VYZNAJTE SA V POČÍTAČOCH: HDD a SSHD

SSD diskom určite patrí budúcnosť, z veľkej časti už aj súčasnosť. Klasické platňové HDD-čka sú stále viac zatláčané, ale ich vymieranie je v nedohľadne a úplný zánik možno ani nenastane. A to je dobre, veď pevné disky napriek svojim chybám zostávajú v niektorých otázkach nenahraditeľné.

POZRITE SI:

VYZNAJTE SA V POČÍTAČOCH: procesory (1. časť)

VYZNAJTE SA V POČÍTAČOCH: procesory (2. časť)

VYZNAJTE SA V POČÍTAČOCH: RAM

VYZNAJTE SA V POČÍTAČOCH: integrované grafiky (1. časť)

VYZNAJTE SA V POČÍTAČOCH: integrované grafiky (2. časť)

VYZNAJTE SA V POČÍTAČOCH: dedikované grafiky

VYZNAJTE SA V POČÍTAČOCH: SSD

VYZNAJTE SA V POČÍTAČOCH – HDD a hybridné disky SSHD (pred dvoma rokmi)

VYZNAJTE SA V POČÍTAČOCH – HDD vs. SSD (pred štyrmi rokmi)

HDD

Mechanický, elektronický, termálny, magnetický…

Nie, nezačali sme vymenovaním typov pevných diskov. Všetky tieto princípy, resp. oblasti fyziky sa totiž v dnešných diskoch používajú naraz a dá sa predpokladať, že ďalšie ešte pribudnú. Inej cesty pre ne niet. Procesory, RAM-ky, grafiky aj SSD-čka pohodlne profitujú z vylepšovania výrobných technológií kremíkových waferov. HDD-čka síce tiež obsahujú elektronické čipy, ktoré môžu byť miniaturizované, voči celému disku však tvoria iba krajne minoritnú časť a výrobcovia tak musia hľadať iné cesty, ako napredovať.

Pevný disk pozostáva z viacerých súčiastok. Prachotesný kryt, doska plošných spojov a riadiaca elektronika sú samozrejmosťou. Podstatnou súčasťou sú najmä platne, na ktorých sú uložené dáta a tiež čítacie/zapisovacie hlavičky, ktoré s dátami pracujú. Platne sú rozdelené do veľkého množstva sústredných kružníc – stôp, ktoré sa ďalej delia na klastre a sektory, až po jednotlivé bity.

Pokrok pevných diskov sa zameriava najmä na zvyšovanie hustoty zápisu – na rovnako veľké platne je možné pokročilejšou technológiou zapísať viac bitov. Pamätníci si možno ešte spomenú na disky s kapacitou hlboko pod 1 GB, odvtedy sa však disky fyzicky takmer nezmenili, resp. sa skôr zmenšujú. Pokrok technológie umožňuje na rovnaké miesto zapísať 8 TB a v skorej budúcnosti aj viac.

HDD

Rozvoj Ultrabookov a podobných formátov tiež zatlačil na fyzické zmenšovanie diskov. Žiaľ, pod 2,5“ formát sa technológii veľmi nechce, výrobcom sa skôr darí znižovať hrúbku, až na hranicu 5 mm. V disku je totiž zvyčajne viacero platní a keď stúpa hustota zápisu a tým ich kapacita, pokrok zároveň umožňuje zachovať kapacitu a znížiť počet platní – par excellence na jedinú.

Pred pár rokmi sa ku klasickým princípom mechaniky, elektroniky a magnetizmu pridal zápis s asistenciou tepla. Jemný lúč lasera pred zápisom cieľové miesto zohreje, čím sa zväčší jeho plocha. Na prvé počutie to znie možno podivne, ale pri súčasnej úrovni precíznosti technológie je to zjavne nielen možné, ale aj rentabilné.

