Evoluce pevných disků – nejen testy 66 HDD od roku 1990 do současnosti

0

Ale na úvod si dáme trochu historie a informací o revolučních kouscích, které se mi ze zřejmých důvodů nepodařilo zajistit k testování.

1956 – 4. září IBM oznamuje nový počítačový systém IBM 305 Ramac (Random Access Method of Accounting and Control), jehož součástí je i první pevný disk Ramac 350. Jeho parametry jsou z dnešního pohledu úsměvné – kapacita pět miliónů slov (4,4 MB) na 50 oboustranných hliníkových plotnách o průměru 61 cm s rychlostí 1200 otáček za minutu a průměrnou přístupovou dobou 600 ms (disk měl jen dvě hlavy). Přenosová rychlost 9 kB/s, váha lehce nad tunu při rozměrech 152 × 172 × 74 cm (délka × výška × šířka) a odhadovaná cena $50 000, neboli $11 364 za 1 MB.

Do roku 1961 bylo vyrobeno 1067 kompletních systémů, které IBM pronajímalo jako výhodný celek za $3200 měsíčně. V roce 1958 byl systém vylepšen, aby umožnil připojení druhého disku a zdvojnásobil tak možnou datovou kapacitu.


Dobové propagační video o IBM Ramac

1961 – 2. června IBM oznamuje disk 1301. Ten má „jen“ 20 oboustranných ploten (model 1), nebo dvojnásobek díky druhému identickému modulu (model 2), ale každá má vlastní hlavu, což snížilo přístupovou dobu na 180 ms. Rychlost otáček se zvýšila na 1800 a hlavy byly aerodynamicky tvarovány, což umožnilo jejich vznášení na tenké vrstvě vzduchu blíže k plotnách. Tím se navýšila hustota dat. Za pronájem si IBM účtovalo $2100/$3500 (model 1/2) měsíčně, nebo $115 500/$185 000 při zakoupení. K tomu bylo ještě třeba započítat $1185 za pronájem, nebo $56 000 za zakoupení diskového řadiče IBM 7631.

1962 – 11. října IBM oznamuje disk 1311 s vyměnitelnými plotnami. Šest ploten (průměr 36 cm) s deseti záznamovými vrstvami je uloženo v plastovém kontejneru (4,5 kg) s označením IBM 1316 Disk Pack. Průměrná přístupová doba je 250 ms, kapacita 2,69 MB při rychlosti 1500 otáček za minutu.

1970 – IBM 3330 (aka Merlin) s vyměnitelnými plotnami o kapacitě 100 MB (model z roku 1973 pak 200 MB). Přístupová doba 30 ms a přenosová rychlost 806 kB/s. Revolučním se tento disk stal díky zabudování korekce chyb na povrchu ploten. Elektronika byla schopná opravit chyby o délce max 11 bitů v jedné stopě. Cena za pronájem $1550–$1850, nebo $74 000–$87 000 při zakoupení.

 

1973 – IBM 3340 (aka Winchester) s vyměnitelnými plotnami, ovšem tentokráte uzavřenými společně s lehčímy hlavami v modulu IBM 3348 o kapacitě 35, nebo 70 MB. Přenosová rychlost 885 kB/s s přístupovou dobou 25 ms. Winchester byl první disk, který umožňoval parkovat hlavičky přímo na povrchu plotny. To umožnilo výrazné zjednodušení mechanismu hlavy a vytvořilo vzor pro všechny moderní disky.

1979 – IBM 62PC (Piccolo) se zapsal do historie jako první disk s 8palcovými plotnami. Těch bylo celkem 6 a disk měl kapacitu 65 MB.


IBM 62PC Piccolo (www.computerhistory.org)

1980 – Seagate (tehdy ještě Shugart Technology) uvádí ST-506, neboli první 5,25 palcový disk s kapacitou 5 MB a cenovkou 1500 amerických dolarů. Disk měl přenosovou rychlost 5 Mb/s (megabitů za sekundu) a průměrnou přístupovou dobu 85 ms. Díky prodeji licencí na výrobu a prodej disku firmám Texas Instruments a Honeywell Bull získala mladá společnost deset milónů dolarů na rozjezd a mikropočítače různých značek možnost rozšíření o pevný disk. Úspěch Seagate inspiroval i ostatní výrobce a v roce 1983 se vyráběly 5,25palcové disky už u 32 firem.

