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Processeurs
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Les Disques Durs
5400 vs 7200 RPM
Dans l'environnement d'ordinateur de bureau de traitement multitâche d'aujourd'hui, les utilisateurs exigent une exécution plus rapide de leurs sous-ensembles de stockage. Beaucoup d'utilisateurs utilisent des applications variées ayant pour résultat les envois multiples de données lues et écrites vers leur unité de disques. L'enregistrement audiovisuel numérique augmente les demandes pour les commandes de grande capacité avec une exécution plus rapide. Les performances d'un contrôleur de disque dur AT sont déterminées par des facteurs électroniques et mécaniques. Pendant une opération aléatoire typique (lire ou écrire), 90% des performances d'un lecteur sont déterminées par des facteurs mécaniques tels que le temps d'accès (mouvement des têtes) et la vitesse de rotation du lecteur (mouvement du disque). Les facteurs électroniques tels que le taux de transfert d'hôte (PIO4, DMA, UDMA), le logiciel d'exploitation, et le taux de transfert de cache d'unité de disques ont une influence de 10% sur l'exécution (note : bien que le taux de transfert de disque soit identifié comme facteur électronique, il est également influencé par la vitesse de rotation comme décrit plus loin). Les facteurs mécaniques sont cent fois plus lents que les facteurs électroniques, pourtant ils ont le plus grand impact sur les performances du disque. Des deux facteurs mécaniques - temps d'accés et vitesse de rotation - le changement de la vitesse de rotation peut généralement provoquer le gain de performance le plus important. La tendance dans l'industrie a été d'augmenter la vitesse de rotation. La vitesse de rotation typique d'une unité de disque de bureau fabriquée au début des années 80 était 3600 t/mn, qui a grimpé jusqu' à 5400 t/mn dans les années 90. Aujourd'hui, le produit de bureau tend vers 7200 t/mn à mesure que les demandes de performance augmentent. Ce changement de vitesse de rotation affectera la latence de rotation et le taux de transfert de disque. La latence diminuée améliorera l'exécution aléatoire d'entrée-sortie, et les taux de transfert accrus de disque amélioreront l'exécution d'entrée-sortie avec le plus grand effet étant observé dans l'exécution séquentielle. La latence de rotation est définie comme le temps que la tête de lecture/écriture doit attendre pour que le secteur cible sur le disque passe sous elle une fois que la tête est arrivée à la piste cible. La latence de rotation moyenne est la moitié du temps d'une rotation complète du disque et dépend seulement de la vitesse de rotation. Ainsi, la latence d'une commande de 5400 t/mn est de 5,6 millisecondes (ms) et 4,2 ms pour une commande de 7200 t/mn. La façon dont ce changement de latence affectera le temps moyen typique d'accomplir une entrée-sortie de 4 KBS aléatoire est illustrée dans l'équation simplifiée suivante : temps d'entrée-sortie
Pour cette comparaison, laissont supposer que tous les facteurs ci-dessus excepté la latence soient constants entre deux disques. Supposer également que l'unité de disques de bureau typique d'aujourd'hui a des temps aérien de commande de 0,5 ms, d'un temps d'accés de 9,5 ms, et d'un temps de transfert de données de 0,3 ms pour 4 KBS de données (voir le schéma 1). Par exemple : en utilisant l'équation ci-dessus, le disque de 5400 t/mn accomplirait une entrée-sortie de 4 KBS en 15,9 ms.
En outre, un changement de vitesse de rotation affectera également le taux de transfert du disque. Pour simplifier, le taux de transfert maximum théorique du disque (le taux auquel des données sont lues et écrites sur le disque) dépend de la vitesse de rotation du disque, du nombre de secteurs par pistes, du nombre de plateau dans un disque (ou des pistes par cylindre), et du temps de commutation entre les têtes et les cylindres. Le temps d'accomplissement d'une entrée-sortie et, en particulier, un grand bloc séquentiel d'entrée-sortie diminuera si le taux de transfert maximum de disque est augmenté. Pour calculer le débit maximum théorique, l'équation simplifiée suivante est employée : Taux de transfert maximum théorique de disque
Le temps de révolution pour un disque de 7200 t/mn est 8,3 ms et 11,1 ms pour un disque de 5400 t/mn. En considérant tous les autres facteurs comme étant constants entre deux disques, une augmentation de vitesse de rotation à 7200 t/mn augmentera le taux de transfert maximum théorique du disque de 33%. Note : en augmentant la vitesse de rotation, les secteurs par pistes doivent parfois diminuer parce que la technologie de tête ou de piste ne peut pas évoluer proportionnellement. Par conséquent, le taux de transfert maximum de disque ne pourrait pas augmenter entièrement de 33%. Les données seront stockées sur l'unité de disques selon la façon dont le logiciel d'exploitation, les applications, et les systèmes de fichiers écrivent ces données. Quelques données seront stockées de façon séquentielle et d'autres données seront stockées de façon plus aléatoire. L'utilisation typique de logiciel incluera des entrées-sorties séquentiellles et aléatoires pour écrire ou rechercher ces données. L'avantage d'exécution réelle d'un disque de 7200 t/mn peut être estimé en employant les BenchMark disponibles dans le commerce qui simulent l'utilisation de logiciel. Le schéma 2 montre les résultats de l'essai de la version 1,0 de Ziff-Davis WinBench** 98. Un disque de 7200 t/mn a eu une amélioration de 18% d'exécution une fois examinée avec les applications d'affaires trouvé dans l'essai des Business WinMark** et une amélioration de 16,5% une fois examinée avec les applications finales trouvées dans l'essai de High-End WinMark. Les utilisateurs faisant des emplettes pour le stockage accru de système devraient également considérer les avantages d'un accès plus rapide à la capacité additionnelle. Pour améliorer les performances des entrées-sorties aléatoires et séquentiellles, le choix le plus facile que le consommateur de bureau peut faire est d'acheter un disque avec la vitesse de rotation la plus rapide. Toutes les applications informatiques tirent bénéfice du taux de 33% d'augmantation apporté par un disque dur de 7200 t/mn.
* IBM et Nefinity sont des marques déposées et enregistrées et Deskstar est une marque déposée d'International Business Machines Corporation.
Schéma expliqué d'un disque dur
Tout d'abord, nous allons commencer par vous mettre en garde... ;-) Attention ! Lorsque vous avez un disque dur entre les mains, vous ne voyez pas quelque chose qui ressemble à la photo ci-dessous... Mais pourquoi ? Eh bien, parce que les disques durs sont enfermés dans un boîtier TOTALEMENT HERMETIQUE, afin d'éviter que la moindre particule de poussière ne vienne se déposer sur les disques, car les têtes de lecture sont EXTREMEMENT SENSIBLES... Aussi, ne vous amusez JAMAIS à ouvrir un disque dur, sauf si celui-ci est réellement out of order... C'est bien compris ???
Les têtes de lecture/écriture font parie des deux éléments les plus importants d'un disque dur... En effet, ce sont elles qui, en créant un champ électromagnétique, vont "écrire" un 1 ou un 0 (code binaire) sur les disques... Ici, vous n'en voyez qu'une seule, mais elles sont très nombreuses... En fait, pour mieux comprendre comment elles sont disposées, je vous conseille de vous reporter au second schéma en bas de page...
Les disques, ou plateaux, sont le support de vos informations... En effet, ces petits disques, d'un diamètre d'approximativement 95 mm, sont en cuivre et sont TRES SENSIBLES aux champs électromagnétiques... En fait, les têtes de lecture/écriture vont recevoir une impulsion électrique, qui va mettre en marche une sorte d'électroaimant (en fait, il y a juste un petit arc de cuivre à l'extrémité de la tête), qui va donc créer un champ électromagnétique, et va "écrire" sur le disque dur, sous la forme d'un "creux" (0) ou d'une "bosse" (1) (invisible à l'oeil nu, évidemment).
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Adrien DURAND
Dernière modification : mardi 25 avril 2000.
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