THG.RU | Поиск Поиск Поиск | Новости | Видеокарты | Процессоры | Материнские платы | Мониторы | Аудио/видео | HDD и CD/DVD | Собери сам | Игры | Софт | Домашний ПК


Клуб экспертов THG.ru   

Вернуться   Клуб экспертов THG.ru > Общие форумы / Курилка > О жизни...

Регистрация Правила форума FAQ форума Справка Пользователи Поиск Сообщения за день Все разделы прочитаны

О жизни... Здесь можно говорить абсолютно обо всем! Флудить и заниматься всякими глупостями... Просьба не налегать на тряпки... Модераторы будут принюхиваться, не курит ли кто смесь мокрых и гнилых. К уличенным будут применяться карательные меры.

Ответ
 
Опции темы Опции просмотра
Старый 19.01.2018, 22:09   #1
Меню пользователя akaR_H_Killer
Старожил
  
Путеводитель для «чайников». Часть 25. Корпус ПК и крепление HDD

Часть 25. «Mandamus Habeas Corpus»
Нет крепления, кроме винтового
И Архимед пророк его

«Хрупкий, дорогой и не самый эффективный продукт, который больше походит на выставочный образец, но именно поэтому его можно назвать элитным». Так в одной из статей охарактеризовали устройство за 999$. У него еще панель из стекла с зеркальным покрытием. Похоже на iPhone, но нет.
Четырнадцатикилограммовый вещЪ

«Выбираем самый элитный корпус для ПК» (2014)

«При включении внутренней подсветки корпуса In Win Tou зеркальные панели приобретают дымчатый оттенок. Данная модель определённо заслуживает места на специализированной выставке».

Почему так дорого?
Кабанчик весит немало. Но стоимость металла никак не влияет на три девятки.
Корпус в лекалах


Для простоты расчетов примем, что все детали корпуса изготовлены из листовой стали одной толщины в количестве 1,25 кв.м. при плотности 8 т/куб.м.
Можно считать точнее, учитывая, что в готовом корпусе физически металла меньше, чем фактически пошло на изготовление: отрезка, вырубка, пробивка, высечка, гибка, вытяжка, отбортовка, обжим, припуск, напуск и т.п. Однако, стоимость отходов также войдет в себестоимость конечного продукта.

В общем, примем исходные, при которых масса корпуса в кг кратна целому числу.

Табл.1 Стоимость по цене металла

Если пойти другим путем.
Поскольку при неизменной конструкции корпуса техпроцесс остается прежний, то увеличение розничной цены в зависимости от толщины металла можно примерно рассчитать на основе произвольно взятой цены магазина, принятой за базовую.

Табл.2 Стоимость через базовый корпус


Простейший способ увеличить массу - сделать нижний сегмент корпуса ПК из чугуна. Берем пятикилограммовый корпус, заливаем дно чугунием, получаем 15 кг с общими затратами на металл около 1000р.
Однако так делать не хотят. Потому что на шум HDD это влияет слабо. К тому же, больше прибыли получают на более дорогом продукте. А дорогой продукт должен быть весомым в прямом смысле слова, иначе клиент не поймет, за что платит.
Balance-management & Washing-modding

«Противовес относится к средствам для гашения колебаний.

Недостатком противовеса, выполненного из чугуна, является высокая стоимость вследствие изготовления его из чугуна.
Наиболее близким аналогом является противовес, выполненный из бетона. Вследствие применения более дешевого материала противовес имеет меньшую стоимость.
Полимерный противовес выполнен прессованием предварительно разогретой смеси компонентов, включающей мас.%: полиэтилен - 20, краситель - 1, песок - 79.
Полимерные противовесы дешевы, прочны и долговечны.»
Clarity: Wet Order

Свои аппараты тюнинговали еще наши бабушки


Внуки переняли умение



Даже в таких высокоточных агрегатах как стиральные машины не идут по пути увеличения массы корпуса как такового. Что говорить об HDD, который представляет собой алюминиевую чушку, внутри которой стеклянные тарелки на железной палке.
Добавление противовеса к HDD окажет тот же эффект

Слева направо: винтовое крепление; неэластичное или эластичное подвешивание; эластичное подвешивание

Голубым цветом – HDD, зеленым – противовес. Между противовесом и жестким диском - воздушный зазор конвекции.
Боковые корды к противовесу – для предотвращения ударов по стенкам корзины или смещения HDD в случае наклона/транспортировки.

Роль килограммовых противовесов отрицать не следует, но производитель идет и другим путем.
Куплены два одинаковых диска. Почему шумят по-разному?

Балансировка пакета пластин с-образным куском проволоки массой 1 или 2 грамма»
«Следует принимать во внимание, что использование двух уравновешивающих масс, например, смещение относительно друг друга как относительно оси вращения, так и в разных плоскостях вращения, может быть использовано для получения произвольно точного баланса. Например, если точно выверенные массы размещены правильно, то дисбаланс сборки жесткого диска может быть скорректирован с точным приближающимся совершенством.

Не всегда необходимо точно противостоять балансу узла диска. Несмотря на то, что сборка диска очень быстро работает, скорость вращения не бесконечна. Кроме того, установка дискового узла также не идеальна. Следовательно, в общем случае работа жесткого диска не требует идеально сбалансированной сборки диска, а требует только того, чтобы сборка диска была сбалансирована с точностью до некоторого ненулевого допуска.» Оффтоп

Обратим внимание на следующее:
«Не всегда необходимо точно противостоять балансу узла диска. Несмотря на то, что сборка диска очень быстро работает, скорость вращения не бесконечна. Кроме того, установка дискового узла также не идеальна. Следовательно, в общем случае работа жесткого диска не требует идеально сбалансированной сборки диска, а требует только того, чтобы сборка диска была сбалансирована с точностью до некоторого ненулевого допуска».
Что значит - «до некоторого ненулевого допуска»?

