Эффективные технологии записи информации на HDD

Среди наиболее перспективных технологий записи информации можно назвать:

Туннельная магниторезистивная запись

В 2005 году компания Samsung анонсировала две новые линейки жестких дисков SpinPoint, использующие технологию записи, основанную на туннельном магниторезистивном эффекте (Tunneling Magneto Resistance — TMR). Применение TMR-головок позволяет существенно увеличить плотность записи информации до 100 Гбайт на квадратный дюйм и больше.

Технология перпендикулярной записи

Maxtor Corporation представила технологию изготовления пластин жестких дисков с перпендикулярной записью информации (perpendicular medium recording — PMR). В отличие от LRM (продольной) она позволяет записывать на одну пластину до 330 Гбайт.

Переносные винчестеры

В последнее время переносные накопители (их также называют внешними, мобильными, съемными, а портативные их варианты карманными — Pocket HDD) получили широкое распространение. Питание переносных жестких дисков выполняется либо от клавиатуры, либо по шине USB или IEEE 1395 (возможный вариант — через порт PS/2).

Переносные дисковые накопители весьма разнообразны: от обычных HDD в отдельных корпусах до стремительно набирающих популярность твердотельных дисков. Некоторые популярные типы переносных пакетов дисков: Microdrive, ZIV, Toshiba и др.

IBM Microdrive

Винчестеры Microdrive — миниатюрные накопители на жестком диске форм-фактора 2,5 дюйма, предложенные фирмой IBM. Емкости моделей находятся в диапазоне от 1 до 40 Гбайт. Питание осуществляется от клавиатуры или по шине USB. Скорость вращения дисков — 4500 оборотов/мин, скорость передачи данных — 800 кбайт/с. Отличаются сравнительно высоким потреблением энергии. Подключаются через разъем Compact Flash.

ZIV1, ZIV2

Винчестеры ZIV — весьма изящный миниатюрный дисковый накопитель форм-фактора 2,5 дюйма со специальным контроллером, подключаемым к интерфейсам USB 1.1 (ZIV1) или USB 2.0 (ZIV2). Типовой размер корпуса 118 × 72 × 11 мм, вес 130 г. Это действительно карманный жесткий диск, легко умещающийся в верхнем кармане рубашки. Питание накопителя осуществляется через интерфейс USB, но есть дополнительный шнур для подключения к порту PS/2. USB обеспечивает подключение устройств по технологии Plug and Play (или, как указывается в рекламных объявлениях, — подключение «на лету»).

                                    0,85" винчестеры Toshiba

На рисунке 12.3 показан внешний вид 0,85" винчестера Toshiba.

Рис.12.3. Внешний вид 0,85" винчестера

Основные характеристики 0,85" винчестеров Toshiba:

l емкость 2 и 4 Гбайт;

l форм-фактор 0,85";

l скорость вращения диска — 3600 об./мин.

В таблице 12.4 приведены технические характеристики некоторых моделей современных мобильных винчестеров.

Табл. 12.4. Технические характеристики некоторых мобильных винчестеров

Модель	Емкость Гбайт	Интерфейсы	Размеры мм	Вес г
Maxtor 3000DV	80	Wi Fire	220x150x40	1220
Maxtor One Touch	250	Wi Fire	210x140x40	1380
Maxtor One Touch 2	300	USB 2.0, Wi Fire	210x140x40	1380
Transcent Store Jet 1.8”	40	USB 2.0	95x72x15	130
Transcent Combo	80	USB 2.0, IEEE 1394	132x80x20	234
Seagate Pocket 1’’	5	USB 2.0	77x77x18	63
Seagate Portable	100	USB 2.0	127x95x25	320
Western Digital Passport	80	USB 2.0	144x90x20	1200
Western Digital Dual-Option	320	USB 2.0, IEEE 1394	220x155x45	1500
ZIV 1 Pro	100	USB 2.0, IEEE 1394	125x75x15	163
Z|IV 2	100	USB 2.0	125x72x11	130

Дисковые массивы RAID

В машинах-серверах баз данных и в суперкомпьютерах часто применяются дисковые массивы RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks — массив недорогих дисков с избыточностью), в которых несколько запоминающих устройств на жестких дисках объединены в один большой накопитель, обслуживаемый специальным RAID-контроллером. Отличительной особенностью RAID-массивов является то, что в них используются основанные на введении информационной избыточности методы обеспечения достоверности информации, существенно повышающие надежность работы системы (при обнаружении искаженной информации она автоматически корректируется, а неисправный накопитель в режиме Plug & Play замещается исправным).

В качестве концепции компоновки дисковых массивов RAID была впервые представлена в 1987 году инженерами из калифорнийского университета в Беркли, которые описали пять уровней конфигурации RAID (RAID 1—5). Позже к ним были добавлены RAID 0, 6, 8, 9, 10, 30 и 50.

l 0-й уровень осуществляет расщепление дисков (disk stripping), записывая данные в виде дорожек поочередно на каждом диске массива без контроля четности. Это единственный уровень, не обеспечивающий устойчивость к отказам;

l 1-й уровень подразумевает два диска, второй из которых является точной копией (зеркальной) первого Метод RAID 1 подходит для системных и загрузочных разделов;

l 2-й уровень использует несколько дисков специально для хранения контрольных сумм и обеспечивает самый сложный функционально и самый эффективный метод исправления ошибок;

l 3-й уровень включает четыре диска: три являются информационными, а последний хранит контрольные суммы, предназначенные для исправления ошибок в первых трех;

l 4-й и 5-й уровни используют диски, на каждом из которых хранятся свои собственные контрольные суммы;

l 6-й уровень — RAID 5, дополненный резервными дисковыми контроллерами, вентиляторами, шинами и другим.

Дисковые массивы второго поколения (RAID6, RAID 7) и третьего поколения (RAID 10, RAID 30, RAID 50) используют различные сочетания базовой компоновки. Имеется и иная классификация RAID-массивов. В частности, они разделены на три группы:

l FRDS — Failure Resistant Data System, обеспечивающие защиту данных при сбое компонента системы;

l FTDS — Failure Tolerant Disk System, обеспечивающие непрерывную доступность данных при сбое компонента системы;

l DTDS — Disaster Tolerant Disk System, гарантирующие доступ к данным даже в случае полного выхода из строя одной из систем, находящейся в локальной территориальной зоне.

Современные дисковые массивы могут объединять 160 и более физических дисков любой емкости, формирующих до 320 и более логических дисков; имеют внутренний кэш от 32 до 1000 Мбайт и разъемы для подключения внешних интерфейсов типа SCSI или Fibre Channel. Внутренняя шина контроллера имеет пропускную способность 85 Мбайт/с, при использовании Fibre Channel — до 200 Мбайт/с. Информационная емкость дисковых массивов RAID — от 300 до 15 000 Гбайт (типичные параметры: 160 дисков общей емкостью 750 Гбайт). Для сравнения: памяти емкостью 100 Тбайт вполне достаточно, чтобы записать содержимое всех хранилищ Российской государственной национальной библиотеки (бывшей Библиотеки им. Ленина), иными словами, 14 млн. томов по 1600 страниц в каждом, которые протянулись на 100 км шкафов с 10 полками в каждом. Среднее время наработки на отказ в дисковых массивах RAID — сотни тысяч часов, а для 2-го уровня компоновки — до миллиона часов. В обычных НМЖД эта величина не превышает несколько часов.