Perché gli HDD subiscono perdite di prestazioni a causa della riduzione della capacità?

Oggi stavo guardando il mio foglio dati HDD (un Western Digital da 500 GB WD5000BPKT) e ho notato che per tutta la sua famiglia, la riga "Performance" "Host to / from drive (sustained)" sta diminuendo nominalmente le prestazioni di lettura e scrittura a causa di un diminuzione della capacità:

Questo mi fa chiedere perché. Non ho notato alcun altro parametro che differisce in questa tabella tranne la capacità del dispositivo (da 750 GB a 160 GB). Ho anche cercato altre famiglie e ho riscontrato lo stesso comportamento (Samsung e Seagate non mostrano questi parametri prestazionali nei loro fogli dati).

Quindi, considerando che tutti i dischi appartengono alla stessa famiglia e sono essenzialmente gli stessi, qualcuno conosce l'esatta ragione fisica di questo comportamento?

La densità di archiviazione dei dischi rigidi più grandi è superiore alla densità di quelli più piccoli. Con la stessa velocità di rotazione (7200 RPM), ciò significa che i dati possono essere letti / scritti più velocemente.

Dalla memoria densità di storage # Effetti sulle prestazioni - Wikipedia, l'enciclopedia libera :

L'aumento della densità di archiviazione di un supporto migliora quasi sempre la velocità di trasferimento alla quale quel supporto può operare. Ciò è più ovvio se si considerano vari supporti basati su disco, in cui gli elementi di archiviazione sono sparsi sulla superficie del disco e devono essere fisicamente ruotati sotto la "testa" per poter essere letti o scritti. Una maggiore densità significa più dati si sposta sotto la testa per ogni dato movimento meccanico.

Considerando il floppy disk come esempio di base, possiamo calcolare l'effettiva velocità di trasferimento determinando la velocità con cui i bit si muovono sotto la testa. Un floppy disk standard da 3½ "gira a 300 rpm e la traccia più interna è lunga circa 66 mm (raggio di 10,5 mm). A 300 rpm la velocità lineare del supporto sotto la testa è quindi di circa 66 mm x 300 rpm = 19800 mm / minuto o 330 mm / s. Lungo quella traccia i bit sono memorizzati con una densità di 686 bit / mm, il che significa che la testa vede 686 bit / mm x 330 mm / s = 226.380 bit / s (o 28,3 KiB / s) .

Consideriamo ora un miglioramento del design che raddoppia la densità dei bit riducendo la lunghezza del campione e mantenendo la stessa spaziatura della traccia. Ciò comporterebbe immediatamente un raddoppio della velocità di trasferimento perché i bit passerebbero sotto la testa due volte più velocemente. Le prime interfacce per floppy disk erano state originariamente progettate tenendo conto delle velocità di trasferimento di 250 kbit / s e già erano sovraperformate con l'introduzione dei floppy "ad alta densità" da 1,44 MB (1.440 KiB) negli anni '80. La stragrande maggioranza dei PC includeva interfacce progettate per unità ad alta densità che funzionavano invece a 500 kbit / s. Anche questi sono stati completamente sopraffatti da dispositivi più recenti come l'LS-120, che sono stati costretti a utilizzare interfacce ad alta velocità come IDE.

(enfatizzare il mio)

Bene, tutte le unità hanno presumibilmente le stesse dimensioni (come in altezza, larghezza, profondità). Pertanto, per adattare un maggior numero di dati a tale dimensione, è necessario comprimere i dati a densità maggiore.

Le parti mobili (come la testa) negli HDD molto probabilmente si muovono tutte alla stessa velocità.

Pertanto, se si aumenta la densità dei dati, ma la velocità con cui si sposta su tali dati rimane costante, si aumenta la velocità complessiva.

Credo che Advanced Format si riferisca all'uso di settori 4k invece di 512byte. Tra le altre cose, questa modifica ha comportato la necessità di utilizzare un minor numero di bit sul piatto per i codici ECC. Di conseguenza, è necessario leggere un numero leggermente inferiore di bit per ottenere una determinata quantità di dati dall'unità; con tutto il resto uguale, ciò comporterebbe una velocità di trasferimento massima leggermente superiore. Questa è probabilmente la spiegazione della differenza tra le due unità da 500 MB.

Bene, solo un'ipotesi selvaggia, ma:

Un hard disk è diviso in più tracce, ognuna divisa in più blocchi ugualmente grandi.

Durante la lettura dei dati, un disco rigido sposta prima la testa sulla traccia giusta e quindi attende che il disco abbia ruotato sul blocco giusto. Per una lettura consecutiva di file più grandi che si estendono su più blocchi e tracce, questo movimento deve avvenire abbastanza spesso. (ancora di più con una maggiore frammentazione)

Le unità più grandi hanno una maggiore velocità di dati memorizzati su ciascuna traccia o contengono un disco aggiuntivo. In questo modo la testa non è costretta a spostarlo spesso, il che aumenta efficacemente la velocità di trasferimento.

(leggi i tempi di accesso su wikipedia )

Oltre a densità di bit più elevate, un'altra possibile risposta è che i dischi rigidi di dimensioni maggiori hanno PIÙ piatti / dischi. Con più piatti si vedono più bit contemporaneamente senza dover spostare le testine di lettura. Inoltre, alcune unità vanno su piatti a 2 facciate con lo stesso effetto