s. Za zrychlení je ovτem v n╪kter∞ch p²ípadech nutné zaplatit menτí maximální délkou sb╪rnice, pop². redukcí poƒtu p²ipojen∞ch jednotek. Θdaje o rychlostech jednotliv∞ch typà rozhraní SCSI najdete v tabulce.
Obecn╪ nelze ²íci, zda je lepτí rozhraní SCSI, nebo IDE. Rozhraní IDE je vhodné p²edevτím pro osobní poƒítaƒe (z cenov∞ch p²íƒin) a rozhraní SCSI se hodí pro servery a pracovní stanice, p²edevτím díky lepτí podpo²e pro multitasking a díky moºnosti p²ipojení více neº ƒty² za²ízení (to je dneτní omezení u IDE).
Nelze ani jednoznaƒn╪ ²íci, ºe disky SCSI jsou v∞konn╪jτí. Je ale pravda, ºe technologické novinky, jako nap²íklad zrychlení otáƒení diskà, nové technologie hlav apod., se pouºívaly nejprve u diskà SCSI a pak teprve u diskà IDE. Nev∞hodou diskà SCSI je, ºe v porovnání se stejn╪ velk∞mi disky IDE b∞vají draºτí, vyºadují dodateƒn∞ hostitelsk∞ adaptér nebo základní desku s tímto adapterém.
Moºnosti rozhraní jsou vºdy v p²edstihu p²ed moºnostmi pevn∞ch diskà. P²enosové rychlosti diskà rostou sice rychle (v roce 1997 dosáhly disky p²enosové rychlosti zhruba 12 MB/s, v roce 1998 16 MB/s, letos se dostáváme z hranici 24 MB/s a p²íτtí rok se poƒítá s rychlostí 35 MB/s), ale rychlost v té dob╪ dostupného rozhraní je vºdy mnohem v╪tτí - dnes u diskà IDE aº 66 MB/s a u SCSI aº 160 MB/s. Vºdy je tu tedy urƒitá rezerva, a to v╪tτinou aº ƒty²násobná. Námi testované IDE disky m╪ly v╪tτinou rozhraní Ultra ATA/33, n╪kolik i novinku - rozhraní Ultra ATA/66. SCSI disky pouºívaly rozhraní Ultra2 SCSI.
Velikost disku
První disky pro poƒítaƒe XT m╪ly velikost 5,25 " a v∞τku asi 3 " (7,6 cm). V∞τka diskà se postupn╪ sniºovala a dnes mají disky zpravidla v∞τku pouze jednoho palce, tedy 2,54 cm. Postupn╪ se také p²echázelo (asi od roku 1987) na 3,5" disky, které se dnes uº tém╪² stoprocentn╪ rozτí²ily. V∞jimku tvo²í nap²íklad 5,25" pevné disky BigFoot firmy Quantum.
Krom╪ 3,5" diskà se pro speciální úƒely vyráb╪jí disky jin∞ch velikostí. Jde nap²íklad o 2,5" disky do notebookà, 2" disky o velikosti karty PCMCIA Type III a Type II a technologickou zajímavostí je 1" disk MicroDrive firmy IBM. Jeden ƒas se vyráb╪ly i 3" disky do notebookà nebo disky 1,8 " a 1,3 " (m╪ly velikost krabiƒky zápalek). Vτechny námi testované disky ovτem m╪ly velikost 3,5 ".
Otáƒení
To, jakou rychlostí se plotny v disku otáƒejí, má velk∞ vliv p²edevτím na p²enosovou rychlost disku a obecn╪ se dá ²íci, ºe disky s vyττí rychlostí otáƒení jsou rychlejτí - neplatí to vτak vºdy. Vyττí rychlost otáƒení sniºuje také p²ístupovou dobu, protoºe hlaviƒka disku se mnohem rychleji dostane nad poºadovan∞ sektor (disk se rychleji otoƒí na správné místo).
Rychlost otáƒení se udává v otáƒkách za minutu. Pro p²edstavu - disketa se v disketové mechanice otáƒí rychlostí asi 360 otáƒek za minutu a u prvních pevn∞ch diskà se zvolila rychlost mnohem vyττí, a to 3600 otáƒek za minutu. Po discích s rychlostí 3600 ot./min se p²eτlo na disky s rychlostí 4500 ot./min. (ty uº se prakticky nevyráb╪jí) a 5400 ot./min (t╪ch bude letos asi polovina). Disky s niºτími rychlostmi se postupn╪ nahrazují rychlejτími verzemi a po roce 2000 se jiº bude vyráb╪t více diskà s rychlostí 7200 ot./min nebo vyττí. První disky s rychlostí otáƒení 7200 ot./min byly p²edstaveny v roce 1992 (ovτem disky s rozhraním IDE p²eτly na tuto rychlost aº v roce 1997) a od roku 1996 se dodávají i disky s rychlostí 10 000 ot./min.
Rychlost otáƒení má podstatn∞ vliv na v∞kon. Disky s 10 000 otáƒkami za minutu jsou dostupné zatím jen v provedení SCSI, a setkáme se s nimi tedy spíτe jen u serverà a pracovních stanic. Na dalτím zvyτování rychlosti se pochopiteln╪ pracuje, ale bude to dost problematické. Disky s více otáƒkami totiº vyºadují více energie, dochází ke zvyτování teploty a také k aerodynamick∞m problémàm. P²i rychlostech vyττích neº 10 000 otáƒek je totiº problematické udrºet hlaviƒku v blízkosti disku a také rychlost disku po okrajích je uº znaƒná. P²esto se p²edpokládá, ºe se rychlost otáƒení zv∞τí nejd²íve na 12 000 ot./min teprve potom na 15 000 ot./min - v laborato²ích první disky s touto rychlostí uº fungují. Pokud se rychlost otáƒení zv∞τí, musí se tomu samoz²ejm╪ p²izpàsobit i ostatní ƒásti disku a elektronika.
