YUSOFT | Всё о программировании железа и микроконтроллеров ...

Закон Мура гласит, что количество транзисторов, размещаемых на полупроводниковых микросхемах, удваивается каждые 12-18 месяцев. Аналогичный закон можно сформулировать и в отношении жестких дисков - каждый год плотность записи на пластину удваивается. Соответственно, растет и объем накопителей.

Увы, к скорости обмена данными с жесткими дисками подобные законы неприменимы. Сам принцип хранения информации на магнитных пластинах накладывает серьезные ограничения на скорость чтения/записи. Увеличивая, во-первых, плотность хранения данных, а также - скорость вращения шпинделя и объем внутреннего буфера диска, разработчики постепенно добиваются более высоких показателей, однако процесс этот идет довольно вяло.

Характерно, что пропускная способность интерфейсов значительно превосходит физическую скорость считывания и записи данных на жесткий диск. Это приводит к тому, что внедрение новых интерфейсов - ATA/133, ATA/100, ATA/66, Serial ATA - практически не влияет на производительность дисковой подсистемы. В современном жестком диске физическая скорость считывания данных с пластин составляет, как вы сможете убедиться ниже, 20-40 МБ/с. Это значительно ниже пиковой пропускной способности интерфейсов (100 МБ/с для ATA/100 и 150 МБ/с для Serial ATA). Конечно же, при переходе, скажем, от ATA/66 к ATA/100 или, что актуальнее, от ATA/100 к Serial ATA наблюдается некоторый рост производительности дисковой подсистемы, однако говорить о качественном увеличении не приходится - в конечном счете, все упирается в скорость чтения с пластин.

В сложившейся ситуации маркетинговые отделы вынуждены красочно описывать преимущества, которые, дескать, получит покупатель, если выберет диск ATA-133, а еще лучше - Serial ATA. И выводят магическую цифру 150 МБ/с, обходя стороной вопрос о физической скорости считывания данных с пластин.

Никто не спорит - есть еще внутренний буфер жесткого диска, скорость считывания данных из которого ограничивается пиковой пропускной способностью интерфейса. Современные жесткие диски оборудованы буфером объемом 8 МБ, часть которого обычно используется для кэширования данных, а часть - для кэширования физических адресов магнитных ячеек на пластинах. Увеличение объема буфера обходится производителям практически бесплатно - сегодня стоимость микросхем памяти объемом 8 МБ составляет единицы долларов. Более того, микросхемы объемом 2 МБ, которые использовались раньше, уже попросту невыгодно устанавливать. Во-первых, они дефицитны, а во-вторых, кому охота сегодня проектировать поддержку буфера объемом 2 МБ, чтобы завтра перейти на 8 МБ? У разработчиков жестких дисков на счету каждый доллар - рынок тесен, зазоры малы, и ни у кого нет желания заниматься эквилибристикой.

В то же время, использование еще больших буферов может оказаться неоправданным. Дело в том, что ATA-интерфейс имеет разрядность 16 бит, а, следовательно, в один и тот же момент доступно лишь 64 КБ адресного пространства в буфере. Соответственно, контроллеру жесткого диска приходится все время переключать активные окна, работая попеременно с каждым сегментом буфера.

Основное декларируемое достоинство интерфейса Serial ATA состоит в увеличении его пропускной способности до 150 МБ в секунду. При этом следующая версия этого интерфейса - Serial ATA II, - внедрение которой состоится, возможно, в будущем году, обеспечит пропускную способность 300 МБ в секунду. Однако, по причинам, изложенным выше, под вопросом остается практическая ценность этого нововведения. А цифра 150 МБ в секунду пока остается неким маркетинговым заклинанием, призванным привлечь внимание "доверчивых" пользователей.

Впрочем, "недоверчивым" пользователям Serial ATA несет преимущества несколько иного характера. Serial ATA - последовательный интерфейс, а, следовательно, для передачи данных больше не нужны широкие громоздкие шлейфы, препятствующие свободной циркуляции воздуха внутри корпуса. Диски, поддерживающие Serial ATA, подключаются с помощью тонких, гибких кабелей ("шнурков"), которые не занимают места и не создают дополнительные проблемы в охлаждении компонент. Интерфейс Serial ATA позволяет, к тому же, подключать устройства "на лету" (hot plug) и работать с внешними накопителями.

Более того, практически все современные наборы системной логики не только обладают поддержкой Serial ATA, но и позволяют создавать RAID-массивы различных форматов. Пользователи, приобретающие два диска Serial ATA, получают возможность создания "бесплатного" RAID. Эта возможность сразу же привлекает внимание тех, кто работает с видео, звуком или тяжелой графикой.

