Кажется, что эпоха жестких дисков давно ушла. SSD-накопители если не вытеснили HDD с рынка комплектующих для консьюмерских ПК, то сильно пошатнули их позиции. Иначе и быть не могло, когда имеешь дело с очевидно превосходящим решением, которое развивается семимильными шагами. Несмотря на это, жесткие диски все еще продаются и даже пользуются определенной популярностью. Эту статью мы подготовили для тех, кто сомневается и не уверен в рациональности приобретения (или, наоборот, не-приобретения) HDD в 2024 году. Никакого rocket science под катом -- только факты и их анализ, а также сегодня мы расскажем про пять сфер, в которых HDD остаются лучшее SSD.

С точки зрения логики, никакого секрета в покупке HDD нет. Жесткие диски по-прежнему отличаются от SSD более внушительными габаритами и почти полным отсутствием устойчивости к внешнему воздействию. По этой причине их практически перестали использовать в ноутбуках. А относительно невысокая скорость жестких дисков чаще всего провоцирует пользователей делать ставку на твердотельники банально для запуска ОС, не говоря уже о сценариях, где требуется реально высокое быстродействие.

Как скорость жесткого диска влияет на ПК

Скорость чтения и записи, которую выдают жесткие диски, обычно ограничена 200-300 МБ/с, и это, если говорить о моделях с RPM 7200. У самых медлительных SSD на интерфейсе SATA это значение минимум в 2-2,5 раза выше, а у NVMe-твердотельников - в 20-30 раз. Такой разброс является критическим для многих современных задач.

Взять хотя бы игры. Влияние скорости накопителя хорошо заметно даже на этапе загрузки. Пока HDD будет запускать игру, на SSD вы уже успеете начать квест и даже частично его выполнить. Жесткие диски - настоящий бич вообще всех загрузок. Вы потратите часы и дни своей жизни, ожидая, пока пройдет загрузка после респавна.

В процессе отрисовки игры тоже возможны казусы. Например, зависания, когда fps проседает до нуля. 

Жесткий диск вследствие низкой скорости просто не способен достаточно быстро обрабатывать поступающую информацию, из-за чего случаются просадки в минимальном fps. Особенно это касается HDD с черепичным принципом записи данных, который подразумевает запись внахлест.

Каждая дорожка как бы перезаписывается повторно каждый раз, когда диск получает новые сведения. В результате при непрерывной подгрузке большого количества ассетов мы можем получить довольно неприятные микрофризы с сохранением средних значений fps.

Но игры - еще не самое показательное явление, демонстрирующее недостатки HDD перед SSD. Куда хуже жесткие диски показывают себя в сценариях, где от ПК требуется по-настоящему высокая скорость работы. Например, может быть монтаж видео. Помните, как пользователи новых MacBook Pro жаловались на падение скорости 256-гигабайтных SSD, которые оказались вдвое медленнее версий на 512 ГБ? То-то же.

Чем жесткий диск лучше SSD-накопителя

Но мы тут собрались не для того, чтобы хаять жесткие диски. Тем более, что остается еще немало сценариев использования, где они покажут себя однозначно лучше, чем твердотельные накопители. Несмотря на то, что скорость жестких дисков ниже, по ряду параметров они все еще превосходят SSD просто в силу своего физического устройства. 

Первое и главное преимущество HDD - ресурс. В отличие от SSD, к жестким дискам в принципе не применимы такие характеристики, как TBW и DWPD. В случае с SSD каждая последующая запись приводит к деградации накопителя, сокращая его ресурс. И чем активнее ведется перезапись, тем быстрее наступает износ.

HDD нельзя назвать вечными даже в теории. Они тоже выходят из строя, но чаще всего это происходит не из-за проблем с самим диском, а из-за неполадок движущихся компонентов или пишущей головки. При этом сами данные, которые хранятся на HDD, никуда не деваются. Их по-прежнему можно извлечь и перенести на другой носитель, либо отремонтировать исходный.