Námi testované disky m╪ly rychlost otáƒení od 5400 do 10 000 ot./min. Ukázalo se, ºe disky s vyττí rychlostí otáƒení nemusí mít nutn╪ vyττí p²enosové rychlosti. Mnoho diskà s rychlostí 5400 ot./min se v testech dostalo p²ed disky s rychlostí 7200 ot./min, a ty zase v n╪kter∞ch p²ípadech p²ekonaly disky s rychlostí 10 000 ot./min. Naτe testy ale samoz²ejm╪ potvrdily, ºe mnohem lepτí p²ístupové doby mají disky s vyττí rychlostí otáƒení.
K²ehk∞ pevn∞ disk
Cenu uloºen∞ch dat kaºd∞ pozná aº v p²ípad╪, kdy o n╪ p²ijde, a to se p²i jejich uloºení na pevn∞ disk màºe klidn╪ stát. Pokud v poƒítaƒi selºe procesor, grafická karta nebo pam╪£, je to sice nep²íjemné, ale po v∞m╪n╪ vadné souƒástky je moºné pokraƒovat v práci dál. Pokud se ale poτkodí pevn∞ disk, je sice moºné koupit nov∞, ale ten je prázdn∞ - bez ƒasto velice cenn∞ch dat. Proto je t²eba s diskem zacházet skuteƒn╪ opatrn╪.
Pevn∞ disk se sice jmenuje "pevn∞", ale je pom╪rn╪ zraniteln∞. Vzdálenost mezi hlaviƒkou a povrchem záznamového média je totiº velice malá (asi 30 nanometrà) a p²i jejím dotyku s povrchem disku màºe dojít k poτkození záznamové vrstvy. Nepoτkodí se p²itom jen oblast dopadu hlaviƒky, ale v dàsledku rozτí²ení ƒástí záznamové vrstvy po disku (i kdyº t²eba miniaturních), které se dostanou mezi hlaviƒku a povrch, se postupn╪ poτkozují i dalτí oblasti. Co dokáºe zpàsobit náraz na plochu disku, si màºete prohlédnout na animaci, kterou najdete na naτem Chip CD.
Hlaviƒky narazí na povrch disku nap²íklad v dàsledku pádu disku, v dàsledku ràzn∞ch ot²esà, kopnutí do poƒítaƒe, necht╪ného poklepání na disk τroubovákem p²i instalaci a podobn╪. P²i instalaci je tedy nutné postupovat velmi opatrn╪ a nepouºívat hrubou sílu. Ke ztrát╪ dat màºe dojít i v dàsledku p²eh²átí disku. Proto je nutné dát disky v poƒítaƒi do takové polohy, aby byly správn╪ chlazeny (to platí p²edevτím pro disky s vysok∞mi otáƒkami), nebo je nutné pouºít dodateƒn∞ chladiƒ. Krom╪ povrchu disku se màºe poτkodit i loºisko disku nebo také elektronická ƒást (a to nejen mechanicky, ale i v dàsledku statické elekt²iny).
Aby se spolehlivost diskà zv∞τila, pracují v∞robci na ràzn∞ch autodiagnostick∞ch systémech diskà. Takov∞m systémem je i systém S.M.A.R.T. (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology). Disky vybavené tímto systémem samostatn╪ kontrolují ràzné své parametry, nap²íklad vzdálenost hlavy od povrchu, teplotu v disku, p²enosovou rychlost, poƒet sektorà p²emíst╪n∞ch na jiné místo nebo poƒet chybn∞ch pokusà o ƒtení nebo zápis. Pokud je n╪co v nepo²ádku, disky jsou schopny na to upozornit a màºe se tak p²edejít úplné ztrát╪ dat. S.M.A.R.T. je otev²en∞ standard, kter∞ dnes pouºívají asi vτichni hlavní v∞robci diskà. Nep²edpoví sice katastrofu na 100 %, ale je vhodné jej vyuºívat. K jeho vyuºití je ovτem pot²eba i p²ísluτn∞ softwarov∞ nástroj.
Krom╪ toho tém╪² kaºd∞ v∞robce pouºívá jeτt╪ dalτí technologie zvyτující spolehlivost disku. Firma Seagate nap²íklad chrání ƒást disku s elektronikou speciálním krytem nazvan∞m SeaShield, kter∞ navíc obsahuje uºiteƒné informace o disku a jeho instalaci. Do systému ochrany SeaShield byl také p²idán diagnostick∞ nástroj, kter∞ se naz∞vá Drive Self Test (DST) a kter∞ testuje disk bez jeho demontáºe ze systému.
Spoleƒnost WD u sv∞ch diskà pouºívá systém Data Lifeguard, coº je sada funkcí, které zjistí, izolují a opraví problémové oblasti disku d²íve, neº dojde ke ztrát╪ dat. Jde o zlepτenou a rozτí²enou verzi systému S.M.A.R.T. V discích jsou snímaƒe teploty a snímaƒe polohy hlavy. P²i kontrole (probíhá jakési skenování disku na pozadí, a to kaºd∞ch 8 hodin) se ƒtou jednotlivé sektory a ov╪²ují se pomocí ECC. Data z poτkozen∞ch míst (nebo z míst, která by mohla b∞t poτkozena) se p²esunou jinam a pàvodní sektor se oznaƒí jako nepouºiteln∞.
