سرعة الحاسوب: القرص الصلب

قد يخفى على البعض أن القرص الصلب (Hard Disk Drive) الذي يتم تخزين معلومات الحاسوب فيه، هو من العناصر المهمة جدا في تحديد مدى سرعة الجهاز أو استجابته. إن مكوّنات الحاسوب أو الكمبيوتر، التي هي عبارة عن وحدة التشغيل المركزية (CPU) و اللوحة الأم (motherboard) و الذاكرة العشوائية (RAM) و مكوّنات أخرى، كلها ترتبط ببعضها بنسب متفاوتة لكي تحدد مدى سرعة الكمبيوتر و استجابته للأوامر. فإذا كان ال CPU مثلا سريعا جدا و من الطراز الأول، في حين أن القرص الصلب بطيئ فسيحدث ما يسمى: تأثير عنق الزجاجة (bottleneck)، بمعنى أن القرص الصلب كونه بطيئا، سيحدّ من سرعة ال CPU.

الأقراص الصلبة التقليدية كانت و لا تزال محدودة السرعة. لكنها تتميّز بأنها زهيدة الثمن نسبيّا، و أنها متوفّرة بسعات كبيرة تصل إلى 4 تيرّابايت (ما يساوي حوالي 4000 جيغا بايت). فمثلا سعر هذا القرص الصلب المتوفر بسعة 4 تيرابايت من شركة Seagate هو 170 دولارا أثناء كتابتي لهذه المقالة.

كيفية قياس سرعة القرص الصلب

يحتوي القرص الصلب بداخله على أسطوانة واحدة أو كثر شبيهة بأسطوانة ال DVD يتم تخزين المعلومات و الملفات عليها (شاهد مثال). و تسمّى عملية التخزين هذه بـ “الكتابة – Write”. و إذا احتجت أن تفتح ملف أو تبحث عن معلومة داخل القرص الصلب فإن هذه العملية تسمى “القراءة – Read”. و تقاس سرعة القرص الصلب استنادا لهتين العمليّتين: (1) سرعة القراءة أو إيجاد أو جلب المعلومة و (2) سرعة كتابة تلك المعلومة أو تخزينها في القرص الصلب.

تقوم الاسطوانة الموجودة داخل القرص الصلب بالدوران بشكل مستمر، في حين أن هناك إبرة متحرّكة تقرأ و تكتب المعلومات على تلك الأسطوانة. من هنا فإن سرعة دوران الأسطوانة هي العامل الأساس في تحديد سرعة القراءة و الكتابة لدى الأقراص الصلبة. و تتوفّر غالبية الأقراص الصلبة في الأسواق إما بسرعة 7200 أو 5200 دورة في الدقيقة (RPM).

لكن هذا لا يعني أن جميع الأقراص الصلبة التي تدور أسطواناتها بسرعة 7200 دورة ستكون سرعة القراءة و الكتابة فيها متشابهة. فهناك عوامل أخرى -غير سرعة الدوران- تؤثر في سرعة القراءة و الكتابة. مثال على ذلك: حجم ال cache، و عدد الأسطوانات، و سرعة السلك الذي يصل القرص الصلب بالكمبيوتر، إلخ… لكنني لن أدخل في تفاصيلها.

بالرغم مما ذكرته للتو، فإن سرعات القراءة و الكتابة لا تختلف بشكل دراماتيكي من قرص صلب لآخر، و هناك بشكل عام حاجز للسرعة لا يمكن للأقراص الصلبة أن تتخطاه و ذلك عائد لعوائق كثيرة، منها طبيعة عملها.

أقراص الـ SSD

يمكن القول إن قرص الـ SSD دون الدخول في متاهة الترجمات، هو قرص شبيه تماما بالقرص الصلب من حيث الشكل، إلا أن آلية عمله مختلفة كليا. يتميّز بأنه أسرع حتى 200 مرّة من القرص الصلب، و استهلاكه قليل للطاقة (هذا له أثر إيجابي نسبيا على استهلاك البطارية في الكمبيوترات المحمولة)، و أقل عرضة للأعطال أو التلف، و لا صوت له أثناء عمله. أما عيوبه فتمكن في السعر المرتفع، و السعة المحدودة. أثناء كتابتي لهذه التدوينة، إن معدّل سعر قرص الـ SSD سعة 1 تيرابايت هو حوالي 600 دولار. و هذه أقصى سعة متوفّرة حاليا. لكن سعره في هبوط دائم.