Все дело в технологии записи. Если твердотельные накопители хранят информацию в виде электрических зарядов, то жесткие диски - в виде магнитных. Пишущая головка намагничивает часть диска, устанавливая момент в состояние “0” или “1”.

Такой принцип записи не истончает ферромагнитный слой, которым покрыт диск, тогда как с SSD все происходит с точностью до наоборот. Со временем диэлектрик твердотельников накапливает отрицательный заряд, становится тоньше и изнашивается. Ситуацию ухудшает и непрерывное “развитие”, которое уместнее назвать деградацией чипов памяти, применяемых в SSD.

Производители все больше и больше уплотняют их, из-за чего начинает страдать и ресурс накопителей. Если запоминающие устройства с SLC-памятью выдерживали по 100 000 циклов перезаписи, то современные QLC в лучшем случае переживут в 30 раз меньше. HDD от таких проблем не страдает и объективно лучше подходит для регулярной перезаписи больших объемов данных.

Восстановление данных с жесткого диска

Не стоит питать иллюзий, что HDD вечны. Они могут выйти из строя независимо от срока эксплуатации десятком разных способов, и ни TRIM, ни SMART, ни другие красивые аббревиатуры не предупредят вас об этом заранее. “Медленная смерть” с уведомлением, которую нередко прочат жестким дискам, характерна скорее для одной единственной ситуации, да и то в идеальных условиях.

Но важно даже не это, а то, что данные, записанные на HDD, чаще всего можно восстановить. Ведь даже при форматировании информация с жесткого диска удаляется не полностью. Есть три основных кейса, в которых восстановление скорее всего будет невозможно:

• Механическое уничтожение носителя

• Воздействие посредством мощного магнитного поля

• Воздействие кислотой

В остальных случаях вернуть данные к жизни вполне реально. Причем сделать это можно даже в домашних условиях, например, при помощи утилиты testdisk или аналогов. Но, даже если дисковод не способен считать информацию, это не значит, что информация утеряна безвозвратно. Разумеется, это утверждение справедливо только при наличии соответствующего оборудования, способного различить сервометки или считать остаточную намагниченность.

Восстановление HDD может быть довольно дорогостоящим. Все зависит от степени сохранности жесткого диска. Чем сильнее характер повреждений самого накопителя, тем сложнее будет вернуть данные. Зачастую доходит до того, что стоимость, в которую вам обойдется восстановление, в десятки или даже сотни раз превосходит розничную цену самого HDD.

В каких задачах HDD превосходит SSD

Регулярная перезапись данных и их хранение - вот два основных сценария, в которых HDD покажет себя однозначно лучше, чем SSD. Они в свою очередь делятся на более конкретные подзадачи.

Видеонаблюдение

Системы видеонаблюдения хороши тем, что могут работать круглые сутки и безостановочно записывать происходящее на внешний носитель, откуда данные можно без труда изъять и отсмотреть. Но поскольку это не тот тип данных, которые требуется архивировать и хранить годами, такие системы используют циклический тип записи.

Они пишут информацию на диск до исчерпания его емкости. А, когда свободное место заканчивается, вся информация с него последовательно удаляется, начиная с самой старой, и запись начинается с нуля. Использовать для этой цели SSD было бы нерационально. Непрерывная запись и удаление довольно быстро привели бы к износу диэлектрика в составе твердотельного накопителя, чего не случится с HDD. 

Торренты

Несмотря на то что многие давно перешли на стриминговые сервисы, тех, кто пользуются торрентами, по-прежнему остается немало. Отсутствие возможности получить доступ к лицензионным копиям многих зарубежных фильмов и сериалов только способствует увеличению числа приверженцев торрент-трекеров (хоть мы это и не одобряем). И для них нет лучшего типа накопителей, чем HDD-диски.