По конвейеру на операцию балансировки приходит HDD «A», у которого, к примеру, необходимо использовать массу 1,5 грамма, которая точно уравновешивает дисбаланс. Однако производитель - «сокращая затраты и повышая производительность» - из набора балансиров может выбрать или массой 1,0 грамм, или 2,0 грамм. Это «худший» вариант балансировки: 2,0-1,5=0,5 грамм (25% от 2 грамм) или 1,5-1,0=0,5 грамм (50% от 1 грамма).
Следом приходит HDD «Б», у которого для устранения дисбаланса необходимо использовать массу ровно 2,0 грамма. Это «идеальный» вариант балансировки (0% от 2 грамм).
Затем HDD «В», у которого необходимо использовать массу 0,357 грамма. Выбор между использовать балансир 1 грамм или не использовать.
И, наконец, HDD «Г», у которого 0,722 грамма. Выбирается балансир 1 грамм: 1,0-0,722=0,278 грамм (27,8% от 1 грамма).
Получаем:
- «худший» вариант балансировки (от 30% до 50%)
- «удовлетворительный» (от 10% до 30%)
- «идеальный» (от 0% до 10%)
Или:
- «А-а, сойдет» (от 40% до 50%)
- «Худший» вариант балансировки (от 20% до 40%)
- «Удовлетворительный» (от 10% до 20%)
- «Лучший» (от 0% до 10%)
- «Идеальный» (0%)
Классификация HDD

«Отличительная и неустранимая особенность жёстких дисков как класса оборудования – разброс индивидуальных характеристик. Не существует двух абсолютно одинаковых накопителей. Сошедшие с одного и того же конвейера экземпляры могут заметно различаться по шуму, нагреву и даже производительности, что обусловлено случайными отклонениями в качестве комплектующих и сборки.

В первую очередь влияет механика: магнитные головки, пластины, двигатели и т.п. на сборочную фабрику поступают уже со значительным разбросом параметров. В ходе технологического процесса (а сборка преимущественно ручная, с многоступенчатым контролем) одни разбросы нивелируются, зато другие добавляются, и всё это дает в итоге довольно пёструю картину. Таковы издержки массового производства сложной продукции.

Чтобы сделать состав партий ЖД более однородным, все готовые накопители после выходного тестирования подразделяются на три класса (grade) – A, B и C. Можно сказать, что это высший, первый и второй сорт по принятой ранее классификации.

В класс А включаются отборные экземпляры со стабильными и наиболее высокими характеристиками, порой превосходящими заявленные в спецификации. Производительность у них максимальная, уровень отказов низок, а заводская гарантия может быть продлённой. Цена же сравнительно высока.

Класс В предназначен для рынков развитых стран (Северная Америка, Западная Европа, Япония и некоторые страны Юго-Восточной Азии). Диски этого класса не имеют замечаний при тестировании, однородны по качеству и часто продаются в коробочной упаковке наподобие видеокарт.

В класс С включены, как легко понять, все остальные диски. Они поступают на развивающиеся рынки, не имеющие пока большого значения в мировом масштабе, и чувствительные к цене. Таковым является и российский рынок: практически все ЖД, которые можно встретить у нас в продаже, относятся к классу С.

Покупателя такие изделия радуют дешевизной, однако их качество менее стабильное, в частности, сюда включаются урезанные экземпляры (если при тестировании выявляются дефекты по той или иной головке, то она программно отключается с уменьшением ёмкости). Также в класс C попадают ЖД, которые прошли технологический контроль «на троечку» – с теми или иными отклонениями (в их числе замедленное позиционирование, меньшая температурная стабильность, повышенный уровень внутренней коррекции данных и т.п.).

Понятно, что уровень сбоев и отказов в классе С несколько выше, а средний срок жизни – меньше. Ряд второстепенных характеристик, прежде всего шум и нагрев, могут быть хуже заявленных; наблюдается и повышенная чувствительность к условиям эксплуатации. Вместе с тем, эти диски вполне пригодны для эксплуатации, и на них действует стандартная гарантия производителя (впрочем, нередко уменьшаемая неавторизованными продавцами).»

или

«Fujitsu определяет несколько классов для жестких дисков:

Economic (ECO). Диски в этом классе имеют низкую цену за единицу. Уровень производительности и надежности этих дисков определяет их предназначение для систем начального уровня. Они должны использоваться в некритических областях с низким трафиком ввода/вывода и умеренными требованиями к скорости. Высокие нагрузки могут привести к ухудшению их надежности.

Business Critical (BC) или Nearline. Диски в этом классе предлагают высокую емкость с минимальной стоимостью за 1 ГБ. Они предназначены для обеспечения хорошей производительности и подходящей надежности.

Enterprise (EP). Диски этого класса обеспечивают максимальную производительность и надежность. Они разработаны, чтобы справиться с максимальной рабочей нагрузкой.

SSD Enterprise Performance/Mainstream. Эти накопители предлагают наилучшую производительность и срок службы в сегменте SSD и, таким образом, идеально подходят для использования в системах с высокими требованиями в отношении «цена /пропускная способность ввода/вывода».