لا يحدث داخل القرص الصلب أي دوران أو حركة ميكانيكية، تماما كما في ال “flash memory”، تلك الذاكرة الصغيرة التي نحملها معنا. لكن الـ SSD أسرع منها بمراحل كثيرة!

و بما أن أسعار ال SSD شبه خرافية للسعة الكبيرة، فإن الشائع هو أن تشتري قرص SSD سعة 120 جيغابايت بسعر 100 دولار تقريبا، أو سعة 250 جيغابايت بحوالي 180 دولار، فتقوم بتخزين المعلومات الأساسية عليه، و تخزّن الملفات الأخرى كالصور و ملفات الموسيقى وغيرها في قرص صلب آخر عادي.

و كما ترون في الصورة أعلاه، أنا أستخدم قرص SSD سعة 120 جيغابايت من سامسونج، أشغّل عليه الويندوز و كل البرامج الأساسية التي أستخدمها، مثل “الفوتوشوب” و “سوني فيغاس” و “جوجل كروم” بالاضافة إلى لعبة “باتلفيلد” و بعض الألعاب الأخرى (الألعاب مساحتها كبيرة جدا). تستحوذ تلك المعلومات كلها على 80% من سعة القرص، و يبقى لدي مساحة فارغة لا تقل عن 20% بشكل دائم. أما القرص الصلب الآخر فهو من شركة توشيبا سعة 500 جيغابايت، سعره تقريبا 40 دولار، أخزّن فيه كل ملفاتي الأخرى غير الأساسية و كل ما أقوم بتحميله من الانترنت.

نأتي إلى سرعة القراءة و الكتابة، و هنا مربط الفرس! قلت لكم إن سرعة قرص ال SSD يمكن أن تفوق سرعة القرص الصلب حتى 200 مرة أو أكثر! هذا ما تؤكده الصورة السابقة، و هي لبرنامج يقيس سرعة القراءة و الكتابة في الأقراص الصلبة وغيرها. ماذا يعني ذلك بالنسبة لك كمستخدم؟ سيكون فرق السرعة كبير جدا أثناء فتح الملفات و البرامج، و أثناء تحميل الألعاب (loading)، و إقلاع الويندوز، و نقل الملفات من و إلى الكمبيوتر. شاهد في الفيديو التالي مقارنة بين النوعين من الأقراص في سرعة إقلاع الويندوز و سرعة فتح البرامج.

الحجم – مشكلة الكمبيوتر المحمول – الحلول

تتوفّر الأقراص الصلبة التقليدية بحجمين: 2.5 بوصة (inch) و 3.5 بوصة (صورة توضيحية). الأولى مخصصة بشكل أساسي للحواسيب المحمولة (لابتوب) نظرا لحجمها الصغير، لكن يمكن تشغيلها على الحاسوب المكتبي PC. أما الثانية فلا يمكن تركيبها داخل اللابتوب نظرا لحجمها الكبير! لاحظوا في الصورة الأولى أنني أستخدم قرص صلب بحجم 2.5 بوصة في جهاز الـ PC لدي.

أما أقراص الـ SSD فحجمها تقريبا قياسي و هو 2.5 بوصة. إذن لا مشكلة في تركيبها داخل الكمبيوتر المحمول، لكن المشكلة هي أن الكمبيوترات المحمولة بشكل عام لا تتّسع لأكثر من قرص واحد بحجم 2.5 بوصة. هذا في حين أن عدد الأقراص الصلبة التي يمكن ربطها داخل جهاز الكمبيوتر المكتبي قد تصل لـ 8 أو أكثر. ما الحل؟

1- أن تشتري قرص SSD ذا سعة عالية وتستبدله بالقرص الصلب الموجود في اللابتوب، و تستخدم القرص الموجود في اللابتوب كقرص خارجي (external hard disk) باستخدام هذه الوصلة.

2- أو أن تتخلى عن سواقة القرص المدمج :] (CD Rom Drive) في اللابتوب و تركّب مكانها قرص SSD سعة 120 جيغابايت فيكون لديك قرصين في اللابتوب. إليكم الطريقة. ملاحظة: الفيديو يتحدث عن تركيب قرص بحجم 1.8 بوصة. لن تحتاجوا إلى محوّل (adapter) إذا اشتريتم قرص بحجم 2.5 بوصة.