Por que o desempenho de um disco rígido regular diminui ao longo da duração de um benchmark, enquanto o SSD não?

79

Eu uso o HD Tune para medir o desempenho do disco rígido. Os testes geralmente levam de 2 a 3 minutos e a taxa de transferência de um disco rígido normal diminui drasticamente quando o teste termina.

insira a descrição da imagem aqui

No entanto, o desempenho da unidade SSD permanece o mesmo acima (foto abaixo) da vida útil do teste. Isso acontece em todos os meus computadores. Por que é que?

insira a descrição da imagem aqui

AngryHacker
fonte
2
Pode ser bom saber o que o teste está realmente fazendo nos bastidores.
jmreicha
1
... e o que os gráficos representam. A taxa de transferência (de leitura) (conforme indicada pela linha azul) não é tão significativa para o tempo de acesso (total) quanto a latência de rotação (média) e o tempo de busca (típico) de um HDD. A forma dessa linha azul não é um indicador de desempenho.
sawdust
Eu tenho quatro ssd em RAID 0 (manter backups é claro). Estou chegando a 650-700 Mb / s. O HDTune é um bom software.
ctilley79
1
Eu acho que o título é enganador. Não é verdade que os discos rígidos mantêm o desempenho ao longo do tempo, mas os estados sólidos se degradam devido a alguma degradação física causada por muitas gravações?
mowwwalker

Respostas:

84

O HD mecânico está sendo digitalizado de fora para dentro. Como o disco está girando a 7200 rpm constantes, está cobrindo mais dados por segundo no exterior do que no interior.

Andrew Coleson
fonte
29
Conversei recentemente com um profissional de HDD. Ele disse que a proporção de velocidade do lado de fora do disco rígido para o interior é de cerca de 1,8 .
Deltik
4
@Deltik: que corresponde bem às informações no gráfico!
21412 Dancrumb
3
Todo mundo endereça o disco rígido, mas ninguém fala do SSD :-)
ζ--
2
Para adicionar à resposta, a relação é simplesmente: taxa de dados = velocidade angular * raio, com velocidade angular constante para HDDs. Portanto, as velocidades de transferência são diretamente proporcionais aos raios na borda externa do disco vs. ao longo dos setores internos. Isso seria cerca de 1,8, de acordo com @Deltik.
E com que rapidez a unidade SSD gira?
j_kubik
61

Na verdade, o que você está vendo no eixo X não corresponde ao "tempo", mas à "área física" do seu disco. Quero dizer, se o seu disco tiver 250 GB (100% da capacidade), o 0-10 significará os primeiros 25 GB do disco, 10-20 significará a segunda parte do disco de 25 GB, e isso vai até todos os seus 250 GB ( que é 100%).

O desempenho do seu disco rígido não diminui com o tempo, mas diminui devido ao efeito físico causado pelo 'efeito rotacional "do seu disco (isso não acontece no seu SSD).A primeira área de 0 a 10% do seu disco rígido corresponde à área externa do disco, o que aumenta a velocidade de leitura porque a velocidade linear dessa área é maior em comparação com a área interna do disco (os últimos 90-100 % do seu disco, por exemplo). Isso dá a impressão de que o desempenho do seu disco rígido está diminuindo entre os setores primeiro e último (na verdade, como você pode ver na primeira foto), pois todos os SSDs são baseados em memórias de acesso aleatório, todos os utilizáveis ​​" área "do seu SSD tem a mesma velocidade e tempo de acesso, o que corresponde a um desempenho linear em todo o disco. Isso também explica por que os sistemas operacionais geralmente usam a primeira "área" e as primeiras seções de disco dos discos rígidos ... Por exemplo,

PS: Como você pode ver na sua primeira foto, os Discos Rígidos geralmente apresentam uma perda de desempenho de 40 a 50% ao comparar o primeiro setor com a velocidade de leitura do último setor.

