Диски NVMe и SATA
Содержание лекции: Диски NVMe и SATA
Расшифровка лекции: Диски NVMe и SATA
Полный текст первых минут лекции «Диски NVMe и SATA» из видеокурса PracticU – субтитры с временной меткой для каждого абзаца. Так можно прочитать и найти нужные темы ещё до начала обучения.
Добро пожаловать на лекцию про диски. На этой лекции мы поговорим о скорости работы дисков. Чем отличается физический диск от контроллера, к которому он подсоединен.
И какие виды контроллеров есть, и какие виды дисков есть. Контроллер это язык, на котором разговаривает компьютер с этим диском.
И от этого стандарта, от этого контроллера зависит и скорость работы, скорость передачи данных. И может быть ситуация, что диск у нас очень быстрый, но подключен к медленному контроллеру.
Поэтому нам очень важен этот урок, и нам очень важно понять всю эту терминологию, чтобы прийти в магазин и купить то, что нам подходит, и понять с какой скоростью что работает.
Поэтому у нас есть физические диски. Это из чего сам диск сделан. У нас есть контроллеры. Это язык, на котором компьютер общается с этим диском. и этот язык, этот стандарт ограничен в скорости, нам надо знать эти ограничения.
И последнее, что у нас есть, это форма подключения, форм-фактор, форма подключения, как физически выглядит этот диск и как он подключается физически в этот компьютер, и от этого тоже есть разные ограничения.
И чтобы это все собрать в кучу, нам надо разобраться в этой теме. Формы подключения бывают как внешние диски, как карточки разные.
Мы это все увидим на этой лекции. Начнем с физического диска. Внутри диск может быть либо магнитный, так же как мы видим сейчас на картинках. То есть это магнитные платы, которые крутятся, вращаются и выглядят как пластинки.
И у них есть головка, которая читает информацию. И эта головка должна двигаться влево-вправо, чтобы найти правильный сектор.
А сама плата должна крутиться. Она может крутиться со скоростью 5400 кругов в минуту, она может крутиться со скоростью 7200 вращений в минуту, 10 тысяч вращений и даже 15 тысяч кругов за минуту делать вот этот вот магнитный диск.
И эта головка двигается влево-вправо, чтобы найти ту информацию, которую ему нужно принести компьютеру. Из-за того, что надо ждать вращения, из-за того, что надо двигать головки механически, скорость сетердисков ограничена.
Она обычно бывает между 50 мегабайт в секунду до 150 мегабайт в секунду. И это механическое ограничение, скажем, до 150 мегабайт в секунду ограничивает всю работу моего компьютера, потому что моему компьютеру нужно загрузить программу в память перед тем, как он ее запускает,
Вытащить файлы картинок, фильмы. Все это работа жесткого диска. Если у вас стоит такой жесткий диск, вы увидите, что Windows грузится намного дольше, чем у новых современных SSD дисков.
И мы сейчас посмотрим, как внутри сделан этот SSD диск, который работает в 10 раз быстрее, даже больше, чем в 10 раз быстрее, чем магнитный диск.
Смотрите, магнитный диск в среднем работает 100 мегабайт в секунду в среднем. А SSD диск доходит до 5000 мегабайт в секунду. То есть это все равно, что сравнивать ракету с машиной.
Понимаете, скорость машины и скорость ракеты. Вот машина едет 100, условно говоря, мегабайт в секунду, а ракета 5000 мегабайт в секунду.
Понимаете, соотношение цифр. То же самое с компьютером. Поэтому, конечно, мы хотим покупать SSD диски, но они более дорогие, чем магнитные диски.
И у них не такой большой объем. Из-за цены мы все-таки до сих пор покупаем SSD. Старые диски HDD, а не SSD. SSD обычно покупается более в маленьких размерах для программы или для чего-то быстрого.
И SSD внутри выглядит, видите, как такие чипы. У него нет ничего механического, что крутится, как здесь.
