작성 2009/07/20 Mon
회전 속도[rpm] | 주진동 주파수[Hz] |
---|---|
10,000 | 166.67 |
7,200 | 120.00 |
5,900 | 98.33 |
5,400 | 90.00 |
5,000 | 83.33 |
저가의 악기의 튜너용 컨택트 마이크 STM-10입니다.
이 마이크를 PC의 내부 노이즈의 영향이 작은 USB 사운드 박스의 마이크 단자에 입력하고 진동을 측정하기로 했습니다.
이번 이상의 편성이면, 많은 사람에게 준비받기 쉽다고 생각합니다.
이하와 같다 측정한 것은 WD5000AADS-00S9B0입니다. 2009/07/19 Sun 구입했습니다.
디스크의 진동을 측정하기 쉬운 곳을 찾은 결과, HDD 측면(위의 사진에서는 표면)으로 스카치테이프로 두고 있습니다. 스카치테이프의 강압 가감도 진동에 대한 감도에 영향을 줍니다.
이 상태로 WD5000AADS-00S9B0를 동작시켜 WaveSpectra로 처리시킵니다. 우선은 WaveSpectra의 우상의 스패너 마크의 곳을 누르고 설정을 합니다.
아래와 같이 설정했습니다.
설정-재생/녹음에 대해 192,000 s/s 32 bit로 설정해 있습니다만, Sound Blaster X-Fi Surround 5.1은 96,000 s/s 24 bit의 능력 밖에 없습니다.
실제의 처리 능력은 96,000 s/s 24 bit로 한계가 됩니다.192,000 s/s 32 bit는 내부 처리나 파일 포맷상의 형식이 됩니다.
설정-FFT에 대하고, 창함수로서 일반적인 Hanning를 지정해 있습니다. 하닝창을 사용하면, 진폭 오차가 나오는 일이 있습니다만 상대적인 크기가 문제인 만일 수 있는이므로, 이것을 선택하고 있습니다.
제일 처음의 화면(주화면)의 좌상 아카마루의「사운드 디바이스로부터의 입력/녹음」버튼을 누르면 주파수 해석이 시작됩니다.
록선은 리얼타임의 해석 결과, 자선은 평균치입니다.최대치의 곳은 자동 계측되고, 좌측 상하 중앙으로부터 조금 위의「Max」의 테두리안에 표시됩니다.82.0 Hz와 계측되어 있습니다.
이 82 Hz가 디스크(플래터)의 회전에 의한 진동이 됩니다.그 조금 오른쪽으로, 120 Hz의 노이즈의 피크가 보이고 있습니다만, 「HDD의 진동 해석에 의한 회전 속도의 특정 방법」시와 달리 자주(잘) 억제되고 있어 디스크(플래터)의 회전에 의한 진동과 구별이 됩니다.
다만 이러한 깨끗한 해석 결과를 얻으려면 , 몇개의 컨택트 마이크를 붙이는 장소를 시험해 좋은 장소를 찾는 궁리는 필요하게 됩니다.
3-1-3.회전 속도의 계산
3-1-2의 결과를 사용하고, 3-1-1의 식에서 회전 속도를 계산합니다.
f[Hz] 진동 주파수 82[Hz=1/초]
N[rpm] = 60[rpm/rps]*82[Hz] = 4920rpm
N[rpm]
회전 속도 4,920[회전/분]
상기와 같이, 약 5,000 rpm라는 것이 됩니다.
3-2.구동 전압 파형과 극수를 계측하는 방법
3-2-1.측정의 생각
「WDC Caviar GP의 디스크 회전 속도 어떻게 되어 있는 것인가」로 기술한 것의 반복이 됩니다만 HDD의 스핀들 모터는 DC브러시리스 모터인 것이 대부분입니다.모터의 극수와 구동 주파수를 측정하면 회전 속도를 알 수 있습니다.
N[rpm]=60[rpm/rps]*2f[Hz]/p[1/r]
N[rpm] 회전 속도[회전/분]
60[rpm/rps] 단위 변환[(회전/분 )/(회전/초)]
f[Hz] 구동 주파수[Hz=1/초]
p극수 [1/회전]
[r] [revolutions] = [회전]
[rps] [revolutions per scond] = [회전/초]
[rpm] [revolutions per minute] = [회전/분]
구동 주파수는 동작중에 모터의 코일에 공급되는 전압 파형을 측정하면 판명됩니다. 회전 속도가 바뀔 때는 구동 주파수가 바뀌므로, 부하를 걸치면서 구동 주파수를 관측하면 가변인지 어떤지도 판명됩니다.
