作者pipizl8981 (Yu-Min Huang)
看板Storage_Zone
標題[請益] HDD的讀寫臂與讀寫速度
時間Mon Feb 28 01:20:37 2022
硬碟機的容量從10年多前就開始快速提升
但小弟我一直對於速度方面很疑惑
當時單顆單片1TB的機種
就可以有220MB/s的連續讀寫能力
即便到今天
使用1.66/2.0TB單片的硬碟機
大概也只有到265-270MB/s
看起來硬碟機的速度一直受限於
單顆讀寫頭在單位時間掃過的Sector數量
前年Seagate發表了雙讀寫臂的技術
把速度提高到了540MB/s
我當時一度以為雙讀寫臂是長這樣
https://i.imgur.com/dQKryFP.jpg
結果後來看到照片才知道
原來他只不過是把一組讀寫臂拆成兩組
理論上對隨機存取可以說是沒有幫助
因為A讀寫臂只能讀取Bank A
B讀寫臂只能讀取Bank B
有點像是兩顆小硬碟共用主馬達的概念
考慮到500GB的硬碟
也有接近200MB/s的速度
可以證明整組讀寫臂上1-18顆讀寫頭
同一個時間只有一顆讀寫頭在使用
我的問題是這樣的
既然碟片的每一面都有一個讀寫頭
那為何不能設計多組驅動電路
在一根讀寫臂的設計上做到多通道並行
按照多年來外圈快內圈慢的使用經驗
理論上各碟片相同位置的磁軌
在整個定址上應該是相鄰的
這麼一來大容量機種的連續讀寫能力
應該能輕鬆翻個16至18倍
都已經能輕鬆吃滿PCIe Gen3 x4了
也不用可憐到為了壓低售價改SMR
說不定還能把轉速降下降到1800轉
省電又高效，豈不美哉
有這方面的專家嗎？
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※ 編輯: pipizl8981 (111.254.74.153 臺灣), 02/28/2022 01:23:54
1F：→ smallreader : 轉速太低磁頭會飛不起來吧 02/28 02:07
2F：→ smallreader : 查到三星HS081HA 3600轉 不知還有沒有更低的 02/28 02:24
3F：→ smallreader : 磁頭必須靠穩定的氣流浮在碟片表面，如果讓各層分別 02/28 02:47
4F：→ smallreader : 動作，對氣流的擾動不平均，有些磁頭可能就會墜機了 02/28 02:47
5F：→ smallreader : 我看錯問題了...請無視 02/28 03:02
6F：→ smallreader : 多碟片同一個柱狀區內應該有相鄰定址了吧，譬如某個 02/28 03:29
7F：→ smallreader : 10MB的連續資料是由A到J碟依序寫入1MB，使讀寫臂達02/28 03:29
8F：→ smallreader : 到最少移動02/28 03:29
9F：→ smallreader : *A到J面 忘記有一碟兩面了02/28 03:32
10F：→ smallreader : 在這10MB裡面只能依序寫入，但如果快取後做一點安排02/28 03:41
11F：→ smallreader : 是不是可以只花1MB的時間對10個頭同時寫入02/28 03:41
12F：→ smallreader : 也許瓶頸就不在這裡，流水線上其他的地方更慢，因此02/28 03:49
13F：→ smallreader : 不是優先改善的目標？02/28 03:49
14F：→ smallreader : 也有可能已經在開發中，但做不到一個讀寫臂同時使用02/28 04:15
15F：→ smallreader : 多通道，可能太接近而互相干擾？02/28 04:15
16F：→ smallreader : 還是需要的排線寬度太寬塞不進去02/28 04:25
17F：→ pipizl8981 : 其實讀寫頭本身應該是沒問題02/28 04:51
18F：→ pipizl8981 : 能夠切換的話，理論上就能同時02/28 04:51
19F：→ pipizl8981 : 應該是主控的部分還在用舊架構02/28 04:51
20F：→ pipizl8981 : 也許像你說的一樣著重的不在此02/28 04:51
21F：→ pipizl8981 : 製造商著重在提高密度02/28 04:51
22F：→ pipizl8981 : 還有震動防護的部分02/28 04:51
23F：推 balius : 單碟1TB最早好像是Hitachi的，印象中不到200MB/s02/28 07:14
24F：推 nissptt : 古早的讀寫臂剛性很高，可能在甩動時各層的讀寫頭02/28 07:31
25F：→ nissptt : 能保持相對位置。但後來的越來越柔軟，可能各層讀寫02/28 07:31
26F：→ nissptt : 頭相對位置會些微變化，沒辦法拆分資料。02/28 07:31
我拜讀了一下硬碟機的運作原理
他是選定磁柱後，從第1面開始循序讀寫
一路切換讀寫頭，直到最後一面
理論上磁頭的定位不是問題
27F：→ tyf99 : 速度要快，直接用固定臂，放一排讀寫頭就行啦02/28 08:41
28F：→ tyf99 : 像高速公路閘道一樣，每個車道配一台攝影機02/28 08:41
這個就太難了，畢竟現在車道都細到疊在一起了
這個方案不實際
※ 編輯: pipizl8981 (111.254.74.153 臺灣), 03/01/2022 00:25:21
29F：推 qwe753951 : 從效能來看，raid可以做到差不多，卻更便宜更簡單 03/01 16:04
30F：推 atrix : 我猜是工廠難以量產低成本， 03/02 01:33
31F：→ atrix : 只要是機械結構， 03/02 01:33
32F：→ atrix : 絕對位置都遠比相對位置難搞定， 03/02 01:33
33F：→ atrix : 雖然工業機械早就有一堆類似處理方法， 03/02 01:33
34F：→ atrix : 不過沒聽過便宜的方案， 03/02 01:33
35F：→ atrix : 縮小再放到HDD裡， 03/02 01:33
36F：→ atrix : 價格大概會以次方上升， 03/02 01:33
37F：→ atrix : 效能卻不足2倍 03/02 01:33