Jak wybrać klasyczny dysk twardy do komputera?

Rzut oka na technologię

Współcześnie, najpopularniejsze dyski twarde (HDD) są urządzeniami elektroniczno-mechanicznymi, czyli takimi, w których występują elementy ruchome (podatne na zmęczenie materiału i mało odporne na wszelkiego rodzaju wstrząsy). Zapis danych odbywa się w nich na nośniku magnetycznym (który jest dalekim potomkiem... kasety magnetofonowej). Wprawdzie ostatnio coraz większą popularność zdobywają dyski oparte o pamięci elektroniczne (tzw. dyski SSD), ale są one nadal bardzo drogie (poświęcony będzie im inny poradnik). W tym miejscu warto także dodać, że w ostatnich miesiącach coraz więcej mówi się o tym, że przyszłość należeć będzie do klasycznych technologii nośników magnetycznych, wzbogaconych o tzw. metodę zapisu prostopadłego. Pozwoli to na wielokrotne zwiększenie dostępnych pojemności, bez znaczącego poniesienia kosztów produkcji. Liderem w badaniach nad tą technologią jest japońska firma Hitachi (i współpracująca z nią Toshiba).

Przekrojony dysk twardy wygląda jak kilka krążków ("talerzy") magnetycznych, obracających się na wspólnej osi. Pomiędzy talerzami znajdują się głowice, które umożliwiają dostęp do zapisanych na talerzach ścieżek.

Za umieszczanie danych w odpowiednich miejscach i za sterowanie dyskiem odpowiada układ elektroniczny nazywany kontrolerem.

Dysk podłącza się w komputerze za pomocą dwóch kabli: danych (prowadzi do płyty głównej) i zasilania (podłączonego do zasilacza).

Dyski wewnętrzne umieszcza się w obudowie komputera w tzw. leżach (najczęściej 3.5 lub 2.5 cala - choć zdarzały się i wielkotalerzowe dyski 5.25) i przymocowuje się śrubami montażowymi. Warto podkreślić, że bardzo złą praktyką jest pozostawanie dysków luźno położonych (lub nawet - o zgrozo - zwisających na kablach). Po pierwsze - istnieje realne ryzyko uszkodzenia dysku w razie przenoszenia komputera. Po drugie - pracujące urządzenie wpada w wibracje. Po trzecie - leża dysku są metalowe, a ich konstrukcja ułatwia także odprowadzenia ciepła, co ma niebagatelne znaczenie dla żywotności dysku.

Podstawowe parametry - czyli (nie tylko) wielkość ma znaczenie (w GB)

W większości zastosowań, najważniejszym parametrem interesującym potencjalnego klienta jest pojemność dysku. Mierzy się ją w bajtach, a właściwie w jednostkach pochodnych, jak megabajty, gigabajty czy terabajty.

Dla porównania: jeden z pierwszych dysków twardych dostępnych na rynku konsumenckim miał pojemność zaledwie 5MB (było to w roku 1980). Około roku 2000 w sprzedaży były już dostępne dyski, których pojemność liczona była w gigabajtach (co oznaczało tysiąckrotne zwiększenie dostępnego miejsca!). Dziś, czyli w roku 2013 popularne są już dyski będące ich następcami - dyski terabajtowe (TB). Szacuje się, że w do za mniej więcej dwa lata w klasie zakupów ekonomicznych znajdą się dyski o pojemnościach 10-15TB.

Klasyczne dyski twarde produkowane są w dwóch różnych rozmiarach fizycznych. Większe, służące przede wszystkim do montowania w komputerach stacjonarnych mają szerokość 3.5 cala. Mniejsze są dyski 2.5 calowe (do ich montażu stosuje się adaptery leży) oraz przeznaczone dla laptopów 1.8 calowe.

Warto pamiętać, że im większy dysk, tym większe siły działają na obracające się talerze. Wynika z tego, że (generalnie) mniejsze dyski są mniej narażone na wstrząsy. Z drugiej strony, mniejszy wymiar talerza związany jest z większą gęstością zapisu, czyli większym ryzykiem, że coś pójdzie "nie tak".