Referência:

insira a descrição da imagem aqui

Diogo
fonte
14
Vocês devem mencionar que os HDDs modernos usam a gravação de bits de zona , onde os dados gravados estão vinculados à velocidade linear (ou densidade de área), em vez de usar velocidade angular constante. Verifique a velocidade de leitura (constante) de um disco rígido antigo que usa velocidade angular constante: hdtune.com/results/Conner_CP3204F.gif BTW , não são áreas " externas " e " internas " do disco ", mas as áreas externa e externa. faixas internas .
serragem
Boa explicação ... exceto que os tempos de busca não são reduzidos amplamente, 450% ou significativamente. A parte dominante do tempo de busca é a rotação.
amigos estão dizendo sobre ben
1
@BenVoigt " A parte dominante do tempo de busca é a rotação " - Você está confundindo o tempo de busca com o tempo de acesso (que é a soma do tempo de busca, latência rotacional, tempo de R / W dos dados, tempos de transferência de barramento SATA mais tempo de processamento de comando e resposta ) Latência rotacional é uma variável aleatória que o usuário ou SO não pode controlar / prever. Mas o usuário / sistema operacional pode controlar ou reduzir os tempos de busca com otimizações como desfragmentar / compactar os arquivos e / ou ordenar / comandar operações de disco.
sawdust
1
@sawdust: a latência rotacional pode ser controlada, colocando os dados sequencialmente na ordem em que são necessários. Mas esse é um tópico totalmente diferente das diferenças de velocidade linear entre o interior e o exterior do prato. A simples colocação de dados na parte externa do prato não ajuda a um desempenho próximo a 450%, conforme reivindicado.
precisa
2
@BenVoigt: Não, a unidade Conner antiga (não é "minha") fixou 5400 rpm e não possui gravação de bits por zona , daí a taxa de transferência de leitura constante. Incluí esse link para mostrar que, se o OP deseja uma curva de taxa de transferência fixa como um SSD, ele precisará abrir mão da capacidade extra oferecida pela ZBR. (Claro que existem provavelmente há HDDs w / o ZBR na produção.)
serragem
27

Respostas legais acima, mas há pouca noção do tamanho angular de um setor no cilindro externo versus o cilindro interno.

A resposta: gravação de bits por zona (ZBR) é a causa. Como as faixas internas possuem setores com tamanho angular maior , eles levam mais tempo para ler enquanto o disco faz uma curva sob a cabeça com velocidade angular constante (rpm).

insira a descrição da imagem aqui

Detalhes: em Você não conhece o Jack sobre discos, por Dave Anderson, 1 de junho de 2003

... Todas as faixas dentro de uma determinada zona tinham o mesmo número de setores. Uma faixa em uma zona próxima ao diâmetro externo do disco, no entanto, pode ter 50% mais setores do que uma faixa em uma zona próxima ao diâmetro interno do mesmo disco. Isso seria verdade para uma unidade de 3,5 polegadas. A vantagem que o ZBR oferece varia de acordo com o tamanho da mídia e é uma função do tamanho relativo do raio externo da banda de gravação para o interior. Hoje, as unidades geralmente têm de 15 a 25 zonas. A ZBR agregou grande valor: 25% ou mais de capacidade, sem custo adicional de material em uma unidade de 5,25 polegadas, o fator de forma predominante quando a ZBR apareceu pela primeira vez. Isso forçou o setor a adotar uma interface mais inteligente - uma que ocultasse as complexidades do ZBR e, ao mesmo tempo, ocultasse os problemas de geometria e problemas de bloco defeituoso, puxando essa funcionalidade também para a unidade. ...


fonte
7

Seu disco rígido gira a uma taxa constante, 7200 rpm ou o que for. a referência começa na parte externa do disco, onde o raio é maior e, portanto, a velocidade linear é mais rápida (uma rotação em 1/120 de segundo tem uma distância maior (proporcional ao raio) e, portanto, mais bits são lidos nesse período período), enquanto dentro do disco, o raio é menor e, portanto, menos bits são lidos para a mesma distância angular (uma rotação em 1/120 de segundo com raio menor implica menor circunferência varrida e, portanto, menos bits lidos.

Assumindo um raio externo de cerca de 2,8 pol. E um raio interno de 1,6 pol. (Devido à perda de eixo, espaço extra de alinhamento, zonas de aterrissagem), a perda de desempenho no interior é de aproximadamente um fator de 1,8.

Observe que a instabilidade é causada pela instabilidade de carga do sistema ou ruído nos cabos, entre outros fatores.

Além disso, o endereçamento do SSD e não apenas do disco rígido possui uma rede de conexões eletronicamente configuradas (não mecânicas) e, portanto, os únicos atrasos são a latência do fio (na memória real) e o acesso a varreduras nos dados em blocos. , mantendo a velocidade e a taxa de bits constante, limitada apenas pelos circuitos.

ζ--
fonte