극수는 축의 회전에 있는 자극(자석)의 수입니다. 코일에 직류 전류를 흘리면 자극(자석)의 한편과 거래합니다.4극히(N극히 2와 S극히 2개)의 모터이면, 자석과 코일은 2회 거래합니다.이 때문에 분해해 스핀들 모터의 축을 손으로 돌릴 수 있는 상태로 한 후, 코일에에 일정 전류를 흘린 상태로, 1회전 중(안)에서 인담당자가 있는 회수의 2배가 극수라는 것이 됩니다.
브러시리스 DC모터의 경우, 그 극수는 4극히나 8극히가 많아지기 때문에, 인담당자가 있는 수는 손으로 충분히 셀 수 있는 회수가 될 것입니다.
참고 문헌
기술 평론사 일러스트 도해 최신 소형 모터의 모두를 알 수 있는 켄조우 타카시・사도우 시게루・키무라현저H18 연 4월 1일 초판 제 2쇄
3-2-2.동작한 상태로의 측정
eSATA 접속한 라족의 서는 받침대 eSATA 플러스(Century CROSEU2)에 HDD를 달아 모터의 구동 주파수를 디지탈 오실로(IWATSU DS-8824)로 조사해 보았습니다.
스핀들 모터의 4개 있는 단자의 하나에 프로브를 맞혀 구동 전압 파형을 측정합니다.우선은 일어서 직후의 무부하때의 구동 전압 파형입니다.
엣지에 커서가 맞추어 있습니다.평상시와역엣지에 맞추고 있습니다.커서로부터 커서까지의 시간(Δt)의 역수인1/Δt가 구동 주파수가 됩니다.측정 결과적으로 약 333 Hz로 구동되고 있습니다.화상의 아래쪽에 있는 f= 0 Hz는 구동 주파수의 측정 결과가 아닙니다.이 333 Hz는 지금까지의 5,400 rpm의 HDD 해석 결과와 다른 값이 되어 있습니다.
다음은, CrystalDiskMark 2.2로 테스트 사이즈 1,000 MB로 시퀸셜 액세스 하고 있을 때의 파형입니다.
이것도, 엣지로부터 엣지까지를 측정하면 약 333 Hz가 됩니다.이 주파수로 구동되고 있는 것 같습니다.여기에서는, f=46. 367 kHz와 나와 있습니다만, 이것은 각 구동 기간(검은 부분안)의 PWM의 주파수가 계측되고 있는 것 같습니다.
다음은, 랜덤 억세스(512 KB) 하고 있을 때의 파형입니다.
이것도, 엣지로부터 엣지까지를 측정하면 약333Hz335 Hz가 됩니다.방금전거의같은 주파수로 구동되고 있는 것 같습니다.역시, 지금까지의 5,400 Hz의 물건과 다르고 있습니다.이것은, 회전 속도가 늦은 것이 농후합니다.
이상의 결과, HDD에 액세스의 부하를 걸어도 걸치지 않아도 333 Hz~335정도로 구동되고 있는 것을 압니다.
3-2-3.분해한 측정
구동 주파수를 알 수 있었으므로, 극수를 알 수 있으면 3-2-1.그리고 말한 식에서 회전 속도를 알 수 있습니다.동일 시리즈의 WDC Caviar GP는 8극히의 모터(뿐)만이므로, 이번도 8극히가 농후합니다.
분해하지 않고와도 8극히가 농후해서 있으면 이 HDD는, 완동품으로 아깝다고는 생각했습니다.그러나, 3-1-3의 결과보다, 지금까지 다른 회전수의 가능성 높을 가능성이 있습니다.또, 구입시의 외상라벨의 표시와도 다를 가능성이 있습니다.확실히 하기 위해 분해하기로 했습니다.
라벨의 좌하의 뒤에도 나사가 한 개 있습니다.화살표의 위치가 나사의 위치입니다.플래터수가 적은 것뿐 있고, 라벨면의 방진은 4 플래터품(정도)만큼 중장비가 아닌 인상입니다.
평소의 대로 트르크스(헥스로브)로 불리는 나사입니다.트르크스는, 전용의 드라이버로 취급합니다.
플래터를 한 장 없애는 곳 인 상태입니다.여기까지 분해하지 않아도 극수를 조사할 수 있습니다만, 이번도 평상시와 같이 완전하게 플래터를 제외해 보았습니다.