Podstawowe parametry - koszt 1GB (w PLN)

W ofercie sklepów komputerowych znajduje się zwykle wiele dysków o różnych pojemnościach. W decyzji, który z nich wart jest zakupu pomóc może prosta analiza kosztów. Zwykle dyski o największej pojemności są najbardziej zaawansowane technologicznie w związku z czym koszt 1GB jest najwyższy - mowa tu jednak wyłącznie o dyskach o zbliżonych parametrach (polepszenie czasu dostępu czy prędkości obrotowej jest zwykle bardzo kosztowne)

Przykładowo, na podstawie oferty jednego ze sklepów komputerowych z lipca 2013:

Jak widać, cena 1 GB może się znacząco (nawet kilkukrotnie!) różnić w przypadku różnych modeli. W powyższym zestawieniu uwzględniono np. model WD Velociraptor, który jest wysokospecjalistycznym dyskiem o bardzo dużej prędkości obrotowej.

Podstawowe parametry - interfejsy SATA (szybkość w Gb/s)

Jeszcze stosunkowo niedawno, dyski montowane w komputerze mogły być podłączane do płyty głównej za pomocą tzw. taśmy IDE, znanej także jako standard ATA lub PATA (szeroki, wielożyłowy kabel, gdzie sygnał przesyłany jest równolegle). Rozwiązanie to spotyka się dziś jedynie sporadycznie, zwykle w starszych komputerach (podobnie jak rzadko obecnie używany standard SCSI).

Obecnie stosowany standard złącze to tzw. SATA (szeregowa magistrala danych). Można je poznać po niewielkich rozmiarach i charakterystycznym występie, który zapewnia asymetryczny kształt wtyku).

Interfejs SATA ma trzy różne wersje, różniące się zapewnianą przepustowością. SATA1 oferowało transfer danych z maksymalną prędkością 1.5 Gb/s, SATA2 - z transfer 3Gb/s, zaś SATA3 - 6Gb/s.

Uwaga: mała litera w skrócie Gb oznacza gigabity a nie gigabajty! Dla przypomnienia 1 bajt = 8 bitów.

Kiedy decydujemy się za wymianę dysku w komputerze, pamiętajmy o tym, że aby skorzystać z dobrodziejstw wyższego standardu, zarówno dysk twardy, jak i płyta główna musi go obsługiwać. Kiedy nie jesteśmy pewni, który standard jest obsługiwany przez nasz sprzęt, odpowiednich informacji możemy poszukać w specyfikacji producenta. W niektórych dyskach twardych możemy wymusić pracę w "niższym" standardzie za pomocą zworek.

Na interfejsie SATA oparte są także dwie jego podwersje: e-SATA (służące do podpinania dysków zewnętrznych i pracujące w zgodzie ze specyfikacja SATA3), i m-SATA (opracowane w związku z postępami miniaturyzacji i służące do montowania dysków w netbookach).

Pamiętać należy, że podany w standardzie poziom transferu jest jedynie górną granicą. W praktyce, wiele czynników może sprawić, że realnie obserwowane wartości są dużo niższe. Wpływ na to mają m.in. sposób przechowywania danych na dysku, fragmentacja danych i czas dostępu (który jest kolejnym parametrem technicznym dysku).

Podstawowe parametry - czas dostępu (Access Time)

Czas dostępu to w dużym uproszczeniu czas, który upływa od żądania dostępu do danych do czasu jego obsłużenia (nie należy go mylić z prędkością transferu!). Czas dostępu można porównać z czasem, który upływa od włączenia komputera do momentu, w którym można się zalogować. Nawet najszybszy komputer ("wysoki transfer") może wymagać kilkudziesięciu sekund potrzebnych na "odpalenie" (co zwykle jest niezwykle denerwujące). Analogia nie jest jednak pełna - bo na uruchomienie komputera czekamy tylko raz, a na uzyskanie dostępu do danych - przy każdej operacji zapisu i odczytu na dysku.

Przeciętny dysk powinien mieć czas dostępu rzędu 20 milisekund. Jeśli jednak chcielibyśmy zbudować wydajny zestaw do gier lub maszynę przeznaczoną do efektywnej obsługi baz danych, powinniśmy szukać dysku z czasem dostępu około 10 ms.

Oznacza to, że parametr ten jest niezwykle istotny dla oceny, który dysk chcemy kupić.

Podstawowe parametry - średni czas wyszukiwania (Average Seek Time)

Niektórzy producenci ze względów marketingowych chwalą się niskimi czasami wyszukiwania, licząc na to, że niewprawny klient pomyli go z czasem dostępu. Niestety, w wielu przypadkach taka polityka sprawdza się. Średni czas wyszukiwania jest wartością opisującą czas niezbędny do ustawienia głowicy dysku nad właściwym miejscem na talerzu. Nie oznacza to jednak, że w tym czasie jesteśmy pobrać dane (o tym mówi omawiany powyżej czas dostępu - który zawsze jest wyższy). Czas wyszukiwania zwykle przyjmuje wartości między 3 a 15 ms.

