为何HDD会因容量减少而导致性能下降?

为何HDD会因容量减少而导致性能下降?

今天我正在看着我的HDD 数据表(西部数据 500GB WD5000BPKT)并且我注意到对于其整个系列,“性能”行的“主机到/从驱动器(持续)”由于容量减少而导致读写性能名义上下降:

在此处输入图片描述

这让我很疑惑。除了设备容量(750GB 到 160GB)之外,我没有注意到此表上任何其他参数有什么不同。我还查找了其他家庭我发现了同样的行为(三星和希捷没有在其数据表上显示这些性能参数)。

因此,考虑到所有磁盘都属于同一个家族并且本质上是相同的,有人知道这种行为的确切物理原因吗?

答案1

大容量硬盘的存储密度比小容量硬盘高,在转速相同(7200 RPM)的情况下,这意味着数据读写速度更快。

内存存储密度 # 对性能的影响 - 维基百科,自由的百科全书

增加介质的存储密度几乎总是会提高该介质的传输速度。这一点在考虑各种基于磁盘的介质时最为明显,其中存储元件分布在磁盘表面,必须在“磁头”下物理旋转才能读取或写入。密度越高意味着对于任何给定的机械运动,磁头下移动的数据就越多。

以软盘为例,我们可以通过确定位在磁头下方移动的速度来计算有效传输速度。标准 3½ 英寸软盘的转速为 300 rpm,最内层磁道长约 66 mm(半径 10.5 mm)。因此,在 300 rpm 时,磁头下方介质的线性速度约为 66 mm x 300 rpm = 19800 mm/分钟,或 330 mm/s。沿着该磁道,位以 686 bit/mm 的密度存储,这意味着磁头看到 686 bit/mm x 330 mm/s = 226,380 bit/s(或 28.3 KiB/s)。

现在考虑对设计进行改进,通过减少样本长度并保持相同的轨道间距,使比特密度加倍。这将立即导致传输速度加倍,因为比特在磁头下方通过的速度是原来的两倍。早期的软盘接口最初设计时考虑的是 250 kbit/s 的传输速度,但随着 20 世纪 80 年代“高密度”1.44 MB (1,440 KiB) 软盘的推出,其性能已经远远超过了当时的水平。绝大多数 PC 都包含为高密度驱动器设计的接口,但运行速度为 500 kbit/s。这些设备也完全被 LS-120 等较新的设备所淹没,这些设备被迫使用 IDE 等更高速的接口。

(重点是我的)

答案2

好吧,所有驱动器的尺寸都应相同(高度、宽度、深度)。因此,为了将更多数据装入该尺寸,必须以更高的密度打包数据。

硬盘中的移动部件(如磁头)很可能都以相同的速度移动。

因此,如果增加数据密度,但移动所述数据的速度保持不变,则可以增加总体吞吐量。

答案3

我认为高级格式化是指使用 4k 扇区而不是 512 字节。除其他事项外,这一变化意味着盘片上用于 ECC 代码的位数更少。因此,从驱动器中获取给定量的数据需要读取的位数略少;在其他所有条件相同的情况下,这会导致最大传输速率略高。这可能是两个 500MB 驱动器之间差异的原因。

答案4

除了更高的位密度之外,另一个可能的答案是更大的硬盘有更多的盘片/磁盘。有了更多的盘片,你就可以同时看到更多的位,而不必移动读取头。此外,一些驱动器使用双面盘片,效果相同

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