HDD

Ďalším zdrojom pokroku budú podľa všetkého disky s technológiou SMR (Shingled Magnetic Recording), teda s prekrývaným zápisom. V tomto prípade disk zapísaním nového bloku údajov čiastočne prekrýva magnetickú stopu predchádzajúceho bloku. Opäť sa táto technológia môže javiť kontroverznou, ale v praxi funguje, akurát má udajne znižovať rýchlosť zápisu. Keďže však zároveň zvyšuje hustotu bitov až o 25 %, je to skvelá voľba pre objemné disky určené na zálohovanie dát.

HDD

Skôr objem ako sila

S princípu HDD vyplýva jeho hlavná výhoda – skutočne vysoká kapacita nielen v pomere k priestoru, ale najmä k cene. Neexistuje pravdepodobne žiadne spotrebiteľské pamäťové médium, ktoré by sa na ukladanie objemných dát vyplatilo viac. Dokonca aj optické disky (napr. DVD) vychádzajú drahšie, a to majú oproti HDD množstvo nevýhod – nutnosť porcovať dáta na 4,5 GB časti, nemožnosť prepisu dostupného formátu DVD-R, väčší fyzický objem… Na zálohovanie a ukladanie objemných dát skutočne nie je nič lepšie ako HDD.

Žiaľ, najmä mechanický princíp určuje aj množstvo nevýhod HDD, najmä pri priamom porovnaní s SSD diskami. Ako už sme spomenuli, HDD-čka sú podstatne väčšie. Majú citeľne vyššiu spotrebu rádovo v jednotkách wattov – to sa v desktope stratí, ale v mobilnom počítači nie. Navyše, ich preberanie zo spánku netrvá niekoľko milisekúnd ako u SSD, ale aj niekoľko sekúnd, a tak nie je možné veľa ušetriť úsporným režimom. Dnešnému rozmaznanému používateľovi môže vadiť aj istá miera hlučnosti – najmä v lacnejších, jednoduchších notebookoch s úsporným procesorom a integrovanou grafikou býva HDD jedným z dvoch hlavných zdrojov hluku, v spojení so systémovým ventilátorom.

Najviac však HDD zaostáva za SSD v rýchlosti. Elektronické disky SSD, eMMC či Flash totiž dokážu riadiacou elektronikou dosiahnuť všetky pamäťové bunky prakticky v rovnakom čase – a nedopustíme sa veľkej nepresnosti, ak povieme, že to dokážu urobiť okamžite. HDD však dokáže okamžite čítať iba z miesta, kde má na platni umiestnené čítacie hlavy. V opačnom prípade musí na danú stopu hlavu presunúť, čo síce trvá iba niekoľko milisekúnd, ale ak prichádzajú požiadavky v zmysle tzv. náhodného čítania, t. j. nasledujú požiadavky na čítanie z rôznych vzdialených stôp, rýchlosť strmo padá. Sekvenčná prenosová rýchlosť v bežnom intervale 100-150 MB/s by nebola až taká zlá, ale práve odozva je vec, ktorá môže byť zdrojom nesympatie HDD a návykovosti SSD.

Isté zlepšenie situácie môže priniesť optimalizácia čítania, aby sa viac podobalo súvislému a menej náhodnému čítaniu. Niečo robí samotná riadiaca elektronika disku – napríklad preusporiadava požiadavky na čítanie, aby ich mala takpovediac „na trase“ a aby hlava nemusela skákať stále ďalej a späť. Veľa urobí ešte stále stará dobrá defragmentácia. Pri zápise sa totiž súbory umiestňujú na prvé voľné miesto a ak toto nie je dostatočné, vznikajú tzv. fragmenty – jeden väčší súbor je rozporcovaný po rôznych sektoroch a stopách na disku. Defragmentácia súbory popresúva tak, aby jeden súbor tvoril súvislú sekvenciu. Vďaka tomu môže byť prečítaný najvyššou možnou rýchlosťou.