Все-таки для SSD, помимо TBW, характерен еще и такой параметр как TBPD, который ограничивает допустимый объем записи в день. Его превышение может быть чревато негативными последствиями. Особенно, если вы качаете контент десятками и сотнями гигабайт. Ресурс HDD от объемов записи не зависит. Поэтому он будет более предпочтителен для использования с торрентами.

NAS-массивы

Облака - это, конечно, удобно. Но не слишком-то надежно. Поэтому те, кто дорожит своими данными, выбирают для их хранения сетевые хранилища, к которым можно получать доступ даже со смартфона по аналогии с iCloud, Google Drive или Яндекс Диском. Жесткие диски для NAS-систем должны обладать высокой отказоустойчивостью, поскольку им предстоит работа 24 часа в сутки 7 дней в неделю.

К хранилищам такого типа, как правило, не предъявляют высоких требований по быстродействию. Поэтому для них выбирают жесткие диски, которые лучше приспособлены к хранению данных, но при этом умеют объединяться в RAID-массивы и довольно-таки долговечны. 

Сервера, базы данных, дата-центры

Процессы, которые генерируют логи и предполагают непрерывную перезапись файлов, сильно расходуют ресурс используемых накопителей. Фактически речь идет о любых пишущих системах, к которым могут относиться сервера или, скажем, базы данных с WAL. Поэтому использовать с ними SSD может быть не самым рациональным решением. 

То ли дело HDD для серверов. Само собой, это должны быть не классические SATA-диски, а специфические решения, ориентированные на использование в серверах и БД. Но с ними можно быть уверенным, что проблем в работоспособности системы не будет. Естественно, при условии регулярных бэкапов на аналогичные жесткие диски.

Резервное копирование

Еще один сценарий, для которого жесткий диск подойдет лучше. HDD в принципе лучше приспособлены для хранения данных, поскольку не страдают от утечки заряда из ячеек, как это может происходить с SSD при длительном бездействии. Соответственно, риск потери данных становится существенно ниже.

Кроме того, на стороне жестких дисков также более низкая стоимость за гигабайт. Вы можете купить HDD на 8-10 терабайт за не в пример меньшие деньги, чем SSD аналогичной емкости, что самым непосредственным образом отразится на стоимости итоговой системы. Ведь для бэкапов особо ценных данных обычно приобретается не один HDD, а два или три для объединения в RAID-массив.

Как выбрать жесткий диск 

Выбор жесткого диска - это набор правил, которые меняются в ту или иную сторону в зависимости от сценария применения. Останавливаться на скорости вращения шпинделя, интерфейсах подключения и объемах, который каждый выбирает сам в зависимости от своих предпочтений, мы не будем. Но остановимся на общих принципах, которые действительно могут повлиять на опыт эксплуатации.

Какие бывают жесткие диски

Не все знают, что HDD делятся на категории в зависимости от предназначения. Основное деление выглядит следующим образом:

• Для NAS-систем

• Для систем видеонаблюдения и медиацентров

• Для серверов (SATA или SAS)

• Для настольных ПК

• Для ноутбуков

Покупать жесткий диск нужно строго под те задачи, которые ему предстоит выполнять. От этого зависит, насколько качественно он будет это делать. Для систем видеонаблюдения важно, чтобы HDD мог работать 24/7 и имел отключаемую проверку целостности (SATA Streaming Feature Set) для обеспечения высокой скорости записи.

Для серверов, скажем, важна такая характеристика, как MTBF (средняя наработка на отказ), а также наличие специфических инструментов вроде TLER (Time Limited Error Recovery), который позволяет сократить время восстановления после обнаружения ошибок. Это, кстати, напрямую влияет на производительность всего RAID-массива, в который обычно объединяют диски в серверных установках.

Такие диски, как правило, стоят дороже. Поэтому, даже если вы не привыкли экономить, покупка дорогого HDD совершенно не означает, что он будет полностью отвечать вашим потребностям. Вы просто рискуете переплатить на ровном месте и не воспользоваться тем, на что потратились.