1983 – Rodime RO 352 – první 3,5palcový disk o kapacitě 10 MB.

1988 – PrairieTek 220 – první 2,5palcový disk o kapacitě 20 MB.

1991 – Integral Peripherals 1820 – první 1,8palcový disk s kapacitou 21,4 MB.

1992 – Seagate uvádí 2,1GB disk Barracuda – první disk s 7200 otáčkami za minutu.


 První disky s 7200 otáčkami měly kromě rozhraní SCSI i stylové logo.

1992 – HP C3013A Kitty Hawk – první 1,3palcový disk s kapacitou 20, později 40 MB.

1996 – Seagate uvádí disky Cheetah s 10 000 otáčkami.

1999 – IBM uvádí Microdrive – 1palcový disk pro CompactFlash II slot o kapacitách 170 a 340 MB. Kapacita se do roku 2006 dostala až na 8 GB.

2000 – Seagate Cheetah X15 – první disky s 15 000 otáčkami.

2004 – Toshiba MK2001MTN – první 0,85palcový disk s kapacitou 2 GB.

Vynálezcem a největším inovátorem pevných disků byla z počátku tedy IBM a tato převaha trvala až do začátku 80. let. Tyto disky ovšem byly určeny převážně pro sálové počítače a od toho se odvíjela jak cena, tak i rozměry. Disky vyráběly i další společnosti, ale většina se spoléhala na tvorbu levnějších alternativ určených jako náhrady zařízení IBM.

Převrat nastal až po uvedení 5,25″ disku od Seagate, který umožnil umístit pevný disk i do levnějších mikropočítačů mířících do firem. Pro domácí systémy se stále s pevnými disky nepočítalo a bylo možné je dokoupit pouze jako drahé externí příslušenství.

Pevné disky se v domácnostech objevily až v 90. letech s příchodem levných PC, u kterých byl disk standardem už během předchozího desetiletí. Na serveru StorageNewsletter napočítali ohromujících 221 výrobců pevných disků. Dnes už zůstali jen tři – Seagate, Toshiba a WD.

Historie pevných disků

Přenosové standardy

Přenosové standardy

S vývojem pevných disků souvisí i inovace v oblasti přenosů dat. Zabývat se budeme jen těmi „modernějšímy“ standardy, které se začaly objevovat v 80. letech. Starší systémy měly často rozhraní pro komunikaci s disky stavěné na míru a standardizace nebyla prioritou. Ta se objevila až s příchodem revolučního 5,25″ disku Seagate a ohromným rozvojem levných domácích a firemních počítačů.

1980 – ST-506 (MFM, RLL) – první diskové rozhraní dostalo jméno po disku, pro který bylo určeno. Častěji se můžete setkat s nepřesným pojmenováním MFM disk. MFM ovšem značí systém kódování dat a používal se i u jiných zařízení (např. disketových mechanik). ST-506 původně podporovalo pouze 5MB disk a v roce 1981 bylo rozšířeno o podporu 10MB disku ST-412, který se také objevil v počítačích IBM PC XT. Další výrobci disků přejali toto rozhraní, a vznikl tak nejpoužívanější diskový standard první poloviny 80. let. Disk se připojoval k řadiči pomocí dvojice kabelů a byl tzv. hloupý. Disky neměly žádný vlastní řadič a veškerou činnost řídil externí řadič. Maximální přenosová rychlost byla 7,5 Mb/s.


Disk ST-506 s řadičem (zdroj: Wikipedia)

1983 – ESDI (Enhanced Small Disk Interface) se stal náhradou velmi rychle zastaralého ST-506. Standard byl uveden Maxtorem spolupracujícím s dalšímy výrobci. Na rozdíl od ST-506 již disk disponoval omezenou elektronikou umožňující hlásit řadiči kapacitu disku a povrchové vady.