Dále jde nap²íklad o technologii Drive Fitness Test (DFT) firmy IBM, která kontroluje, zda je disk v po²ádku. Firma Quantum zase pouºívá systém DPS (Data Protection System), kter∞ b╪hem 90 sekund zjistí funkƒnost pevného disku v osobním poƒítaƒi, a také systém SPS (Shock Protection System). Raménka diskà se systémem SPS se snaºí pohltit náraz tak, aby hlava nenarazila na magnetickou vrstvu. Firma Quantum musela kvàli tomu provést u diskà 14 konstrukƒních zm╪n. Tento systém tedy omezuje vliv krátkodob∞ch vysok∞ch hodnot p²etíºení disku.
Θrovn╪ ot²esu jsou dány zrychlením a m╪²í se v násobcích gravitaƒního zrychlení neboli v poƒtu G. Dàleºitá je také doba, po kterou je disk ot²esu vystaven, a rozdíl je také v tom, zda je disk v dob╪ ot²esu v provozu, nebo ne.
N╪které parametry diskà jsme schopni zm╪²it, ale spolehlivost diskà bohuºel ne. Spolehlivost, kterou udávají v∞robci, je uvedena v hodinách - MTBF (Mean Time Between Failures), coº je st²ední doba mezi poruchami; poƒítá se tak, ºe se vyd╪lí celkov∞ ƒas provozu disku a poƒet poruch. Tato hodnota (ƒím v╪tτí tím lepτí) vzrostla z pàvodních asi 11 000 hodin aº na asi 1 000 000 hodin. Pokud se nám poda²ilo najít informace o st²ední dob╪ mezi poruchami, uvedli jsme ji v tabulce, a stejn╪ tak i hodnoty G.
Cena
Ceny pevn∞ch diskà se neustále sniºují, ale p²esto jsou dost vysoké. I kdyº na velikosti disku nemá cenu moc τet²it, je na druhou stranu jasné, ºe za peníze nevynaloºené dnes si za pár let nebo i m╪sícà lze po²ídit disk s mnohem v╪tτí kapacitou. V roce 1992 byl u nás 1GB disk jeτt╪ pom╪rn╪ vzácností a dal se koupit asi za 80 000 Kƒ. Zaƒátkem roku 1994 stál takto velk∞ disk jiº okolo 30 000 Kƒ, a v roce 1996 jiº jen okolo 7000 Kƒ. Dnes uº nové disky s 1GB kapacitou ani nekoupíte, protoºe se p²estávají vyráb╪t.
Zajímavé je i vypoƒítat, kolik stojí 1 MB úloºného prostoru na disku. Nejmén╪ zaplatíte za 1 MB u disku Fujitsu MPD3130AT a IBM Deskstar 16GP a nejvíce u disku Seagate Cheetah 9LP ST3910LW. V╪tτí disky v╪tτinou poskytují niºτí cenu za megabajt, ale ne kaºd∞ uº tak vysokou kapacitu pot²ebuje.
Krom╪ ceny a kapacity disku je vτak nutné brát v úvahu i dalτí parametry disku, tedy hlavn╪ jeho p²enosovou rychlost a p²ístupovou dobu, která màºe b∞t pro n╪koho mnohem kritiƒt╪jτí neº pouhá cena za megabajt. Levn∞ disk se totiº nehodí na vτe. Disky nám v n╪kter∞ch p²ípadech poskytli v∞robci nebo distributo²i a tak v tabulce najdete doporuƒené koncové ceny, které se od t╪ch skuteƒn∞ch mohou liτit.
Jak jsme testovali a co jsme zjistili
V testu se nám nakonec seτlo 28 pevn∞ch diskà od p╪ti v∞robcà - 11 diskà s rozhraním Ultra2 SCSI, ostatní s rozhraním Ultra ATA nebo Ultra ATA/66. µkoda ºe se testu nemohly zúƒastnit také disky Samsung a SCSI disky Atlas firmy Quantum, jejichº porovnání s disky Cheetah by bylo jist╪ zajímavé. Pàvodn╪ jsme cht╪li pevné disky rozd╪lit do ƒty² kategorií podle kapacity - tedy vytvo²it dv╪ kategorie diskà SCSI a dv╪ kategorie diskà IDE. Nakonec jsme ale disky SCSI porovnávali spoleƒn╪, protoºe mají kapacitu bu╘ 9,1, nebo 18,2 GB. Disky IDE jsou rozd╪leny podle kapacit - jednu kategorii tvo²í disky s kapacitou do 9,6 GB, tedy disky vhodné pro b╪ºné pouºití v osobních poƒítaƒích. Ti, kdo pot²ebují více prostoru, si mohou vybrat z druhé kategorie diskà IDE, ve které jsou disky s kapacitou nad 9,7 GB.
Na vτech testovan∞ch discích jsme vytvo²ili jeden oddíl o maximální kapacit╪ disku. Oddíl jsme zformátovali ve formátu FAT32. Pro testy jsme pouºili prost²edí systému Windows 98 a disky jsme p²ipojili jako jednotku D:.
