Informatii utile despre unitatea de stocare

Info

Desi vremea HDD-urilor ca si medii de boot incepe sa dispara tot mai repede, acestea se pot folosi ca si medii stocare datorita raportului excelent GB/$ si evident, maturizarii tehnologiei. SSD-urile ajung din urma HDD-urile, insa pana cand se va maturiza si aceasta tehnologie, chiar si dupa atatia ani trebuie sa incercam sa intelegem ce inseamna HDD-ul, cum se imparte pe diferite capacitati, cum se interpreteaza capacitatile HDD-urilor, de ce tot mai multa lume este nedumerita asupra spatiului de stocare fizic vizavi de etichetele si datele producatorilor.


Date tehnice generale

Dar sa incepem cu inceputul: un Hard Disk Drive este un mediu de stocare ce foloseste niste discuri (platane) dintr-un material special, acoperit cu o pelicula dintr-un material magnetic asamblate in mediu steril. Prin atasarea unor capete magnetice la un brat mobil, cate 2 pt fiecare brat, si prin miscarea acestuia de-a lungul suprafetei platanelor in combinatie cu rotatia lor, se realizeaza citirea datelor. Rotatiile pt fi de 5400 (cele de laptop in general) sau 7200 (laptop dar si desktop) la HDD-urile pt utilizatorii uzuali, iar cele cu 10 000 de rotatii dedicate serverelor.

Datele se citesc in mod aleator, la fel ca si inregistrarea acestora, iar acest tip de memorie este de tip non volatila, spre deosebire de cunoscutele memorii RAM.

Tehnologia in cauza este pusa in practica inca din 1954, iar pana in prezent a fost dezvoltata astfel incat s-a ajuns la standardizarea lor, iar marimile HDD-urilor cele mai folosite de noi astazi sunt cele de 3.5” si 2.5”.
Tehnologia de conectare la placa de baza s-a standardizat si ea, astfel ca avem: PATA (Parallel ATA); SATA (Serial ATA) 1, 2 si 3; USB si SAS (Serial attached SCSI).

Inspirate din metoda de constructie si avantajele aduse de memoriile RAM, s-au perfectionat cu anumiti parametri cum ar fi: lipsa partilor mecanice, greutatea redusa, caldura disipata mai mica, rata de transfer imbunatatita, rezistenta la socuri, sensibilitate spre zero in privinta magnetismului, dar si marele avantaj al vitezei de acces, s-a dezvoltat ulterior si asa numitul Solid State Drive. Acestea la randul lor sunt compuse din memorii flash de tip NAND nonvolatile, astfel ca spre deosebire de memoriile RAM, la oprirea alimentarii, acestea stocheaza in continuare informatia inregistrata.

SSD-urile pot fi de 4 tipuri in functie de chip-urile de memorie folosite:

1. TLC (Three Level Cell)

• performante scazute
  
• cea mai ieftina memorie NAND
  
• 3 000 - 5 000 de cicluri per celula
  
• densitate de 3 biti per celula
  
• folosite in mediile de stocare cu pret redus

2. MLC (Multi Level Cell)

• performanta medie, specifica utilizatorului uzual
  
• 8 000 - 10 000 de cicluri per celula
  
• densitate de 2 biti per celula

3. eMLC (Enterprise Multi Level Cell)

• performanta marita fata de predecesorul
  
• dedicata in special mediului enterprise
  
• 20 000 - 30 000 de cicluri per celula
  
• densitate de 2 biti per celula

4. SLC (Single Level Cell)

• cele mai performante memorii
  
• 90 000 - 100 000 de cicluri per celula
  
• cea mai mica densitate per celula, adica 1 bit
  
• cel mai mic consum de curent
  
• viteze de scriere mai mari
  
• dedicate mediilor de utilizare cu date critice

Nu putem lasa pe dinafara nici mediile de stocare hibride, adica Solid State Hard Drive, care inglobeaza atat sistemul clasic cu platane, dar si memoriile NAND, acestea din urma fiind folosite ca si buffer sau memorie tampon.

Printre diferentele evidentiate mai sus, principala diferenta in privinta duratei de viata a unui SSD fata de un HDD o constituie nr de cicluri citire/scriere ce se efectueaza. Daca pt un HDD acest ciclu nu este o problema, la un SSD acesta este factorul ce determina scaderea duratei de viata. Adica: cu cat nr de cicluri se mareste, cu atat se uzeaza mai mult celula in cauza, astfel ca la un moment dat acea celula nu va mai fi folosita, in locul ei se va aloca o alta celula din zona de Over Provisioning, iar la uzarea completa si a acestor celule, SSD-ul va deveni inutilizabil, iar datele salvate pe acesta, la randul lor, pot fi corupte si/sau pierdute definitiv.

Pentru asigurarea unui OP corect, pe langa faptul ca unii producatori aloca din fabricatie zona de OP (a se citi mai jos), aceasta poate fi alocata si de catre utilizator, astfel ca la formarea partitiilor, din totalul spatiului SSD-ului, se lasa un spatiu de 10-20% nealocat.


Calculul capacitatii

La HDD-urile moderne capacitatea se calculeaza inmultind nr de blocuri logice cu marimea unui bloc logic. Valorile ce se pot calcula, sunt oferite chiar de producator chiar pe drive sau in fisa tehnica a produsului.
La HDD-urile mai vechi se calcula astfel: se inmultea nr de cilindri per zona de inregistrate cu nr de bytes per sector (512 bytes) si cu nr de zone de inregistrare.

