Почему производительность обычного жесткого диска снижается в течение теста, а SSD - нет?

79

Я использую HD Tune для измерения производительности жесткого диска. Тесты обычно занимают 2-3 минуты, и скорость переноса обычного жесткого диска резко снижается по мере завершения теста.

введите описание изображения здесь

Тем не менее, производительность SSD-накопителя остается неизменной (рис. Ниже) в течение всего срока тестирования. Это происходит на всех моих компьютерах. Почему это?

введите описание изображения здесь

AngryHacker
источник
2
Возможно, будет полезно узнать, что тест на самом деле делает за кулисами.
jmreicha
1
... и что представляют собой графики. (Скорость чтения) (указанная синей линией) не столь значительна для (общего) времени доступа, как (средняя) задержка вращения и (типичная) время поиска жесткого диска. Форма этой синей линии не является показателем эффективности.
опилки
У меня есть четыре SSD в рейде 0 (держать резервные копии, конечно). Я получаю около 650-700 Мбит / с. HDTune - отличная программа.
ctilley79
1
Я думаю, что название вводит в заблуждение. Разве не правда, что жесткие диски поддерживают производительность с течением времени, а твердотельные состояния ухудшаются из-за некоторого физического ухудшения из-за слишком большого количества записей?
косилка

Ответы:

84

Механический HD сканируется снаружи внутрь. Поскольку диск вращается с постоянной скоростью 7200 об / мин, он охватывает больше данных в секунду снаружи, чем внутри.

Эндрю Колсон
источник
29
Я недавно говорил с профессионалом HDD. Он сказал, что отношение скорости внешнего жесткого диска к внутреннему составляет около 1,8 .
Делтик
4
@Deltik: что очень хорошо соответствует информации на графике!
Данкрамб
3
Все обращаются к жесткому диску, но никто не говорит о SSD :-)
ζ--
2
Чтобы добавить к ответу, соотношение просто: скорость передачи данных = угловая скорость * радиус, причем угловая скорость является постоянной для жестких дисков. Следовательно, скорости передачи прямо пропорциональны радиусам на внешнем крае диска и вдоль внутренних секторов. Это будет около 1,8 в соответствии с @Deltik.
И как быстро вращается SSD?
j_kubik
61

На самом деле то, что вы видите на оси X, соответствует не «времени», а «физической области» вашего диска. Я имею в виду, если ваш диск имеет 250 ГБ (100% его емкости), 0-10 будут означать первые 25 ГБ вашего диска, 10-20 будут означать вторую 25 ГБ часть вашего диска, и это будет продолжаться до тех пор, пока все ваши 250 ГБ ( что на 100%).

Производительность вашего жесткого диска не уменьшается со временем, но уменьшается из-за физического эффекта, вызванного «вращательным эффектом» вашего диска (это не происходит на вашем SSD).Первая область 0-10% вашего жесткого диска соответствует внешней области диска, что повышает скорость чтения, поскольку линейная скорость этой области выше по сравнению с внутренней областью вашего диска (последние 90-100 % вашего диска например). Это создает впечатление, что производительность вашего жесткого диска снижается с первого до последнего сектора диска (как на самом деле, как вы можете видеть на первом изображении), поскольку все SSD основаны на оперативной памяти, все пригодно для использования » Площадь вашего SSD имеет одинаковую скорость и время доступа, что соответствует линейной производительности по всему диску. Это также объясняет, почему операционные системы обычно используют первую «область» и первые дисковые разделы жестких дисков ... Например,

PS: Как вы можете видеть на первом изображении, жесткие диски обычно имеют потерю производительности на 40-50% при сравнении скорости чтения первого сектора с последним сектором.

