HDD - 3.5" vs. 2.5"

Aleksandar Mišić

HDD: 3.5″ vs. 2.5″

Nedavno su naši čitaoci imali prilike da pročitaju veliki uporedni test 2.5“ hard diskova namenjenih prenosnim računarima, u kome smo dali detaljan prikaz njihovih performansi i karakteristika. Tom prilikom, došli smo do zaključka da era 2,5“ diskova tek nailazi. Ako uzmemo u obzir da nove serije 2.5“ diskova pružaju prilično komotan rad na notebook računarima, a pritom imamo u vidu njihove prednosti po pitanju dimenzija, potrošnje struje, zagrevanja, nivoa buke, kao i deklarisane izdržljivosti, nameće se ideja kako i na koji način bi oni mogli da se upotrebe u standardnim desktop mašinama, hibridnim multimedijalnim plejerima, pa čak i serverima.

Ovom prilikom, napravićemo detaljan uporedni test jednog 3.5“ diska i dva 2.5“ diska. Osvrnućemo se na deklarisane proizvođačke karakteristike, uporediti ih sa dobijenim rezultatima nakon testova i pogledati kakve su razlike u performansama, kao i isplativost primene 2.5“ diskova u slučajevima gde su se već uveliko odomaćili 3.5“ modeli. Svesni da je nerealno porediti top modele iz ovih kategorija, rešili smo da ovu priču kao mali eksperiment, zasnujemo na tri diska: prva dva su modeli koji su izašali kao pobednici testa 2.5“ diskova (WD3200BEVT-320Gb kao „Benchmark Highly Recommended“ i Hitachi 7k200-200Gb kao „Benchmark Editor's Choice“, a treći je već dobro poznati WD-ov model WD5000AAKS-500Gb, koji, moglo bi se reći, predstavlja „višu srednju klasu“ 3.5“ desktop diskova.

Bez ambicija da biramo pobednika, a sa ciljem da pružimo što više korisnih informacija čitaocima koji nameravaju da upotrebe 2.5“ disk van notebook računara, pogledajmo šta su osnovna obeležja i koje su osnovne razlike među ovim standardima.

Malo matematike

Prva činjenica koja upada u oči je to da su kapaciteti 2.5“ diskova znatno manji od danas standardnih u 3.5“ svetu. Naime, trenutno najveći 2.5“ disk koji se može nači u prodaji je 500Gb, za razliku od već pristunih 1.5Tb 3.5“ modela. Naravno, osnovni uzrok ovolike razlike u kapacitetu je ograničenost fizičkim dimenzijama, kako prečnikom diska, tako i brojem ploča koje je moguće smestiti u 2.5“ disk.

Uzmimo za pretpostavku da je gustina zapisa jednaka i na 3.5“ i na 2.5“ modelima. Prostom matematikom lako se dolazi do razlike u korisnoj površini između 3.5“ i 2.5“ ploča:

Što će reći da, praktično, u ovom slučaju jedan inč razlike u prečniku donosi gotovo duplo veću korisnu površinu. Imajući ovo na umu, možemo biti prilično zadovoljni trenutno ponuđenim kapacitetima 2.5“ modela. Deklarisane brzine rotacije ploča (RPM), odnosno broj obrtaja u minutu, ukazuju zapravo ugaonu brzinu rotacije, koja je konstantna. Trenutni standardi za 2.5“ diskove su 5400RPM i 7200RPM, dok su kod 3.5“ modela 7200RPM i 10000RPM. Kada govorimo o brzini diskova, jedan od bitnih faktora je linijska brzina trake na kojoj se nalaze bitovi koji se čitaju ili upisuju. Ova brzina je srazmerna prečniku ploče, te se intuitivno lako uviđa da što je prečnik veći, brzina, odnosno u ovom slučaju količina bitova koja prođe ispor read/write glave postaje veća.

Kako u ovom eksperimentu Hitachi 7k200-200 i WD5000AAKS imaju istu brzinu rotacije ploča od 7200RPM, čisto orijentacije radi, možemo ponovo da se bacimo na računicu. Najbrži „protok bitova“ postiže se na delu diska bližem obodu, što će reći, svaka tačka na obodu ploče kreće se sledećom brzinom:

Vmax3.5“ ↔ RPM3.5“ * 2Pi * R3.5“ = 7200min-1/60s * 3.5 * 6,28 * 0,0254m = 67 m/s
Vmax2.5“ ↔ RPM2.5“ * 2Pi * R2.5“ = 7200min-1/60s * 2.5 * 6.28 * 0,0254m = 47,85 m/s

Neumesno je računati razliku brzina, s obzirom da se ona linearno menja u zavisnosti od prečnika, ali jasno se vidi uticaj prečnika na brzinu protoka bitova, pri istoj brzini rotacije. Kako se to odražava na performanse, videćemo na osnovu rezultata testova. Imajući u vidu ove ograničavajuće činjenice, jasno je da se pri projektovanju i proizvodnji 2.5“ diskova pribegava što većoj gustini zapisa i optimizovanijim algoritmima pretraživanja i indeksiranja podataka, kako bi se postigli što veći kapaciteti i brzine transfera, pri fizički manjoj korisnoj površini.