Бывает, что по злому року судьбы приобретен HDD из группы «сойдет и так», которые для российских дискофилов чуть менее чем полностью класс «С». На ComputerUniverse специально обученный сотрудник BND следит за отправкой в бывшие республики СССР дисков указанной категории.

Если винчестер совсем достал

«Первое, что пришло в голову - это поменять 70-долларовый корпус Compucase на более дорогой от ChiefTec LBX - в полтора раза больший по размерам, в два раза более тяжёлый, с креплением винчестеров на полозьях. Тем более, что он выглядел более статно и имел более удобный доступ к своим внутренностям. К тому же, масса корпуса почти в 20 раз превышала массу винчестера, так что вибрация должна была гаситься ещё на подходе. Каково же было моё удивление, когда вся эта махина, утяжелённая по-максимуму (я поставил в корпус все винчестеры, которые только были под рукой), приводилась в движение тем же маленьким Maxtorом.

Корпус вибрировал так же, как предыдущий, не помогало ничего - ни смена положения винчестеров, ни их отключения. Работая рядом друг с другом, MaxLine III и DiamondMax Plus 9, заставляли задумываться о покупке более тихого винчестера, но выкидывать HDD класса Enterprise очень не хотелось - неужели мы не сможем победить эту вибрацию? Ведь сейчас на рынке столько различных аксессуаров для снижения шума и вибрации? Беглое изучение предложения на рынке, вспоминание законов физики, - и мы готовы пойти крестовым походом на вибрацию винчестеров.

Сразу скажу, что варианты подвески жёсткого диска на резиночках, как и любые другие способы исправления ситуации своими руками были отрезаны - мы верим в современные достижения индустрии, поэтому рассматриваем только то, что вы можете купить в магазинах.»

Проблему решили приобретением Scythe Quiet Drive за 69$.

Производители Cooler Master Cosmos II «весом в районе 22 кг» за 500 долларов пошли тем же путем: Cosmos II по сути большой Scythe Quiet Drive - совокупность виброразвязки и шумоизоляции. Если бы его сделали просто стальным, то 30 кг металла обошлись бы в 60$.
Cooler Master Cosmos II

«В конструктиве органично сочетаются алюминий, пластик и сталь. Шасси практически целиком стальное — и это понятно: тут нужна прочность; из алюминия, кроме упомянутых дверцы и щитка, сделаны верхние и нижние дуги, даже боковые дверцы являются сложной конструкцией из пластиковых и металлических элементов.

В случае Cosmos II разумнее говорить не столько о боковых панелях, сколько о боковых стенках. В случае других корпусов обычно используются стальные панели толщиной 0,6 или 0,8 мм, но у данного корпуса мы получаем толщину стенок в несколько сантиметров композитного пластика с алюминиевым внешним покрытием».

Все для виброшумоизоляции. Более дорогой алюминий – не только для облегчения конструкции. И производители намеренно идут на удорожание продукта в пользу снижения веса. У алюминия ниже звукопроводность, что лучше сказывается на шумности корпуса ПК. Как пример, звук удара по куску трубы из стали слышен дальше и дольше, чем из алюминия.
Звукопроводность металлов

Все металлы звучат по-разному: у одних — низкая звукопроводность, а у других — высокая. Если, скажем, сделать колокол из свинца, звучание его будет напоминать звуки пустой деревянной бочки: у свинца низкая звукопроводность.

Широко известны выражения «серебряный звон» и «серебряный голос». Казалось бы, что именно серебро имеет незаурядные музыкальные способности и нет металла звонче его. Но это не так: у серебра очень низкая звукопроводность. Его лишь изредка вводили в состав колокольного сплава, и то чисто символически. Истинными же способностями издавать мелодичные звуки обладает медь, вернее, сплав на ее основе — бронза (сплав меди с оловом).

«Характерный признак внешности этого корпуса — металлические рейлинги. На них корпус стоит на полу через резиновые прокладки».
«Крепление блока питания располагается на подложке из пенистой резины».

Подложка из пенистой резины – по логике сторонников жесткого крепления - должна отрицательно влиять на срок службы БП.

Без виброразвязки простое увеличение массы корпуса малоэффективно.

О массе корпуса в обзорах

Coolermaster CM Stacker 820
Недостатки:
- тяжёлый (17 кг);

Thermaltake Tai Chi
Недостатки:
- тяжёлый (20 кг);

Antec P160
Преимущества:
- очень лёгкий (6 кг)
- каретки HDD с поглощением вибрации

Casetek C1020
Преимущества:
- все приводы используют направляющие с защитой от вибраций
Недостатки
- вес (корпус имеет несколько громоздкий внешний вид и весит 8,5 килограмм.)