적당히 돌렸을 때에 인담당자가 나오도록(듯이) 스핀들 모터의 코일에 정전류 모드의 실험 전원으로부터 전원을 흘려 넣습니다.전류는 0.25 A 정도 흘렸습니다.
같은 요령으로 인담당자가 있는 위치를 찾아서 갑니다.1회전으로 최초의 위치를 포함해 4개소 발견되었습니다.
인담당자가 있는 위치의 2배가 극수이므로 8극히의 모터라는 것이 됩니다.
3-2-4.회전 속도의 계산
3-2-2에서 3-2-3의 결과를 사용하고, 3-2-1의 식에서 회전 속도를 계산합니다.
f[Hz] 동 주파수 333~335[Hz=1/초]
p 수 8[1/회전]
N[rpm] = 60[rpm/rps]*2*333~335[Hz]/8[1/r] = 4995~5025rpm
N[rpm] 전 속도 4,995~5,025[회전/분]
다른실험 방법과 같이, 약 5,000 rpm 결론이 나옵니다.
4.고찰
4-1.회전 속도에 대한 결론
상기 3-2-2.에 두어 회전 속도가 가변되고 있는지 어떤지를 조사하고, 결과 그러한 모습은 볼 수 없었습니다.3-1-4로 3-2-4 모두 회전 속도는 약 5,000 rpm라는 결론을 얻었습니다.따라서, 수중에 있던 이 HDD(WD5000AADS-00S9B0)는 2개의 측정 방법으로 약 5,000 rpm와 추정되기 때문에, 약 5,000 rpm 고정의 회전 속도의 HDD이다고 판단하는 것이 타당이라고 생각합니다.
4-2.벤치마크에 대해
WD5000AADS-00S9B0는, 오늘 현재(2009/07/23 Thu) 3.5 inch HDD 중(안)에서 플래터 근처 용량이 최고의 500 Gbyte/플래터의 시리즈에 속합니다.지금까지는, 플래터 근처 용량이 오르면 전송 속도가 향상해 왔습니다.이 때문에, 이 고밀도 HDD의 성능에는 기대했습니다.
게다가 그 고밀도 시리즈 중(안)에서, WD5000AADS-00S9B0는 헤드수가 적은 1 플래터기입니다.헤드수가 적고 가벼운 헤드 주위의 구성은, 위치 맞춤에 유리일 것입니다.당연, 어느 정도의 랜덤 억세스 성능도 기대 할 수 있다고 생각했습니다.
그러나, 회전 속도가 5,000 rpm이며, 이것으로 조금 성능적으로 불리하게 됩니다.그런데도, 5,400 rpm기에 비하면—7.4%의 저하에 지나지 않고, 7,200 rpm기에 비해도—30.6%의 저하 밖에 지나지 않습니다.플래터 용량이 1.5배가 되고 있으니까, 그것을 보충할 정도로의 메리트가 나와도 좋은 생각도 듭니다.
그러나, 벤치마크를 취하면, 저속 디스크의 이미지 그대로의 결과가 되어 버리고 있습니다.특히, 512 Kbyte 블록의 랜덤 억세스 성능의 저하는 크게 눈에 띕니다.HD Tune의 결과도, access time의 증가와 그 격차의 증가가 나타나고 있어 성능 저하를 나타내고 있습니다.
Firmware : 01.01A01
Date : 2009/07/19
IF : SATA2RAID-PCIX (Silicon Image SiI3124)
Format : NTFS
BM시 IF : Generation 2:3. 0 Gbit/sec(SATA300 접속)
Benchmark: CrystalDiskMark 2.2 (C) 2007-2008 hiyohiyo
HD Tune: WDC WD5000AADS-00S9B0 Benchmark
Transfer Rate Minimum : 40.2 MB/sec
Transfer Rate Maximum : 102.1 MB/sec
Transfer Rate Average : 74.4 MB/sec
Access Time : 18.0 ms
Burst Rate : 131.4 MB/sec
CPU Usage : 12.5%
Firmware : 01.01A01
Date : 2009/07/19
IF : SATA2RAID-PCIX (Silicon Image SiI3124)
Format : NTFS
BM시 IF : Generation 2:3. 0 Gbit/sec(SATA300 접속)
플래터 용량이 1.5배의 메리트는, 전송 속도나 access time의 부분에서는, 어떻게 봐도 나와 있지 않습니다.아무래도, 이 500 Gbyte/플래터의 기록 밀도의 향상은, 지금까지와 같이 선기록 밀도의 향상이 주된 요인은 아니고 트럭 기록 밀도의 향상이 주된 요인이 되고 있다고 생각합니다.