Podstawowe parametry - prędkość obrotowa (w obrotach na minutę)

Talerze twardego dysku wirują. Im większa szybkość obrotu, tym czas pozyskiwania danych jest krótszy, choć jednocześnie dysk jest narażony na większe siły, a jego mechanika musi być bardziej precyzyjna (a więc i droższa). Generalnie, większość obecnie stosowanych dysków obraca się z prędkością 5400 lub 7200 rpm (revolutions per minute - czyli obrotów na minutę). Warto uzmysłowić sobie, że to około stu obrotów na sekundę!

Niektórzy producenci mają w ofercie także dyski o większej szybkości obrotów - sięgającej 12 a nawet 15 tysięcy rpm. Zwykle przeznaczone są one dla tych rozwiązań, w których występuje konieczność szybkiego przesyłania dużych ilości danych (serwery bazodanowe, komputery do przetwarzania multimediów).

Podstawowe parametry - czas bezawaryjnej pracy (MTBF w godzinach)

MTBF (ang. Mean Time Between Failures) to parametr pozwalający oszacować ryzyko, że dysk odmówi posłuszeństwa. Jest to oczywiście wielkość wynikająca z badań samych producentów, więc należy traktować ją z pewnym przymrużeniem oka, niemniej jednak warto się nad nią zastanowić. Niestety, nie wszyscy producenci ujawniają tę wartość swoich produktów. MTBF nie jest też w żadnym wypadku jakąkolwiek formą gwarancji trwałości sprzętu. Oznacza ona tylko tyle, że większość testowanych jednostek modelu miała określony średni czas pomiędzy wystąpieniami awarii.

Trzeba także pamiętać, że awaria dysku nie zawsze musi oznaczać całkowitą jego niesprawność. Sygnalizowany błąd może oznaczać po prostu uszkodzenie kilku sektorów dysku, które w niewielkim stopniu wpływa na jego pracę. Jeśli jednak poszukujemy dysku na którym chcemy przechowywać dane o dużej istotności, szukajmy tych dysków, które mają wysokie MTBF (tzn. rzędu 1000000).

Podstawowe parametry - warunki pracy (temperatura w C)

Ten parametr ma niewielkie znaczenie dla przeciętnego użytkownika. Dotyczy on warunków bezpiecznej pracy urządzenia, zwłaszcza temperatury. Większość dysków podczas pracy nie powinna nagrzewać się do ponad 50C (taka sytuacja może wystąpić, gdy w zamkniętej obudowie pracuje jednocześnie kilka dysków). Aby nie narażać sprzętu na awarie trzeba zadbać o solidne dokręcenie dysków do leża (pełni ono wówczas rolę radiatora odprowadzającego ciepło), można także pomyśleć o instalacji niewielkiego wiatraczka dmuchającego na dyski. Jest on znacznie lepszy niż mocowany przez niektórych użytkowników dodatkowy radiator.

Ważne jest także zapewnienie, aby dyski nie pracowały w zbyt niskiej temperaturze, ponieważ w tradycyjnych dyskach występują części mechaniczne (m.in. łożyska olejowe), dla których niska temperatura może być wręcz zabójcza. Dyski narażone na temperatury ujemne (na przykład pracujące na dworze) powinny mieć w związku z tym specjalną izolację.

Podstawowe parametry - głośność urządzenia (dB)

Ten parametr ma znaczenie głównie dla entuzjastów cichych komputerów, zwłaszcza takich w których montuje się pasywne zestawy odprowadzania ciepła. Przyjmuje się, że dysk zapewniający pracę przy emisji hałasu niższej od 30dB jest wystarczająco cichy dla większości zastosowań.

Podstawowe parametry - rodzaj zasilania (rodzaj wtyku)

Dyski IDE korzystały z zasilania dostarczanego za pomocą wtyczki typu MOLEX. Obecnie używane dyski SATA korzystają z gniazdek SATA (standard definiuje zarówno opis złacza danych, jak i zasilania). W przypadku, gdy nasz zasilacz nie dysponuje wtykiem nowego typu, możemy nabyć przejściówkę MOLEX-SATA, zwykle w cenie 2-5PLN. Dotyczy to jednak jedynie zasilaczy starszych komputerów. W podobnej cenie można także kupić rozdzielacze zasilania, co umożliwia przerobienie jednej linii zasilającej na 2 lub 3.