Pro m╪²ení p²enosov∞ch rychlostí a p²ístupov∞ch dob p²i ƒtení a zápisu jsme pouºili vlastní 32bitov∞ testovací program Diskbench. Diskbench nejd²íve zjiτ£uje p²enosovou rychlost. Protoºe p²enosová rychlost je u okrajà diskà jiná neº u st²edu, ƒte testovací program na deseti ràzn∞ch místech rozprost²en∞ch rovnom╪rn╪ po celém disku. Aby se zjistila p²ístupová doba, p²istupuje se k datàm náhodn╪ rozmíst╪n∞m na disku a tato doba se m╪²í. Jako aplikaƒní test jsme pouºili aplikaci s relaƒní databází Access 7, kdy bylo pot²eba propojit a zpracovat 54MB databázi. Rychlejτí disky zpracovaly databázi rychleji a v tomto testu se projeví jak p²enosová rychlost, tak p²ístupová doba. P²enos dat, p²ístupová doba i aplikaƒní test se podílely na celkovém hodnocení následovn╪: datová p²enosová rychlost 40 %, p²ístupová doba 30 % a aplikaƒní test 30 %.
Spot²eba pevn∞ch diskà je dàleºitá hlavn╪ u diskà pro notebooky, ale její velikost je zajímavé sledovat i u pevn∞ch diskà pro osobní poƒítaƒe. V tomto p²ípad╪ jde ale spíτe o diskem vytvo²ené teplo neº o spot²ebu energie, protoºe v╪tτina spot²ebované elektrické energie se v disku p²em╪ní práv╪ na teplo. Proto jsme u pevn∞ch diskà m╪²ili i spot²ebu - v∞sledky m╪²ení najdete v tabulce.
V první kategorii diskà, to znamená IDE diskà s kapacitou do 9,6 GB, si velmi dob²e vedly disky Western Digital Expert 29100 a Maxtor DiamondMax Plus, a to ve vτech testech. µpatn╪ nedopadly ani disky Fujitsu MPD3084AT a Quantum FireBall CR a práv╪ t╪m jsme se rozhodli ud╪lit Chip Tip. Jejich v∞kon sice není tak excelentní, ale mají zajímav∞ pom╪r cena/v∞kon, kter∞ je v této kategorii velmi dàleºit∞.
V kategorii IDE diskà s kapacitou nad 9,7 GB jsme velmi dobré v∞sledky, pokud jde o p²enosovou rychlost i p²ístupovou dobu, nam╪²ili u diskà Quantum Fireball KA a Maxtor DiamondMax Plus 5120. Avτak naτí pozornosti neuτel op╪t ani disk Quantum FireBall CR, tentokrát jiº s kapacitou 13 GB. Ten totiº za rozumné peníze odvedl velice sluτnou práci p²edevτím v aplikaƒním testu. Cenov∞ rozdíl byl totiº p²i porovnání s disky Quantum Fireball KA a Maxtor DiamondMax Plus 5120 mnohem vyττí neº rozdíl v∞konnostní.
Mezi disky SCSI jednoznaƒn╪ zazá²il disk Seagate Cheetah 18LP, kter∞ za sebou nechal vτechny ostatní disky ve vτech testech. Jeho cena je sice pom╪rn╪ vysoká, ale v této kategorii diskà se jiº spíτe hledí na v∞konnost. Proto jsme se rozhodli tomuto disku ud╪lit Chip Tip. Pro ty, kte²í hledí p²eci jen více na cenu, se màºe, tak jako nám, zalíbit i pevn∞ disk IBM Ultrastar 9ES, kter∞ za malé peníze poskytuje p²ijateln∞ v∞kon.
Mile nás p²ekvapily pevné disky Seagate Cheetah, naopak zklamáni jsme byli z diskà Seagate Medalist s rozhraním IDE. Disky firmy IBM se také více prosadily v kategorii SCSI a slabτí hodnocení získaly ve dvou kategoriích IDE. Z naτeho testu ale vypl∞vá, ºe dneτní disky poskytují stále se zlepτující v∞kony a drºí krok s v∞vojem i v dalτích oblastech - τpatné disky nekoupíte, jsou jen dobré a jeτt╪ lepτí. V∞konnostní rozdíly mezi disky ràzn∞ch kategorií nebyly ƒasto p²íliτ velké. ªádná z firem vτak nedokáºe vyniknout ve vτech kategoriích diskà.
V∞voj jde dál velice rychle a p²i p²íτtím testu pevn∞ch diskà se jiº urƒit╪ setkáme s úpln╪ jin∞mi disky a úpln╪ jin∞mi v∞sledky.
Pavel Trousil, Jaroslav Smíτek
Minislovníƒek
Areal Density - hustota v oblasti: udává, kolik dat je uloºeno na ƒtvereƒním palci.
Average access time - pràm╪rná p²ístupová doba: pràm╪rná doba, za jakou se hlaviƒka dostane nad poºadovan∞ sektor.
Cylinder - válec: souhrn stejnolehl∞ch stop (stop nad sebou) na vτech plotnách disku.
Data Access Time - p²ístupová doba: udává dobu pot²ebnou k p²esunu hlaviƒek nad poºadovanou stopu a k nalezení pat²iƒného sektoru. Jde o souƒet vyhledávací doby, doby p²epnutí mezi hlaviƒkami a rotaƒní prodlevy.
Data Transfer Rate - p²enosová rychlost dat: udává v megabajtech za sekundu, jak rychle se data p²i ƒtení nebo zápisu p²enáτejí mezi diskem a systémem.