Defraggler

Program Defraggler a mapa disku podľa fragmentácie. Červené miesta, ale aj nesúvislé ostatné plochy vyžadujú optimalizáciu

Defragmentáciu zvláda aj OS Windows, pokročilejším používateľom odporúčame bezplatný program Defraggler. Je tiež možné nastaviť si plánovanú pravidelnú defragmentáciu na pozadí. Odporúčame zabezpečiť, aby prebehla podľa intenzity používania PC raz týždenne až raz mesačne. Musíte žiaľ rátať so spomalením reakcií disku počas jej exekúcie. Pokiaľ disk aj po dokončení defragmentácie vykazuje vyššie percento fragmentácie, pozrite sa do zoznamu súborov. Pokiaľ bude obsahovať iba systémové súbory podivných názvov, s tými si nelámte hlavu.

Disku pomáha aj integrovaná vyrovnávacia pamäť veľkosti 16-64 MB. Do nej ukladá disk obsah sektorov, ktoré síce nemal prečítať celé, ale dá sa predpokladať, že o to bude o chvíľu vyzvaný. Ako už to u vyrovnávacích pamätí býva, sú podstatne rýchlejšie ako komponent, ktorý majú zrýchľovať.

HDD

7 200 otáčok neprekonaných

V technických špecifikáciách HDD sa veľmi zriedka stretnete s udaním prenosovej rýchlosti v MB/s, ba celkovo sú na konkrétne čísla výrobcovia čoraz skúpejší. Namiesto rýchlosti disku sa často udáva rýchlosť používaného rozhrania – napríklad SATA III pri interných a USB 3.0 pri externých diskoch. To je však zavádzajúce, pretože tieto méty HDD reálne nikdy nedosiahnu, ani sa im nepriblížia. Maximálne môžete z nich dedukovať, že USB 3.0 externý disk je rýchlejší ako konkurent s USB 2.0.

O rýchlosti najlepšie vypovedá rýchlosť otáčania disku. 5 400-otáčkové disky sú pomalé, aj keď ešte stále veľmi rozšírené najmä v segmente notebookov. Lepšou voľbou sú 7 200-otáčkové disky. Pokiaľ ste ešte nevyskúšali SSD, budete spokojní. V minulosti boli bežné aj rýchlejšie, napr. 10 000-otáčkové disky, s príchodom SSD a hybridných diskov bolo však ich využitie čoraz okrajovejšie a dnes už zmysel v podstate stratili.

HDD

Hybridý disk ako win-win riešenie

SSD aj HDD majú svoje principiálne chyby, ktoré tak ľahko odbúrať nemožno. Kde to umožňuje fyzický priestor, je ideálne skombinovať ich – použiť napríklad malý 120 GB mSATA SSD disk na operačný systém a dôležité programy, v kombinácii s 2,5“ 2 TB diskom na multimédiá. V stolnom PC nie je problém, vo väčších notebookoch zvyčajne tiež nie. Najmä kvôli riešeniu v menších notebookoch a Ultrabookoch však vznikli duálne a najmä hybridné disky.

Duálnych diskov je na trhu pomerne málo. Vyzerajú ako klasický HDD rozumnej kapacity (napr. 1 TB) integrujúci v tom istom puzdre aj menší SSD disk, napr. veľkosti 120 GB. Znižovanie počtu platní a najmä zmenšovanie SSD diskov tomuto riešeniu pomáha, viac sa ale presadzujú tzv. hybridné disky SSHD (Solid State Hybrid Drive).

SSHD sa klasickému HDD podobá ešte viac. Tiež obsahuje okrem klasického (typicky 5 400-otáčkového) disku aj SSD disk, na rozdiel od duálneho disku je však táto Flash pamäť podstatne menšia a funguje inak. V začiatkoch SSHD zvykla mať objem 16, 24 alebo 32 GB, dnes sa žiaľ presadzujú najviac modely s 8 GB SSD, ale aj tak je to vítané zlepšenie oproti obyčajnému HDD. V prípade SSHD používateľ o SSD časti ani nevie, nie je totiž určená na priame ukladanie používateľských dát. Slúži skôr ako štedrá vyrovnávacia pamäť disku.