Teoretická maximální přenosová rychlost se zvýšila na 24 Mb/s, ale většina disků byla omezena na 10 až 15 Mb/s. ESDI bylo také plně softwarově zpětně kompatibilní se svým předchůdcem, což zjednodušilo podporu operačních systémů. Rozhranní ovšem nepřežilo ani do konce 80. let. Bylo překonáno propracovanějšímy standardy IDE a SCSI.

 

1986 – SCSI (Small Computer System Interface) je nádstavbou staršího standardu SASI od Shugart Associates z roku 1981. SCSI je univerzální rozhraní sloužící k připojení interních i externích zařízení (např. mechanik CD-RW, páskových mechanik, skenerů). Každé zařízení má vlastní řadič a umožňuje spolupracovat na přenosu dat s ostatními.

Nejstarší standard SCSI-1 umožňuje na jeden až 25 m dlouhý kabel připojit maximálně osm zařízení. Tyto úctyhodné vlastnosti společně s vyšší cenou předurčily SCSI k použití ve výkonných stanicích a serverech. SCSI disky také používaly Amigy, Apple (až do roku 1999), nebo Sun. Rozhranní bylo několikrát modernizováno, ale často se měnily kabely, což značně omezuje kompatibilitu.

  • SCSI-1 – 1986 – 5 MB/s – 50-pin kabel
  • SCSI-2 – 1989
    • Fast SCSI – 10 MB/s – 50-pin kabel
    • Fast-Wide SCSI – 20 MB/s – 68-pin kabel
  • SCSI-3 (Ultra3 SCSI) – 68/80-pin kabel
    • Ultra SCSI/Wide Ultra SCSI – 1996 – 40 MB/s
    • Ultra2 SCSI/Wide Ultra2 SCSI – 1999 – 80 MB/s
    • Ultra-160 – 2001 – 160 MB/s
  • Ultra-320 SCSI – 2002 – 320 MB/s – 68/80-pin kabel
  • Ultra-640 SCSI – 2003 – 640 MB/s – 68/80-pin kabel


Externí SCSI disk Lion 400C (uvnitř Seagate Barracuda) z roku 1994.

SCSI si prošlo dlouhým vývojem, ale setkal se s ním málokdo, protože v oblasti PC bylo používáno téměř výhradně v serverech, nebo pracovních stanicích. Jeho velkou výhodou oproti IDE byla nejenom násobně delší délka kabelů, ale i možnost zapojit až šestnácti zařízení, což se velmi hodilo u diskových polí. Rozhraní SCSI bylo nahrazeno upravenou variantou SATA pojmenovanou SAS.

1986 – ATA (AT Attachment) bylo původně vynalezeno pod dnes také běžným názvem IDE (Integrated Drive Electronics) a v roce 2003 přejmenováno na PATA (Parallel ATA). ATA vzniklo na zákazku Compaqu pro jeho klony IBM PC s procesorem 386. Řadiče navrhoval Western Digital (v té době úspěšný výrobce řadičů ovšem ještě neprodával disky) ve spolupráci s Control Data Corporation (později zakoupena Seagatem), která dodala samotný disk.

ATA umožňuje na jeden kanál připojit pouze dvě zařízení a s externí variantou se nepočítá. ATA ovšem zabodovalo svou jednoduchostí i cenou a stal se z něj nejrozšířenější standard, na který můžete u některých nových desek narazit i dnes. Rozhranní prošlo podobně jako SCSI bouřlivým vývojem, ovšem rychlost se nakonec zastavila jen na 133 MB/s.

Součástí standardu je také mnoho přenosových režimů. Nejstarší PIO (Programmed Input/Output) má velkou nevýhodu v náročnosti na výkon procesoru při práci s diskem, proto bylo postupně doplněno rychlejšímy režimy Single-word DMA, Multi-word DMA a Ultra DMA, které značně snižují vytížení procesoru. Můžete se setkat s následujícími režimy:

  • PIO – 0 – 3,3MB/s, 1 – 5,2 MB/s, 2 – 8,3 MB/s, 3 – 11,1 MB/s, 4 – 16,7 MB/s
  • Single-word DMA – 0 – 2,1 MB/s, 1 – 4,2 MB/s, 2 – 8,3 MB/s
  • Multi-word DMA – 0 – 4,2 MB/s, 1 – 13,3 MB/s, 2 – 16,7 MB/s, 3 – 20 MB/s, 4 – 25 MB/s
  • Ultra DMA – 0 – 16,7 MB/s, 1 – 25 MB/s, 2 – 33,3 MB/s, 3 – 44,4 MB/s, 4 – 66,7 MB/s, 5 – 100 MB/s, 6 – 133 MB/s

2003 – SATA (Serial ATA) vznikl jako náhrada již nedostačujícího ATA. Hlavními výhodami oproti svému předchůdci se staly Hotplug (možnost odpojit disk za chodu počítače) a externí varianta eSata. Počáteční rychlost 150 MB/s se zdála být dostačující, ale nepočítalo se s rychlým nástupem SSD.

V roce 2005 se  objevila nová rychlejší revize SATA (rev. 2.0 bývá často nesprávně označována jako SATA II) se zdvojnásobnou maximální rychlostí na 300 MB/s. Nejnovější třetí verze z roku 2010 navýšila rychlost opět na dvojnásobek. Ovšem ani 600 MB/s výrobcům profesionálních SSD nestačí, takže ty komunikují přes PCI Express.

Testovací konfigurace

Testovací sestavy

Pro test jsem vytáhl na dnešní dobu stařečka, kterého využívám i na testy veteránských grafických karet. Jelikož je ovšem deska založena na chipsetu od (co se týče řadičů pro pevné disky) nechvalně známé firmy VIA, testy novějších disků se SATA 3 a 6 Gb/s proběhly na podstatně novější sestavě.

Deska ovšem hraje minimální roli, protože disky nejsou nijak limitovány propustností řadiče. Rychlosti ani zdaleka nedosahují teoretického přenosového maxima. Problémy v tomto ohledu způsobují až SSD nebo připojování diskových polí v režimech RAID. Pro test všech disků IDE, SCSI i SATA rev. 1.0 byla teda použita následující konfigurace:

 

  • Intel Pentium D 945 (2× 3400 MHz)
  • Asrock 775Dual-880Pro (VIA PT880 Pro + 8237R)
  • 1 GB DDR2-667 Kingmax
  • Nvidia GeForce4 MX 440 64MB
  • WDC WD800JB-00JJC0  (80 GB, 5400 ot./min, Ultra-ATA/100)
  • Windows XP Professional


Pro testy disků SATA rev 2.0 a 3.0 jsem použil co bylo právě po ruce – čili sestavu určenou pro nejmenovaného zákazníka. Ten si rozhodně ovšem nemůže stěžovat na nízkou rychlost. Na této sestavě byly testovány dva disky WD 250 GB a nové disky Seagate s kapacitou 500 GB, resp. 1 TB.

  • Intel Core i5-4440, 4×3,1 GHz
  • ASRock Z87 Pro3
  • 8GB DDR3-1600 Kingston
  • Intel HD Graphics 4600
  • SSD Kingston HyperX 3K SATA 3.0 SH103S3
  • Windows 7 Professional x64


 

Pro připojení disků SCSI-2/3 jsem použil PCI řadiče s čipsetem Adaptec 2940 a ovladače obsažené ve Windows XP.


SCSI-2 řadič


SCSI-3 řadič

Testování proběhlo v programu HD Tune Pro 5.5 a je nutné brát ohled na stáří disků. Všechny disky, až na modely Seagate o kapacitě 500 GB a 1 TB, si prošly několik let běžné služby v různých počítačích. Mohou se tedy vyskytnout menší krátkodobé propady rychlosti v grafech. Ty tedy spíše přisuzujte stáří disků a mojí lenosti, protože z časových důvodů jsem nemazal kompletně celý povrch všech disků (což často výrazně zlepší odezvy v pomalých úsecích).