CMR или SMR

Помимо собственно предназначения жесткие диски отличаются еще и по технологии записи. Сейчас распространены два типа: с CMR- (перпендикулярной) и SMR- (черепичной) записью. К сожалению, далеко не все производители указывают этот параметр характеристиках своих HDD.

Диски с SMR записывают данные по принципу крышной кровли, когда каждый последующий трек частично накладывается на предыдущий. Это своего рода способ увеличения плотности записи, который, однако, оказывает самое негативное воздействие на производительность накопителя. Ведь, чтобы переписать один трек, придется переписать и соседний с ним трек, и так далее. Но зато они содержат меньше пластин, потребляют меньше энергии и считаются более надежными, поэтому лучше подходят для хранения, когда не предполагается регулярной перезаписи файлов. 

CMR считается традиционным способом записи и не предполагает наложения треков друг на друга. При таком способе они записываются параллельно, за счет чего увеличивается их производительность. Но из-за большего количества пластин HDD с CMR, как правило, выделяют больше тепла. Но, если вы берете диск для видеозаписи или других сходных по нагрузкам и требованиям сценариев, других альтернатив, кроме CMR для вас быть не может.

Кэш жесткого диска

Еще один параметр, надобность в котором зависит от сценария использования, - кэш. Это выделенный сегмент памяти, который используется для буферизации данных. Благодаря ему жесткий диск может хранить какую-то информацию в оперативном доступе, что сокращает время обращения к ней. Для перемещения головки требуется дополнительное время, а кэш отдает данные мгновенно.

Кэша не может быть много. Как правило, это 32-128 МБ, реже - 256 МБ. Нельзя сказать, что он как-то критически влияет на быстродействие HDD в целом. Скорее он не дает скоростям жесткого диска проседать в сценариях, предусматривающих обработку больших объемов данных. Поэтому для серверов кэш имеет большую важность, и те, кто собирает такие системы, знают об этом лучше других.

Гелиевые жесткие диски

Жесткие диски действительно заполняют тем же гелием, которым надувают шарики

Некоторые производители предпочитают заполнять жесткие диски гелием. Его плотность в 7 раз ниже, чем у воздуха, и разряженная атмосфера позволяет снизить силу трения движущихся элементов и повысить точность позиционирования пишущей головки. Соответствующие исследования показали, что это положительно повлияло на срок службы HDD в корпоративной среде. А компании - такие как Netflix, Huawei и HP - активно использовали гелиевые жесткие диски в своих дата-центрах.

При этом важно понимать, что компании имеют строгий регламент замены серверного оборудования. Поэтому в их случае гелий просто не успевает диффузировать. Плюс нельзя забывать и об особых условиях эксплуатации, которые в дата-центрах сильно отличаются от домашних. Поэтому ориентироваться строго на гелиевые HDD для использования в ПК в качестве файловой помойки скорее всего не нужно.

Шум жесткого диска

Ну, и напоследок мы решили оставить более понятный всем параметр под названием шум. В отличие от SSD, подвижные компоненты жестких дисков во время работы издают определенные  звуки, которые могут раздражать приверженцев абсолютной тишины. Шум HDD зависит от ряда факторов, в числе которых и скорость вращения шпинделя, и повышенный нагрев, и неправильное позиционирование пишущей головки, не говоря уже о механических повреждениях.

Повлиять на шум жесткого диска самостоятельно чаще всего невозможно. Поэтому ориентируйтесь на характеристики HDD заранее. Как правило, все, что ниже 27 дБ, должно звучать “комфортно”. Шум в пределах 30 дБ может быть более ощутим, но все еще не раздражать, а вот громкость в 35 дБ и больше скорее всего покажется вам дискомфортной. Особенно, если компьютер будет стоять в непосредственной близи от вас, а сами вы слишком чувствительны к шумам.