SISSEJUHATUS
Tänapäeval on müügil mitmesuguseid erinevaid andmekandjaid. Erinevaid andmekandjaid saab kasutada erinevatel eesmärkidel ja nende käideldavused on sageli erinevad. Oluline on see, et oleks piisavalt andmemahtu failide salvestamiseks, aga failid ei ole vaid salvestamiseks, neid on vaja ka lugeda. 
Käesoleva töö eesmärgiks oli võrrelda erinevate andmekandjate käideldavust, millistel lugemis- ja kirjutamiskiirustel antud andmekandjad töötavad. Võrreldakse USB 2.0 ja USB 3.0 omadusi, USB 2.0 ühendusel mälupulga omadusi ja HDD ehk kõvaketta ja SSD ehk pooljuhtketta omadusi. Lisaks on välja toodud nende plussid ja miinused.
Kursusetöö valikul sai määravaks huvi teada saada, missugustel kiirustel suudavad eelpool nimetatud andmekandjad opereerida. 

1.  ÜLEVAADE KASUTATUD VAHENDITEST
1.1. Riistvara
Töös kasutati järgmiseid komponente:

HDD ja SSD kettad:
* Western Digital WD Blue WD10EZEX 1TB 64MB Cache SATA III (6.0Gbit/s) 3.5" Internal Hard Drive Bare Drive – OEM 7200RPM
* Kingston SSDNow V300 Series SV300S37A/240G 240GB SATA III (6.0Gbit/s) 2.5"  Internal Solid State Drive (SSD)

Mälupulk: 
* SanDisk 16GB Cruzer Micro USB 2.0 Drive SDCZ6-016G-A11

Väline kõvaketas:
* WD My Passport Ultra 1TB USB 3.0 and USB 2.0 Portable Hard Drive WDBZFP0010BBK-01 Black

Testides kasutati nii USB 3.0 kui ka USB 2.0 välise andmekandja hindamiseks ühte ja sama ketast, sest antud ketas on optimeeritud töötama mõlema ühendusmeetodiga, säilitades oma maksimaalsed omadused mõlema ühendusmeetodiga.

1.2. Tarkvara
Andmekandjate testimiseks kasutati vabavaralist programmi nimega CrystalDiskMark 3.0.3 x64, mille abil on võimalik testida erinevate andmekandjate kirjutamis- ja lugemiskiiruseid. Programmis on võimalik seadistada testimisaluseks erinevaid andmemahtusi, testide kordasi ja andmeedastusblokkide suurusi. Programm annab väga hea ja lihtsa ülevaate keskmistest andmete kirjutamis- ja lugemiskiirustest. 
1.2.1. Tarkvara katsetingimused
Tarkvara katsetingimusteks kasutati kõigi andmekandjate puhul ühesuguseid parameetreid: 
* Andmemahuks võeti 1000MB, mis on väliste andmekandjate testimiseks optimaalseim maht. 
* Testide kordade arvuks võeti 5, sest varasemad proovid näitasid, et ühe korra haaval testides erinesid saadud tulemused liiga palju. 
* Blokkide suurusteks võeti programmi poolt valida antud valikute hulgast kõik, selleks et näha kuidas seadmed opereerivad ka mitte väga standartsete andmeedastusblokkidega. Tavaline andmeedastusbloki suurus on 512KB ja neid töödeldakse suvalises järjekorras, aga maksimaalsete kiiruste saamiseks hinnatakse järjestikult töödeldavate 1024KB suuruste blokkidega toimetulemist.