 

U několika nejstarších kousků chybí testy rychlosti zápisu (z důvodu zachování dat), nicméně jak sami uvidíte, tak rychlosti zápisu u pevných disků většinou věrně kopírují rychlosti čtení. U disků se budu snažit uvádět i jejich stáří, ovšem údaje nemusí být vždy přesné a data natištěná na nich se mohou lišit, protože uvádí datum výroby a některé kousky se vyráběly několik let. Taktéž velikosti cache se ne vždy dá věřit – detekční programy často ukazují jiné hodnoty než výrobce a u mnoha disků se mi nepodařilo zjistit parametry z důvěryhodných zdrojů.

Výsledky HDD z let 1990–1995

Výsledky HDD z let 1990–1995

Conner Peripherals CP3204F

200 MB, 64 kB, 3485 rpm, PIO 0, 1990

  

Maxtor 7120AT

120 MB, 18 kB, 3524 rpm, PIO 0, 1991

 

Quantum ProDrive LPS (LP240A)

245 MB, 256 kB, 3600 rpm, 1991

   

WD Caviar AC280

85 MB, 8 kB, 3595 rpm, PIO 0, 1992

   

Quantum ProDrive ELS (CTS80S)

81 MB, 30KB, SCSI-2, 1993, z Apple LCIII

  

Seagate ST3290A

261MB, 64KB, 3811 rpm, PIO 0, 1993

   

WD Caviar AC2340

341MB, 32KB, 3322 rpm, PIO 1, 1993

  

Quantum Maverick 270A-2

270 MB, 98 kB, 3600 rpm, MWDMA 1, 1994

   

Seagate Medalist 545xe (ST3660A)

545 MB, 120 kB, 3811 rpm, MWDMA 1, 1994

  

Quantum Fireball 540A

540 MB, 83KB, 5400 rpm, MWDMA 2, 1995

   

WD Caviar AC2635F

639 MB, 64 kB, 4500 rpm, MWDMA 1, 1995

   

Maxtor 7850 AV

850 MB, 64KB, 3551 rpm, MWDMA 0, 1995

  

Quantum Trailblazer 850 (TRB850A)

850 MB, 96KB, 4500 rpm, MWDMA 2, 1995

   

Seagate Decathlon 850 (ST-5850A)

854 MB, 256 kB, 5376 rpm, MWDMA 2, 1995

   

WD Caviar AC2850F

853 MB, 64 kB, 4500 rpm, MWDMA 1, 1995

  

První polovinu 90. let lze charakterizovat jako vládu 386 a 486 procesorů. První Pentia se sice objevila už v roce 1993, ale kvůli jejich ceně je určitě nešlo označit za mainstream. Vládl stále DOS a Windows 3.11. Pevné disky prošly poměrně bouřlivým vývojem.

Rychlost se zvýšila ze směšných hodnot okolo 1 MB/s až na 6MB/s u highendu, ovšem průměr se pohybuje mezi 3–4 MB/s. Kapacita se zvýšila z 80–120 MB na pěkných 850 MB, ale nebyl problém sehnat i disky s kapacitou lehce překonávající 1 GB (pokud jste měli řádně naditou prkenici).

 

Důležitá byla také podpora nových přenosových standardů v podobě Multi-word DMA. Disky PIO mají běžně zátěž procesoru (dvoujádrového Pentia na 3,4 GHz – o jeho výkonu si dobové CPU s takty maximálně 100 MHz nemohly ani nechat zdát) okolo 10 %, nicméně se zvyšující se kapacitou a rychlostmi roste zátěž až k neuvěřitelným 40 %. Nízké rychlosti dobových disků také vysvětlují vysokou oblibu RAMdisků před příchodem Windows 95. Jejich použití pro jakoukoliv náročnější práci s diskem (typicky rozbalovaní archivů ARJ) výrazně urychlilo.

Výsledky HDD z let 1996–1999

Výsledky HDD z let 1996–1999

Conner Peripherals Lapaz (CFS1276A)

1280 MB, 64 kB, 4500 rpm, MWDMA 2, 1996

   

Zde máme pěkný příklad toho, jak to chodí v oboru. Conner Peripherals byla odkoupena Seagatem, který promptně přebral zavedené modely. Stačilo přepsat polepku na disku a rázem tu máme místo CFS1276A od Conneru Seagate Medalist 1276 AT. Jen ten firmware zůstal původní, čímž jasně ukazuje od koho pochází.

