6.3.1. Thời gian tìm kiếm trung bình
Thời gian tìm kiếm trung bình (Average Seek Time) là khoảng thời
cylinder này đến một cylinder khác ngẫu nhiên (ở vị trí xa chúng). Thời gian tìm kiếm trung bình được cung cấp bởi nhà sản xuất khi họ tiến hành hàng loạt các việc thử việc đọc/ghi ở các vị trí khác nhau rồi chia cho số lần thực hiện để có kết quả thông số cuối cùng. Thông số này càng thấp càng tốt. Thời gian tìm kiếm trung bình không kiểm tra bằng các phần mềm bởi các phần mềm không can thiệp được sâu đến các hoạt động của ổ đĩa cứng.
6.3.2. Thời gian truy cập ngẫu nhiên
Thời gian truy cập ngẫu nhiên (Random Access Time): Là khoảng
thời gian trung bình để đĩa cứng tìm kiếm một dữ liệu ngẫu nhiên tính bằng mili giây (ms). Đây là tham số quan trọng do chúng ảnh hưởng đến hiệu năng làm việc của hệ thống; do đó người sử dụng nên quan tâm đến chúng khi lựa chọn giữa các ổ đĩa cứng. Thông số này càng thấp càng tốt. Tham số của các ổ đĩa cứng sản xuất gần đây (2007) có thời gian truy cập ngẫu nhiên trong khoảng: 5 đến 15 ms.
6.3.3. Thời gian làm việc tin cậy
Thời gian làm việc tin cậy MTBF: (Mean Time Between Failures)
được tính theo giờ (hay có thể hiểu một cách đơn thuần là tuổi thọ của ổ đĩa cứng). Đây là khoảng thời gian mà nhà sản xuất dự tính ổ đĩa cứng hoạt động ổn định mà sau thời gian này ổ đĩa cứng có thể sẽ xuất hiện lỗi (và không đảm bảo tin cậy). Một số nhà sản xuất công bố ổ đĩa cứng của họ hoạt động với tốc độ 10.000 rpm với tham số: MTBF lên tới 1 triệu giờ, hoặc với ổ đĩa cứng hoạt động ở tốc độ 15.000 rpm có giá trị MTBF đến 1,4 triệu giờ thì những thông số này chỉ là kết quả của các tính toán trên lý
thuyết. Bằng 1 phép nhẩm sơ sơ 24h/ ngày*365 ngày/năm= 8760h, chúng ta có thể thấy theo lý thuyết của những nhà sản xuất thì tuổi thọ của những chiếc ổ đĩa cứng lên đến hơn 100 năm khác xa thực tế rất nhiều. Vì thế chúng ta không cần quan tâm lắm đến thông số này.
6.4. Bộ nhớ đệm
Bộ nhớ đệm (cache và buffer) trong ổ đĩa cứng cũng giống như RAM của
máy tính, chúng có nhiệm vụ lưu tạm dữ liệu trong quá trình làm việc của ổ đĩa cứng. Độ lớn của bộ nhớ đệm có ảnh hưởng đáng kể tới hiệu suất hoạt động của ổ đĩa cứng bởi việc đọc/ghi không xảy ra tức thời (do phụ thuộc vào sự di chuyển của đầu đọc/ghi, dữ liệu được truyền tới hoặc đi) sẽ được đặt tạm trong bộ nhớ đệm. Đơn vị thường bính bằng kB hoặc MB. Trong thời điểm năm 2007, dung lượng bộ nhớ đệm thường là 2 hoặc 8 MB cho các loại ổ đĩa cứng dung lượng đến khoảng 160 GB, với các ổ đĩa cứng dụng lượng lớn hơn chúng thường sử dụng bộ nhớ đệm đến 16 MB hoặc cao hơn. Bộ nhớ đệm càng lớn thì càng tốt, nhưng hiệu năng chung của ổ đĩa cứng sẽ chững lại ở một giá trị bộ nhớ đệm nhất định mà từ đó bộ nhớ đệm có thể tăng lên nhưng hiệu năng không tăng đáng kể.