Head Switch Time - doba p²epnutí mezi hlaviƒkami: v jednom okamºiku màºe naƒítat nebo zapisovat data pouze jedna hlaviƒka. ¼as nutn∞ k p²epnutí mezi jednotliv∞mi hlaviƒkami, kter∞ch je v disku více, se udává v milisekundách.
MTBF - Mean Time Between Failures: st²ední doba mezi poruchami, udávaná v hodinách.
MR Heads - magnetorezistivní hlavy: magnetorezistivní hlavy se skládají ze samostatného ƒtecího a zápisového elementu, coº umoºσuje lepτí optimalizaci pro zv∞τení ploτné hustoty a zv∞τení v∞konu pevného disku.
Rotational Latency - rotaƒní prodleva: udává v ms, jak dlouho musí hlaviƒka po umíst╪ní nad správnou stopu ƒekat, neº se pod ni dostane poºadovan∞ sektor. V ideálním p²ípad╪ màºe hlaviƒka ƒíst data hned, v opaƒném p²ípad╪ musí ƒekat na pot²ebn∞ sektor skoro celou jednu otáƒku disku. Rotaƒní prodleva se v╪tτinou udává jako polovina doby rotace disku (jako pràm╪rná hodnota).
Rotational Speed - rychlost otáƒení: rychlost otáƒení disku, která se udává v otáƒkách za minutu (RPM rotations per minute). Dnes se pouºívají rychlosti 3600, 5400, 7200 a 10 000 otáƒek za minutu.
S.M.A.R.T. - Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology: technologie umoºσující zjiτ£ování parametrà pevn∞ch diskà a p²edávání t╪chto v∞sledkà systému.
Seek Time - vyhledávací doba: je to doba pot²ebná k p²emíst╪ní ƒtecích/zápisov∞ch hlaviƒek mezi stopami. Udává se v milisekundách a závisí na vzdálenosti stop, mezi nimiº se hlaviƒky p²emis£ují. Dàleºitá je pràm╪rná vyhledávací doba, která udává pràm╪rn∞ ƒas pot²ebn∞ k p²emíst╪ní hlaviƒek na poºadovanou stopu.
Track - stopa: data se na disk zapisují v soust²edn∞ch kruºnicích zvan∞ch stopy.
Track Density - hustota stop: udává, s jakou hustotou jsou na disku stopy zaznamenány. B∞vá to aº 10 000 stop na palec (tpi - track per inch).
ATA/66 p²edb╪hlo dobu?
P²estoºe pevní disky IDE jeτt╪ ani nestaƒily vyuºít veτkeré moºnosti rozhraní Ultra ATA/33, jiº je tu dalτí, rychlejτí rozhraní: naz∞vá se Ultra ATA/66 (n╪kdy se oznaƒuje jako Ultra DMA/66 nebo Fast ATA-2) a umoºσuje p²enáτet data rychlostí aº 66 MB/s. Jeho nástup je ale pon╪kud problematick∞.
Ultra ATA/66 zdvojnásobuje datovou propustnost a díky novému typu kabelu zvyτuje i robustnost rozhraní. Dalτí v∞hodou tohoto rozhraní je vyττí integrita dat, daná zlepτen∞m ƒasováním a pouºitím zabezpeƒovacího kódu Cyclical Redundancy Check (CRC). CRC spoƒívá v tom, ºe pevn∞ disk i hostitelsk∞ adaptér vytvo²í kontrolní souƒet provád╪n∞ch operací; ten je potom porovnán - pokud nesouhlasí, p²enos se zopakuje. Stejnou CRC kontrolu pouºívá i Ultra ATA/66 a navíc p²idává jeτt╪ dalτí vlastnost - vylepτenou integritu dat (improved data integrity). CRC sice zvyτuje integritu p²enáτen∞ch dat, ale nárokàm vysok∞ch rychlostí p²estávají staƒit klasické, ƒty²icetiºilové IDE kabely (kvàli zeslabení signálu p²i kratτím ƒasování). Bylo proto nutné vytvo²it nov∞ typ p²enosov∞ch kabelà a p²itom zachovat zp╪tnou kompatibilitu se souƒasn∞mi pevn∞mi disky. V∞sledkem je kabel se stejn∞mi 40pinov∞mi konektory, ale s dvojnásobn∞m poƒtem vodiƒà (40 kabelà je zemnicích a zabraσují p²eslechàm mezi kabely).
Rozhraní Enhanced (PIO Mode 4 - 16,6 MB/s) p²enáτí data pouze p²i náb╪hové hran╪ hodinového signálu. Ultra DMA/33 p²ineslo zdvojnásobení p²enosové rychlosti na 33,3 MB/s p²enosem dat p²i náb╪ºné i sestupné hran╪. Ultra DMA/66 vyuºívá rychlejτího vystavení a ustálení dat na stabiln╪jτí p²enosové sb╪rnici, aby mohlo dojít k dalτímu zdvojnásobení p²enosového v∞konu na 66 MB/s p²i stejném taktovacím kmitoƒtu.
Zatímco na rozhraní Ultra ATA byla v╪tτina v∞robcà základních desek a ƒipov∞ch sad p²ipravena a v dob╪ uvád╪ní diskà s tímto rozhraním jiº byly tyto prvky k dispozici, u rozhraní ATA/66 je tomu naopak. Pevn∞ch diskà je jiº dostatek (vyráb╪jí se uº od minulého roku), základních desek s podporou pro toto rozhraní je vτak pomálu.