Ссылка:

введите описание изображения здесь

Диого
источник
14
Вы, ребята, должны отметить, что современные жесткие диски используют запись битов зоны , где записанные данные привязаны к линейной скорости (или плотности площадей), а не с использованием постоянной угловой скорости. Проверьте (устойчивую) скорость чтения старого жесткого диска, который использует постоянную угловую скорость: hdtune.com/results/Conner_CP3204F.gif Кстати, это не « внешние » и « внутренние » « области диска », а внешние и внутренние следы .
опилки
Хорошее объяснение ... за исключением того, что время поиска значительно не сокращается, 450%, или вообще значительно. Доминирующей частью времени поиска является ротация.
Бен Фойгт
1
@BenVoigt « Доминирующая часть времени поиска является вращением » - Ты путаешь время поиска с временем доступа (который является суммой времени поиска, вращательные задержек, данные R / W время, SATA раз передачи шины плюс команды и обработки времени отклика ). Задержка вращения - это случайная величина, которую пользователь или ОС не могут контролировать / прогнозировать. Но пользователь / ОС может иметь возможность контролировать или сокращать время поиска с помощью таких оптимизаций, как дефрагментация / сжатие файлов и / или упорядочивание / упорядочение дисковых операций.
опилки
1
@sawdust: задержку вращения можно контролировать, размещая данные последовательно в том порядке, в котором они необходимы. Но это совершенно другая тема, чем линейные различия скорости внутри и снаружи диска. Простое размещение данных на внешней стороне диска не способствует повышению производительности до 450%, как утверждается.
Бен Фойгт
2
@BenVoigt: Нет, этот старый привод Conner (он не «мой») имеет фиксированную скорость 5400 об / мин и не имеет зонной битовой записи , следовательно, стабильная скорость чтения при чтении. Я включил эту ссылку, чтобы показать, что если ОП хочет получить плоскую кривую скорости передачи, как SSD, то он должен отказаться от дополнительной емкости, предоставляемой ZBR. (Конечно, в производстве, вероятно, нет HDD без ZBR.)
опилки
27

Хорошие ответы выше, но есть небольшое понятие углового размера сектора на внешнем цилиндре против внутреннего цилиндра.

Ответ: зональная битовая запись (ZBR) является причиной. Поскольку внутренние дорожки имеют секторы с большим угловым размером , их чтение занимает больше времени, пока диск поворачивается под головкой с постоянной угловой скоростью (об / мин).

введите описание изображения здесь

Подробности: Дэйв Андерсон, «Ты не знаешь Джека о дисках», 1 июня 2003 г.

... Все дорожки в пределах данной зоны имеют одинаковое количество секторов. Однако дорожка в зоне рядом с внешним диаметром диска может иметь на 50 процентов больше секторов, чем дорожка в зоне рядом с внутренним диаметром того же диска. Это было бы верно для 3,5-дюймового диска. Преимущество, которое обеспечивает ZBR, зависит от размера носителя и зависит от относительного размера внешнего радиуса полосы записи и внутреннего. Диски сегодня обычно имеют от 15 до 25 зон. ZBR добавил большую ценность: емкость 25% или более без дополнительных затрат на материал в 5,25-дюймовом накопителе, преобладающий форм-фактор, когда ZBR впервые появился. Это заставило отрасль принять более интеллектуальный интерфейс - тот, который скрывал бы сложности ZBR и, в то же время, скрывал проблемы геометрии и проблем с блокировками, вставляя эту функциональность в накопитель. ...


источник
7

Ваш жесткий диск вращается с постоянной скоростью, 7200 об / мин или что-то еще. эталонный тест начинается с внешней стороны диска, где радиус больше, и, следовательно, линейная скорость выше (один оборот за 1/120 секунды имеет большее расстояние (пропорционально радиусу), и, следовательно, за это время читается больше битов период), в то время как внутри диска радиус меньше, и поэтому меньшее количество бит считывается для одного и того же углового расстояния (один оборот за 1/120 секунды с меньшим радиусом подразумевает меньший охват по окружности и, следовательно, считывание меньшего количества бит.

Предполагая, что внешний радиус составляет около 2,8 дюйма, а внутренний радиус равен 1,6 дюйма (из-за потерь для шпинделя, дополнительного пространства выравнивания, посадочных зон), потеря производительности внутри составляет примерно 1,8 раза.

Обратите внимание, что дрожание вызвано дрожанием нагрузки системы или шумом на кабелях, среди других факторов.

Кроме того, при обращении к SSD, а не только к жесткому диску, электронная сеть соединений настроена (не механическая), и, таким образом, единственными задержками являются задержка проводного (в реальной памяти), и доступ "сметается" по данным в блоках. , поддерживая постоянную скорость и битрейт, ограниченный только схемой.

ζ--
источник