Файл: Устройство персонального компьютера.pdf

В современных компьютерах используются как классические жесткие диски на магнитных пластинах (HDD), так и более быстрые твердотельные накопители на основе чипов памяти (SSD). Существуют также гибридные диски (SSHD), представляющие из себя объединение HDD и SSD.

Жесткий диск (HDD) имеет большой объем (сейчас наиболее распространены 500 Гб и выше, существуют модели емкостью более 20 000 Гб), но невысокую скорость чтения и записи информации (в среднем 120-140 МБ/с). Его можно использовать как для установки системы, так и хранения файлов пользователя, что является наиболее экономным вариантом.

Твердотельные накопители (SSD) имеют сравнительно небольшой объем (в среднем 120-960 Гб, но существуют модели с большим объёмом), но очень высокую скорость считывания и записи информации (в среднем 450-550 МБ/с). Они стоят значительно дороже и используются для установки операционной системы и некоторых программ для повышения скорости работы компьютера.

Гибридный диск (SSHD) – это просто жесткий диск, к которому добавили небольшой объем более быстрой памяти. Например, это может выглядеть как 1 Тб HDD + 8 Гб SSD.

5.1. Применение HDD, SSD и SSHD дисков

Для офисного компьютера (документы, интернет) достаточно установить один обычный жесткий диск (HDD).

Для мультимедийного компьютера (фильмы, простые игры) можно в дополнение к HDD поставить небольшой SSD диск, что сделает работу системы значительно быстрее и отзывчивее. Для мощного игрового или профессионального компьютера лучшим вариантом является установка двух дисков – SSD для операционной системы, программ, игр и обычного жесткого диска для хранения файлов пользователя.

5.2. Физические размеры дисков

Жесткие диски для стационарных компьютеров имеют размер 3.5 дюйма.

Твердотельные накопители имеют размер 2.5 дюйма, как и жесткие диски для ноутбуков.

В обычный компьютер SSD-диск устанавливается с помощью специального крепления в корпусе или дополнительного адаптера.

Не забудьте его приобрести, если оно не идет в комплекте с накопителем и ваш корпус не имеет специальных креплений для дисков 2.5″.

5.3. Разъемы жестких дисков

Все жесткие диски имеют интерфейсный разъем и разъем питания. Самым распространённым на данный момент является:

SATA (Serial—ATA, Serial Advanced Technology Attachment) – разновидность интерфейса компьютерной шины, предназначенный для подключения к шине устройств, жёстких дисков, оптических приводов, SSD накопителей и других.

Был разработан и представлен в 2003 году, как замена ныне устаревшему интерфейсу ATA(AT Attachment), также известный как IDE. Позже, ATA был переименован в PATA (Parallel ATA) для лучшей узнаваемости и избегания путаницы. Была создана интернациональная организация под названием SATA—IO (Sata International Organization), которая отвечает за развитие, поддержку, и публикацию новых спецификаций как для SATA, так и для SAS (Serial Attached SCSI).

Преимущества нового интерфейса в сравнении со старым были как физические: уменьшенные габариты разъёмов, шлейфов и меньшее количество контактных ножек (7 против 40); так и технические: нативная поддержка «горячей замены» (замена не активного устройства при включенном компьютере), более быстрая передача данных на более высоких скоростях, увеличенная эффективность очереди команд ввода и вывода (IO). Позже, с приходом режима AHCI появилась поддержка технологии NCQ (Аппаратная Очерёдность Команд, Native Command Queuing) – технология, разработанная для повышения производительности жёстких дисков с интерфейсом SATA II и выше.
Теоретически, последовательный порт медленнее параллельного, но повышения скорости удалось добиться благодаря высокой частоте функционирования. Частоту удалось поднять благодаря отсутствию необходимости синхронизации данных, а также большей защищённости кабеля от помех (толще проводник, меньше помех).

В 2008 году, более 90% новых настольных компьютеров использовали для подключения периферии SATA разъём. PATA всё ещё можно приобрести, но продаются они лишь для сохранения совместимости со старыми дисками и материнскими платами.