2. USB 3.0 JA USB 2.0 ÜHENDUSEL VÄLISE KÕVAKETTA KÄIDELDAVUS
2.1. USB 2.0 ühendus
USB (Universal Serial Bus) võimaldab luua andmetee keskprotsessori ja välisseadmete vahel, kasutades selleks USB porti e. pistikupesa. Antud peatükis uuritakse tänapäeval USB kõige populaarsemat pistikutüüpi, milleks on USB 2.0 (Type A). USB 2.0 pordi abil on võimalik ühendada arvutiga erinevaid seadmeid nagu näiteks: arvutihiirt, klaviatuuri, printerit, skännerit, digitaalkaamerat, MP3 mängijat, võrgukaarti, modemit, kuvarit, MP3 mängijat jne. , seda kõike arvutit välja lülitamata, mida varasemad ühendusmeetodid nõudsid. USB kaablis on kaks lisajuhet, mida saab kasutada ka lisaseadme toiteks. USB 2.0 väljastati aastal 2000, mis võrreldes eelneva USB 1.0 versiooniga, mitmekordistas võimaliku andmeedastuskiiruse kuni maksimaalse 480 Mbit/s’ni (Hi-speed), mis on 60MB/s. Reaalselt, andmete kohta päringu saatmisel ja andmete saatmise alustamisel, sellist kiirust USB 2.0 ühendus saavutada ei suuda. Efektiivne andmeedastuskiirus on keskmiselt vaid 280 Mbit/s, mis on 35MB/s.  Tuleb ära mainida, et on olemas ka erineva andmeedastuskiirusega USB 2.0 porte, mis ei pruugi toetada Hi-speed ühendust, aga tänapäeva arvutitel sellist probleemi enam ei esine. Lisaks tuleb veel mainida, et USB ühendusel seadmete lahtiühendamisel on võimaluse korral soovitatav kasutada tarkvaralist seadme väljutamist, selleks et vältida andmete korrumpeerumist (andmete hävimine) ja ühtlasi pikendada seadme eluiga. 
2.2. USB 2.0 välise kõvaketta käideldavuse test
Andmeedastuskiiruste testimiseks on kasutatud peatükis 1.2. välja toodud vabavaralist tarkvara nimega CrystalDiskMark. Nagu eespool sai mainitud, olid programmi parameetrid kõikidele andmekandjatele samad. Väline andmekandja sai kaasas oleva juhtmega (USB 3.0 Standard-A to USB 3.0 Micro-B cable) ühendatud lauaarvuti USB 2.0 Hi-speed porti. Jooniselt on näha, et peale viite testikorda, on järjestikuste 1024KB suuruste blokkide keskmiseks lugemiskiiruseks 41,46 MB/s ja kirjutamiskiiruseks 32,37 MB/s (joonis 2.1.).
Joonis 2.1. USB 2.0 ühendusel välise kõvaketta andmete lugemis- ja kirjutamiskiirused

2.3. USB 3.0 ühendus
USB 2.0 on teeninud kasutajaid aastaid ja tänapäeval on peaaegu kõik hiired, klaviatuurid, printerid, skännerid ja andmekandjad ehitatud ümber kasutama USB 2.0 ühendust arvutiga suhtlemiseks, varasemate PS/2 ja DB-25 portide asemel. USB 2.0 on universaalne ja töökindel, aga tema andmeedastuskiirus jäi paljude seadmete puhul väheseks. 2008 aasta novembris tuldi välja edasiarendusega, mis kümnekordistas USB 2.0 tippläbilaskevõime, viies selle 5Gbit/s’ni. Lisaks suurendati toitevõimet, viies selle 500mA pealt (USB 2.0 puhul) 900mA peale (USB 3.0 puhul). USB 3.0 on samamoodi USB 2.0’ga, täielikult tagasiühilduv sellele eelneva versiooniga, seda võimalust on antud töös ka ära kasutatud, aga vanemate arvutite puhul võib olla vajalik tarkvarauuendus.  




2.4. USB 2.0 välise kõvaketta käideldavuse test
Peale samu parameetreid kasutades ketta lugemis- ja kirjutamiskiiruse testi tehes, võime näha, et USB 3.0 ühendusel on andmekandja kiirused temale eelnevaga märksa suuremad. Lisaks kulus andmekandjal testi läbimiseks palju vähem aega. Jooniselt on näha, et järjestikuste 1024KB suuruste blokkide keskmiseks lugemiskiiruseks on 107,9 MB/s ja kirjutamiskiiruseks 107,5 MB/s (joonis 2.2.).
Joonis 2.2. USB 3.0 ühendusel välise kõvaketta andmete lugemis- ja kirjutamiskiirused 


