Quando si valutano le prestazioni di un sistema hardware, normalmente si fa riferimento alla potenza della CPU, alla velocità della scheda video, e alla dimensione in Mb della memoria di sistema, mentre del disco rigido consideriamo soltanto la capacità in Mb. In realtà, l'efficienza di un disco fisso è importante, poichè il traferimento dei dati deve essere veloce, in grado di soddisfare qualsiasi esigenza.
L'indice più adatto che permette di valutare la velocità del disco fisso è il valore RPM, o il numero di rotazioni dei piatti per minuto. Tale parametro incide sul TEMPO DI LATENZA ROTAZIONALE, sul TRANSFER RATE DI PICCO, e sul TRANSFER RATE SEQUENZIALE, quest'ultimi anche chiamati TRANSFER RATE ESTERNO, e TRANSFER RATE INTERNO. Un valore basso di numero di giri è indice di latenze superiori, e di un transfer rate minore.
Ora, cerchiamo di capire in maniera più approfondita quanto detto poch'anzi.
Quando il disco fisso è in funzione, il disco ruota con una VELOCITA' COSTANTE. Per leggere, e scrivere su una traccia ben determinata la testina di lettura/scrittura si deve spostare, e questo intervallo di tempo è detto TEMPO DI RICERCA (SEEK TIME). Poi, una volta che la traccia è stata selezionata, il controllore del disco attende un settore ben preciso, e quest'intervallo di tempo è chiamato RITARDO ROTAZIONALE, o LATENZA DI ROTAZIONE.
E' chiamato TEMPO DI ACCESSO (ACCESS TIME) la somma del RITARDO ROTAZIONALE, e del TEMPO DI RICERCA (se presente) ed è misurato in millisecondi (ms). Ovviamente, più basso è tale valore, e più veloce sarà l'unità disco nell'accedere ,copiare e trasferire i dati.
In aggiunta a questi intervalli di tempo, si accodano altri tempi di attesa I/O del dispositivo. Quando un processo richiede il disco fisso, emette una richiesta I/O, la quale viene accodata finchè il dispositivo non sia libero. Se lo stesso canale di I/O dell'hard disk è condiviso con altri dispositivi (altri drive) si può aggiungere un altro tempo di attesa, e cioè bisogna aspettare che il canale I/O sia libero.
Successivamente, dopo che la testina di lettura e scrittura si è posizionata sul settore corretto, avviene la fase di trasferimento dati, e possiamo misurarla con il TEMPO DI TRASFERIMENTO DEI DATI. Come appare chiaramente il TEMPO DI TRASFERIMENTO DATI (Transfer-rate) è direttamente proporzionale alla velocità di rotazione del disco, e alla DENSITA' UNITARIA, e lo possiamo suddividere in due valori: il TRANSFER RATE di PICCO, e il TRANSFER RATE SEQUENZIALE. Il primo è indice di trasferimento dati tra il buffer del disco, e la memoria ram attraverso l'interfaccia ATA ed è anche chiamato BUFFERED SPEED.
(N.B: Il buffer del disco rigido equivale normalmente ad un area di memoria per l'immagazzinamento dei dati, disponibile grazie ad un chip presente nella scheda logica; Esso funziona come una cache: se dei dati richiesti sono presenti, vengono inviati alla memoria ram senza attivare la parte meccanica per la ricerca su disco).
Se i dati richiesti non sono presenti all'interno del BUFFER del disco, entra in funzione la ricerca "meccanica" dei files sulla superficie del disco, e la velocità con cui essa li trasmetterà alla memoria ram è detta TRANSFER RATE SEQUENZIALE. Dovete sapere che, normalmente la velocità di trasferimento dati di picco (TRANSFER RATE di PICCO) è circa il 60% superiore alla velocità di TRANSFER RATE SEQUENZIALE.
Un esempio vi chiarirà la differenza tra velocità di TRANSFER RATE di PICCO e velocità di TRANSFER RATE SEQUENZIALE.
Poniamo il caso di dovere trasferire un file di 60 Mb da un disco ad una unità di backup. Dopo la richiesta al disco di tale operazione, la ricerca verrà effettuata all'interno del buffer del disco rigido con successo perchè qui si trovano 2 Mb (capacità del buffer del disco) del file. Tale parte del file viene inviata alla memoria ram con una velocità di TRANSFER RATE di PICCO. I rimanenti 58 Mb, verranno cercati sulla superficie del disco, e in seguito ai tempi di ACCESSO (Access Time), la velocità con cui i dati saranno trasferiti alla memoria RAM è quella di TRANSFER RATE SEQUENZIALE.
E' ANCHE VERO, CHE LA VELOCITA' DI TRANSFER RATE SEQUENZIALE PUO' ESSERE A SUA VOLTA SUDDIVISA IN MASSIMA E SOSTENUTA, CERCHIAMO DI CAPIRE IL PERCHE'.
A causa dei preamboli, del codice di correzione ECC, dei tempi di ricerca, della latenza di rotazione, dei "gap intersector", delle zone vuote esistenti tra tracce adiacenti, la massima velocità di trasferimento dati ottenuta in un intervallo di tempo limitato (BURST) è diversa dalla massima velocità di trasferimento dati eseguita in tempo illimitato (SUSTAINED). Ciò significa, che per un settore, il disco può sostenere la velocità massima di trasferimento dati, mentre se si valuta la velocità di trasferimento dati per più settori quest'ultima diminuisce. Proprio per tale motivo, quando si utilizzano delle applicazioni multimediali dobbiamo ottenere il massimo valore di velocità di trasferimento dati per più tempo (o più settori).
Inoltre, quando i piatti del disco ruotano ad elevate velocità (120 giri/s ed oltre), si scaldano, e si dilatano cambiando la loro geometria, e quindi i meccanismi di posizionamento delle testine di lettura/scrittura devono ricalibrarsi, aggiungendo altri tempi di attesa, e diminuendo così la massima velocità di trasferimento dati per più settori (o sostenuta). Per ovviare a questo problema di surriscaldamento alcuni produttori hanno sviluppato i dischi "audio-visual disk drive" che non devono ricalibrare il posizionamento sul disco.
Infine, ma non ultimo è il parametro della PERCENTUALE DI UTILIZZO DELLA CPU. Se il valore è basso significa che il nostro disco rigido è veloce, e non richiede nessun intervento da parte della CPU. Devo aggiungere che esso dipende dall'attivazione della modalità DMA.
Un programma che permette di rilevare tale valore è HDTACH 2.61 scaricabile dal seguente indirizzo internet: (v.link).
Adesso, analizzeremo approffonditamente i tempi di attesa più importanti: IL TEMPO DI RICERCA, IL RITARDO ROTAZIONALE, e IL TEMPO DI TRASFERIMENTO DATI.
Il TEMPO DI RICERCA è composto dai due elementi: il tempo iniziale per l'avviamento del braccio, e il tempo necessario affinchè quest'ultimo attraversi le tracce fino alla traccia desiderata (tale valore non è lineare, ossia il rapporto tra tempo di attraversamento, e il numero di tracce non è una costante).
Possiamo comunque approssimarlo in questo modo:
TS = K X NT X TA
ove TS è uguale al Tempo di ricerca approssimato, K è una costante che dipende dal disco rigido, NT è il numero di tracce attraversate, e TA è il tempo di avviamento del braccio.
Il RITARDO ROTAZIONALE è dato dalla velocità del disco fisso, cioè dischi a 7200 rpm, impiegano una rotazione completa in 8,3 ms (in media quindi 4,15 ms), dischi a 3600 rpm, eseguono una rotazione completa in 16,7 ms (in media 8,3 ms), dischi a 15.000 rpm eseguono una rotazione completa in 4 ms (in media 2 ms).
IL TEMPO DI TRASFERIMENTO dipende dalla velocità di rotazione del disco. Il tempo è così calcolato:
TR = Nb / r X NbT
Ove, TR è uguale al tempo di trasferimento, Nb è il numero di byte da trasferire, è la velocità del disco in giri al secondo e NbT sono i numeri di byte su una traccia.
IL TEMPO TOTALE MEDIO DI ACCESSO E' DATO DALLA SEGUENTE:
TMA = TS + 1/2r + Nb/r X NbT
Ove, TMA è il tempo totale medio di accesso, TS è il tempo medio di ricerca, 1/2r è il tempo medio rotazionale e Nb/r X NbT è il tempo medio di trasferimento.
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