5.4. Ревизии SATA

SATA 1.x

Первая ревизия интерфейса обеспечивала полосу пропускания 1.2 Гбит/с (150 Мб/с). Это совсем немного быстрее самой быстрой PATA/133, но намного лучшее быстродействие достигается в режиме AHCI (хост контроллер интерфейса), где работает поддержка NCQ. Это значительно улучшает производительность в многопоточных задачах, но не все контроллеры поддерживают AHCI на первой версии SATA.

SATA 2.x

Частота функционирования была увеличена до 2.4Гбит/с (300Мб/c), то есть в 2 раза выше, чем у SATA 1. Совместимость между первой и второй ревизией сохранилась. Интерфейсные кабели тоже были сохранены прежние и полностью совместимы между собой.

SATA 3.0

В июле 2008 года, SATA—IO представила спецификации SATA 3.0, с пропускной способностью 6 Гбит/с. Эффективная пропускная способность составила 600Мб/с, а частота функционирования 6.0Ггц (то есть, поднята только частота). Совместимость сохранилась как в методе передачи данных, так и в разъёмах и проводах; улучшено управление питанием.

Основная сфера применения, где требовалась такая пропускная способность – SSD (твердотельные) накопители. Для жёстких дисков, такая пропускная способность не требовалась. Выигрыш для них был в более высокой скорости передачи данных из кэш (DRAM—cache) памяти диска.

SATA 3.1

Изменения:

· Появился mSATA, PCI—Express подобный (и совместимый) разъём для твердотельных накопителей и устройств ноутбуков, совмещённый с питающей линией малой мощности.

· Оптические приводы, поддерживающие стандарт, больше не потребляют энергии (совсем) в режиме простоя.

· Добавлена аппаратная команда очереди TRIM, улучшающая производительность и долговечность SSD.

· Аппаратные функции идентификации, определяющие возможности устройства.

· Расширенный менеджмент питания, позволяющий устройствам, подключенным через SATA 3.1 потреблять меньше энергии.

5.5 Интерфейс AHCI (Advanced Host Controller Interface)

Открытый хост-интерфейс, предложенный Intel, ставший стандартом. Является более предпочтительным интерфейсом для устройств SATA. Позволяет использовать такие команды SATA как Hot plug (горячая замена), NCQ (Native Command Queuing). Если в настройках BIOS материнской платы не выставлен режим AHCI, то используется «эмуляция IDE» и не поддерживаются новые функции SATA.

5.6 Подключение накопителей путём mSATA

Интерфейс mSata, был представлен в Сентябре 2009 года. Назначением, которого является использование в миниатюрных устройствах (твердотельных накопителей, портативных жёстких дисков). Используется во многих портативных устройствах как ноутбуки, планшетные компьютеры и других. Устройства с данным интерфейсом, могут иметь очень миниатюрные размеры, сходные с Wi-Fi картами расширения для ноутбуков (к примеру).

5.7 Объем жесткого диска (HDD) для компьютера

Для компьютера, предназначенного для набора текста и доступа в интернет, достаточно самого маленького из современных жестких дисков – 320-500 Гб.

Для мультимедийного компьютера (видео, музыка, фото, простые игры) желательно иметь жесткий диск емкостью 1000 Гб (1 Тб).

Для мощного игрового или профессионального компьютера может потребоваться диск емкостью 2-4 Тб (в зависимости от потребностей)

Если вы хотите повысить скорость работы системы, но при этом не готовы потратиться на дополнительный SSD диск, то в качестве альтернативного варианта можно рассматривать приобретение гибридного SSHD диска емкостью 1-2 Тб.

5.8 Объем жесткого диска (HDD) для ноутбука

Если ноутбук используется в качестве дополнения к основному компьютеру, то ему будет достаточно жесткого диска емкостью 320-500 Гб. Если ноутбук используется в качестве основного компьютера, то ему может потребоваться жесткий диск объемом 750-1000 Гб (в зависимости от применения ноутбука).
Также в ноутбук можно установить диск SSD, который значительно повысит скорость его работы и отзывчивость системы или гибридный диск SSHD, который немного быстрее обычного HDD. Важно учесть какую толщину дисков поддерживает ваш ноутбук. Диски толщиной 7 мм станут в любую модель, а толщиной 9 мм могут поместиться не везде, хотя таких уже не много.