Видите, нет этих головок, нет этого магнита. Этого всего нет. Он выглядит как диск OnKey внутри. Мы сейчас не будем говорить про механику этих дисков, мы же не на курсе электроники и механики.
Поэтому для нас важен только один параметр. Это скорость передачи данных в мегабайт в секунду. Сколько мегабайт в секунду этот диск может мне дать и сколько SSD может мне дать.
И у нас есть программы, которые это измеряют, и мы скоро как раз этим займемся. Откроем программу CrystalDiskMark. Видите, этот CrystalDiskMark, он умеет читать и писать жесткого диска и показывает мне с какой скоростью у него получилось читать и писать
мегабайты в секунду, сколько информации в секунду можно передать с диска. Мы перейдем сейчас на диск M, это механический магнитный диск и сделаем только одну проверку. Мы ее делаем три раза, чтобы убедиться, что результат правдивый, а не что-то
особое произошло. Мы могли вместо 3 раз сделать ему 5 раз и говорим какое количество информации проверить. Мы видим, что мой механический диск работает со скоростью 63 мегабайта в секунду.
Вот эти вот 63 мегабайта в секунду - это то, что я вам говорил. Это между 50 и 150 мегабайтами в секунду, которые делает магнитный диск, но сейчас моя проверка не очень точная, потому что у меня включена программа записи экрана, у меня идут разные процессы, параллельно работают виртуальные машины и может быть из-за
этого он немножко медленнее, чем обычно. Если я перейду на дисковод C, который в моем компьютере сделан из материала SSD, а не из магнита, то вы увидите, что скорость вместо 60 мегабайт в секунду вырастает до нескольких тысяч мегабайт в секунду. Этот SSD он потрясающий и поэтому мой компьютер работает быстро. Видите, сейчас на данный
момент он работает со скоростью 2500 мегабайт в секунду. Я когда объясняю про скорость дисков, я всегда прошу подумать о машине. Машина, которая едет 60 км/ч и машина, которая едет 2500 км/ч.
Диски SSD сегодня уже существуют, которые работают со скоростью 5000 мегабайт в секунду. Но у меня всего лишь диск вот на такую скорость.
Это все, что мы говорим, относится к самому физическому диску внутри. Еще есть важный параметр, который мы должны учитывать - это контроллер.
Как этот диск общается с материнкой, на каком языке. Если он общается на языке SATA, сам этот протокол, сам этот язык ограничен на 600 мегабайт в секунду и его уже перестали разрабатывать и все переходят на NVMe. NVMe - это язык общения между жестким диском и компьютером, и он
в принципе наследовал и использует PCI-Express, то есть он за кулисами общается и обоснован на PCI-Express. Что такое PCI-Express? Это вот эти вот карточки, графические адаптеры, ускорители, вот все, что втыкается в материнку, все эти карточки,
это и есть PCI-Express. SATA выглядит вот такая Вот обычно она красненькая, такие красненькие кабели, которые входят в компьютер и в материнку.
Но это не обязательно. Не путайте форму подключения и контроллер. Мы к этому вернемся, когда мы увидим разные формы подключения. Но обычно SATA выглядит так.
Вот на материнке есть такие вот маленькие коннекторы. К ним подключается красный кабель SATA, и он входит внутрь жесткого диска. Это то, что было принято.
Проблема с этой SATA в том, что она ограничена до 600 мегабайт в секунду. Я вам скажу по правде, это не была большая проблема во времена магнитных дисков.
Магнитные диски сами были там 100-150 мегабайт в секунду. Так то, что язык их общения с компьютером ограничен на 600 мегабайт в секунду, это не была проблема.
Когда у нас появилась проблема? Когда появились диски SSD. Когда появились диски SSD быстрые, как видите, как у меня 2500. Если я возьму его и подключу к SATA, то он просто начнет работать со скоростью 600 мегабайт в секунду, хоть физически может в 4 раза быстрее.