Riadiaca elektronika vyhodnocuje, ktoré dáta najviac potrebujete/používate a tie potom do SSD časti automaticky uloží, takže k nim máte rýchlejší prístup úplne porovnateľný s rýchlosťou SSD. Prínos SSHD sa teda týka predovšetkým malého objemu vybraných dát. SSD časť dokáže pomôcť aj celkovej rýchlosti disku, ale tam sú benefity podstatne menšie. Navyše, pri malom 8 GB SSD disku neustále podrobovanému zápisom, presunom a optimalizáciám, sa otvára otázka ich životnosti. To však len špekulujeme, SSHD disky sú zatiaľ na trhu pomerne krátko. A v každom prípade, „smrť“ SSD časti by malo disk iba spomaliť a degradovať na úroveň HDD, nie znefunkčniť.

HDD

Pri externých diskoch môže byť rozhodovacím kritériom aj dizajn

Čo dnes dostať v obchodoch

Pevné disky sú vďaka svojej dlhšej tradícii na trhu rozvetvené do viacerých variantov. V prvom rade môžeme rozlíšiť externé a interné disky. Externý disk je v dnešnej dobe skvelé riešenie na zálohovanie dát, ale aj prenos väčších objemov – v tomto prípade sa USB kľúče, hoci často rýchlejšie, nechytajú na pomer cena/kapacita. Bežné 2,5“ disky sú tiež výborne skladné, stačí vám k nim jediný USB 3.0 kábel zabezpečujúci dáta i napájanie, ideálne je doplniť aspoň jednoduché puzdro.

Interné disky sú určené na prácu vnútri počítača. Môžeme ich ďalej rozdeliť na systémové, ktoré sú zamerané na výkon a dobrú odozvu, a následne mulimediálne/úložiskové, ktoré nepotrebujete nepretržite, preto sú úspornejšie, častejšie sa uspávajú a zvyknú byť aj o niečo pomalšie. Samozrejme, technicky je možné používať úsporný mediálny disk aj ako systémový, ale za cenu o niečo nižšieho výkonu.

NAS

Drahší NAS pojme 10, ale aj viac diskov

V poslednom čase sa na trhu tiež špecializovali disky pre nové, konkrétne účely. Napríklad pre sieťové úložiská NAS so spoľahlivou prevádzkou 24/7. Sieťové úložisko (NAS server) je v podstate veľmi jednoduchý počítač, napríklad s procesorom ARM či Atom a povedzme 1 GB RAM. Do jeho útrob sa zmestí jeden až 12 i viac diskov, ku ktorým máte vďaka zabezpečenému pripojeniu na internet prístup odkiaľkoľvek.

Ďalší segment HDD je špecializovaný na bezpečnostné kamery, teda nepretržitý (relatívne pomalý) zápis, prípadne aj s pravidelným premazávaním.

Zvýšenú spoľahlivosť majú aj disky určené do RAID polí. Rozšírené sú najmä dva typy RAID. Mirroring robí okamžitú zálohu všetkých dát, pretože ich zapisuje súčasne na dva disky naraz. Menej používaný stripping zasa disky zrýchľuje – časti dát striedavo zapisuje na jeden a druhý disk, čím dosahuje teoreticky dvojnásobnú rýchlosť. V prípade havárie jedného disku je však použiteľnosť toho druhého a dát na ňom prinajlepšom nízka, v horšom prípade žiadna. Spomenúť sa patrí aj archívne disky zamerané na väčšiu kapacitu, na úkor rýchlosti.