3. USB 2.0 MÄLUPULGA KÄIDELDAVUS
3.1. Mälupulk
Mälupulgad on andmekandjad, mis põhinevad peamiselt välkmälul ja need ühendadakse arvutiga integreeritud USB pordi abil, mis on omakorda ühendatud trükkplaadiga, millele on salvestatud andmed. Enamlevinud on USB 2.0 mälupulgad, aga tänapäeval leidub juba ka USB 3.0 mälupulki, mis on uuepoolsuse tõttu eelmistest märgatavalt kallimad. Mälupulki on mugav kasutada nende väikese suuruse, välkmälu ümberkirjutatavuse, puuduvate liikuvate osade, suure andmemahu võimaluste ja töökindluse tõttu. Teised eelnevad väiksemõõdulised andmekandjad nagu näiteks disketid ja optilised kettad (laserketas ja DVD-ketas) on üldjuhul vaid ühekordseks andmete kirjutamiseks, kuid leidub ka korduvkirjutatavaid optilisi kettaid.  Mälupulkade andmemahu võimalused on tänapäeval ületanud juba terabaitide piiri. Mälupulgad on ka pidevale kasutusele vastupidavad, lubades kuni 100000 kirjutamis/kustutamis tsükklit ja kuni 10-aastast andmete säilimist. On olemas ka mälukaardid, aga neid on ebamugavam kasutada, sest nad on väiksemad (kipuvad ära kaduma) ja sageli puudub arvutil vastav mälukaardipesa, mille tõttu on vajalik soetada mälukaardi adapter, mille saab USB ühenduse kaudu arvutisse ühendada. Samas tuleb meeles pidada, et kuna tegemist on välkmäluga, tuleb olla andmete korduvate salvestuskordadega olla ettevaatlik, sest välkmälu puhul ei eelne rikkele mingeid märguandeid nagu kõvaketaste puhul. 


3.2. USB 2.0 ühendusel mälupulga käideldavuse test
Töös kasutatav mälupulk on poodides üsna populaarne, kuna tegemist on tuntud tootjaga, mis tähendab et mälupulk on kvaliteetne ja töötab maksimaalsel efektiivsusel. Peale testi läbimist, võime näha, mida on mälupulk loovutanud oma mugavuste nimel. Jooniselt näeme, et järjestikuste 1024KB suuruste blokkide keskmiseks lugemiskiiruseks 28,34 MB/s ja kirjutamiskiiruseks 6,78 MB/s (joonis 3.1.). Mälupulga parimaks tööeesmärgiks on andmete lugemine ja seda on ka tulemustest näha. Võrreldes eelmiste väliste andmekandjatega jääb andmete kirjutamiskiirus väga madalaks, mistõttu kulus testi läbimiseks ka väga palju aega. Mälupulka on veel hea kasutada nendelt operatsioonisüsteemide bootimiseks ja muusika esitamiseks, sest mõlemal korral on tegu vaid failide lugemisega. Andmekandjaid on mugav kasutada igapäevases töös, näiteks esitluste failide transportimiseks ja teiste väikesemahuliste failide käitlemiseks. Kui on vajalik transportida või lihtsalt salvestada suuremaid faile, tuleks soetada väline kõvaketas, mille kirjutamis- ja lugemiskiirused on paremad.

Joonis 3.1. USB 2.0 ühendusel mälupulga andmete lugemis- ja kirjutamiskiirused



4. HDD EHK KÕVAKETTA JA SSD EHK POOLJUHTKETTA KÄIDELDAVUS
4.1. HDD ehk kõvaketas
Kõvaketas on andmekandja, mille andmete salvestuseks kasutatakse kiirelt pöörlevaid magnetiseerituid alumiiniumplaate, millele salvestatakse informatsioon kasutades kirjutuspead. Kõvakettad ühendatakse arvutiga peamiselt SATA (Serial Advanced Technology Attachment) liidese abil, kuid on kasutatud ka selliseid vanemaid liideseid nagu PATA (Parallel Advanced Technology Attachment) ja SCSI (Small Computer System Interface), selliseid liideseid võib leida ka tänapäeva personaalarvutite emaplaatidelt. Leidub ka erinevaid tüüpe SATA liideseid, millel on erinevad andmeedastuskiirused: SATA I 1,5 Gbit/s, SATA II 3 Gbit/s ja SATA III 6 Gbit/s. Kõvaketaste andmemahuruum on võrreldes teiste andmekandjatega suurim, ületades 2014 aasta seisuga 8 terabaidi piiri. Tänapäeval on soovijatele kättesaadavad kuni 10000RPM kiirusega kõvakettad, mis omavad veelgi suuremaid andmete kirjutamis- ja lugemiskiiruseid. Personaalarvutites on üldiselt 3,5 tolliste ketastega kõvakettad, aga on olemas ka väiksemad: 2,5 ja 1,8 tollised kettad, mida kasutatakse peamiselt välistes andmekandjates. Tavalisele arvutikasutajale piisab umbes 250GB suurusest kõvakettast, aga tehnika arengu kiiruse tõttu peatakse sellist suurust juba väheseks. Kui on soov salvestada multimeediat ja teisi suuremahulisi faile, on soovitatav soetada 1TB suurune kõvaketas, sest need pole enam kallid. Kõvakettal on rikke tekkimise võimalused minimaalsed, eeldades et kõvaketas ei saa põrutusi ega muid kahjustusi. Tuleb veel lisada, et kõvakettal on vastupidiselt välkmälul põhinevate andmekandjatega lihtsam taastada kustutatud andmeid. 
4.2. HDD ehk kõvaketta käideldavus
Kõvaketta suurimaks eeliseks on tema SATA III ühenduse poolt tagatud 6.0Gbit/s’ne andmete töötlemiskiirus, mis küünib juba madalama jõudlusega SSD ketaste piirimaile. Western Digital on samuti kõrgelt tuntud kõvaketaste tootja ja nende tooted on usaldatavad ja vastupidavad. Vaadates joonist, saame välja tuua kõvaketta eelised, võrreldes välise kõvakettaga: järjestikuste 1024KB suuruste blokkide keskmiseks lugemiskiiruseks on 149,1 MB/s ja kirjutamiskiiruseks 143,7 MB/s (joonis 4.1.). Aandmete kirjutamis- ja lugemiskiirused on märgatavalt suuremad, mis ongi personaalarvuti puhul olulisemad näitajad. 

