rendimiento y mitos de los discos duros

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rendimiento y mitos de los discos duros

Notapor Sor_Zitroën » Vie Abr 01, 2011 12:02 am

Para que no se sigan mezclando temas diferentes en un mismo hilo, creo éste para seguir hablando del tema.

Con el último comentario de Newhack queda bastante claro lo que había comentado antes, pero de todas maneras tengo que seguir estudiando el tema. Más que nada porque aunque (con lo que sé ahora) las rpms y la densidad de bits son los parámetros más importantes para determinar la tasa de transferencia, no son los únicos. También interviene el tiempo de acceso y supongo que algo más.

La cuestión es que tengo que hacer un trabajo sobre hardware, así que aprovecharé para leerme un libro que tiene buena pinta. A partir de ahí estudiaré mejor el tema de los discos duros, e iremos viendo algunos mitos y confusiones: controladora vs HBA, IDE vs ATA y alguna más.

Finalmente haré un texto para el trabajo, así que si aquí no se tocan algunos temas el que quiera el fichero que me lo pida, que ahí constará todo. Cosas como funcionamiento del disco duro aplicado a los sistemas de ficheros (write barriers), pros y contras de las cachés, etc.


Bebbop escribió:Normalmente la densidad del disco es mucho mayor que la tasa de transferencia del bus... así que la limitación la tendrás en el interface de comunicación (dejando de lado de temas de cache y tiempos de acceso al disco).

La tasa viene determinada por la densidad, y no, la limitación no suele estar en la interfaz (otra cosa normalmente mal entendida). Las interfaces en SATA, por ejemplo, van de 150 MB (SATA I) a 300 (SATA II) y finalmente 600 MB/s (SATA III). Un disco duro más o menos estándar suele tener una transferencia de 90-100 MB/s* y eso usando la caché, así que el cuello de botella está en la tasa de transferencia, no en la interfaz. Usease, que en un SATA III ni te cuento.

* por supuesto no es una regla de oro, depende de discos.


Bebbop escribió:Lo que te puede ayudar la densidad es en disminuir el tamaño del disco ya que puedes meter mas bits en menos espacio.

Totalmente de acuerdo :)


Bebbop escribió:Si me dices que un disco de 5400 rpm FC (que no existen) es más rápido que un disco 7200 rpm SATA te diría que posiblemente pero aquí no interviene la densidad sino el interface.

No, es por la densidad de bits.


Bebbop escribió:al fin y al cabo lo único en que me fijo al comprar cabinas es en el tamaño, interface, cache, etc, para sacar el número de IOPs nunca me fijo en la densidad de los discos.

Casi que es bueno empezar a fijarnos en más parámetros, porque hay bastantes mitos y mentiras sobre el tema de los discos duros.

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Re: rendimiento y mitos de los discos duros

Notapor Bebbop » Vie Abr 01, 2011 12:10 pm

Voy a poner un par de ejemplos, que a veces me explico muy mal.

Cogemos dos candidatos de Seagate con las mismas características donde solo cambia las rpm:
- Seagate Cheetah® 15K - 600 GB - SAS 6Gb/s
    - Densidad: 225Gb/in2
    - Transferencia Máxima sostenida: 204 MB/s
- Seagate Cheetah® 10K - 600 GB - SAS 6Gb/s
    - Densidad: 225Gb/in2
    - Transferencia Máxima sostenida : 150 MB/s
En este caso lo que varia es el acceso a disco y la cantidad de I/O hasta aquí es lógico.

Ahora cogemos otro disco de Seagate con mas densidad mismo interface:
- Seagate Constellation® ES 7200rpm - 500 GB - SAS 6Gb/s
    - Densidad: 324Gb/in2
    - Transferencia Máxima sostenida: 147 MB/s
La tasa de transferencia es inferior al de 10K aunque tenga una mayor densidad, la diferencia en el tiempo de acceso son descomunales.

Los datos que comentas de 600MB/s son el mejor caso y de forma secuencial, la transferencia que pongo es de acceso aleatorio (los cheetah son los discos de alta gama de Seagate)

Con esto lo que quiero decir es que la densidad del disco no lo veo un factor critico para determinar el numero de IOPs, que es lo que verdaderamente importa, para calcular las IOPs de un disco hay que tener en cuenta las rpm, latencia y tiempo de búsqueda.
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Re: rendimiento y mitos de los discos duros

Notapor Sor_Zitroën » Vie Abr 01, 2011 12:51 pm

Con los ejemplos de los Cheetah que has puesto se ve que a igual densidad, la transferencia se incrementa cuanto mayor sea la velocidad.