Seagate Medalist 1276 AT (ST-31276A)

1280 MB, 64 kB, 4500 rpm, MWDMA 2, 1996

  

Pozdější kusy dostaly ovšem novou nálepku i firmware, kde byly odstraněny jakékoliv známky původu technologie.

Fujitsu Picobird 9 (M1636TAU)

1284 MB, 128KB, 5400 rpm, MWDMA 2, 1996

  

WD Caviar AC21200H

1281 MB, 128 kB, 5200 rpm, MWDMA 2, 1996

   

Seagate Medalist 1720 AT (ST31720A)

1600 MB, 128 kB, 4500 rpm, MWDMA 2, 1996

  

WD Caviar AC21600H

1624 MB, 128 kB, 5200 rpm, MWDMA 2, 1996

   

Samsung Winner 2 (WN321620A)

2,16 GB, 128 kB, 4500 rpm, MWDMA 2, 1996

   

Seagate Medalist 2140 AT (ST32140A)

2113 MB, 192 kB, 5376 rpm, MWDMA 2, 1996

    

Maxtor CrystalMax 1080 (81081A2)

1080 MB, 256 kB, 4480 rpm, MWDMA 2, 1997

   

Samsung Winner 2 (WN310820A)

1,08 GB, 128KB, 4500 rpm, MWDMA 2, 1997

  

Seagate Medalist 2122 (ST32122A)

2111 MB, 128 kB, 4500 rpm, UDMA 2, 1997

  

WD Caviar AC22500L

2560 MB, 256 kB, 5400 rpm, MWDMA 2, 1997

   

Fujitsu MPB3021AT

2162 MB, 256 kB, 5400 rpm, UDMA 2, 1998

   

Seagate Medalist 2520 (ST32520A)

2522 MB, 256 kB, 5411 rpm, UDMA 2, 1998

   

Seagate Medalist 3221 (ST33221A)

3227 MB, 128 kB, 5400 rpm, UDMA 2, 1998

   

Seagate Medalist 3210 (ST33210A)

3249 MB, 256 kB, 5400 rpm, UDMA 2, 1998

  

Fujitsu MPC3043AT

4325 MB, 256 kB, 5400 rpm, UDMA 2, 1998

  

Seagate Medalist 4321 (ST34321A)

4303 MB, 128 kB, 5400 rpm, UDMA 2, 1998

  

Quantum Fireball SE6.4A

6,4 GB, 128 kB, 5400 rpm, UDMA 2, 1998

   

Seagate Medalist 8641 (ST38641A)

8606 MB, 128 kB, 5400 rpm, UDMA 2, 1998

  

Quantum Fireball CR4.3A

4,3 GB, 512 kB, 5400 rpm, UDMA 4, 1999

   

Seagate Medalist 4310 (ST34310A)

4311 MB, 512 kB, 5400 rpm, UDMA 2, 1999

  

WD Caviar WD43AA

4311 MB, 2 MB, 5400 rpm, UDMA 4, 1999

   

Maxtor DiamondMax 90644D3

6,4 GB, 512 kB, 5400 rpm, UDMA 2, 1999

   

Maxtor DiamondMax 6800 (90650U2)

6,4 GB, 2 MB, 5400 rpm, UDMA 4, 1999

   

Maxtor DiamondMax 90651U2

6,4 GB, 512 kB, 5400 rpm, UDMA 4, 1999

  

WD Caviar WD64AA

6448 MB, 2 MB, 5400 rpm, UDMA 4, 1999

   

Samsung SpinPoint V9100 (SV0842D)

8,4 GB, 512 kB, 5400 rpm, UDMA 2, 1999

   

Maxtor DiamondMax VL20 (91021U2)

10 GB, 512 kB, 5400 rpm, UDMA 4, 1999

   

WD Caviar WD153BA

15382 MB, 2 MB, 7200 rpm, UDMA 4, 1999

   

Druhá polovina 90. let byla ještě bouřlivější. PC ovládly Windows 95 a 98, multimédia a herní 3D revoluce. Pentium se stalo běžným standardem, bohatší si mohli dopřát v roce 1999 i Pentium II na 500 MHz. U disků se zvedla rychlost z průměrných 5–6 MB/s v roce 1996 až na pěkných 22–25 MB/s. Cache o velikosti 64–128 kB se zvýšila na 512 kB a některé vyšší modely měly už i 2 MB.