Chieftec BX-01
Преимущества:
- все приводы имеют направляющие с защитой от вибрации
Недостатки:
- вес (14,5 кг)

Coolermaster Wavemaster
Для своего корпуса Wavemaster Coolermaster использовала лёгкий алюминий, в результате чего вес корпуса составил 8 килограмм.
Преимущества:
- лёгкость установки комплектующих
Недостатки:
- относительно тяжёлый

Revoltec Midi Tower
Недостатки:
- вес (11,7 кг)

Thermaltake XaserV V5000A
Возможно, Thermaltake Xaser V является самым тяжёлым корпусом на рынке. Пустой корпус весит впечатляющие 17 килограмм
Преимущества:
- все приводы имеют направляющие, поглощающие вибрацию
Недостатки:
- тяжёлый

Yeong Yang YY-5603
Преимущества:
- защита от вибрации жёстких дисков

Логическое развитие тема виброизоляции нашла в линейке Antec.
«В то время как в нижнюю корзину четыре жестких диска просто вертикально прикручиваются через мягкие амортизирующие прокладки, в верхней используются дополнительные салазки. Диск крепится (опять же, через амортизирующие прокладки) к салазкам, а уже они устанавливается в корзину».
Пользователи давно реализовывали подручными средствами «варианты подвески жёсткого диска на резиночках, как и любые другие способы исправления ситуации своими руками».
Что ж, веря в современные достижения индустрии, рассмотрим только то, что можно купить в магазинах.
Antec Sonata Plus 550

«В данном корпусе предусмотрено два способа крепления жестких дисков в корзине. Первый из них прост и привычен: диски крепятся к салазкам через уже знакомые мягкие демпфирующие прокладки при помощи длинных винтов, а уже последние устанавливаются в корзину.


Второй способ, мягко говоря, своеобразен, и именно для него и нужны те самые, скрепленные резиновыми лентами, пластиковые заглушки. Диск помещается между двумя парами лент. Для его фиксации надо вынуть с каждой стороны по паре соответствующих этим лентам заглушек и закрутить их по часовой стрелке. Хотя можно и против – особых указаний на этот счет компания Antec не дает. Добившись такими действиями натяжения лент, заглушки необходимо вернуть обратно в корпус.


Компания Antec предлагает данный способ как крепление, позволяющее максимально снизить передачу вибраций от жестких дисков.»

При этом обзорщики замечают:
«Честно говоря, мы бы не рекомендовали им пользоваться – демпфирующих прокладок на салазках вполне достаточно, зато их надежность несравненно выше. При использовании же резиновых лент жесткий диск под воздействием вибраций в сочетании с незначительным перекосом легко может "выползти" из такого крепления. Опять же, чтобы им воспользоваться, необходимо открывать еще и вторую боковую стенку, так что он банально менее удобен».

Да, подвешивание HDD не сочетается с требованиями к транспортировке системного блока на дальние расстояния. И наверно, может «выползти».
Для предотвращения подобного - квадратный сантиметр двустороннего скотча.

Магазинные способы крепления жесткого диска

Жестко на 3 винта с одной стороны HDD в Yeong Yang YY-5704 в горизонтальном положении.


На 3 винта через эластичные шайбы в Antec NSK1380 вертикально.



А вообще, как сказывается безвинтовое крепление на продолжительности жизни жестких дисков?
Воспользуемся опытом Backblaze.

На заре своей бедной юности для крепления дисков в самопальных контейнерах они использовали старые автомобильные шины, нарезанные полосками и обернутыми вокруг HDD.
Handmade Storage Pod


[машинный перевод]
--
Примечание о вибрации привода. Приводы слишком сильно вибрируют, если оставить их сидящими, как показано на рисунке выше, поэтому мы добавляем «антивибрационную втулку» (по существу, резиновую ленту) вокруг жесткого диска между красной металлической сеткой и дисками. Диски плотно сидят в резине. Мы также кладем большой (16"x17"x1/8") пеноматериал вдоль верхней части жестких дисков, когда все 45 находятся в корпусе. Затем крышка прикручивается поверх пены, чтобы надежно удерживать приводы. Оффтоп
- -
Вибрация
Мы упорно трудились, чтобы уменьшить вибрацию в контейнере для дисков. Нейлоновые винты, резиновые крепежные детали для вентиляторов, антивибрационные рукава HD, изоляция из пеноматериала и т.д. Все это должно было ослабить вибрацию. Есть некоторые данные, показывающие, что наше внимание к вибрации было важно.. хотя в общении с производителями дисков они утверждают, что вибрация, скорее всего, будет влиять на производительность, а не на надежность. И указали, если вы вносите изменения, убедитесь, что вы не увеличиваете вибрацию. Оффтоп

Backblaze со слов производителей HDD утверждает, что уровень вибрации больше влияет на качество чтения/записи, а не на исправность железяки.
Тогда откуда мнение, что при подвешивании или креплении через эластичные шайбы жесткий диск скоропостижно скончается.
И почему не ломается, когда полдиска на весу и свободно вибрирует. Или когда он на элитных полочках Tou. Оффтоп
Черный сборщик

Когда в руки сервис-персонала попадает очередной корпус c парнокреплением по схеме «2х2х0», как технически грамотные специалисты они вспоминают SFF-8301, чертыхаются - но «клиент всегда» - и засучив рукава, идут в кладовку за Четверговой Солью.

«Для надежного крепления жесткого диска каждый раз, вкручивая винт, произносят:
Винтик был железный / Для многого полезный / Нынче станет золотой / Особый, непростой / Пока хард крепко сидит / Файлам зло не повредит
Затем места крепления с выступающими головками нужно посыпать Четверговой Солью».

Сотни миллионов неправильно закрепленных дисков работают силой техномагии.

Более логично предположить, что жесткий диск конструируют с учетом его работы в условиях вибрации. И надежность его элементов рассчитана с определенным запасом.
Иначе следует признать, производители HDD из собственного кармана оплачивают (заменяя по гарантии) экзерсисы разработчиков корпусов ПК. Когда жесткий диск досрочно приходит в негодность из-за экспериментов на видах крепления при производстве шасси системного блока.