Navíc pouºití diskà ATA/66 v základních deskách, které toto rozhraní nepodporují, p²ináτí problémy. Disky nepracují nebo nejdou spustit v reºimu DMA. Proto se firma Western Digital rozhodla nové disky s ATA/66 dodávat zatím s vypnutou podporou pro ATA/66 - tuto podporu je moºné pozd╪ji zapnout pomocí prográmku (jmenuje se WDATA-66), kter∞ je k dispozici na Webu.
Aby bylo moºné Ultra ATA/66 bez problémà pouºít, je t²eba, aby poƒítaƒ splσoval n╪kolik podmínek. P²edevτím je nutné, aby Ultra ATA/66 bylo podporováno základní deskou (ƒipsetem) nebo speciálním IDE ²adiƒem. Dále musí rozhraní Ultra ATA/66 podporovat BIOS (jde o podporu pro reºim Ultra DMA Mode 4) a také pevn∞ disk a k propojení disku s ²adiƒem je nutné pouºít 40pinov∞ 80ºilov∞ kabel. Pouºívan∞ operaƒní systém navíc musí podporovat reºim DMA (to splσují systémy Windows 98, Windows NT Service Pack 3 a Windows 95 OEM Service Release 2).
V╪tτina základních desek vτak rozhraní Ultra ATA/66 nepodporuje - podporují ho jen desky s ƒipovou sadou VIA Apollo Pro+, Intel 810 (ta vτak byla p²edstavena teprve zaƒátkem kv╪tna), SiS (530/5595), MVP4 a Camino (ty jsou teprve ve v∞voji). Problémy pak mohou nastat v p²ípad╪, kdy BIOS základní desky disk ATA/66 rozpozná a nastaví p²enos na Ultra ATA/66, i kdyº jej základní deska (tedy p²edevτím ƒipová sada) nepodporuje. Màºe tak dojít i ke ztrát╪ dat, protoºe pevn∞ disk màºe posílat data vyττí rychlostí, neº jakou je poƒítaƒ schopen zvládnout. Kdo chce provozovat disky Ultra ATA/66 na starτích systémech, musí si dokoupit speciální PCI ²adiƒ od firmy Promise Technology, kter∞ stojí asi 40 dolarà, a také 80ºilov∞ kabel.
Rozhraní Ultra ATA/66 tedy jeτt╪ trochu p²edbíhá poºadavky doby a je namí²eno spíτe do budoucnosti.
Dneτní pevné disky jeτt╪ nemají takové p²enosové rychlosti, aby rozhraní ATA/66 vyuºily. Pokud si tedy po²ídíte základní desku s podporou pro ATA/66 nebo ²adiƒ s touto podporou, nepoƒítejte s tím, ºe se vám v∞kon disku v∞razn╪ zv∞τí. Rozhraní ATA/66 moºná najde vyuºití p²i sekvenƒním p²enosu velk∞ch blokà dat.
Kdo stojí za disky
S neustál∞m bojem za zvyτování kapacity a sniºování cen pevn∞ch diskà se do dneτních dnà vyrovnalo jen n╪kolik firem. Aby se totiº firma udrºela nad vodou, musí prodávat v╪tτí mnoºství diskà, musí investovat do nov∞ch technologií i v∞robních za²ízení a musí b∞t neustále na τpici, a to vàbec není jednoduché. Mezi v∞znamné v∞robce pevn∞ch diskà, kte²í p²eºili dodnes, pat²í firmy Seagate, Quantum, IBM, Western Digital, Maxtor a Fujitsu, ale celkov╪ se v∞robou pevn∞ch diskà nebo jejich souƒástí zab∞vá asi 21 firem (jeτt╪ p²ed p╪ti lety jich bylo p²es padesát!).
Od roku 1993 do roku 1996 byla nejv╪tτím prodejcem pevn∞ch diskà firma Quantum. V roce 1996 ovτem firma Seagate p²evzala v∞znamného v∞robce pevn∞ch diskà firmu Conner a stala se tak nejv╪tτím dodavatelem pevn∞ch diskà. K nákupàm diskov∞ch firem docházelo i d²íve a nap²íklad firma Quantum p²evzala v∞robu diskà od firmy Digital Equipment a spoleƒnost Miniscriblem, známou v 80. letech, získala zase firma Maxtor. I ta se vτak dostala do finanƒních potíºí a v roce 1996 ji musel nad vodou podrºet korejsk∞ gigant Hyundai. S v∞robou diskà skonƒila nap²íklad i firma Alps Electric.
Firma Seagate v souƒasné dob╪ vyrábí τirokou τkálu diskà - od levn∞ch diskà urƒen∞ch pro osobní poƒítaƒe aº po v∞konné disky pro servery. Seagate je také v∞znamn∞m v∞robcem diskov∞ch komponent, které dodává ostatním firmám. Velmi v∞znamn∞m v∞robcem pevn∞ch diskà je také firma IBM, která je v tomto oboru technologick∞m leaderem a drºitelem mnoha patentà. Firma IBM stojí nejen za prvním diskem na sv╪t╪, ale i za technologiemi magnetorezistivních hlav a GMR hlav, které se v souƒasné dob╪ pouºívají. Krom╪ diskà do osobních poƒítaƒà a serverà vyrábí jako jedna z mála i pevné disky do notebookà. N╪které komponenty, jako t²eba diskové hlaviƒky, dodává i dalτím firmám, jako nap²íklad firm╪ Western Digital, s kterou spolupracuje i v dalτích oblastech.