Joonis 4.1. HDD ehk kõvaketta andmete lugemis- ja kirjutamiskiirused
4.3. SSD ehk pooljuhtketas
Vaatamata eksitavale nimele, pole pooljuhtkettas tegelikult mingisugust ketast. SSD kettad kasutavad salvestamiseks välkmälu (samamoodi nagu mälupulgad) nendes on trükiplaadile kinnitatud mitu välkmälu osa. SSD ketta saab arvutisse ühendada SATA liidese abil, mis tähendab et see töötab ka vanemates arvutites, soovitatav on vaid operatsioonisüsteemile installeerida vastavad värskendused, tagamaks optimaalseimad kasutustingimused. SSD ketast kasutades, tuleb aga tähelepanu pöörata elektrikatkestuste ohule. Kuna SSD ketas kasutab andmete salvestamiseks välkmälu, siis võivad elektrikatkestuse puhul parajal hetkel töötlemises olevad andmed salvestamata jääda. Seepuhul on mõistlik soetada UPS seade ehk katkematu toite allikas, mis töötab kui tagavara aku arvutil. Elektrikatkestuse puhul ei lülitu arvuti välja vaid hakkab tarbima UPS’i akus olevat energiat, mida jagub seal parasjagu niipaljuks, et jõuad salvestada oma töö ja arvuti turvaliselt välja lülitada. Sülearvutitel, milles on SSD ketas, sellist muret ei esine, aga lauaarvutitele on UPS seade soovitatav ka siis, kui arvutis on tavaline HDD ketas, sest see vähendab arvuti rikkevõimalusi. SSD installeeritakse arvutitesse peamiselt mugavuse eesmärgil, suuremahulisi andmekogusi nagu näiteks operatsioonisüsteemi on võimalik märgatavalt kiiremini tööle laadida. SSD ketta eelis HDD ketta ees on see, et SSD ketas on põrutustele vastupidavam, kuna seal pole liikuvaid osasi. Lisaks ei tekita SSD ketas müra ega vibratsioone ja energiatarbimine on palju väiksem – seetõttu on mugav omada sülearvutit, millel on just selline andmekandja.
4.4. SSD ehk pooljuhtketta käideldavus
Eelnevas osas (4.3.) väljatoodud eeliste põhjal võib arvata, et SSD ketas on HDD kettast kiirem – ja nii ta ongi. Järjestikuste 1024KB suuruste blokkide keskmiseks lugemiskiiruseks on 428,0 MB/s ja kirjutamiskiiruseks 199,2 MB/s (joonis 4.2). Selline tulemus on märgatavalt suurem, lugemiskiirus on peaaegu kolm korda suurem, kui tavalisel kõvakettal. Võib öelda, et pooljuhtketas on testide tulemusena kõike efektiivsem andmekandja. Samas ei saa öelda, et kõik kõvakettad tuleks nüüd pooljuhtketaste vastu välja vahetada, sest nende hinnad on kordades kallimad ja andmesalvestusmahud on palju väiksemad.