Наконец, внедрение интерфейса Serial ATA на руку разработчикам системных плат. Serial ATA - последовательный интерфейс, а, следовательно, его разводка на плате не составляет трудностей. В перспективе разработчики и вовсе откажутся от Parallel ATA, т.к. использование его сегодня сопряжено с разводкой 40 линий на канал (32 сигнальные, 7 - земля и 1 не используется вовсе). Но это - в перспективе, а пока Serial ATA служит дополнительным маркетинговым инструментом и для разработчиков системных плат.

К сегодняшнему дню все разработчики жестких дисков для настольных систем успели представить линейки дисков с поддержкой Serial ATA. Некоторые, как, например, Seagate, выпустили уже две подобных линейки. Готовясь к тестированию, мы постарались собрать все имеющиеся в свободной продаже в Киеве диски. Единственные накопители, не попавшие в материал - Hitachi Deskstar 7K250, которые, к сожалению, пока в Киеве не продаются недоступны.

Все представленные в тестировании диски оборудованы буфером объемом 8 МБ. За исключением дисков Western Digital Raptor, все модели обладают скоростью вращения 7200 об./мин. Сводная таблица параметров приведена ниже:

	Maxtor DiamondMax Plus 9 6Y120M013551A	Samsung SpinPoint SP1614C	Seagate Barracuda 7200.7 Plus ST3120026AS	Seagate Barracuda V ST3120023AS	Western Digital Caviar WD2000JB	Western Digital Caviar WD2500JB	Western Digital Raptor WD360GD
Объем, ГБ	120	160	120	120	200	250	36
Плотность записи	80 ГБ на пластину			60 ГБ на пластину	80 ГБ на пластину		36 ГБ на пластину
Скоорость вращения шпинделя	7200 об/мин						10000 об/мин
Объем внутреннего буфера	8 МБ
Интерфейс	Serial ATA 1.0
Количество пластин	2	2	2	2	3	3	1
Количество головок	3	4	3	4	5	6	2
Среднне время доступа, ms	9.3	8.9	8.5	9.5	8.9	8.9	5.2

Тестирование жесткого диска - задача непростая. Получить данные не так уж и сложно - благо различных тестовых пакетов хватает. Намного сложнее правильно интерпретировать эти данные.

Судите сами. С точки зрения пользователя жесткий диск является неким черным ящиком. Мы ничего не знаем о методиках, которые применяет разработчик для записи и считывания информации. Мы ничего не знаем об алгоритме буферизации адресов - применяемая в диске firmware ("прошивка") является строго засекречена. В лучшем случае мы можем догадываться о том, под какие типы операций - потоковые или случайные - эта прошивка оптимизирована.

Скажем, Western Digital использует алгоритм под названием Cacheflow, оптимизирующий работу диску для выполнения потоковых операций. В Cacheflow реализован алгоритм упреждающего чтения, предусматривающий предварительное заполнение буфера жесткого диска, которые, по "мнению" системы предсказания, понадобятся контроллеру в следующий момент. Также Cacheflow способен выполнять операции предварительной записи, при которых данные из буфера записываются на диск еще до того, как контроллер отдаст соответствующую команду. Подробности реализации этих алгоритмов держаться в секрете.

Тестовые пакеты - еще один ящик, не менее черный, нежели firmware. Мы не знаем, какие алгоритмы там применены и насколько они близки к реальным задачам. Мы не знаем, способны ли эти алгоритмы адекватно и всесторонне тестировать производительность жесткого диска или же они измеряют лишь скорость выполнения диском некоего узкого набора операций.

Кроме того, определенную роль в итоговых результатах играют также контроллер жесткого диска, установленный драйвер, тип файловой системы. В итоге для тестирования одного черного ящика мы используем другой черный ящик, а затем, сдвинув брови, пытаемся интерпретировать полученные результаты. Тем не менее, тестировать диски время от времени приходится ;-). Стремясь обеспечить максимальную точность и прозрачность полученных данных, мы применили следующие тесты:

Операционная система была установлена на жесткий диск Western Digital WD2000 объемом 200 ГБ, подключенный к первому каналу SATA. Тестируемая модель подключалась ко второму каналу SATA. Все диски форматировались в файловой системе NTFS.

Эти диски входят в линейку Serial ATA накопителей Western Digital, которая также включает модели объемом 160 и 120 ГБ. Модель WD2500JB (фото) содержит 3 пластины и 6 головок. Таким образом, плотность записи составляет 80 ГБ на пластину. Диск WD2000JB (фото) обладает такой же плотностью записи, однако, в нем используется 5 головок.

Среди протестированных дисков WD2500JB имеет максимальный объем.