Что в итоге получилось у Backblaze

За 4 года (с 2010 по 2013)

*цветом – модели свыше 1 тыс.шт

Действительно, если Hitachi надежная, но дорогая марка, то Seagate в тот период не мог порадовать ничем, кроме ST4000DM000. И то.
При одном и том же способе крепления, надежность зависит от модели, а не от вибрации.

С 2013 по 2016 год сложилась следующая картина по процентам отказа:


Общая «надежность» марки, по всем используемым моделям, распределена по проценту отказа за 4 года:
HGST ~ 1%
Toshiba ~ 1,5%
Seagate ~ 3%
WDC ~ 4%

Можно сделать громкие заявления: Seagate в 2 раза надежнее, чем Toshiba, а WDC в 4 раза хуже, чем HGST. Во-первых, не в 4 раза, а на 3%.
Во-вторых

Эти цифры больше помогают при составлении бюджета дата-центра на следующий год. Если парк полностью состоит из Seagate, то прогнозируемой плановой замены потребуют 3% жестких дисков от общего парка. Если HGST, то 1%. Но если Seagate дешевле HGST больше, чем на 2%, то выгоднее немного чаще менять Seagate, чем покупать дороже Hitachi:
- 100 000 Seagate по 100$ на 10 000 000$. При прогнозируемой замене 3% плюс 300 000$ на закупку новых дисков ежегодно. Итого затраты 10 300 000$.
- 100 000 Hitachi по 105$ на 10 500 000$. При прогнозируемой замене 1% плюс 105 000$ на закупку новых дисков ежегодно. Итого затраты 10 605 000$.

При формировании парка из Seagate дата-центр экономит 500 т.$. Хотя диски этой марки как бы в 3 раза чаще выходят из строя, чем HGST. Дело также в том, что покупать ежегодно 3% или 1% не нужно – диски на гарантии производителя. Фактически разница в ежегодных затратах по обслуживанию между двумя марками - в зарплате персоналу на физическую переустановку 3-1=2% дисков. Разницу в энергопотреблении и т.д. и т.п. пока не рассматриваем.
У Backblaze выходит, что экономически выбор в пользу Seagate себя оправдывает, и на 01.07.2017г. в парке:
HGST - 29 141
Toshiba - 231
Seagate - 52 777
WDC - 1 002

Если очень повезло, то из 1000 WDC вы могли купить именно те 960 дисков, которые проработают все 4 года без проблем. И, наоборот, если очень сильно не повезло, то получите те 40, которые один за другим выйдут из строя за это время.

Статистику Seagate за 2013-16 годы очень сильно испортили 1,5ТВ модели (10-90% отказа). Диски емкостью 3ТВ внесли ведро дегтя – 26,7 % отказа.


При этом, 34 737 штуки ST4000DM000 (4ТВ) показали 2,9%; ST8000DM002 (8ТВ) в количестве 8 660 шт. – 1,6%; и 1889 шт. ST6000DX000 (6ТВ) – 1,4%

По итогам 2016 года процент отказа дружно сходится к 2%.


Производители не обманули: вибрация в пределах рабочего значения не влияет на исправность, так как жесткий диск конструируют с учетом работы в таких условиях. На жизнеспособность в основном влияет качество разработки и изготовления конкретной модели.
«Удачная» она или нет.

Недаром инженеры бодаются за каждый грамм



«…как видно из таблицы, структура основы, имеющая прикрепляемую к ней часть (армирующую пластину), упрочняющая основу, чтобы повысить жесткость при уменьшении толщины стального листа, имеет повышенную уникальную частоту вибрации, при весе такого же уровня».


Рис. 2 Базовая конструкция перед прикреплением упрочняющей части (армирующей пластины) к ней.
Рис. 3 Первичный уникальный режим вибрации базовой конструкции, изготовленной с использованием стального листа.
Рис. 4а и 4с Различные формы армирующих пластин

Так производитель борется за то, чтобы HDD сохранил «собственный вибрационный почерк». Счет идет на граммы элементов жесткого диска, а не килограммы корпуса системного блока.
Цель таких махинаций – чтобы диск работал одинаково хорошо в любом корпусе и при любом креплении.

Как справедливо указывал Вильям Похлебкин: «Не масса муки делает торт, а его начинка».
Со скандинавским кулинаром уже не поспорить, но надо разобраться.
Возьмем 16 моделей корпусов из тестов THG




Как видим, не прослеживается жесткая зависимость уровня шума от массы корпуса

Как нет и строгой зависимости цены корпуса от его массы.
Лютые подробности

В HDD вращающаяся масса – шпиндель с дисками - относительно невелика.


Начнем с условной массы корпуса ПК от 0,05 кг до 12,70 кг, при условно принятой вращающейся массе 50 и 100 грамм.


По оси X – масса корпуса в кг, по оси Y – % эффективности гашения вибрации за счет увеличения массы корпуса.
Естественно, график в достаточной мере условный. Из соотношения: увеличение общей массы системы прямо пропорционально уменьшает вибрацию ее источника, имеющего постоянную массу.

Где, по оси X – общая масса системы в кг, по оси Y – отношение общей массы системы к вращающейся массе.

Общая масса системы стремится к бесконечности, отношение вращающейся массы к общей массе системы стремиться к 0, а эффективность гашения вибрации стремится к 1 (100%).
Каждый дополнительный килограмм массы корпуса ПК приносит меньше пользы, чем предыдущий. В частном случае, практической разницы между корпусом в 1005 кг и 1006 кг уже нет. Ученые обзывают это дело «уменьшение предельной полезности».