 

Standard v počtu 4500 otáček se také zvedl na 5400 a začínají se objevovat i první disky se 7200 otáčkami. Taktéž kapacita narostla z 1,2–1,6 GB na pěkných 6,4–8,6 GB, ovšem daly se sehnat i 25GB modely. Vývojem si prošly i přenosové standardy. V roce 1996 běžně používaný režim Multi-word DMA 2 byl o dva roky později nahrazen režimem Ultra DMA 2 (ATA-33) a v roce 1999 už prakticky všichni výrobci přešli na režim Ultra DMA 4 (ATA-66).

Výsledky pevných disků z roku 2000 a novějších

Výsledky pevných disků z roku 2000 a novějších

Seagate U10 (ST310212A)

10 242 MB, 512 kB, 5400 rpm, UDMA 4, 2000

    

WD Portégé WD100EB

10 005 MB, 2 MB, 5400 rpm, UDMA 5, 2000

  

IBM Deskstar 75GXP (DTLA-307030)

30,7 GB, 2 MB, 7200 rpm, UDMA 5, 2000

  

Maxtor 541DX (2B020H1)

20,4 GB, 2 MB, 5400 rpm, UDMA 5, 2001

   

WD Caviar WD400BB

40 GB, 2 MB, 7200 rpm, UDMA 5, 2001

  

WD Caviar WD800BB

80 GB, 2 MB, 7200 rpm, UDMA 5, 2001

   

WD Caviar WD1200BB

120 GB, 2 MB, 7200 rpm, UDMA 5, 2001

  

Compaq BD03674555

36,4 GB, 3 MB, 10 000 rpm, Wide Ultra3 SCSI, 2002

   

WD Caviar WD800JB

80 GB, 8 MB, 7200 rpm, UDMA 5, 2002

  

Maxtor DiamondMax Plus 9 (6Y200P0)

200 GB, 8 MB, 7200 rpm, UDMA 6, 2002

   

Samsung SpinPoint PL40 (SP0411C)

40 GB, 2 MB, 7200 rpm, SATA, 2003

   

Seagate Barracuda 7200.7 (ST340014A)

40 GB, 2 MB, 7200 rpm, UDMA 5, 2003

  

WD Caviar SE WD2500JD

250 GB, 8 MB, 7200 rpm, SATA, 2003

   

Seagate Barracuda 7200.9 (ST3802110A)

80 GB, 2 MB, 7200 rpm, UDMA 5, 2005

    

ExcelStor Callisto J880

80 GB, 2 MB, 7200 rpm, UDMA 6, 2005

  

WD Caviar SE/Blue WD2500AAJS

250 GB, 8 MB, 7200 rpm, SATA II, 2005

   

Maxtor DiamondMax 10 (6B300R0)

300 GB, 16 MB, 7200 rpm, UDMA 6, 2005

  

Seagate Barracuda ES 250620 (ST3250620NS)

250 GB, 16 MB, 7200 rpm, SATA II, 2006

   

WD Caviar SE16/Blue WD2500AAKS

250 GB, 16 MB, 7200 rpm, SATA II, 2007

   

Seagate Barracuda 7200.14 (ST500DM002)

500 GB, 16 MB, 7200 rpm, SATA III, 2011

  

Seagate Barracuda 7200.14 (ST1000DM003)

1 TB, 64 MB, 7200 rpm, SATA III, 2011

  

Nové tisíciletí přineslo zejména nadvládu Windows XP a s ním i výrazně vyšší požadavky na množství přenesených dat. Tento trend potvrdily i nepovedené Visty, které pro svižný chod prakticky vyžadovaly SSD. Windows 7 a 8 sice snížily nároky na rychlost, ale kapacitně opět nabobtnaly. V roce 2000 se rychlosti nijak výrazně nezvýšily (pokud nepočítame highendový IBM s 35 MB/s), nicméně většina výrobců přešla na ještě novější UDMA 5 (ATA-100), u kterého už zůstali až do nástupu SATA. Maxtor sice ještě používal novější UDMA 6 s maximální přenosovou rychlostí 133 MB/s, ale zůstal prakticky osamocen.

