Dlaczego dyski twarde tracą wydajność z powodu zmniejszenia pojemności?

Dzisiaj patrzyłem na arkusz danych HDD (Western Digital 500 GB WD5000BPKT) i zauważyłem, że dla całej rodziny „Host” wiersza „Host” do / z dysku (ciągły) nominalnie zmniejsza wydajność odczytu i zapisu z powodu spadek pojemności:

To mnie zastanawia dlaczego. Nie zauważyłem żadnego innego parametru, który różni się w tej tabeli oprócz pojemności urządzenia (od 750 GB do 160 GB). Szukałem również innych rodzin i znalazłem to samo zachowanie (Samsung i Seagate nie pokazują tych parametrów wydajności w swoich arkuszach danych).

Biorąc pod uwagę, że wszystkie dyski należą do tej samej rodziny i są w gruncie rzeczy takie same, czy ktoś zna dokładny fizyczny powód takiego zachowania?

Gęstość przechowywania większych dysków twardych jest większa niż gęstość mniejszych. Przy tej samej prędkości obrotowej (7200 obr./min) oznacza to, że dane można szybciej odczytywać / zapisywać.

Z gęstości pamięci: wpływ na wydajność - Wikipedia, wolna encyklopedia :

Zwiększenie gęstości przechowywania nośnika prawie zawsze poprawia prędkość transferu, przy której ten nośnik może działać. Jest to najbardziej oczywiste przy rozważaniu różnych nośników dyskowych, w których elementy pamięci są rozmieszczone na powierzchni dysku i muszą zostać fizycznie obrócone pod „głowicą”, aby można je było odczytać lub zapisać. Wyższa gęstość oznacza, że ​​więcej danych przesuwa się pod głową dla dowolnego ruchu mechanicznego.

Biorąc pod uwagę dyskietkę jako podstawowy przykład, możemy obliczyć efektywną prędkość transferu, określając szybkość ruchu bitów pod głową. Standardowa dyskietka 3½ "obraca się z prędkością 300 obrotów na minutę, a najbardziej wewnętrzna ścieżka o długości około 66 mm (promień 10,5 mm). Przy prędkości 300 obrotów na minutę prędkość liniowa mediów pod głowicą wynosi około 66 mm x 300 obrotów na minutę = 19800 mm / minutę lub 330 mm / s. Wzdłuż tej ścieżki bity są przechowywane z gęstością 686 bitów / mm, co oznacza, że ​​głowa widzi 686 bitów / mm x 330 mm / s = 226,380 bitów / s (lub 28,3 KiB / s) .

Teraz rozważ ulepszenie projektu, które podwaja gęstość bitów, zmniejszając długość próbki i zachowując ten sam odstęp ścieżek. Spowodowałoby to natychmiastowe podwojenie prędkości transferu, ponieważ bity przechodziłyby pod głową dwa razy szybciej. Wczesne interfejsy dyskietek zostały pierwotnie zaprojektowane z myślą o prędkości transferu 250 kbit / s, a już osiągnęły lepsze wyniki dzięki wprowadzeniu dyskietek o wysokiej gęstości 1,44 MB (1,440 KiB) w latach 80. Zdecydowana większość komputerów PC zawiera interfejsy przeznaczone dla dysków o wysokiej gęstości, które działały zamiast tego z prędkością 500 kbit / s. Te również zostały całkowicie przytłoczone nowszymi urządzeniami, takimi jak LS-120, które zostały zmuszone do korzystania z szybszych interfejsów, takich jak IDE.

(moje podkreślenie)

Cóż, wszystkie dyski mają podobno taki sam rozmiar (jak wysokość, szerokość, głębokość). Tak więc, aby zmieścić więcej danych w tym rozmiarze, dane muszą być upakowane w większej gęstości.

Części ruchome (takie jak głowa) na dyskach HDD najprawdopodobniej poruszają się z tą samą prędkością.

Jeśli więc zwiększysz gęstość danych, ale prędkość, z jaką poruszasz się po danych, pozostanie stała, zwiększysz ogólną przepustowość.

Wierzę, że Advanced Format odnosi się do użycia sektorów 4k zamiast 512 bajtów. Ta zmiana oznaczała między innymi, że do kodów ECC trzeba było użyć mniejszej liczby bitów na talerzu. W rezultacie trzeba odczytać nieco mniej bitów, aby pobrać określoną ilość danych z dysku; przy tym samym wszystkim spowodowałoby to nieco wyższą maksymalną prędkość transferu. Jest to prawdopodobnie wyjaśnienie różnicy między dwoma dyskami 500 MB.

Cóż, po prostu dzikie domysły, ale:

Dysk twardy jest podzielony na kilka ścieżek, z których każda podzielona jest na kilka jednakowo dużych bloków.

Podczas odczytu danych dysk twardy najpierw przesuwa głowę do właściwej ścieżki, a następnie czeka, aż dysk obróci się do właściwego bloku. Aby móc odczytywać kolejne pliki obejmujące kilka bloków i ścieżek, ten ruch musi się zdarzać dość często. (jeszcze więcej przy większym rozdrobnieniu)

Większe dyski mają albo większą szybkość danych przechowywanych na każdej ścieżce, albo zawierają dodatkowy dysk. W ten sposób głowa nie musi się tak często ruszać, co skutecznie zwiększa szybkość transferu.

(przeczytaj o czasach dostępu na wikipedii )

Oprócz wyższych gęstości bitów, inną możliwą odpowiedzią jest to, że większe dyski HD mają WIĘCEJ talerzy / dysków. Przy większej liczbie talerzy widać więcej bitów jednocześnie, bez konieczności przesuwania głowic czytających. Ponadto niektóre dyski przechodzą na talerze dwustronne z tym samym efektem