Первый в индустрии ATA жесткий диск со скоростью вращения шпинделя 10000 об./мин (до недавнего времени диски с подобными скоростями выпускались исключительно с интерфейсом SCSI). Но, за все приходится платить. Высокая скорость работы нивелируется небольшим объемом - всего 36 ГБ. Western Digital обещает в ближайшее время представить диск Raptor объемом 72 ГБ, однако пока он официально не объявлен.

Представитель новой линейки жестких дисков Seagate 7200.7 с плотностью записи 80 ГБ на пластину. Seagate предлагает модели емкостью 80 ГБ, 120 ГБ и 160 ГБ. Тестируемый диск объемом 120 ГБ содержит 2 пластины и 3 головки.

Представитель уже устаревшей линейки дисков Seagate с интерфейсом Serial ATA, в которую входят модели емкостью 120 и 80 ГБ. Плотность записи - 60 ГБ на пластину. Модель, которая использовалась при тестировании, содержит 2 пластины и 4 головки.

Линейка состоит из дисков объемом 80, 120, 160 и 200 ГБ. Причем Maxtor в некоторых дисках использует пластины емкостью 60 ГБ, а в некоторых - пластины емкостью 80 ГБ. В мы тестировали модель с плотностью записи 80 ГБ, содержащая 2 пластины и 3 головки.

К сожалению, диск Maxtor DiamondMax Plus 9 обладает крайне неприятной особенностью - он производит проверку записи, считывая только что записанные данные и проверяя результат. Проверка записи производится один раз, - т.е. если записать, удалить, а затем снова записать файл, проверка будет выполнена только при первой записи. Но стоит перезагрузить компьютер и диск еще раз произведет проверку при записи. На практике эта особенность кэширования данных приводит к резкому снижению скорости работы диска. В этом можно убедиться, взглянув на графики записи, полученные подряд в HDTach: на первом проверка записи производится, на втором - нет.

На сайте Maxtor доступна к загрузке утилита, позволяющая включать/выключать проверку записи. Однако с Serial ATA дисками она не работает. Проводя измерения, мы сознательно не прописывали весь диск данными, пытаясь деактивировать проверку записи - ведь пользователи, которые остановят выбор на этом диске, не будут проводить подобную процедуру при каждом включении ПК. Мы тестировали "как есть", т.е. с включенным режимом проверки записи и безо всяких подготовительных процедур. Samsung SP1614C 160 ГБ (фото)

Старший представитель линейки, состоящей из дисков объемом 80, 120 и 160 ГБ. Плотность записи - 80 ГБ на пластину. Модель SP1614C объемом 160 ГБ содержит 2 пластины и 4 головки.

Довольно любопытно выглядит график чтения данных диска Samsung SP1614C, для которого характерны периодические провалы. В свое время подобную картину можно было наблюдать на некоторых дисках Western Digital. Возникает предположение, что Samsung, занявшийся разработкой жестких дисков сравнительно недавно, столкнулся с теми же техническими аспектами, что и Western Digital несколько лет назад. Впрочем, эти периодические провалы графика не оказывают существенного влияния на общую производительность - как свидетельствуют результаты, полученные в остальных тестах, диск Samsung SP1614C демонстрирует более чем достойную скорость работы.

Для начала, немного синтетики. Посмотрим на скорость доступа к данным:

В этом тесте лидирует Western Digital Raptor WD360GD - победа достигнута, несомненно, за счет скорости вращения шпинделя 10000 об/мин. Остальные диски идут плотной группой, которую возглавляет новая модель Seagate 7200.7, а замыкает - Samsung SP1614C.

В бизнес-задачах наилучшую производительность демонстрирует диск Maxtor DiamondMax Plus 9, в процентном отношении опередивший Samsung SP1614C и WD Raptor WD360GD. А вот в hi-end задачах на первые места дружно выходят диски Western Digital - лидирует WD Raptor, затем идут модели серии Caviar объемом 250 и 200 ГБ.

Тест на копирование файла с раздела на раздел интересен по нескольким причинам. Во-первых, это чрезвычайно наглядный тест, повторить который может любой желающий. Во-вторых, он дает представление о скорости выполнения диском потоковых операций чтения и записи.

Здесь лидирует Samsung SpinPoint SP1614C. А вот жесткий диск Maxtor демонстрирует просто-таки феноменальную зависимость от выбранных условий тестирования. С раздела B на раздел A файл копируется за 47 секунд, а с раздела B на раздел A - 6 минут 45 секунд! Остальные диски подобным аномалиям не подвержены. Поэтому, несмотря на то, что результат 47 секунд, зафиксированный при смене исходного и целевого разделов, является рекордным в этом тесте, говорить о победе диска Maxtor не приходится. Справедливее все же пальму первенства присудить диску Samsung SpinPoint SP1614C, который смог обойти даже WD Raptor.