Malo fizike: izdržljivost i sigurnost

Zaista, jedna od najvažnijih karakteristika bilo kog diska je pouzdanost i postojanost podataka koji se na njemu nalaze. Jasno je da su u ovom slučaju kritični fizički uticaji, kako spoljni (radna temperatura, vlažnost, spoljne vibracije, pokretanje pri radu, strujne karakteristike izvora napajanja), tako i „interni“ koji se zapravo na najnižem nivou svode na kvalitet izrade ploča, glava, motora, kao i karakteristika elektronike diska (u šta ovom prilikom nećemo zalaziti). Pre svega, 3.5“ diskovi su predviđeni za upotrebu u „nepokretnim“ računarima. Postoje jasna ograničenja u smislu položaja u kom treba da bude disk pri radu. Na primer, nagib u odnosu na vertikalnu ili horizontalnu ravan ne veći od 5°. Osnovni razlog zbog kog ne treba (previše) pokretati hard disk u radu je pojava precesije koja pri rotaciji diska deluje na osu rotacije, odnosno na ležište osovine motora.

Za radoznale, to je ona pojava do koje dolazi pri rotaciji čigre, kao i pri rotaciji i revoluciji Zemlje. Naime, dešava se da tokom obrtanja, sama osa čigre počne da se kreće kružno, tj da počne i ona da rotira oko prvobitne vertikalne ose rotacije.

Isto tako pri rotaciji i revoluciji Zemlje, virtuelna Zemljina osa rotacije nije paralelna osi revolucije, već i sama opisuje jedan vid kružnog kretanja, kome astronomi pridružuju naziv precesija. Kako u slučaju hard diskova, o kojima je sada reč, osovina na kojoj se nalaze polče nije slobodna, već je u vezi sa motorom i „stabilizovana“ u vertikalnom položaju odgovarajućim hidrodinamičkim ležajima, tj. lagerima, kada usled pomeranja diska u toku rada nastane precesija, može se reći da se usled toga javlja sila koja teži da održi osovinu u predviđenom položaju. Ova sila se prenosi na ležaje i motor, te je jasno da može doći kako do oštečenja motora, tako i do pomeranja ploća u vertikalnoj ravni i, u ekstremnim slučajevima, kontakta ploča sa read/write glavama i trajnog oštećenja diska.

Što su prečnik diska, masa i brzina rotacije veći, to je i ova sila veća, pa raste i mogućnost oštećenja. Eto i prve prednosti 2.5“ diskova, kada se radi o čisto fizičkom aspektu. 2.5“ diskovi nemaju previše stroga ograničenja u ovom smislu i predviđeni su za prenosive platforme. Kod 80% novih modela, kako 3,5“ tako i 2,5“ diskova, kada ploče miruju, kao i pri zaustavljanju ili početku rotiranja, glave su parkirane tako da ne stoje iznad povrsine ploča. Razlog je taj što bi u suprotnom glave došle u kontakt sa magnetorezistivnim materijalom, jer se princip lebdenja glava iznad površine zasniva na efektu nastanka „vazdušnog jastuka“ pri samoj površini ploča pri velikoj brzini rotacije, koji omogućava lebdenje glava nad rotirajućom površnom.

Metode parkiranja read/write glava su prilično slične u oba slučaja, a zasnovane su na  NoTouch™ ramp load tehnologiji , o kojoj je blio reči u ranijim tekstovima.

Pogledajmo koje su razlike po pitanju karakteristika strujnog izvora. Današnji diskovi u oba slučaja poseduju standardizovan SATA interfejs, koriste i standardni SATA power konektor, koji po specifikaciji podrazumeva +12V i +5V.

Kod 3,5“ diskova, neophodni ulazni naponi su 12V i 5V, dok se kod 2,5“ diskova koristi samo +5V. Od mnogo veće važnosti je neophodna jačina struje pri pomenutim naponima, koja je odgovorna za „potrošnju“ diska. Naime, kod testiranog 3,5“ modela, deklarisani podrazumevani zahtevi po pitanju struje su 5V@0,68A 12V@0,55A, dok je kod 2,5“ modela zahtevano samo 5V@0,55A.

Kada ovo najgrubljom mogućom računicom preračunamo u snagu, dobijamo:

P3,5“ =5V*0,68A+12V*0,55A=3,4W+6,6W=10W
P2,5“=5V*0,55A=2,75W

Razlika je očigledna. Upravo ovo je jedan od razloga zbog kojih se 3,5“ diskovi, po pravilu, više greju.

