現在の磁気ディスクは、単板ディスクと多板ディスクに分けることができます。前者はディスク本体にディスクが 1 枚だけありますが、後者は複数のディスクがあります。前述したように、データは各ディスクの両面に保存できるため、各ディスクには片面で読み取りと書き込みを行う 2 つのヘッドが必要です。ただし、1 つ明確にしておく必要があるのは、ディスクでは一度に 1 つのヘッドのみがデータの読み取りと書き込みができるということです。つまり、ディスク内のプラッタやヘッドの数がいくらであっても、ハードディスクのスループットや IO パフォーマンスを向上させることはできず、容量を増やすことしかできません。しかし、多くの人がすでにこの現状を変えることに取り組んでおり、磁気ヘッドがディスク内で同時に読み書きできるようにしたいと考えています。これは、パフォーマンスを向上させるためにディスクとディスクの間に RAID を形成するのと同じことです。ただし、このプロジェクトはまだ製品化できていません。

ハードドライブのパフォーマンスに影響を与える要因には次のようなものがあります。

(1) 回転速度: 回転速度は、連続 IO 時のハードディスクのスループット パフォーマンスに影響を与える主な要因です。データの読み書き時には磁気ヘッドは動きません。磁気ヘッドが対応するセクター内のデータを感知するかどうかは、完全にディスクの回転に依存します。したがって、ディスクの回転が速いほど、データ転送時間は短くなります。

連続 IO の場合、ヘッド アームのシーク数は非常に少ないため、スループットまたは IOPS 値を向上させるには、回転速度が主な影響要因となります。現在、ミッドエンドからハイエンドのハードドライブは通常 10,000 rpm または 15,000 rpm で動作します。最近、一部のメーカーは 20,000 rpm のハードドライブの実現を目指しており、すでに製品は完成していますが、最終的に普及するかどうかはまだわかりません。

(2) シーク速度: シーク速度は、ディスクのランダム IO パフォーマンスに影響を与える主な要因です。ランダム IO の場合、ヘッド アームは頻繁にトラックを変更する必要があり、データ送信に費やされる時間は、トラック変更に費やされる時間に比べて非常に短く、まったく同じ桁ではありません。したがって、ヘッド アームが非常に高速でトラックを変更できる場合、ランダム IOPS 値が増加します。現在のハイエンド ディスクの平均シーク速度は 10 ミリ秒未満です。

(3) 単一ディスク容量: 単一ディスク容量も、ディスクのパフォーマンスに影響を与える間接的な要因です。 1 枚のディスクの容量が大きいほど、同じ空間内のデータ量が多くなり、データ密度が高くなります。同じ回転速度とシーク速度の条件下では、データ密度が高いハードドライブの方が高いパフォーマンスを発揮します。同じオーバーヘッドの下では、単一ディスクの容量が大きいハード ドライブはより多くのデータを読み取るためです。現在、各メーカーは 1 枚のディスクの容量が 300GB を超えるハードドライブを開発していますが、まだ実用化されていません。

(4) インターフェイス速度: インターフェイス速度は、ハードディスクのパフォーマンスに影響を与える最も重要な要素ではありません。現在のインターフェイス速度は、理論的には、ディスクが達成できる最高の外部伝送帯域幅を満たしています。ランダム IO 環境では、ボトルネックはほぼ完全にシーク速度であるため、インターフェイス速度はさらに重要ではありません。ただし、ハイエンドのハード ドライブでは高速インターフェイスが使用されており、これが一般的です。

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