HDD

Kapacita diskov sa pohybuje od 160 GB nahor. V pomere cena/výkon však začínajú byť rozumné v podstate až 1 TB disky. Mimochodom, s výnimkou úplnej špičky platí, že väčší disk sa oplatí v pomere cena/kapacita viac ako menší. Spomínaná špička sa aktuálne pri bežne dostupných 3,5“ diskoch do stolných PC nachádza na úrovni 8 TB. Ak by ste si chceli vybrať z dostatku modelov, špička klesne na 6 TB. Mimochodom, slovíčko „dostupné“ v tomto prípade znamená „kúpiteľné“, nie lacné. 2,5“ disky za dva roky v kapacite veľmi nepokročili, na trhu komponentov zoženiete prakticky iba 1 TB modely. V drahších notebookoch môžete dostať 2 TB.

Keď si budete kupovať nový disk, nezabudnite, že reálna kapacita dostupná pre používateľa bude o 5-10 % nižšia, ako udávaná. Môžu za to dve veci: najskôr rezervácia určitej časti disku pre systémové účely riadiacej elektroniky, potom rozdiel medzi 1 000 a 1 024. Hoci všade vo svete počítačov sa používa definícia jednotiek objemu dát, kde jeden kilobajt má 1 024 bitov, pri úložiskách ich má iba 1 000. 1 TB disk tak nemá ani teoreticky kapacitu 1 024 x 1 024 x 1 024 x 1 024 bajtov (1 099 511 527 776 bajtov), ale presne bilión bajtov, čo po štyroch vydeleniach číslom 1 024 vychádza 0,909 TB, čiže 931 GB. A z toho si ešte niečo odhryzne réžia. Nie je to síce katastrofa, ale treba s tým rátať.

HDD

Vývoj pod zámkom

Motorom zrýchľovania inovácií nielen v technologickom svete je predovšetkým záujem zákazníkov a konkurenčný boj medzi výrobcami. Áno, môže trh zaviesť aj na nesprávnu cestu (povieme si nabudúce pri téme o displejoch). Ale lepšie mechanizmy zatiaľ nemáme. Žiaľ, v prípade HDD oba aspoň čiastočne zlyhávajú a tak sa nemôžeme čudovať, že vývoj je pomalý. Záujem zákazníkov pravdepodobne brzdí fakt, že ľudová kapacita disku 500 GB je pre veľkú skupinu zákazníkov až zbytočná. S 1 TB alebo 2 TB sa potom uspokojí skutočne veľká väčšina. Po väčších diskoch je tak relatívne malý dopyt.

Ešte viac však trh brzdí nefungujúca konkurencia. V zásade tu pôsobia iba dvaja-traja nezávislí výrobcovia. Približne pred štyrmi rokmi prišli pamätné záplavy, ktoré poškodili jedného z výrobcov. Všetkým však vyšiel strategický ťah, keď skokovo zdvihli ceny všetkých diskov a ešte dodnes z tejto situácie profitujú, pretože ceny ani po toľkých rokoch nie sú späť. Pred záplavami ste solídny disk do stolného PC kúpili za 30-40 €. Dnes síce ceny klesli zo svojej špičky, aj tak však ešte treba rátať so sumou 60 €.

Väčšina zákazníkov si na tento stav už zvykla a to výrobcom vyhovuje. A to okrem okamžitých ziskov aj z ďalšieho hľadiska – nemusia urýchľovať vývoj, veľa investovať a vyčerpať si všetku „inovačnú muníciu“ teraz s riskom, že v budúcnosti už nebudú mať čo ponúknuť. Naopak. Technológie na zlepšenie HDD majú k dispozícii, akurát v laboratóriách, kde ich nechávajú spať, kým neprídu horšie časy. Nadšencovi zostáva len dúfať, že ich vývoj trhu SSD z tvrdého spánku rýchlo prebudí.

Pevné disky HDD napriek pomalému až umelo spomaľovanému vývoju zostávajú najvýhodnejším zálohovacím médiom a pri vysokej kapacite ešte niekoľko rokov zostanú neprekonateľné. Nabudúce sa pozrieme na zúbok displejom a monitorom počítačov.

Foto: Asustor, Samsung, Seagate, Western Digital

Komentáre k článku