Bebbop escribió:La tasa de transferencia es inferior al de 10K aunque tenga una mayor densidad, la diferencia en el tiempo de acceso son descomunales.

El Constellation tiene una mayor densidad, pero también una menor velocidad. Y la transferencia es prácticamente igual (3 MB/s menos). Se te ha pasado mirar las rpms, por lo tanto se ve que sí que es un factor crítico.

Y sobre lo que comentas del tiempo de acceso, ¿de dónde sacas la información? No la veo :|
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Re: rendimiento y mitos de los discos duros

Notapor vlan7 » Vie Abr 01, 2011 1:01 pm

Quizás es que el ejemplo que propone Bebbop es la excepción que confirma la regla. Vamos, lo que Sor comenta de que no es una regla de oro.

Ya que se nombran las rpm como factor, a mí se me quedó grabada una frase de Brian Carrier, de su libro File System Forensic Analysis.

"Inside the disk is an arm that moves back and forth, and it has a head on the top and bottom of each platter that can read and write data, although only one head can read or write at a time".

He estado leyendo sobre write barriers. De lo poco que he podido leer, me ha parecido interesante esto aplicado a kernels recientes de Linux.

Este hilo promete, siempre sentí una fuerte atracción hacia todo lo que suponga derribar mitos. Yo aprendo.

Saludos y suerte con ese trabajo. ¿Dónde hay que apuntarse para ser leecher del texto? :badgrin:
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Re: rendimiento y mitos de los discos duros

Notapor Bebbop » Vie Abr 01, 2011 2:32 pm

Y sobre lo que comentas del tiempo de acceso, ¿de dónde sacas la información? No la veo

De las especificaciones técnicas del disco. En la pagina de Seagate están los pdfs
Cheetah 15k: http://www.seagate.com/staticfiles/supp ... 16226d.pdf
Cheetah 10k: http://www.seagate.com/staticfiles/supp ... 16228d.pdf
Cheetah 7200: http://www.seagate.com/staticfiles/supp ... 50925a.pdf

El Constellation tiene una mayor densidad, pero también una menor velocidad. Y la transferencia es prácticamente igual (3 MB/s menos). Se te ha pasado mirar las rpms, por lo tanto se ve que sí que es un factor crítico.

Claro, es lo que preguntaba (si un disco con más densidad y menos velocidad rpm era más rápido que un disco de menos densidad mayor velocidad rpm).
Los 3 discos son SAS de 6GB/s (bus) y su transferencia, teórica en el mejor de los casos (de forma lineal), son 600 MB/s para los 3, mismo interface misma tasa de transferencia teórica.
La tasa de transferencia del Constellation es similar al de 10k, correcto, pero el acceso a disco es muy elevado con lo cual las IOPs resultantes son mucho más bajas que el de 10k. (Si la diferencia fuera tan pequeña Seagate no dispondría de dos hd de similares características con precios tan dispares :P ).

Justamente he encontrado una calculadora de IOPs, no sabia que existian yo siempre lo he realizado a manubrio.
http://www.wmarow.com/strcalc/

Lo que quiero decir con esto es que discos con la misma capacidad, mismo bus, mismo cache, mismo interface... todo igual pero con diferente densidad, pienso, que no es mas rápido el que mas densidad tiene ya que la limitación esta en el bus/interface/cache, etc.

Ojo! que quizás me equivoco pero soy muy cabezón :embudito:
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Re: rendimiento y mitos de los discos duros

Notapor Sor_Zitroën » Sab Abr 02, 2011 12:15 pm

Bebbop, voy a tardar en contestar porque antes quiero leerme todo lo relativo a rendimiento del libro que antes he comentado. Más que nada para poder aportar más al hilo, porque sino vamos a estar defendiendo las mismas ideas hasta la saciedad aportando poco.