Spoleƒnost Western Digital d²íve vyráb╪la ràzné elektronické komponenty, jako nap²íklad ²adiƒe (známé pod jménem Tandon), nebo grafické karty Paradise. Nyní je v∞znamn∞m v∞robcem diskà pro osobní poƒítaƒe i servery a spolutvàrcem mnoha standardà. N╪které její projekty jí ovτem nevyτly (nap²íklad 3" disky do notebookà nebo rozhraní SDX). Spoleƒnost Quantum dodává také τirokou τkálu diskà a na jejich v∞rob╪ spolupracuje s firmou MKE (Panasonic).
Znám∞m v∞robcem diskà je také spoleƒnost Fujitsu, která vyrábí jak disky pro osobní poƒítaƒe a pro notebooky, tak i disky pro servery a mainframy. Disky vyrábí i firma Hitachi, ale u nás jsou známé pouze její 2,5" disky do notebookà. Disky firmy Samsung (pouºívají se v nich hlaviƒky firmy IBM) jsou známé i u nás, ale bohuºel se nám je nepoda²ilo k testu získat. Ve sv╪t╪ serverà jsou známé i v∞robky firmy Micropolis, která vyrábí SCSI disky s velk∞mi kapacitami pro pracovní stanice a servery. Zmínit je moºné i firmu JTS, kterou zaloºili b∞val∞ pracovníci firem Seagate a IBM a která produkuje v Indii.
Spoleƒnost Toshiba vyrábí pouze 2,5" disky do notebookà (p²edevτím do sv∞ch) a v╪tτí pevné disky nevyrábí. Firma NEC sice také vyrábí pevné disky, ale pro jiné firmy a nedodává je pod svou znaƒkou. Jsou tu ale i dalτí, mén╪ známé spoleƒnosti, které se v╪nují v∞rob╪ jednotliv∞ch komponent. Jde o firmy Texas Instrument, Lucent, ST Microelectronics, Hitachi a Cirrus Logic, které dodávají p²ísluτnou elektroniku, a o firmy Komag (ta d╪lá diskové substráty) a Read-Rite (v∞robce MR hlav). Nám se do testu poda²ilo získat pevné disky vτech v∞znamn∞ch v∞robcà, tedy firem Seagate, Quantum, Maxtor, Western Digital, IBM a také Fujitsu.
Jak zvyτovat kapacitu
Jedním ze zpàsobà, jak zv∞τit kapacitu disku, je zv∞τit poƒet ploten nebo zv╪tτit jejich plochu. To je ale pon╪kud problematické a nepraktické, protoºe dnes se v╪tτinou poƒítá s disky o rozm╪ru 3,5 " a tlouτ£ka také nemàºe ràst do nekoneƒna. Dalτí cesta, která se nyní vyuºívá, spoƒívá ve zvyτování hustoty záznamu dat na disku, tedy ve zvyτování poƒtu bità uloºen∞ch na ƒtvereƒní palec (b/in2).
První 5,25" pevn∞ disk Seagate ST-506 m╪l hustotou záznamu 1,96 Mb/in2. Od té doby se hustota záznamu neustále zvyτuje. Rekordmanem v dosahování vysoké hustoty záznamu je firma IBM, která také stojí za technologiemi, které to umoºσují a má pro v∞zkumy speciální v∞vojové centrum. Hranici 1 Gb/in2 p²ekonala firma IBM uº v roce 1989, a v roce 1995 uº byla p²ekonána hranice 3 Gb/in2. V laborato²ích se jiº poda²ilo uloºit více neº 11,6 Gb/in2.
Také firma Seagate ohlásila jeden rekord: v únoru tohoto roku se jí poda²ilo uloºit více neº 16 Gb/in2 - s pouºitím ƒtecích magnetorezistivních hlav giant (GMR) a média s aktivní sloºkou z ultrajemné magnetické slitiny. Takovou hustotu b╪ºn╪ dostupné disky zatím nemají - jejich hustota záznamu je asi 2 - 3,5 Gb/in2 a rekordmanem je 2,5" pevn∞ disk IBM Travelstar 6GN s hustotou záznamu 5,7 Gb/in2.
Jeτt╪ p²ed n╪kolika lety rostla hustota záznamu u dodávan∞ch diskà meziroƒn╪ asi o 27 %, a nyní je to uº p²es 60 %. Tak velk∞ tlak na zvyτování kapacity diskà vτak nastoluje otázku, kam aº je moºné hustotu záznamu zvyτovat. Podle pracovníkà v∞vojov∞ch laborato²í bude moºné b╪hem p╪ti let dosáhnout hustoty záznamu aº 100 Gb/in2.