 

V roce 2001 se zvedla rychlost na cca 60 MB/s, kde ovšem zůstala až do roku 2005, kdy definitně zvítězil standard SATA nad zastarávajícím PATA. Další výkonnostní skok na 120 MB/s vidíme v roce 2007 a na rychlostech okolo 130 MB/s zůstala i většina dalších disků. Zatím poslední skok se odehrál v roce 2011, kdy nové disky Seagate s 1TB plotnami vyhnaly rychlosti k hodnotě téměř 200 MB/s. Na další výkonnostní skok si budeme muset počkat do vydání ploten s ještě vyšší hustotou zápisu, protože ta nejvíce ovlivňuje rychlosti čtení a zápisu. Na ni se zaměřují i Seagate a WD, neboť je je jasné, že v ostatních parametrech nemohou disky klasické konstrukce soutěžit s SSD, které převzaly otěže technologických leaderů.

Evoluce disků ilustrovaná grafy

Evoluce disků ilustrovaná grafy

Trocha vizuální statistiky na závěr. Začneme rychlostí lineáního čtení (zejména u novějších disků je dosahována maximální rychlost jen na začátku disku).

Rychlosti zápisu jsou téměř identické, ale v některých případech dokonce ještě o špetku vyšší než je rychlost čtení.


Další je porovnání rychlosti burst read (rychlost čtení z cache disku) oproti maximální rychlosti čtení. Vypovídá o rychlosti komunikace disků s řadičem a některé starší kusy z toho nevyšly nijak oslnivě. Jejich cache má dokonce nižší rychlost, než je rychlost čtení na začátku disku.

Posledním měřeným parametrem je přístupová doba. Udává časovou prodlevu nutnou pro hlavičky disku, aby se dostaly ke čtení dané oblasti. Tento parametr je v současnosti největší slabinou pevných disků. Výrobci se snaží tuto hodnotu snížit na minimum využíváním cache a uváděním disků s vysokými otáčkami, ale i tak se jim podařilo hodnoty snížit jen na necelou polovinu. Roli zde hraje i počet ploten a hlaviček disku, takže modely zaměřené na datovou kapacitu s mnoha plotnami jsou v tomto ohledu v nevýhodě.

 

U disků pro serverové použití se dokonce přešlo na formát 2,5 palce, který umožňuje snížit přístupovbou dobu díky menším plotnám. Pro další snížení se používá zapojení do polí RAID a profesionální řadiče s vlastní mnohonásobně větší cache pamětí (v řádech stovek MB). Fyzikální omezení ovšem neumožňují výrazné pokroky v této oblasti, čehož využili výrobci SSD disků pro propagaci svých prvních modelů. SSD mají prakticky zanedbatelnou přístupovou dobu, což byl na začátku jejich prodeje nejvýznamnější důvod pro jejich zakoupení (významně vyšší rychlosti se přidaly až v novějších generacích). 

Posledním grafem jsem chtěl shrnout vývoj v rychlostech disků. Obsahuje násobky průměrných rychlostí čtení a zápisu oproti nejpomalejšímu disku.


Průměrná rychlost čtení disků se od roku 1991 do roku 2011 zvýšila 269× a rychlost zápisu 225×. To není špatné, ale pevným diskům jasně dochází dech. V konkurenci SSD se soustředí spíše na cenu za 1 MB a trvanlivost dat, přičemž samotná rychlost se stala podružnou. Disky klasické konstrukce s námi ovšem budou ještě hodně dlouho. Aspoň do doby než někdo vymyslí technologii značně zvyšující trvanlivost i cenu paměťových buněk u SSD.

Evoluce pevných disků – nejen testy 66 HDD od roku 1990 do současnosti

Ohodnoťte tento článek!