Cuando pueda contesto con lo que haya estudiado.
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Re: rendimiento y mitos de los discos duros

Notapor Newhack » Dom Abr 03, 2011 7:47 pm

Sor_Zitroën escribió:La cuestión es que tengo que hacer un trabajo sobre hardware, así que aprovecharé para leerme un libro que tiene buena pinta.
Si que promete, si. me recuerda a un tocho de libro que tengo desde hace muchos años y que aprecio mucho por la información que trae. Tiene un indice parecido a este.
Creo que cierta librería recibirá una visita mia, a ver si lo tienen.

Vlan7 escribió:Saludos y suerte con ese trabajo. ¿Dónde hay que apuntarse para ser leecher del texto? :badgrin:
Hombre, pues si se trata de aprender sobre estándares del hardware, buses, protocolos y demás, casi que yo también me apuntaría, que luego va bien para hurgarles, y estoy muy atrasado sobre el tema este.
(Con decirte que aún no me había enterado que hay tres "tipos" distintos de sata ya te lo digo todo).

Y con respecto a este hilo y sus links, me lo guardo para leerlo bien luego. si acaso ya comentaré en la próxima conexión.
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Re: rendimiento y mitos de los discos duros

Notapor vlan7 » Dom Abr 03, 2011 8:24 pm

Mírate bien el número de edición Newhack, escoge el que más se adapte a tus necesidades. Por lo que he visto, la vigésima es la ultima. Pero existe una versión deluxe de la número 19, que es el link que puso Sor.

Saludos.
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Re: rendimiento y mitos de los discos duros

Notapor Bebbop » Lun Abr 04, 2011 9:40 am

Sor_Zitroën escribió:Bebbop, voy a tardar en contestar porque antes quiero leerme todo lo relativo a rendimiento del libro que antes he comentado. Más que nada para poder aportar más al hilo, porque sino vamos a estar defendiendo las mismas ideas hasta la saciedad aportando poco.

Cuando pueda contesto con lo que haya estudiado.
Saludos


Ok, no hay problema, yo de paso a ver si veo a un compañero que es especialista en cabinas y le hago la pregunta, a ver si puede aportar documentación, o sino Grulla también entiende de este tema a ver si lee el hilo y aporta alguna info.
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Re: rendimiento y mitos de los discos duros

Notapor Newhack » Mar Abr 05, 2011 7:04 pm

Vlan escribió:Mírate bien el número de edición Newhack, escoge el que más se adapte a tus necesidades. Por lo que he visto, la vigésima es la ultima. Pero existe una versión deluxe de la número 19, que es el link que puso Sor.
Gracias.


A Sor_Zitroën : Hoy se me ocurrió bajarme la ficha del disco ese del FreeBsd que comento en otro hilo, y mira por donde encontré un link que a lo mejor te interese,

http://www.seagate.com/content/pdf/whit ... nology.pdf
Esto pertenece a:
http://www.seagate.com/ww/v/index.jsp?v ... 04090aRCRD

Como mínimo resultará curioso de leer.



[EDIT] Otra cosa. ¿Recordais aquel video del "get perpendicular" de hace unos años?, a posteriori me fijé en esto:
Key Advantages
• First 3.5-inch drive to utilize capacity- and reliability-boosting perpendicular recording technology.
Hasta este disco parece que no lo hicieron efectivo!. vaya.

[/EDIT]
Última edición por Newhack el Mié Abr 06, 2011 12:39 pm, editado 1 vez en total
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Re: rendimiento y mitos de los discos duros

Notapor Sor_Zitroën » Mar Abr 05, 2011 11:44 pm

Te agradezco el enlace ;)
Me lo he guardado, otra cosa es que tenga tiempo para leerlo. Por cierto, en breve postearé lo que he estudiado sobre el tema de discos.
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Re: rendimiento y mitos de los discos duros

Notapor Sor_Zitroën » Vie Abr 08, 2011 2:07 pm

Uno de los mejores indicadores de rendimiento es el precio.

La velocidad de un disco se mide de dos formas:

  • promedio de transferencia
  • tiempo medio de acceso


Promedio de transferencia

Es probablemente el dato más importante para saber el rendimiento de un disco, pero debido a que se proporcionan varios valores (hasta siete) suele ser un dato que resulta confuso.

La velocidad media de transferencia es inferior a la de la de interfaz (en caso de SATA 150, 300, 600), por lo tanto no hay que dejarse engañar creyendo que la velocidad del disco viene determinada por la interfaz. La transferencia media hace referencia a la velocidad a la que el disco lee o escribe datos, y la de la interfaz indica cómo de rápido se mueven los datos entre la placa base y el buffer del disco.

Los promedios de transferencia tienen un máximo y un mínimo debido al ZBR. Los promedios raw hacen referencia a lo rápido que se lee de disco, pero incluye todos los bits (intersector, ECC, ID); en cambio los formatted representan el verdadero promedio de velocidad, ya que trabaja con los datos de usuario.

Algunos fabricantes sólo proporcionan los promedios de transferencia raw, pero se puede calcular los los promedios de datos formatted porque suelen ser 3/4 partes de los raw.

Los dos factores principales que determinan el promedio de transferencia son la velocidad de rotación y la densidad (sectores por pista). En el caso de dos discos con igual velocidad, la transferencia es mayor en el que tiene mayor velocidad de rotación; y en caso de igual densidad, la mayor transferencia la tiene el de mayor densidad. Pero es necesario tener en cuenta que un disco de mayor densidad puede ser más rápido que otro que gire a mayor velocidad.

Para ser exactos, hay un pequeño beneficio en interfaces de transferencia más rápida. Los datos del buffer de disco se transfieren a la placa base a la velocidad de la interfaz, en vez de la velocidad promedia.


Tiempo de búsqueda medio

Cantidad de tiempo promedio en ms que toma mover las cabezas de un cilindro a otro a una distancia aleatoria. Es un indicador claro de las capacidades del mecanismo accionador de la cabeza.


Latencia

Tiempo medio que toma a una cabeza situarse en un determinado sector de una pista. Es un factor en el rendimiento de lectura y escritura de un disco, ya que decrementando la latencia se incrementa la velocidad de acceso a los datos y se consigue aumentando la velocidad a la que giran los platos.

Incrementando la velocidad de los discos se incrementan el promedio de transferencia de datos después de que las cabezas lleguen a los sectores deseados.


Tiempo medio de acceso

Es la suma de la velocidad de acceso y la latencia, y se expresa en ms. Proporciona la cantidad total de tiempo promedio que se requiere para acceder a un sector aleatorio.


Cache

Antiguamente se utilizaban programas de caché de disco que ponen un hook en la interrupción de disco de la BIOS e intercepta las lecturas y escrituras. La mayoría de las controladoras actuales tienen algún caché en hardware que no intercepta ninguna interrupción de la BIOS.
Una caché no afecta al verdadero promedio de transferencia que un disco admite.



Resumen

El promedio de acceso viene determinado por la densidad y velocidad de rotación. Y el tiempo de acceso por el mecanismo accionador de las cabezas y la velocidad de rotación.

Considero que con esto está bastante más claro el tema.
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Re: rendimiento y mitos de los discos duros

Notapor Arakiss » Mar Abr 12, 2011 12:43 pm

Hola:

La verdad es que ahora lo entiendo mejor , y si fuera posible hacer unos benchmark todo quedaría mucho mas claro...

Un saludo y gracias por la informacion! :)
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Re: rendimiento y mitos de los discos duros

Notapor Bebbop » Mar Abr 12, 2011 3:02 pm

Mas info:
http://www.pctechguide.com/hard-disk-ha ... seek-times

Igualmente creo que hablamos de conceptos diferentes ya que el interface y la cache si que impacta en la tasa de transferencia del disco y tu hablas que la interfaz y la cache no impacta. ¿Te refieres a la tasa de transferencia en el cabezal?

Al fin y al cabo yo lo mido en IOPs, como dije anteriormente, que es en lo que realmente te tienes que fijar.
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Re: rendimiento y mitos de los discos duros

Notapor Sor_Zitroën » Mar Abr 12, 2011 10:51 pm

No, no hablamos de conceptos diferentes; la caché es la caché y la interfaz es la interfaz. Y sobre la tasa de transferencia, sí, es la velocidad a la que se lee/escribe. Y eso implica el cabezal, claro.

Creo que esto ya está muy hablado, yo he aportado lo que sabía y lo que he estudiado más tarde. Cada uno que saque sus conclusiones.
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