S ràstem poºadavku na kapacitu pevn∞ch diskà museli v∞robci postupn╪ p²echázet na nové záznamové vrstvy a na nové a nové technologie ƒtecích a záznamov∞ch hlaviƒek. Pàvodn╪ se pouºívaly hlaviƒky magnetodynamické, které pouºívaly pro zápis miniaturní elektromagnety s vinutím. Místo magnetodynamick∞ch hlaviƒek se pozd╪ji zaƒal pouºívat tiτt╪n∞ spoj - Thin Film Inductive - kter∞ umoºnil v╪tτí miniaturizaci. Postupn╪ se p²eτlo i na tzv. magnetorezistivní hlavy (MR hlavy), které mají odd╪len∞ ƒtecí a zápisov∞ element (mohou tak b∞t ob╪ optimalizované). Poprvé byla tato technologie pouºita v roce 1991 u pevn∞ch diskà spoleƒnosti IBM. Magnetorezistivní hlavy vyuºívají k detekci p²echodu mezi magnetick∞mi doménami zm╪ny vodivosti magnetorezistivního materiálu. Zm╪ny vodivosti jsou pak m╪²eny jako zm╪ny proudu procházejícího rezistorem. Tento zpàsob detekce je obecn╪ citliv╪jτí a umoºσuje zv∞τit hustotu záznamu. Po MR hlavách p²iτly hlavy AMR (Anisotropic Magnetoresistive), (MRX) Magnetoresistive Extended a nyní i Giant Magnetoresistive. Hlavy GMR jsou asi dvakrát citliv╪jτí neº hlavy MR a v plánu jsou i hlavy Advanced GMD. Základem GMR elementu jsou dv╪ tenké magnetické vrstvy, odd╪lené vodivou nemagnetickou vrstvou.
Hustotu vτak nebude moºné zvyτovat do nekoneƒna (stále jsou tu fyzikální zákony), protoºe po dosaºení urƒité hustoty (²íká se jí superparamagnetick∞ limit) se jednotlivé domény zaƒnou ovlivσovat a sníºí se tím kvalita uchovávan∞ch dat - magnetizace by nebyla trvalá. To màºe podle n╪kter∞ch p²edpokladà nastat jiº p²i hustot╪ 40
Gb/in2. N╪které firmy proto pracují na nov∞ch technologiích, pomocí kter∞ch se superparamagnetick∞ limit p²ekoná. Na jedné takové technologii pracuje firma Quinta (vlastn╪ná firmou Seagate). Díky její technologii bude moºné uloºit aº 40 Gb/in2 - na plochu poτtovní známky by pak bylo moºné uloºit 40 kopií 32dílné encyklopedie Britanica. Technologie firmy Quinta se jmenuje OAW (Optically Assisted Winchester) - Winchester s optickou pomocí. OAW mechanika je v podstat╪ zaloºena na stejném principu jako dosavadní pevn∞ disk. To, co ji odliτuje, je laserov∞ paprsek, kter∞ ovlivσuje postup zápisu, resp. ƒtení. Laserové sv╪tlo je pomocí sv╪tlovodiv∞ch vláken p²eneseno na povrch média. Motorizovaná k²emíková zrcadla velikosti τpendlíkové hlaviƒky, umíst╪ná na hlaviƒce disku, se starají o to, aby laserov∞ paprsek nalezl správnou cestu na povrch disku. Laser zah²ívá odpovídající plochu disku asi dv╪ miliardtiny sekundy. Tím se dá lépe ovlivnit polarita pam╪£ového média a vytvo²it stabilní magnetické pole. Pro uloºení dat je ale nutné pouºít také jinou magnetickou vrstvu, sloºenou z kovà vzácn∞ch zemin v amorfním stavu. P²i vyuºití technologie OAW se uvaºuje o hustot╪ aº 250 Gb/in2.
Spoleƒnost Quantum zase vyvíjí technologii nazvanou Near Field Recording (NFR). P²i ní se pouºívá ƒtecí a zápisová hlava, která navzájem spojuje magnetické a optické záznamové metody. Hlavní souƒástí tohoto zaznamenávacího postupu je ƒoƒka Solid Immersion Lens (SIL). Je zabudována do hlaviƒky pohybující se nad diskem, a díky vn╪jτímu p²esnému vedení hlaviƒky umoºσuje redukci velikosti magnetické buσky bitu a tím také vyττí zaznamenávací hustotu neº souƒasné pevné disky.
Alternativy
Magnetick∞ záznam a otáƒející se disky nejsou jedinou moºností, jak uchovávat data. Jiº dnes existují i alternativní zpàsoby ukládání dat, ale pevné disky jsou zatím nejefektivn╪jτí a moºná jeτt╪ dlouho budou. Krom╪ pevn∞ch diskà je samoz²ejm╪ moºné pouºít disky CD-RW, DVD-RAM, magnetooptické disky nebo diskety ZIP, ale ty jsou vºdy jen doplσkem k pevnému disku.
Firma Quantum také nap²íklad vyrábí disky SSD (Solid State Disk) - statické pevné disky s kapacitou aº n╪kolik GB. K uloºení dat se v nich pouºívají rychlé polovodiƒové pam╪ti DRAM. V t╪chto discích nic nerotuje, a jsou tedy robustn╪jτí a jejich p²ístupová doba i p²enosová rychlost jsou velice zajímavé. Kvàli vyττí cen╪ (asi 17 USD za MB) se ale pouºívají nap²íklad jen pro uloºení indexních souborà u velk∞ch databází.
Pracuje se i na zcela nov∞ch technologiích. V╪dci nap²íklad zkoumají holografické záznamové metody (holographic data storage system - HDSS), které se jeví velice perspektivn╪, ale aº v horizontu ²ady let. Hologramy mohou nabídnout obrovskou pam╪£ovou kapacitu. Ve vhodném materiálu (pouºívá se nap²íklad krystal) se pomocí laseru ukládají data - na krychlov∞ centimetr aº n╪kolik gigabajtà dat. Také doba nutná k p²ístupu k takto uloºen∞m datàm by nem╪la b∞t vysoká a hovo²í se o jedné milisekund╪.
