#RAFF
    Позиционируемые, как недорогая альтернатива SCSI дискам, доминирующим на рынке серверных решений, винчеcтеры серии Raptor третьего поколения используют технологию RAFF (Rotary Acceleration Feed Forward) для обеспечения максимально высокой скорости передачи данных в условиях сильной ротационной вибрации (Rotational Vibration (RV)), характерной для серверов и дисковых массивов. Возникающая ввиду высокой скорости вращения шпинделя вибрация диска приводит смещению головки чтения/записи с трека, с которого производится считывание (или на который производится запись) данных и влечет за собой повторение процедуры позиционирования головки, что в конечном итоге приводит к снижению производительности диска.

Проблема

    Одним из наиболее важных показателей производительности жесткого диска является обеспечиваемая им скорость передачи данных.

    Еще несколько лет назад, диски в серверах выполняли передачу данных без значительных потерь в скорости. Однако, со временем увеличение емкости дисков привело к сокращению расстояния между треками на диске, а увеличение скорости вращения шпинделя – к росту вибрации дисков во время работы в серверах или дисковых массивах. Сочетание этих факторов негативно сказалось на скорости передачи данных в серверных конфигурациях.

    Для того, чтобы избежать снижения скорости вследствие сильной ротационной вибрации, компания Western Digital разработала технологию адаптивной компенсации вибраций (RAFF, Rotary Acceleration Feed Forward) и обеспечила ее поддержку винчестерами серии Raptor, начиная с моделей емкостью 74 Гбайт.

    Приведенная ниже схема демонстрирует потери в скорости передачи данных SCSI винчестерами при ротационной вибрации с угловым ускорением 50 радиан/сек.2 по сравнению со скоростью передачи данных, обеспечиваемой каждым из них изолированно, т. е. когда возможность возникновения ротационной вибрации сведена к минимуму. Потери составляют от 22 до 71%.

Ротационная вибрация

    Ротационная вибрация диска является, как правило, следствием раскрутки в процессе выполнения запросов на поиск соседних дисков. Однако, она может быть вызвана и внешними факторами. Даже линейная вибрация корпуса, возникающая вследствие просчетов в конструкции или неправильной установки внутрь элементов системы, может инициировать ротационную вибрацию установленных в данный корпус дисков. Например, недостаточно прочно зафиксированный в корпусе дисковод может стать причиной колебаний винчестера относительно собственной оси во время работы. Ротационной вибрация негативно отражается на скорости передачи данных. В подобных условиях диск оказывается не в состоянии быстро осуществить позиционирование головки чтения/записи или же в процессе работы происходит смещение головки чтения/записи с трека, с которого производится считывание (или на который производится запись) данных. Когда головка чтения/записи оказывается за пределами рабочей области над выбранным для чтения или записи данных треком, диск заново инициирует процедуру позиционирования головки, и возвращается к нормальной работе только после завершения данной процедуры. В результате время поиска, перехода с дорожки на дорожку возрастает на величину временного интервала, необходимого для стабилизации блока магнитных головок. Таким образом, скорость передачи данных падает.

Технология RAFF

    Разработанная компанией Western Digital технология RAFF (Rotary Acceleration Feed Forward) позволяет распознавать начало вибраций, выработать оптимальную траекторию движения активатора и в итоге избежать или, по крайней мере, снизить падение производительности диска.

    Модуль RAFF состоит из трех компонентов:

• RV sensing – два акселерометра, расположенных на печатной плате фиксируют характеристики вибраций, возникающих в диске в процессе работы. На основе сигналов акселерометров формируется дифференциальный сигнал (DSS (Differential Sensor Signal)), который поступает в следующий блок модуля RAFF.
  
  
• RV Control Effort Feed-Forwarding – исполнительный механизм, который оцифровывает поступивший DSS сигнал, на основе специальных адаптивных алгоритмов рассчитывает необходимые компенсационные усилия и подает их на активатор.
  
  
• Adaptation to Environmental Conditions – ключевой компонент модуля, осуществляющий адаптацию компенсационных действий к индивидуальным параметрам диска с целью уменьшения вибрации и повышения производительности диска. Это и есть тот набор алгоритмов, по которым вырабатываются компенсационные траектории движения блока магнитных головок.

Результаты сравнительных тестов

    Тесты, проведенные с целью оценки эффективности технологии RAFF, показали, что даже в условиях сильной ротационной вибрации диски серии Raptor с поддержкой RAFF обеспечивают высокую скорость обмена данными. Например, при ротационной вибрации с угловым ускорением 50 радиан/сек.2 потери в скорости для Raptor составили лишь 4% (см. схему ниже).

    Ниже приведены результаты сравнения скорости винчестеров Raptor с поддержкой технологии RAFF и 10K RPM SCSI винчестеров других производителей без поддержки RAFF.

    Технология RAFF значительно сокращает потери в скорости винчестеров Raptor, независимо от степени ротационной вибрации.