5.9 Объем твердотельного накопителя (SSD)

Так как SSD-диски не применяются для хранения данных, то при определении их необходимой емкости нужно исходить из того сколько место будет занимать устанавливаемая на него операционная система и будете ли вы устанавливать на него еще какие-то большие программы и игры. Современные операционные системы (Windows 7,8,10) требуют порядка 40 Гб места для своей работы и разрастаются при обновлениях. Кроме того на SSD нужно поставить хотя бы основные программы, иначе толка от него будет не много. Ну и для нормальной работы на SSD всегда должно оставаться 15-30% свободного места. Для мультимедийного компьютера (фильмы, простые игры) оптимальным вариантом будет SSD объемом 120-128 Гб, что позволит кроме системы и основных программ установить на него еще и несколько простейших игр. Поскольку от SSD требуется не только быстрое открытие папок, то самые мощные программы и игры рационально устанавливать именно на него, что ускорит скорость их работы. Тяжелые современные игры занимают огромное пространство. Поэтому для мощного игрового компьютера необходим SSD объемом 240-512 Гб, в зависимости от вашего бюджета. Для профессиональных задач, таких как монтаж видео в высоком качестве, или для установки десятка современных игр нужен SSD объемом 480-1024 Гб, опять же в зависимости от бюджета.

5.10. Резервное копирование данных

При выборе объема диска желательно так же учитывать необходимость создания резервной копии пользовательских файлов (видео, фото и др.), которые будут на нем храниться. В противном случае вы рискуете в один момент потерять все, что накапливали годами. Поэтому часто целесообразнее приобрести не один огромный диск, а два диска меньшего объема – один для работы, другой (возможно внешний) для резервной копии файлов.

5.11. Основные параметры дисков

К основным параметрам дисков, которые часто указывают в прайсах, относятся частота вращение шпинделя и размер буфера памяти.

5.12. Частота вращения шпинделя

Шпиндель имеют жесткие и гибридные диски на основе магнитных пластин (HDD, SSHD). Так как SSD-диски построены на основе чипов памяти, то они не имеют шпинделя. От скорости вращения шпинделя жесткого диска зависит скорость его работы.

Шпиндель жестких дисков для стационарных компьютеров в основном имеет скорость вращения 7200 об/мин. Иногда встречаются модели со скоростью вращения шпинделя 5400 об/мин, которые работают медленнее. Жесткие диски для ноутбуков в основном имеют скорость вращения шпинделя 5400 об/мин, что позволяет им работать тише, меньше греться и меньше потреблять энергии.

5.13. Размер буфера памяти

Буфером называется кэш-память жесткого диска на основе микросхем памяти. Этот буфер предназначен для ускорения работы жесткого диска, но оказывает не большое влияние (порядка 5-10%). Современные жесткие диски (HDD) имеют размер буфера 32-128 Мб. В принципе 32 Мб достаточно, но если разница в цене не значительна, то можно взять жесткий диск с большим размером буфера. Оптимальным выбор на сегодня будет 64 Мб.

5.14. Скорость линейного чтения

Скорость линейного чтения является основным параметром для любого диска и кардинально влияет на скорость его работы. Для современных жестких и гибридных дисков (HDD, SSHD) хорошим значением является средняя скорость чтения ближе к 150 Мб/с. Не стоит приобретать жесткие диски со скоростью 100 Мб/с и менее. Твердотельные накопители (SSD) гораздо быстрее и их скорость чтения, в зависимости от модели, составляет 160-560 Мб/с. Оптимальными по соотношению цена/скорость являются SSD-диски со скоростью чтения 450-500 Мб/с. Что касается HDD-дисков, то продавцы в прайсах обычно не указывают их скоростные параметры, а только объем. С SSD-дисками все проще, так как их скоростные характеристики всегда указываются в прайсах.