Соответственно, масса корпуса 50 грамм + вращающаяся масса 50 грамм = общая масса системы 100 грамм. Условная эффективность = 50%
Говоря иначе, в данном случае 50% это показатель распределения энергии вращающейся массы 50 грамм (шпиндель/диски) на условный корпус ПК массой 50 грамм.

Если сравнить один и тот же HDD в корпусах ПК разной массы, то вибрация будет зависеть от увеличения этой массы, поскольку остальные значения – константы.
Для двух разных HDD одной модели разница будет только в эксцентриситете, который при производстве калибруют «до некоторого ненулевого допуска». Соответственно, для различных моделей HDD вынуждающая сила будет пропорциональна вращающейся массе пластин в границах допуска. Сила не будет превышать некое граничное значение, которое мы можем принять за константу, и тогда значение имеет только масса корпуса ПК, вращающаяся масса и собственная масса HDD.

Вообще, исследование вибраций HDD не особо интересно производителю по одной основной причине: доведение до совершенства каждой конкретной модели бессмысленно для бизнеса - пока в лаборатории досконально разберутся в нюансах, модель будет снята с производства.
На практике останавливаются на уровне, когда рабочая виброустойчивость HDD соответствует значению, достаточному с точки зрения производителя. В общем случае 0,5G. Как в далеком 1989 году, так и сейчас. К примеру, HGST Ultrastar He12 имеет значение 0,67G.

Теперь попробуем узнать, достаточно ли для корпуса ПК иметь вес 4-5 кг, чтобы успешно противостоять вибрации HDD.

Отношение массы вращающейся части HDD 3.5” к массе корпуса ПК

Здесь, ось X – масса пустого корпуса ПК (кг), ось Y – условная эффективность нейтрализации вибраций за счет увеличения массы корпуса ПК (%).
Собственную массу HDD примем за 0,55 кг, из которых вращающаяся масса – 50 гр. Если корпус ПК имеет массу 0,5 кг, то эффективность рассеяния энергии вибрации за счет ее перераспределения на общую массу системы – 95,24% (желтым).

Желтым цветом также: корпус массой 1 кг принимает на себя более 96%; 2,5 кг – более 98%; 5 кг – более 99%.

Но системный блок в сборе это не только корпус и HDD, есть и другие компоненты: блок питания, материнская плата, процессор с кулером, видеокарта, корпусные вентиляторы, дисковод оптических дисков – где-то 4-6 кг.

Теперь рассмотрим случай с Maxtor, когда поменяли «корпус Compucase на более дорогой от ChiefTec LBX - в полтора раза больший по размерам, в два раза более тяжёлый».

Пусть корпус Compucase весит 7 кг, ChiefTec LBX – 14 кг, начинка системника – 6 кг, вращающаяся часть Maxtor – 50 гр (условно)


Указанным массам корпусов соответствуют две зеленые точки: 99,62 и 99,75. Увеличение массы корпуса на 100% не дало ровным счетом ничего, так как эффект от увеличения массы составил всего лишь 0,13%.
Те же точки (зеленым) при массе начинки системника 0,55, 0,7 и 4 кг в предыдущих графиках показали разницу «эффекта массы» в 0,32, 0,62 и 0,17%, соответственно.

Следующий график можно использовать как универсальный (но только при вращающейся массе 50 гр), если принять ось X за общую массу системного блока в сборе.


Тогда значение «11кг» можно рассматривать следующим образом:
корпус – 3 кг, начинка – 8 кг
корпус – 5 кг, начинка – 6 кг
корпус – 7 кг, начинка – 4 кг
Общий эффект массы для этих сочетаний одинаков - 99,55%.
Или, значение «0,5 кг» (90,91%): корпус – 0 кг, тогда начинка – 0,5 кг (собственная масса HDD).


Именно поэтому в приведенном выше примере - «у меня зазвучал Maxtor» Оффтоп - увеличение массы корпуса на 100% не дало ровным счетом ничего.

При массе корпуса ПК 50 кг – эффект массы 99,90%. Масса 250 кг (сопоставимо с платформой для серворазметки) дает 99,98%.

В таком девайсе собственной массы HDD 3.5’’ хватает, чтобы «гасить» вибрацию с эффективностью 80-90%, в зависимости от вращающейся массы и общей массы HDD.

Но как быть с Antec Sonata Plus 550. Как взрослым людям пришла в голову мысль вешать диск на резиночках?
Видимо, их кабинеты не посещали «Свидетели жесткого парнокрепления» и «Адвентисты четвертого винта».
Потому что ранее - на тему королевских подвесок - нанесли визит Фук Фа Яп и три мушкетера: Надер Вахдати, Чуан Ли и Хендри Хармоко. Школьники из Nanyang Technological University (School of Mechanical and Aerospace Engineering).