Indiferent de metoda de calcul aleasa, aceasta va avea acelasi rezultat, insa in functie de producator si chiar model, capacitatea finala va avea o alta valoare decat cea declarata.
Motivul acestei diferente este datorat faptului ca utilizatorul final va avea „lipsa” un anume spatiu de stocare utilizat de sistemul de operare pt fisierele de sistem si datorita faptului ca producatorul poate alege o zona de „tampon” unde isi va rezerva spatiu pt corectarea erorilor (Over Provisioning) si chiar de recuperare.


Interpretarea capacitatii (fie HDD sau SSD)

Din pacate tot mai multi utilizatori nu stiu cum se interpreteaza capacitatea specificata de catre producator. Dat fiind ca se utilizeaza SI pt interpretarea datelor HDD-ului, producatorii ofera ca si specificatii valori exprimate in baza 10.
Cum ar fi: 1GB (gigabyte) = 1 000 000 000 bytes, adica 1 x 10⁹

Insa un PC foloseste sistemul binar, adica in baza 2, astfel ca aceasta indica un calcul la puterea lui 1024.
Cum ar fi: 1GiB (gibibyte) = 1 073 741 824 biti, adica 1 x 1024³

Datorita acestor metode diferite de calcul, cat si a confuziei dintre sistemele de masurare (giga si gibi), se poate concluziona faptul ca desi exprima aceeasi capacitate masurata, in functie de unitatea de masura aleasa, aceasta va avea un rezultat diferit. Ceea ce trebuie sa retineti, este faptul ca pt a calcula corect in baza 2, trebuie sa tineti cont de unitatea de baza, anume: 1byte = 8 biti

Cea mai simpla metoda de calculat, pt cei nefamiliarizati cu astfel de termeni, este de fapt raportul dintre valoarea masurata in baza 10 si cea din baza 2.


Va adaug si cateva transformari pt a va ajuta:

1 kibibit  = 1 024 biti
1 mebibyte = 1 048 576 biti
1 gibibyte = 1 073 741 824 biti
1 tebibyte = 1 099 511 627 776 biti
1 pebibyte = 1 125 899 906 842 624 biti
1 exbibyte = 1 152 921 504 606 846 976 biti

1 GB = 0.9313 GiB
2 GB = 1.8626 GiB
4 GB = 3.7253 GiB
8 GB = 7.4506 GiB
16 GB = 14.9012 GiB
32 GB = 29.8023 GiB
64 GB = 59.6046 GiB
128 GB = 119.2093 GiB
256 GB = 238.4186 GiB
512 GB = 476.8372 GiB
1 TB = 0.9095 TiB
2 TB = 1.819 TiB
3 TB = 2.7285 TiB
4 TB = 3.638 TiB


Unitati de masura

In baza 10 avem: kilo (10³), mega (10⁶), giga (10⁹), tera (10¹²), peta (10¹⁵), exa (10¹⁸)

In baza 2 avem: kibi (2¹⁰), mebi (2²⁰), gibi (2³⁰), tebi (2⁴⁰), pebi (2⁵⁰), exbi (2⁶⁰)


Sisteme de operare

Evident ca se pune si problema sistemelor de operare, care au adoptat de la bun inceput un anume stil de calcul, ori chiar s-au schimbat intre timp, astfel ca avem:

Windows – a inceput si a continuat cu sistemul binar
Linux – a inceput si continua cu sistemul zecimal (cer corectie daca gresesc)
OS X – incepand cu versiunea 10.6 (Snow Leopard) foloseste sistemul zecimal


Concluzii

Asadar, producatorilor le este mult mai usor sa exprime capacitatile sistemelor de stocare in baza 10, atat pt ei, cat si pt utilizatori, insa datorita diferentei de metoda de calcul a capacitatii, apar astfel de diferente intre valorile exprimate de producator si ceea ce citim in sistemul de operare.



Acest text a fost redactat in totalitate de catre mine, la nevoie acest topic se poate completa.

Edited by Dany_Darke, 17 December 2016 - 09:23.

O adaugire legata strict de SSD-uri:

Acestea sunt practic memorii, deci functioneaza in sistem binar.
In consecinta capacitatea lor reala este multiplu de 1024 biti. Dar capaitatea vizibila este la fel ca in cazul HDD-urilor.
Motivul ? Diferenta de capacitate este folosita de producator ptr a face Over Provisioning Level 1.

In plus chiar daca unele SSD-uri au o capacitate de sa zicem 240 Gb sau 250 Gb, ele in realitate au tot 256 Gb - diferenta este iarasi folosita ptr Over Provisioning - Level 2.
Detalii suplimentare gasiti aici - https://en.wikipedia...er-provisioning

O alta adaugire legata de destinatia HDD-urilor.

Producatorii de HDD-uri au inceput de cativa ani sa "specializeze" hardurile in functie de destinatia lor, nu numai pe categorii de performanta.

Astfel avem:
- HDD-uri de Desktop
- HDD-uri ptr NAS/Home Server
- HDD-uri de Server
- HDD-uri ptr Supraveghere video.

De multe ori alegand un HDD gresit se poate ajunge rapid la defectarea acestuia, in special la folosirea unui HDD ptr Supraveghere pe un PC, sau invers, Sau a unui HDD de desktop pe servere de date.