Primene za 2.5“ hard diskove

Već duže vreme 2.5“ diskove srećemo u prenosnim mp3 i video plejerima, eksternim USB rack-ovima, e-SATA Dock-ovima, sistemima za video-nadzor i novijim serverima.

Postoje i razni home-made projekti, kao na primer multimedijalni mp3, mp4 ili DVD/DivX plejeri za kola zasnovanih na PC platformi, uz neophodan minimalistički pristup pri projektovanju.

Takođe, postoje i ozbiljniji projekti u vidu hibridnih multifunkcionalnih/multimedijalnih/multi-OS mašina sa funkcijom potpuno konfigutabilnog wireless router-a, print servera, web servera, ftp servera, kao što je već poznati „ICE BOX“, nekomercijalni projekat domaćeg autora Tomislava Jovanovića, koji je još u svojoj prvoj verziji imao implementiran 2.5“ disk.

Uporedne karakteristike

Operating Specifications

2,5”
WD3200BEVT

2.5”
Hitachi 7k200

3.5”
WD5000AAKS

Rotational Speed (nominal)

5400RPM

7200RPM

7200RPM

Drive ready time (average)

4.5s

5s

13s

Load/unload cycles

600000

600000

50000

Buffer Size

8Mb

16Mb

16Mb

Average Latency (nominal)

5.50 ms

4,2ms

4,2ms

Read Seek Time

12.0 ms

10ms

8,9ms

Track-To-Track Seek Time (average)

2.0 ms

1ms

0,6ms

Buffer To Host Transfer Rate (Max)

3Gb/s

1,5Gb/s

3Gb/s

Buffer To Disk Transfer Rate (Max)

933Mbits/s

876Mbits/s

972Mbits/s

Physical Specifications

Formatted Capacity

320072MB

200000Mb

500107Mb

Capacity

320 GB

200Gb

500Gb

Interface

3Gb/s

1,5Gb/s

SATA 3Gb/s

Acoustics

Idle Mode (average)

24dBA

25dBa

28dBa

Seek Mode (average)

26dBA

29dBa

33dBa

Electrical Specifications

Current Requirements @5V

Read/Write

500mA

800mA

650mA

Idle

400mA

500mA

600mA

Standby

50mA

70mA

180mA

Sleep

20mA

30mA

180mA

Current Requirements @12V

Read/Write

–

–

460mA

Idle

–

–

450mA

Standby

–

–

6mA

Sleep

–

–

6mA

Power Dissipation

Read/Write

2,50W

2,30W

8,77W

Idle

0,85W

1,0W

8,40W

Standby

0.25W

0,25W

0,97W

Sleep

0.10W

0,20W

0,97W

Physical Dimensions

Height

9,5mm

9,5mm

25,4mm

Length

100,2mm

100mm

147mm

Width

69,85mm

70mm

101,6mm

Weight

0,117kg

0,115kg

0,63kg

Shock

Operating Shock (read)

350G

350G

65G

Non-operating shock

900G

1000G

350G

Vibration

(operating)Linear

10-500Hz

10-400Hz

20-300Hz

CENA

105€

115€

65€

Test platforma

DESKTOP TEST SISTEM (osnovni podaci)

Matična ploča

Gigabyte GA-P35-DS3R

Procesor

Intel® Core™ 2 Duo E6750

RAM

DDR2 4GB 800MHz Geil ® BlackDragon

Sistemski HDD

Western Digital Caviar® SE WD7500AACS

Grafička karta

Gainward BP8600GT-512-HDMI-DD

Za testiranje performansi korišćeni su sledeći alati:

HD Tach

HD Tune

PC Mark 05

Rezultati testova

Zaključak

Na osnovu dobijenih rezultata, lako se uočavaju prednosti po pitanju brzinskih performansi kod 3,5“ diskova. Međutim, kada uzmemo u obzir ostale karakteristike, nikako ne možemo doći do zaključka da 2,5“ diskovi ne mogu naći adekvatnu primenu u slučajevima kada se koriste na mestu gde su predviđeni 3,5“ diskovi. Istovremeno, aduti 2,5“ diskova kao što su „potrošnja“, dimenzije, tih rad, manje zagrevanje, veća otpornost na spoljašnje uticaje, desetostruko veći deklarisani broj start/stop ciklusa, mogućnost upotrebe kao prenosnog diska, bez neophodnog eksternog napajanja (jer USB interfejs nudi „dovoljno struje“), zaista ukazuju na mnogo širi spektar primenjivosti, kako u slučajevima u kojima nije neophodna vrhunska brzina, tako i u slučajevima gde gubitak u brzini ne predstavlja preveliku štetu u odnosu na pomenute dobitke. Ne zaboravimo da i najjači notebook računari ipak koriste 2,5“ diskove i pružaju više nego udoban rad.

Hard diskove na test ustupio distributer: Asbis