В 2009 году самый шустрый из них - Hendri Harmoko - представил работу «Проектно-ориентированное прогнозирование операционного удара и вибрации для жестких дисков» на соискание докторской степени.
«В настоящем документе описывается, как проектировать, моделировать, тестировать и оценивать системы виброизоляции для эксплуатации жестких дисков, подверженных сильным ударам и случайным колебаниям на основе военных спецификаций MIL-STD-810E. Оффтоп


Поскольку случайные вибрационные входы, определенные MIL-STD-810E, имеют до 8,95 GRMS для оси z и 12 GRMS для оси x, HDD без виброизоляции не сможет пройти требования MIL-STD-810E. Следовательно, виброизоляция необходима для жесткого диска.» Оффтоп
«Заключение
Для изоляции жесткого диска от сильной вибрации, передаваемой с земли, двигателя автомобиля и т. д. необходима эффективная система подвески. Процедуры вибрационного тестирования, критерии оценки, концепция дизайна, моделирование и симуляция для системы внешней виброизоляции для жесткого диска были представлены.»

Сумрачные гении германской нации из «A Conto Noisemagic GmbH» без всяких «military» выпускают комплекты «NoVibes»


И за 3,99 EUR предлагают «NoVibes LeiseFürLau DIY Kit» как «идеальный выбор для энтузиазма отвертки для ПК, чтобы создать оригинальный конкурс NoVibes Hard Disk Drive по непревзойденной цене. В комплект входят четыре разъема Original NoVibes, соответствующие защитным покрытиям и набор высокопрочных кабельных стяжек для самых разных ситуаций установки. Играйте в нее безопасно - с ценой действительно не может быть никаких причин для проведения опасных экспериментов!
На фотографиях пример приложения в популярном корпусе Cooleraster Stacker TAC-01.»
Влияние вибрации на производительность (2006)

«В верхней строчке диаграмм ниже даны результаты для накопителя 5K160, жестко зафиксированного в невибрирующем корпусе, в середине — результаты для этого же свободно лежащего накопителя, а внизу — для этого же диска, жестко закрепленного в корпусе настольного ПК вблизи («через отсек» от) обычного 3,5-дюймового SATA-винчестера Seagate Barracuda SATA V (имеющего небольшие, обычные собственные вибрации и передающего их на корпус). Для обоих «закрепленных» вариантов конфигураций тесты были проведены как в режиме нормального поиска, так и в режиме тихого/замедленного поиска, и в последнем случае некоторые выводы могут показаться, на первый взгляд, неожиданными.

Кстати, в ноутбуках или внешних накопителях винчестер далеко не всегда намертво зафиксирован на шасси, и порой его фиксация весьма условна и «мягка», а тот же процессорный кулер или оптический привод в ноутбуке может вибрировать на уровне настольного жесткого диска и передавать эти вибрации на мобильный винчестер ноутбука (я уже не говорю о тряске от интенсивного стука по клавиатуре или в «походных условиях» эксплуатации).

Итак, данные оценочные результаты не претендуют на серьезное техническое исследование, поскольку получены не на специальном сертифицированном вибростенде, а просто в «обычных жизненных» условиях.



Пока же мы видим, что, например, среднее время доступа к диску Hitachi 5K160 существенно зависит от механических условий его эксплуатации. И в условиях даже незначительных, на первый взгляд, вибраций (которые обычным винчестерам «по барабану») эти новички ведут себя неуверенно — среднее время поиска при чтении возрастает почти на 3 мс.



Проблемы со скоростью записи при незначительных, на первый взгляд, вибрациях 5K160 проявляются и при случайном доступе. В следующем тесте на среднее время доступа при записи, которое в данном случае отчасти отражает и эффективность кэширования случайной записи в буфере винчестера, мы видим почти двукратное увеличение времени при наличии вибраций и полуторакратное, если диск лежит свободно.»

В общем, о чем говорят замеры обычных жизненных условий «двукратное увеличение времени при наличии вибраций и полуторакратное, если диск лежит свободно»:


Что свободно лежащему на столе HDD легче, чем жестко закрепленному в вибрирующем корпусе ПК, где его работе мешает структурная вибрация других компонентов, передаваемая через шасси крепления и накладывающаяся на собственные вибрации.
То есть, уже известная вынуждающая сила HDD увеличивается за счет сил той же природы, создаваемых вращением крыльчатки вентиляторов прочих девайсов (а также оптических дисков – при наличии).
С другой стороны, эффект массы (крепление в невибрирующем корпусе) оказывает положительное влияние на точность и скорость позиционирования головки в операциях чтения/записи. Особенно записи. Если считать более-менее точно, то в 1,3792 раза (12,73 мс к 9,23 мс).
Но невибрирующий корпус в жизни – это неработающий компьютер. Или же рабочие внутренности в одном корпусе, а HDD в VIP-зоне – другом корпусе. При условии парновинтового крепления.
Если использовать подвес, то HDD работает в условиях самосозданных вибраций. Вибрации корпуса ПК отсекаются баварским каучуком или пекинскими шнурками.
В натуре это выражается как снижение шума жесткого диска.

Используем реверс-инжиниринг, чтобы проверить эту цифру на графике «вращающаяся масса к общей массе системы».
Hitachi 5K160

HDD 2.5 Hitachi 5K160 имеет по паспорту массу 102 грамма и 2 пластины. Предположим, что авторы измерений скорости записи/чтения использовали корпус ПК массой 4 кг с эффективностью гашения вибрации 99,3%. Тогда собственная эффективность 5K160 должна составлять 72%=99,3%/1,3792.

Этим условиям соответствует график, построенный для общей вращающейся массы 28 грамм из набора



где точка «0кг; 72%» - значение эффективности гашения вибрации собственной массой (102 гр.) корпуса HDD, свободно лежащего на столе.