Có 4 kiểu bộ đệm ổ cứng chính:
- Bộ đệm “mềm” (Software disk caches): sử dụng một phần bộ nhớ chính của máy (PC RAM – main memory) để truy xuất và lưu trữ tạm thời một phần dữ liệu của ổ cứng. Loại bộ đệm này do một chương trình tạo và quản lý cho nên không cần để những phần cứng hỗ trợ đặc biệt. VCACHE chính là một ví dụ thực tế về bộ đệm mềm.
- Bộ đệm “cứng” (on-board disk caches): sử dụng bộ nhớ và bộ điều khiển cache được thiết kế ngay trên board mạch của ổ cứng. Mặc dù nó không hề sử dụng bất cứ một phần RAM nào của bộ nhớ chính (computer RAM) để làm công việc lưu trữ tạm thời nhưng chúng có dung lượng rất thấp (128KB->2MB cá biệt có thể lên đến 4MB) và cực kỳ đắt tiền.
- Bộ đệm “riêng” (disk caching controllers): tương tự như bộ đệm cứng, bộ đệm riêng sử dụng bộ nhớ riêng (cấu trúc khác RAM) nhưng bộ nhớ và bộ điều khiển mà bộ đệm này sử dụng là bộ nhớ và chíp điều khiển được gắn riêng rẽ trên một card điều khiển chứ không phải là trên board mạch của ổ cứng và lẽ dĩ nhiên giá thành của chúng cực kì đắt. Tuy nhiên, bộ đệm riêng lại hoạt động tốt và nhanh hơn rất nhiều so với bộ đệm cứng vì nó vượt qua được một số giới hạn của những phần của ổ cứng mà bộ đệm cứng luôn bị ảnh hưởng.
- Buffers : có rất nhiều tài liệu biên dịch hoặc nguyên bản hoàn toàn không phân biệt giữa 2 khái niệm “cache” và “buffers” mà lại để nguyên là “bộ đệm” – như vậy là không chính xác! Có một điểm duy nhất giống nhau giữa cache và buffers chính là “chúng đều là bộ nhớ đệm có tác dụng lưu trữ tạm thời một số dữ liệu trên ổ cứng nhằm tăng tốc tốc độ truy xuất dữ liệu và tăng tuổi thọ cho ổ cứng”. Điểm khác nhau giữa chúng là: Cache có tốc độ cao hơn nhiều so với buffers. Cache phải cần đến bộ điều khiển cache - nếu là “cứng” thì cần phài có chíp điều khiển, còn “mềm” thì phải cần phần mềm điều khiển – trong khi đó buffers chỉ là một con chíp nhớ đơn giản không cần bộ điều khiển riêng. Buffers gặp rất nhiều giới hạn trong các quá trình giao tiếp và chuyển đổi dữ liệu bởi vì khả năng quản lý dữ liệu của nó rất kém. Khi lưu trữ dữ liệu tạm thời, buffer lưu trữ một lúc cả một track vì thế nếu muốn tìm một sector nào trên track
này thì hệ điều hành lại phải tiếp tục tìm kiếm trên track mà buffer cung cấp chậm hơn hẳn so với cache.
6.5. Chuẩn giao tiếp
Có nhiều chuẩn giao tiếp khác nhau giữa ổ đĩa cứng với hệ thống phần cứng, sự đa dạng này một phần xuất phát từ yêu cầu tốc độ đọc/ghi dữ liệu khác nhau giữa các hệ thống máy tính, phần còn lại các ổ giao tiếp nhanh có giá thành cao hơn nhiều so với các chuẩn thông dụng. Trước đây, các chuẩn ATA và SATA thế hệ đầu tiên được sử dụng phổ biến trong máy tính cá nhân thông thường trong khi chuẩn SCSI và Fibre Channel có tốc độ cao hơn được sử chủ yếu nhiều trong máy chủ và máy trạm. Gần đây, các chuẩn SATA thế hệ tiếp theo với tốc độ giao tiếp cao hơn đang được sử dụng rộng rãi trong các máy tính cá nhân sử dụng các thế hệ chipset mới.
Tên viết thường gọi Tên đầy đủ Tốc độ truyền dữ liệu
SCSI Small Computer System Interface Nhiều tốc độ Ultra160 SCSI 160 MBps Ultra320 SCSI 320 MBps
ATA Advanced Technology Attachment
Max= 133MBps
SATA 150 Serial ATA 150 150 MBps
SATA 600 Serial ATA 600 600 MBps
Fibre channel 100-800 MBps
Bảng một số chuẩn giao tiếp và tốc độ
6.6. Tốc độ truyền dữ liệu
Tốc độ của các chuẩn giao tiếp không có nghĩa là ổ đĩa cứng có thể đáp ứng đúng theo tốc độ của nó, đa phần tốc độ truyền dữ liệu trên các chuẩn giao tiếp thấp hơn so với thiết kế của nó bởi chúng gặp các rào cản trong vấn đề công nghệ chế tạo.
Các thông số sau ảnh hưởng đến tốc độ truyền dữ liệu của ổ đĩa cứng: - Tốc độ quay của đĩa từ.
- Số lượng đĩa từ cũng như số lượng đầu đọc/ghi.
- Công nghệ chế tạo: Mật độ sít chặt của các track và công nghệ ghi dữ liệu trên bề mặt đĩa (phương từ song song hoặc vuông góc với bề mặt đĩa): dẫn đến tốc độ đọc/ghi cao hơn.
- Dung lượng bộ nhớ đệm: Ảnh hưởng đến tốc độ truyền dữ liệu tức thời trong một thời điểm.
Bảng so sánh sau tốc độ giữa các vùng ở các ổ cứng khác nhau dưới đây sẽ giúp chúng ta nhận ra một số yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ truyền dữ liệu của ổ đĩa cứng.
Ổ đĩa cứng Ultra-ATA/100 Hitachi (IBM) Deskstar 120GXP
liệu(MBps)
Ngoài 928 7.200 57,02
Giữa 688 7.200 42,27
Trong 448 7.200 27,53
Ổ đĩa cứng Maxtor DiamondMax D540X-4G120J6 120GB ATA
Ngoài 896 5.400 41,29
Giữa 672 5.400 30,97
Trong 448 5.400 20,64
Nói chung khi chọn 1 ổ đĩa cứng thì tốc độ truyền dữ liệu là 1 thông số cực kỳ quan trọng ảnh hưởng tới quá trình xử lý dữ liệu sau này. Nên khi chọn mua ổ đĩa cứng cũng cần chú trọng tới điều này.
6.7. Kích thước
Để đảm bảo thay thế lắp ráp vừa với các loại máy tính, kích thước của ổ đĩa cứng được chuẩn hoá thành 5 loại là: 5,25 inch dùng trong các máy tính các thế hệ trước; 3,5 inch dùng cho các máy tính cá nhân, máy trạm, máy chủ; 2,5 inch dùng cho máy tính xách tay; 1,8 inch hoặc nhỏ hơn dùng trong các thiết bị kỹ thuật số cá nhân và PC Card; 1,0 inch dùng cho các thiết bị siêu nhỏ (micro device). Tùy vào loại thiết bị mà người dùng chọn các mẫu có kích thước tương ứng phù hợp cho quá trình lắp giáp dễ dàng, cũng như phù hợp với các thiết bị khác.
6.8. Sự sử dụng điện năng
Đa số các ổ đĩa cứng của máy tính cá nhân sử dụng hai loại điện áp
nguồn: 5 Vdc và 12 Vdc (DC hoặc dc: Loại điện áp một chiều). Các ổ đĩa
cứng cho máy tính xách tay có thể sử dụng chỉ một loại điện áp nguồn 5 Vdc. Các ổ đĩa cứng gắn trong các thiết bị số cầm tay khác có thể sử dụng
các nguồn có mức điện áp thấp hơn với công suất thấp. Điện năng cung cấp cho các ổ đĩa cứng phần lớn phục vụ cho động cơ quay các ổ đĩa, phần còn lại nhỏ hơn cung cấp cho bo mạch của ổ đĩa cứng. Tuỳ từng loại động cơ mà chúng sử dụng điện áp 12V hoặc 5 Vdc thông qua định mức tiêu thụ dòng điện của nó tại các mức điện áp này. Trên mỗi ổ đĩa cứng đều ghi rõ các thông số về dòng điện tiêu thụ của mỗi loại điện áp sử dụng để đảm bảo cho người sử dụng tính toán công suất chung. Ổ đĩa cứng thường tiêu thụ điện năng lớn nhất tại thời điểm khởi động của hệ thống (hoặc thời điểm đĩa cứng bắt đầu hoạt động trở lại sau khi tạm nghỉ để tiết kiệm điện năng) bởi sự khởi động của động cơ đồng trục quay các đĩa từ, cũng giống như động cơ điện thông thường, dòng điện tiêu thụ đỉnh cực đại của giai đoạn này có thể gấp 3 lần công suất tiêu thụ bình thường. Ổ cứng thông thường lấy điện trực tiếp từ nguồn máy tính, với các ổ đĩa cứng ngoài có thể sử dụng các bộ cung cấp điện riêng kèm theo hoặc chúng có thể dùng nguồn điện cung cấp qua các cổng giao tiếp USB.
Thường thì đối với các máy tính để bàn, điện áp ảnh hưởng không rõ như với các máy tính xách tay, vì điện áp tương ứng với nó là công suất tiêu thụ. Mà công suất tiêu thụ sẽ ảnh hưởng tới thời gian sử dụng pin của máy tính.
6.9. Các thông số khác
6.9.1. Độ ồn
Độ ồn của ổ đĩa cứng là thông số được tính bằng dB. Chúng được đo khi ổ đĩa cứng đang làm việc bình thường. Ổ đĩa cứng với các đặc trưng hoạt động là các chuyển động cơ khí của các đĩa từ và cần di chuyển đầu đọc, do đó chúng không tránh khỏi phát tiếng ồn. Do ổ đĩa cứng thường có
độ ồn thấp hơn nhiều so với bất kỳ một quạt làm mát hệ thống nào đang làm việc nên người sử dụng có thể không cần quan tâm đến thông số này. Những tiếng “lắc tắc” nhỏ phát ra trong quá trình làm việc của ổ cứng một cách không đều đặn được sinh ra bởi cần đỡ đầu đọc/ghi di chuyển và dừng đột ngột tại các vị trí cần định vị để làm việc. Âm thanh này có thể giúp người sử dụng biết được trạng thái làm việc của ổ đĩa cứng mà không cần quan sát đèn trạng thái HDD.
6.9.2. Chu trình di chuyển
Chu trình di chuyển của cần đọc/ghi (Load/Unload cycle) được tính
bằng số lần chúng khởi động từ vị trí an toàn đến vùng làm việc của bề mặt đĩa cứng và ngược lại. Thông số này chỉ một số hữu hạn những lần di chuyển mà có thể sau số lần đó ổ đĩa cứng có thể gặp lỗi hoặc hư hỏng. Sau mỗi phiên làm việc (tắt máy), các đầu từ được di chuyển đến một vị trí an toàn nằm ngoài các đĩa từ nhằm tránh sự va chạm có thể gây xước bề mặt lớp từ tính, một số ổ đĩa có thiết kế cần di chuyển đầu đọc tự động di
chuyển về vị trí an toàn sau khi ngừng cấp điện đột ngột. Nhiều người sử
dụng có thói quen ngắt điện trong một phiên làm việc trên nền DOS (bởi
không có sự tắt máy chính thống) rồi tháo ổ đĩa cứng cho các công việc khác, quá trình di chuyển có thể gây va chạm và làm xuất hiện các khối hư hỏng (bad block). Chu trình di chuyển là một thông số lớn hơn số lần khởi
động máy tính (hoặc các thiết bị sử dụng ổ đĩa cứng) bởi trong một phiên
làm việc, ổ đĩa cứng có thể được chuyển sang chế độ tạm nghỉ (stand by) để tiết kiệm điện năng nhiều lần.