선기록 밀도가 향상하지 않으면 시퀸셜 액세스로의 전송 속도는 별로 향상하지 않습니다.또, 트럭 기록 밀도가 오르면 트럭수가 필연적으로 증가하게 되어, 시크 회수가 증가합니다.트럭 기록 밀도가 증가하는 것은, 트럭 간격이 줄어들게 되어 위치 결정의 정도도 요구되게 되어 버립니다.지금까지의 위치 결정과 같은 기술의 연장선상에서는 이제 고속으로 액세스 하는 것은 어려운 영역에 들어가 있는 것이라고 생각합니다.
그런데도, 굳이, 트럭 밀도를 올려 온 것은, 수직 기록 방식으로 선기록 밀도를 올리면, 기록 신호간의 결합인가 강해져, 고쳐 쓰기 어려워지는 것에 있는 것은 아닐까 추측합니다.이 현상은 자성체의 보관 유지력이 높아지는 저온으로 현저하게 될 것입니다.이제 개서용의 헤드의 발생하는 자력이, 통상의 실온으로 수직 기록의 기록 신호를 안정되어 고쳐 쓰는데 필요한 힘을 유지하기 어렵게 되어 있는 것은 아닐까요.
Segate의 Barracude 7200.11(ST3500320AS) 가지는 있어 최근, 낮은 온도가 되면 기입 성능이 극단적(으)로 저하하는 일이 일어나고 있습니다.WDC가 250 Gbyte/플래터 근처로부터 고밀도의 HDD는 우선 저속인 물건, 특히 회전 속도를 공표하지 않는 것으로부터 내게 된 있는 것도 이 관계와 같이 생각합니다.
WDC는 낮은 온도로의 문제등을 피하기 위해서 선기록 밀도를 올리지 않고 트럭 기록 밀도를 올려 온 것은 아닐까 생각합니다.(2009/07/24 Fri 덧붙여 씀)
결과적으로, 저소비 전력으로 외부부착 HDD나 창고용, 특히 음악이나 동영상의 보존 등, 1 파일이 큰 것에에 적절한 특성을 강하게 해 오고 있는 것 같습니다.
이러한 특성이라면, 좀 더 실린더 용량이 증가하는 것이 시크수가 줄어 들므로, 3 암 4 헤드의 헤드 세트로 2 플래터 정도가 좋은 밸런스일까라고 할 것 같습니다.
4-3. 5,400 rpm의 회전 속도 이외가 발견되었던 것에 대해
이번, WDC Caviar Green 시리즈로, 5,400 rpm의 회전 속도 이외의 HDD가 발견되었습니다.
이것은, 당초 말해진, 5,400 rpm~7,200 rpm의 어느쪽이든으로 고정이라고 하는 골조가 무너진 것을 의미합니다.나돌고 있는 Caviar Green 시리즈의 회전 속도는 더 넓은 범위에 분포하고 있을지도 모릅니다.
이번, 3-1.진동 해석에 의한 방법으 로 PC를 가지고 있는 사람이면, 염가의 컨택트 마이크를 별도 구입하는 것만으로, 다음은 모이기 쉬운 것으로 계측하는 방법을 제안했습니다.이것으로, 많은 사람이 회전 속도를 검증하기 쉬워진 것은 아닐까 생각합니다.성능에 대한 의견을 교환할 때에 회전 속도가 다른 것으로 비교해도 얘기가 들어맞지 않으므로, Caviar Green 시리즈의 경우, 우선 회전 속도를 추정하면, 엇갈림이 작아지다고 생각합니다.
4-4.그 외
RMA의 대리점마다의 상위에 기인하는 이야기 등은, 모거대 익명 게시판으로 몇 번이나 화제가 되고 있습니다만, 회전 속도가 외상에 기술되어 있는 값과 다르다는 것은 화제가 된 것이 보였던 적이 없습니다.
가변 회전 속도나 고정 회전 속도인가가 화제가 되었을 때에도, 매장 팝이나 점원 설명이 차이가 난다고 하는 이야기는 있어도, 제품외 상자의 표기가 다르다고 하는 화제가 보였던 적은 없었습니다.
RMA와 같이, 원제품에 별로 관계가 없는 화제로 몇번이나 소동이 되니까, 제품 그 자체의 물리적 특성이 다르게 되는 회전 속도가 외상에 기술되어 있는 값과 다르다고 하는 것은 더 화제가 될 것 같은 것입니다만, 그렇게는 되지 않는 것 같습니다.
이상입니다.
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