В целом, для 5K160 достаточно было бы корпуса 2 кг (98,67%). С начинкой 4 кг и общей массой системного блока 6 кг эффект массы составит 99,53%.

«Проектно-ориентированное прогнозирование операционного удара и вибрации для жестких дисков»(2009)

«Вопрос о том, как спроектировать оптимальную ударную и виброизоляцию для устройств общего типа, довольно широко обсуждался в литературе. Тем не менее, дизайн виброизоляции для сложных систем требует особого внимания. Например, конструкция виброизоляции для инфракрасного оборудования.

Вибрация на HDD все больше изучается из-за того, что жесткие диски все чаще используются в различных мобильных устройствах (например, портативных системах связи и развлечений), в которых жесткий диск может подвергаться сильным ударам и случайным вибрационным входам.

Существует три основных метода решения проблем с ударами и вибрацией на HDD:
- во-первых, надежный механизм управления сервоприводом для предотвращения ошибки чтения/записи.
- во-вторых, прочная механическая система и интерфейс слайдера/диска.
- в-третьих, подходящая виброизоляция для жесткого диска.

Первый и второй методы широко используются в академических и промышленных исследованиях, но третий не был рассмотрен достаточно в литературе. Некоторые исследовательские работы были сосредоточены на виброизоляторах, установленных внутри жесткого диска. Однако мало внимания уделяется внешней виброизоляции жесткого диска.



Изоляция действует как «кожа» жесткого диска, защищая от внешнего возбуждения. Идея «виброизоляция как кожа жесткого диска» более конкретна в современных портативных дисках, как показано на рисунке, где изображен мобильный HDD, обернутый резиновым изолятором.»

Водка и HDD

Жесткое крепление для HDD как срок хранения для водки: производитель гарантирует работу устройства в течение определенного срока. Ликеро-водочный завод также гарантирует сохранение органолептических свойств в течение определенного срока.



Но и через тридцать лет водка прекрасно разлагает печень. Если гарантийный срок HDD, например, 5 лет, то срок годности – пока не сломается. Срок годности спирта – пока не найдут до тепловой смерти Вселенной.

Время стирает HDD и цивилизации, но оно не властно над истинными ценностями.

«Внешняя изоляция вибрации жесткого диска
Для эффективной защиты жесткого диска от сильного внешнего возбуждения (имеющего большую величину, чем самоиндуцированная вибрация) внешняя вибрационная изоляция является обязательной [141]» Оффтоп

И все же, если нам достался HDD класса «Х»

Почти не трогая Ньютона

В опытах по физике для 6-7 классов есть пример.
«На граненый стакан положите фанерную доску с достаточно тяжелым телом (гирей массой 10 кг). Попробуйте разбить стакан сильным ударом молотка по гире.

Почему стакан не бьется?

Объяснение:
Удар молотка приходится по телу, обладающему достаточно большой массой. Изменение количества движения этого тела незначительно. Отсюда передача действия молотка на стакан незначительна.»

Тот же принцип используем при креплении - пусть вибрации от шасси передаются сначала на массу баланса.


Фактически «обратный» способ для стиральной машины, когда основная часть вибраций барабана гасится балансиром, а на внешний корпус передаются остатки. Здесь, наоборот, вибрации от корпуса ПК гасятся балансиром, а меньшая часть идет на HDD.

Конечно, все зависит от качества и модели HDD; от конструктивных особенностей и качества изготовления корпуса ПК. Скорее всего, добавление баланса или просто виброизоляционных шайб к жесткому креплению будет достаточно, чтобы уменьшить шум до комфортного уровня. Если не помогло, тогда подвешивание - простое либо с балансом.
Вариантов по сети гуляет масса. Все индивидуально, от перфекционизма, желания и способностей рук.

Когда появится желание потратить тысячу долларов, вместо Tou лучше купить iPhone X, впервые увидев который Тина Тернер не удержалась: «You’re simply the best!». Оффтоп

Сравнительный эффект массы

HDD в пустом корпусе ПК


HDD в корпусе ПК с компонентами общей массой 4 кг

akaR_H_Killer вне форума   Ответить с цитированием
Старый 19.01.2018, 22:19   #2
Меню пользователя Staind
Супер-Модератор
Эксперт клуба THG | Фото
 
Аватар для Staind
  
Мощный материал. Будем изучать!
__________________
Light only shines from those who share

AMD Ryzen 7 1700X + Noctua NH-D15 / AsRock AB350 Pro4 / 16GB G.Skill 2800Mhz / Intel 540s 240GB SSD + Seagate Brracuda 2TB 7200.14 / EVGA GeForce GT 740 FTW 1GB / Corsair Graphite 780T (White)
Решение проблемы: "В процессе регистрации по e-mail"
Staind на форуме   Ответить с цитированием
Ответ


Здесь присутствуют: 1 (пользователей: 0 , гостей: 1)
 
Опции темы
Опции просмотра

Ваши права в разделе
Вы не можете создавать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете прикреплять файлы
Вы не можете редактировать сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Выкл.
Быстрый переход


Справочник словарей
Словари русского языка - www.gramota.ru Яndex - Словари Википедия - ru.wikipedia.org

Часовой пояс GMT +4, время: 00:45.


Powered by: vBulletin, ©2000 - 2007, Jelsoft Enterprises Limited.
Перевод: zCarot
Распространение информации возможно только с письменного разрешения администрации издания.

THG.ru ("Русский Tom's Hardware Guide") входит в международную сеть TG Publishing

РЕКЛАМА

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru