Почему жесткие диски страдают от потери производительности из-за уменьшения емкости?

Сегодня я просматривал таблицу данных жестких дисков (Western Digital 500GB WD5000BPKT) и заметил, что для всей семьи строка «Производительность» «Хост-диск / с диска (устойчивая)» номинально снижается в производительности чтения и записи из-за уменьшение мощности:

Это заставляет меня задуматься, почему. Я не заметил никаких других параметров, которые отличаются в этой таблице, за исключением емкости устройства (от 750 ГБ до 160 ГБ). Я также искал другие семьи и обнаружил, что такое же поведение (Samsung и Seagate не показывают эти параметры производительности в своих таблицах).

Итак, учитывая, что все диски принадлежат одному семейству и по сути одинаковы, знает ли кто-то точную физическую причину такого поведения?

Плотность хранения больших жестких дисков выше, чем у меньших. При той же скорости вращения (7200 об / мин) это означает, что данные могут быть прочитаны / записаны быстрее.

Из плотности памяти # Влияние на производительность - Википедия, бесплатная энциклопедия :

Увеличение плотности хранения среды почти всегда улучшает скорость передачи, с которой эта среда может работать. Это наиболее очевидно при рассмотрении различных дисковых носителей, где элементы памяти распределены по поверхности диска и должны быть физически повернуты под «головкой» для чтения или записи. Более высокая плотность означает, что больше данных перемещается под головой для любого данного механического движения.

Рассматривая дискету в качестве базового примера, мы можем рассчитать эффективную скорость передачи, определив, насколько быстро биты движутся под головкой. Стандартная 3½ "дискета вращается со скоростью 300 об / мин, а самая внутренняя дорожка имеет длину около 66 мм (радиус 10,5 мм). Таким образом, при 300 об / мин линейная скорость носителя под головкой составляет около 66 мм х 300 об / мин = 19800 мм / мин. или 330 мм / с. Вдоль этой дорожки биты хранятся с плотностью 686 бит / мм, что означает, что головка видит 686 бит / мм х 330 мм / с = 226,380 бит / с (или 28,3 КиБ / с) ,

Теперь рассмотрим усовершенствование конструкции, которое удваивает плотность битов за счет уменьшения длины выборки и сохранения одинакового расстояния между дорожками. Это немедленно приведет к удвоению скорости передачи, поскольку биты будут проходить под головкой вдвое быстрее. Ранние интерфейсы гибких дисков изначально разрабатывались с учетом скорости передачи данных 250 кбит / с, и уже превосходили их с введением в 1980-х годах гибких дискет с высокой плотностью 1,44 МБ (1440 КиБ). Подавляющее большинство ПК имели интерфейсы, предназначенные для накопителей высокой плотности, которые вместо этого работали со скоростью 500 кбит / с. Они также были полностью перегружены новыми устройствами, такими как LS-120, которые были вынуждены использовать высокоскоростные интерфейсы, такие как IDE.

(акцент мой)

Ну, все диски предположительно одинакового размера (как по высоте, ширине, глубине). Таким образом, чтобы вписать больше данных в этот размер, данные должны быть упакованы с большей плотностью.

Движущиеся части (например, голова) на жестких дисках, скорее всего, движутся с одинаковой скоростью.

Таким образом, если вы увеличиваете плотность данных, но скорость, с которой вы перемещаетесь по этим данным, остается постоянной, вы увеличиваете общую пропускную способность.

Я считаю, что Расширенный формат относится к использованию 4k секторов вместо 512 байт. Среди прочего, это изменение означало, что для кодов ECC нужно было использовать меньше битов на блюде. В результате необходимо прочитать немного меньше битов, чтобы получить заданный объем данных с диска; при прочих равных условиях это приведет к немного более высокой максимальной скорости передачи. Это, вероятно, объясняет разницу между двумя дисками по 500 МБ.

Ну, просто дикая догадка, но:

Жесткий диск разделен на несколько треков, каждый из которых разделен на несколько одинаково больших блоков.

При чтении данных жесткий диск сначала перемещает свою головку к правильной дорожке, а затем ждет, пока диск не повернется к правому блоку. Для последовательного чтения больших файлов, охватывающих несколько блоков и треков, это движение должно происходить довольно часто. (еще больше с более высокой фрагментацией)

Большие диски имеют более высокую скорость хранения данных на каждой дорожке или содержат дополнительный диск. Таким образом, голова не вынуждена часто двигаться, что эффективно увеличивает скорость передачи.

(читайте о времени доступа в Википедии )

В дополнение к более высокой битовой плотности другой возможный ответ состоит в том, что у больших HD есть БОЛЬШЕ пластин / дисков. Чем больше пластин, тем больше бит вы видите, не перемещая считывающие головки. Кроме того, некоторые приводы идут на 2-х сторонние пластины с тем же эффектом