Joonis 4.2. SSD ehk pooljuhtketta andmete lugemis- ja kirjutamiskiirused


5. LÕPLIK HINNANG
Analüüsides testides saadud tulemusi, on näha et praegused tehnoloogia tippsaavutused, milleks on USB 3.0 liides ja SSD ketas, on tõepoolest nendele eelnevatest USB 2.0 liidesest ja HDD kettast paremad. Uuemad lahendused annavad kasutajatele laiemaid võimalusi arvutisüsteemide loomiseks ja lihtsustavad arvutikasutamist, olles eellastest märgatavalt kiiremad. USB 3.0 ühendusel välise andmekandja plussiks on rohkem kui kaks korda suurem andmete lugemis- ja kirjutamiskiirus, suuri miinuseid selle puhul ei ole. SSD ketta eelduseks on kordades suuremad andmetöötluskiirused, puudub vibratsioon, puudub müra ja energiatarve on väiksem. SSD ketta miinusteks on väiksemad andmemahud, kallim hind võrreldes HDD kettaga ja elektrikatkestuste puhul oht kaotada töötlemises olevaid andmeid. USB 2.0 liidesel töötava mälupulgaga on soovitatav kanda vaid väikesemahulisi faile, aga nendele on võimalik kanda ka suuremaid faile.


KOKKUVÕTE
Käesolev töö koosneb viiest osast. Esimene osa kirjeldab missuguseid vahendeid selleks tööks kasutati ja millised olid katsetingimused. Teises osas võrreldi USB 3.0 ja USB 2.0 ühendusel välise kõvaketta käideldavust. Kolmandas osas tuuakse välja USB 2.0 ühendusel kasutatava mälupulga käideldavus ja milleks on mälupulka kõige parem kasutada. Neljas osa võrdleb HDD ja SSD ketaste käideldavust. Viiendas osas on toodud lõplik kokkuvõte pärast kõigi testitulemuste võrdlemist.


KASUTATUD KIRJANDUS
1. CrystalDiskMark 3.0.3 x64. Kättesaadav:
http://crystalmark.info/software/CrystalDiskMark/index-e.html (01.12.2014)
2. Universal Serial Bus. Kättesaadav:
http://www.usb.org/developers/docs/usb20_docs (01.12.2014)
3. USB 3.1 Specification. Kättesaadav:
http://www.usb.org/developers/docs/ (01.12.2014)
4. USB CONNECTOR GUIDE — GUIDE TO USB CABLES. Kättesaadav:
http://www.cablestogo.com/learning/connector-guides/usb (01.12.2014)
5. USB 3.0 Technology. Performance Advantage on HP Workstations. Kättesaadav:
http://h20195.www2.hp.com/v2/GetPDF.aspx%2F4AA4-2724ENW.pdf (01.12.2014)
6. Universal Serial Bus 3.0 Specification. Kättesaadav:
http://www.gaw.ru/pdf/interface/usb/USB%203%200_english.pdf (01.12.2014)
7. Heiki Vallaste e-teatmik. Kättesaadav: 
http://www.vallaste.ee/index.htm (01.12.2014)
8. USB flash drive. Kättesaadav: 
https://en.wikipedia.org/wiki/USB_flash_drive (01.12.2014)
9. SSD vs. HDD: What's the Difference? Kättesaadav:
http://www.pcmag.com/article2/0,2817,2404259,00.asp (01.12.2014)
10. Hard disk drive. Kättesaadav:
https://en.wikipedia.org/wiki/Hard_disk_drive  (01.12.2014)
11. Hard Disk Drives. Kättesaadav:
http://pages.cs.wisc.edu/~remzi/OSTEP/file-disks.pdf (01.12.2014)
12. Investigation: Is Your SSD More Reliable Than A Hard Drive? Kättesaadav:
http://www.tomshardware.com/reviews/ssd-reliability-failure-rate,2923-9.html (01.12.2014)
13. SSD Market History. Charting the Rise of the Solid State Disk Market. Kättesaadav:
http://www.storagesearch.com/chartingtheriseofssds.html (01.12.2014)
14. Computer memory. Kättesaadav: 
http://www.britannica.com/EBchecked/topic/130610/computer-memory/252736/Semiconductor-memory (01.12.2014)

2