Тест на копирование большого каталога с раздела на раздел характеризует способность диска работать с большим количеством неоднородных файлов. На наш взгляд с подобного рода операциями большинство пользователей сталкивается каждый день, если не непосредственно, то уж точно - через систему временных файлов Windows.

С копированием каталога лучше всех справляется диск Samsung SpinPoint SP1614C. Второе и третье место заняли диски Seagate, которые крайне слабо показали себя в потоковых операциях. А вот диски Western Digital, оптимизированные именно под потоковые операции, оказались в этом тесте довольно медленными. Что же касается диска Maxtor, то он снова продемонстрировал зависимость от направления копирования. В зависимости от выбора исходного и целевого разделов, данные колеблются от 3:26 (зачетный результат) до 4:23.

Тест на скорость открытия большого файла в Adobe Photoshop 7.01 призван помочь оценить быстродействие диска в реальном приложении в условия интенсивного "свопа". При этом предполагается, что временные файлы размещаются на одном разделе, а рабочий файл - на другом.

Здесь снова первенствует Samsung SpinPoint SP1614C, в то время как диск Maxtor оказывается исключительно зависимым от выбора раздела - в стандартных условиях на выполнение этой же задачи ему требуется 440 секунд!

Для серьезного изучения уровня шума, производимого жестким диском, необходимо, как минимум, специальные инструменты и соответствующим образом оборудованное помещение. В противном случае, оценки носят глубоко субъективный характер, зависящий от чувствительности ушей того или иного инженера. Согласно нашим субъективным оценкам все протестированные нами жесткие диски обладают низким уровнем шума. По крайней мере, стандартный кулер, входящий в поставку коробочных версий Pentium 4, шумит громче жесткого диска.

Аналогичные слова можно сказать и в отношении нагрева. Следует признать, что современные диски со скоростью вращения шпинделя 7200 об./мин и выше существенно греются. Следовательно, устанавливая их в корпус необходимо позаботиться о свободной циркуляции воздуха в районе жесткого диска, благо тонкие кабели Serial ATA этому способствуют.

Отдавая себе отчет в субъективности методик тестирования, COMPOSTER традиционно воздерживается от присуждения "выборов редакции" и прочих памятных отметок испытываемым моделям. Мы считаем, что каждый читатель может самостоятельно взглянуть на диаграммы и сделать вывод о производительности тех или иных устройств. Наше дело - представить результаты, а не развешивать часто рекламные ярлыки.

Что ж, постараемся беспристрастно проанализировать полученные данные. Жесткий диск Samsung SpinPoint SP1614C продемонстрировал неожиданно высокие и стабильные результаты практически во всех тестах. По правде сказать, нас самих удивило это обстоятельство - чего греха таить, диски Samsung обладали имиджем не очень быстрых, но довольно дешевых решений. По-видимому, пришло время ломать стереотипы. Факты - вещь упрямая. Вне всяких сомнений тем, кто выбирает диск для домашнего или офисного ПК, стоит обратить внимание на Samsung SpinPoint SP1614C. Очень интересен также жесткий диск Western Digital Raptor WD360DG, показывающий в hi-end задачах рекордные результаты. К сожалению, скорость вращения в 10000 об./мин накладывает определенные технологические ограничения, поэтому WD предлагает диски Raptor объемом только 36 ГБ. Но для многих задач, критичных к производительности дисковой подсистемы, Raptor может оказаться незаменимым. Неплохо показывали себя диски Western Digital серии Caviar, обладающие, в целом, довольно высокой скоростью работы с традиционным для WD уклоном в сторону потоковых операций. Обращает на себя внимание и объем дисков - сегодня только WD предлагает модели 200 и 250 ГБ.

Жесткий диск Seagate Barracuda 7200.7 оставил двоякое впечатление, показав при тестировании средние результаты. Впрочем, Seagate уже успела представить новую линейку Serial ATA дисков 7200.7 с плотностью записи 100 ГБ на пластину - возможно, эти модели смогут работать быстрее.

И, наконец, Maxtor Diamond Max Plus 9. Удивительный диск, с удивительной недоработкой. Остается загадкой, как можно было "забыть" отключить принудительную проверку записи, к тому же не предоставив пользователю возможности сделать это самостоятельно. Если же проверка записи является вынужденной мерой, то тогда к инженерам Maxtor возникает еще больше вопросов. Определенно, этот диск никак нельзя рекомендовать покупателям - кому нужна лишняя головная боль и постоянная необходимость раздумывать над тем, на какой раздел и в каком порядке лучше класть файлы?


	Реклама на сайте \| Реклама в Интернет \| "Все Кулички"

Сергей Толокунский