Podstawowe parametry - gwarancja (liczba lat)

W związku ze stale rosnącą pojemnością twardych dysków (średnio podwajającą się co ok. 3 lata) trudno oczekiwać, żeby twardy dysk pracował w naszym komputerze przez dziesięciolecia. Oznacza to, że produkowanie dysków twardych o bardzo długiej żywotności byłoby nieefektywne (zbyt drogie). Większość producentów daje w związku z tym gwarancję na 2 lub 3 lata (często za dopłatą). Kupując twardy dysk większość z nas powinna uwzględnić, że za trzy do pięciu lat będzie kupowała nowy model.

Podstawowe parametry - pamięć cache w MB

Pamięć cache to specjalny moduł kontrolera twardego dysku, dzięki któremu może on pamiętać (i odczytywać) większe pakiety danych. Przyspiesza to pracę dysku. Obecnie standardem są dyski wyposażone w 8MB lub 16MB, ale dobre modele mają kości pamięci cache o wielkości 32MB lub nawet 64MB.

Firma i model

W gąszczu firm i modeli czasem trudno się połapać. W takich sytuacjach czasami przychodzi zdać się na zaufanie do marki. Wiodący producenci dysków zazwyczaj nie wypuszczają słabszych produktów, bowiem mają dopracowane szczegóły technologiczne procesu wytwarzania. Niestety, nie jest to jednak żelazna reguła i zdarza się że nawet największym przytrafiają się przykre "wpadki". Znany jest przypadek, gdy firma Western Digital, która była jednym z pionierów technologii dysków twardych wypuściła serię modeli, które cechowała niezwykle wysoka awaryjność. Potem podobny problem trapił zresztą firmę Seagate.

Trudno dziś jednoznacznie wskazać producentów, których dyski można "brać w ciemno". Swego czasu bardzo dobrą markę miały produkty firmy Samsung, ale koncern zdecydował się wycofać z rynku tradycyjnych dysków i zainwestować w produkcję dysków SSD. Dział produkcji Samsunga przejęło Seagate (podobnie postąpiło z firmą Maxtor). Z rynku zniknęła także firma Hitachi (przejęta przez Western Digital).

Obecnie większość najlepszych dysków dostarczają firmy Western Digital i Seagate. Ostatnio pojawiły się w sprzedaży także dyski dostarczane przez firmę Toshiba (przejęła innego producenta - Fujitsu). Dyski produkuje także firma IBM.

Jak dobierać dysk twardy do komputera?

Wszystko zależy od tego, do jakich zastosowań zamierzamy używać kupowanego dysku. Innego dysku będziemy szukali, gdy ma on pełnić rolę dużego magazynu danych (np. ulubionych seriali czy plików mp3), czy też podstawowego dysku dla wysokowydajnego komputera do gier. W pierwszym przypadku podstawowym kryterium będzie dla nas koszt 1GB, bowiem szybkość transferu nie będzie dla nas istotna. W drugim przypadku zapewne poszukać warto mniejszego, lecz szybkiego dysku ze sporą pamięcią cache.

W naszych rozważaniach warto także rozważyć, czy dysk jest przeznaczony do nowego komputera, czy też jako element zastępujący starą część. W tym drugim przypadku powinniśmy wziąć pod uwagę ograniczenia wynikające z istniejącego osprzętu. I tak - nie ma sensu inwestować w cichy dysk, gdy w komputerze zainstalowano kartę grafiki z głośnym wentylatorem (no, chyba, że planujemy wymianę tego elementu). Nie ma też sensu kupować szybkiego dysku SATA3, gdy płyta główna nie obsługuje tego standardu.

Jednym słowem - racjonalny zakup dysku polega najpierw na ustaleniu hierarchii priorytetów (czy ważna jest dla nas szybkość transferu, niezawodność czy może głośność). Przytoczony powyżej opis podstawowych parametrów powinien nam to ułatwić. Następnie powinniśmy wziąć pod uwagę ograniczenia budżetowe (jaką kwotę planujemy przeznaczyć na zakupy). Wyposażeni w taką wiedzę jesteśmy gotowi do podjęcia właściwej decyzji.