Жесткий диск

, или винчестер (HDD, Hard Digital Disk), — это основное периферийное устройство, предназначенное для хранения больших объемов информации.

Любой жесткий диск имеет ряд характеристик, на основании которых делается вывод о его производительности: скорость вращения, объем кэш-памяти, время поиска, число читающих головок и т. д. В этом разделе будут обсуждаться некоторые специфические параметры, которые, возможно, сделают ваш диск более быстрочитаемым и защищенным от сбоев.

Защита от отказов

Параметром, который позволяет производить тестирование жесткого диска, является HDDS.M.A.R.T. Capability (HDD Instant Recovery, SMART Monitoring). Он разрешает (значение Enabled) или запрещает (значение Disabled) проведение проверки жестких дисков на возможность отказа при загрузке системы и выполнение их мониторинга во время работы.

Технология S.M.A.R.T. (Self-Monitoring, Analysis And Reporting Technology) позволяет проводить самоконтроль и анализ жесткого диска, осуществляя наблюдение за множеством параметров, раннюю диагностику и профилактику сбоев, формируя прогноз и предупреждая о возможных проблемах.

С помощью этой технологии, например, можно контролировать высоту полета головок над поверхностью диска, скорость передачи данных, количество перенесенных (передвинутых в другие области) секторов и неудачных попыток чтения и записи.’

При анализе надежности жесткого диска используются параметры, указывающие на старение жесткого диска: количество циклов включения и выключения, количество оборотов двигателя за время работы, количество перемещений головок и т. д.

Для современных жестких дисков характерна не только возможность получения информации о состоянии, например о скорости обмена данными между поверхностью носителя и дисковой кэш-памятью, скорости поиска, количестве ошибок поиска и т. д., но и возможность самостоятельного восстановления плохих секторов, когда вместо испорченного сектора подставляется нормальный.

Применение тестирования жесткого диска (значение Enable) приводит к уменьшению производительности компьютера, поэтому использовать технологию S.M.A.R.T. рекомендуется при работе с устаревшими жесткими дисками, гарантийный срок которых закончился, либо с дисками, данные на которых представляют ценность. Во всех остальных случаях этот параметр можно отключить (значение Disable), а включать его лишь при появлении сообщений об ошибках, связанных с работой жесткого диска.

Улучшение чтения-записи

Основными параметрами при выборе жесткого диска являются его объем, скорость чтения-записи и время поиска. Понятно, что чем больше объем диска и выше скорость поиска и обмена информацией, тем выше производительность диска. Повлиять на объем хранимой информации BIOS, к сожалению, не может, а вот на скорость обмена — может.

Большинство используемых сейчас жестких дисков, кроме совсем уж старых, имеют внутренний буфер обмена, или кэш, который позволяет выполнять обмен данными более эффективно. Для большинства современных дисков все операции буферизации, упреждающего чтения и т. д. реализованы на аппаратном уровне, поэтому оптимизировать доступ на чтение- запись можно только со стороны IDE-контроллера. Так, например, с помощью параметра IDE Data Post Write (IDE Fast Post Write) можно значительно ускорить процессы чтения-записи IDE-интерфейса. Данный параметр имеет значения Enabled (разрешено) и Disabled (запрещено). Для получения необходимого эффекта при чтении-записи этот параметр необходимо включить, однако в тех редких случаях, когда IDE-интерфейс не содержит буфера отложенной записи, включение этого параметра может привести к возникновению сбоев. В таком случае этот параметр нужно отключить (значение Disabled). При чтении и записи на диск особую роль играет скорость, с которой выполняется эта операция. Она складывается из механической составляющей — скорости вращения дисков и времени, затрачиваемого на позиционирование читающих головок, и электронной — времени обмена данными между диском и контролером, а также между контроллером и оперативной памятью. Механическая составляющая является неизменной, а электронную можно попытаться настроить для получения лучшего быстродействия.

Самая простая возможность увеличения быстродействия — разгон процессора с помощью системной шины, автоматически ведущий к увеличению частоты шины PCI, по которой происходит обмен данными между жестким диском и памятью. Увеличение частоты может дать прирост скорости при обмене данных только до некоторых пределов. Так, при частоте PCI-шины, большей 37-40 МГц (стандартная частота 33 МГц), в некоторых системах могут возникать сбои, связанные с тем, что передаваемые и поступающие от жесткого диска данные не успевают обрабатываться. Закончиться это может грустно — на жестком диске может пропасть часть или даже вся информация. Сам жесткий диск (его механическая и электронная часть) при этом не страдает, за исключением повышенного тепловыделения.

Другой возможностью увеличения скорости процесса чтения-записи являются системы упреждающего чтения, которые сейчас реализуются для жестких дисков на аппаратном уровне. В этом случае при поступлении от контроллера запроса на чтение определенного сектора жесткого диска в его кэш считывается не только запрошенный блок данных, но и следующий за ним. Некоторые жесткие диски даже «умеют» отслеживать наиболее часто используемые секторы памяти и хранить некоторые данные в кэше, оптимизируя и ускоряя доступ к ним. ,

При отсутствии аппаратной поддержки мультисекторного чтения и записи можно использовать некоторые настройки BIOS. Однако управление работой жесткого диска на уровне BIOS можно рекомендовать лишь при работе со старыми операционными системами, использующими файловые системы FAT, FAT16 и FAT32. При работе с Windows NT/ 2000/ХР использование описанных далее параметров может привести к потере информации на жестком диске.

Для использования мультисекторного чтения-записи применяется параметр IDE HDD Block Mode (IDE HDD Block Mode Sectors, Multi-Sector Transfers), который позволяет назначить BIOS распределителем структуры блоков на жестком диске. Этот параметр имеет два значения: Enabled (HDD Max, Maximum) — разрешено, или Disabled — запрещено. Если жесткий диск поддерживает режим блочного обмена данными (block transfer, multiple commands или multiple sector read- write), то включение этого параметра позволит BIOS автоматически определять оптимальный размер блока жесткого диска и осуществлять контроль этого значения в процессе чтения или записи данных. При обмене данными будут одновременно считываться или записываться несколько секторов, что значительно повышает скорость работы. Если жесткий диск не поддерживает мультисекторный режим работы, то параметру необходимо присвоить значение Disabled. В этом случае данные будут считываться и передаваться в систему посекторно.

В некоторых BIOS используется параметр Multiple Sector Setting, который позволяет вручную установить число секторов в блоке. Этот параметр может иметь следующие значения: Auto Detected — автоматический выбор; 2 sec/block, 4 sec/block, 8 sec/block, 16 sec/block, 32 sec/block — принудительное указание числа секторов на блок; Disabled — мультисекторный режим отключен.

Еще один параметр, который может привести к увеличению работоспособности жесткого диска, — это IDE Prefect Mode. С помощью данного параметра можно включить использование буферов накопления данных. Включение параметра (значение Enabled) приводит к увеличению скорости обмена данными между диском и контроллером, однако при возникновении сбоев этот параметр нужно отключить (значение Disabled).