Sốc- hình thức rung động theo nửa chu kỳ sóng, thường được hiểu là việc giao động từ một vị trí cân bằng đến một giá trị cực đại, sau đó lại trở lại vị trí ban đầu. Chịu đựng sốc nói đến khả năng chịu sốc của ổ đĩa cứng khi làm việc. Với các ổ cứng cho máy tính xách tay hoặc các thiết bị kỹ thuật số hỗ trợ cá nhân hay các ổ đĩa cứng ngoài thì thông số này càng cao càng tốt, với các ổ đĩa cứng gắn cho máy tính cá nhân để bàn thì thông số này ít được coi trọng khi so sánh lựa chọn giữa các loại ổ cứng bởi chúng đã được gắn cố định nên hiếm khi xảy ra sốc. Thông số này càng cao càng tốt.
6.9.4. Nhiệt độ và sự thích nghi
Vì được làm từ kim loại nên trong quá trình hoạt động ổ đĩa cứng sẽ dần nóng lên, nhiệt độ cao sẽ ảnh hưởng lớn tới các chi tiết bên trong ổ đĩa cứng nhất là các chi tiết chuyển động ở tốc độ cao và đòi hỏi sự chính xác. Nhiệt độ làm việc của ổ đĩa cứng thường là từ 0 đến 40 độ C, điều này thường phù hợp với nhiều môi trường khác nhau, tuy nhiên không chỉ có vậy: độ ẩm là yếu tố liên quan và kết hợp với môi trường tạo thành một sự phá hoại ổ đĩa cứng. Ổ cứng thường có các lỗ (chứa bộ lọc không khí) để cân bằng áp suất với bên ngoài, do đó nếu như không khí trong môi trường chứa nhiều hơi nước, sự ngưng tụ hơi nước thành các giọt hoặc đóng băng ở đâu đó bên trong ổ đĩa cứng có thể làm hư hỏng ổ nếu ta hình dung được tốc độ quay của nó lớn thế nào và khoảng cách giữa đầu từ với bề mặt làm việc của đĩa từ nhỏ đến đâu. Chính vì vậy trước khi đưa một ổ đĩa cứng vào làm việc lần đầu tiên (tháo bỏ vỏ nhựa bọc kín nó khi sản xuất) trong thiết bị hoặc ổ đĩa cứng đã sử dụng được đưa đến từ một môi trường khác đến một nơi làm việc mới (có nhiệt độ môi trường cao
hơn), nên đặt nó vào khoang chứa trong một số thời gian nhất định trước khi kết nối.
Đưa một máy tính xách tay từ ngoài trời ở xứ lạnh vào trong phòng làm việc ấm áp cũng nên để thời gian chờ bởi trong máy tính xách tay cũng có các ổ đĩa cứng - trừ trường hợp khi ở ngoài trời (xứ lạnh) máy đang hoạt động (đảm bảo nó không bị đóng băng tuyết bên trong ổ đĩa cứng). Với nhiệt độ ở Việt Nam hoặc các nước gần xích đạo có nhiệt độ trung bình cao có lẽ ít cần có thời gian thích ứng trước khi đưa ổ đĩa cứng vào sử dụng (trừ những vùng có thể có nhiệt thấp và xuất hiện tuyết).
Thời gian thích nghi đủ lớn để để đảm bảo cho: