Удивительный прорыв: как обычные HDD догнали SSD с помощью двухприводных актуаторов

Exploded view of Western Digital Dual-Pivot drive.-1

С появлением быстрых твердотельных накопителей классические жёсткие диски ушли в тень. Но у HDD до сих пор есть свои сильные стороны — там, где SSD бессильны, они находят своё применение. Поэтому надёжные «винчестеры» не только продолжают использовать, но и активно совершенствуют.

Главное слабое место HDD — это скорость. Но смелые инженерные решения позволяют им соревноваться даже с самыми доступными SSD.

Как «ловушка производительности» затормозила эволюцию HDD

The reading arm moving across the surface of a hard drive platter.

Почему же HDD такие медленные? Всё дело в их конструкции: внутри вращаются пластины, а по ним передвигается считывающая головка, которой управляет механизм-актуатор.

Можно наращивать объём, добавлять новые пластины и ужимать данные, но если актуатор всего один — он может работать только в одном месте, пока не доберётся до нужной области. Поэтому жёсткие диски так уязвимы к фрагментации: если файл разбросан по разным частям, головке приходится постоянно бегать туда-сюда, что увеличивает задержки и заметно снижает скорость передачи данных.

У SSD таких проблем нет: доступ к любым данным мгновенный, можно работать параллельно. Обычные HDD по SATA-подключению редко преодолевают порог в 100–160 МБ/с, а SSD на том же интерфейсе легко выходят на 600 МБ/с (столько позволяет SATA).

Два актуатора — словно две «руки», работающие одновременно

Пробовали одновременно чесать затылок и гладить живот? А вот с HDD такой фокус удался!

На первый взгляд, решение элементарное: добавить второй актуатор. Так и появились двухактуаторные HDD. Их можно представить как два жёстких диска внутри одного корпуса.

В такой системе работают две независимые группы головок, каждая обслуживает свою часть пластин. На что-то похожее способны RAID-массивы, но если RAID удваивает скорость, то Western Digital заявляет о целых четырёхкратных приростах! Благодаря фирменной «двухповоротной» системе (dual-pivot) и быстрому интерфейсу (HBDT) новые HDD разгоняются с 300 МБ/с сразу до 1200 МБ/с. Для сравнения: предыдущие двухактуаторные модели Seagate достигали только 554 МБ/с.

Почему это решение оказалось таким революционным и сложным

В чём сложность — и почему не внедрили раньше?

Если двойные актуаторы так хороши, почему их не использовали раньше? Дело в том, что жёсткий диск — это крайне точный механизм, где всё рассчитано до микронов. Удивительно, как такая тонкая механика вообще может быть массовым и доступным продуктом.

Добавив второй актуатор, инженеры столкнулись с новыми трудностями: ростом вибраций, дополнительным теплом и сложной синхронизацией обоих механизмов.

A model of the dual actuator hard drive layout.

Ранние эксперименты с двумя актуаторами не обошлись без минусов. Обычно оба механизма монтировали на одном шарнире, из-за чего, чтобы освободить место, приходилось жертвовать одной пластиной. А современный рынок требует всё больше дискового пространства! Уже скоро устройства на 100 ТБ станут реальностью, и если их читать по старинке — придётся ждать часами: словно пытаетесь выпить океан через трубочку.

Прорыв: Western Digital меняет правила игры

A promotonal image for the dual-picot drive design from Western Digital.

На этом фоне новая «двухповоротная» система (dual-pivot) выглядит настоящим спасением. Теперь оба актуатора располагаются по разным сторонам корпуса, на своих собственных шарнирах. Такой подход позволяет сделать диск тоньше и почти полностью избавиться от вибраций — система сбалансирована идеально.

Вместе с многоканальной архитектурой это выводит скорость HDD на новый уровень — именно то, что нужно для дисков будущего с огромными объёмами.

Наследие смелого инженерного замысла

Первые двухактуаторные диски действительно работали быстрее обычных, но всё упиралось в один общий шарнир и сокращённый объём. К тому же в параллельной работе участвовала всего одна головка чтения и записи на актуатор.


Хотите узнавать первыми всё о новых технологиях HDD? Подписывайтесь!

Теперь же, благодаря двухповоротной конструкции, диски не теряют в объёме и могут одновременно активировать сразу несколько головок для чтения и записи. Казалось бы, век HDD уходит, ведь SSD на пике популярности, но инженеры снова доказали: старая технология готова дать бой и вернуть утерянные позиции. Лично я уверен — HDD с нами надолго.

Если вам понравилась эта статья, подпишитесь, чтобы не пропустить еще много полезных статей!

Премиум подписка — это доступ к эксклюзивным материалам, чтение канала без рекламы, возможность предлагать темы для статей и даже заказывать индивидуальные обзоры/исследования по своим запросам!

Подробнее о том, какие преимущества вы получите с премиум подпиской, можно узнать здесь

Также подписывайтесь на нас в:

Алекс Бежбакин
Оцените автора
Добавить комментарий