Обзор внешнего накопителя WD My Book 3.0

Введение

Необходимость смены самого распространенного внешнего интерфейса, которым являлся USB 2.0, назрела довольно давно. Большинству требовалось что-то столь же простое и универсальное, но при этом обеспечивающее ощутимо большие скорости передачи данных. Более требовательное меньшинство робко заикалось о том, что неплохо бы этому интерфейсу не только поднять скорость, но и несколько изменить протоколы, поскольку те возможности, которые он предлагает, по текущим временам вполне можно засчитать за архаичные. Конечно, многие кивали на e-SATA с его высокой скоростью передачи данных, но, к сожалению, этот получающий все большее распространение интерфейс сложно назвать действительно универсальным: он не обеспечивает питания для подключаемых устройств и предназначен, в общем-то, лишь для накопителей, в то время как спектр внешних устройств гораздо шире. В общем, все ждали пришествия USB 3.0 — и вот оно, наконец, произошло.

Совсем недавно мы рассматривали первые, предсерийные реализации USB 3.0, и говорили о тех изменениях, которые принесла с собой смена протокола. Мы не будем повторяться — желающие узнать о всех нововведениях могут прочитать об этом в соответствующей статье, мы же только напомним, что для внешних накопителей новый интерфейс в первую очередь означает возросшую на порядок, с 480 Мбит/с до 4,8 Гбит/с, скорость. Именно возросшая, в теории, скорость передачи данных нам наиболее интересна: все же, протокол USB 2.0 не мог выжать более 35 МБ/с, интересно, на что способен его последователь, тем более в ранних образцах.

Итак, встречаем один из первых серийных накопителей с поддержкой USB 3.0 — WD My Book 3.0.

WD My Book 3.0 WDBAAK0010HCH

В настоящий момент внешние накопители компании Western Digital на 3,5-дюймовых жестких дисках представляют собой несколько семейств, объединенных общим дизайном. Одни идут в комплекте с большим набором различного программного обеспечения для создания резервных копий данных, другие предоставляют возможность построения отказоустойчивых массивов внутри накопителя, но все они используют интерфейс USB 2.0. И лишь герой нашей статьи, лишенный какого-либо ПО и возможностей построения массивов, предоставляет то, что недоступно другим — интерфейс USB 3.0, а значит, большую скорость передачи данных.

Внешне WD My Book 3.0 и не думает отступать от общего облика своих собратьев: как и они, он похож на вертикально стоящую книгу. Нельзя сказать, что его облик идеален — глянцевый пластик задней панели является не самым лучшим дополнением к приятно шероховатой, матовой черноте основной части корпуса. Да и направление вентиляционных решеток было бы лучше сделать продольным, а не поперечным — так они были бы больше похожи на торцы обычной книги. Впрочем, общее мнение о облике устройства скорее положительное — все серьезно и обстоятельно, а главное — нет никаких лишних дизайнерских элементов, всех этих украшательств, характерных для недорогой продукции малоизвестных производителей. Так переднюю скругленную плоскость украшают лишь небольшой логотип компании да маленький неяркий светодиод индикации работы.

Возможный объем накопителя составляет либо один, либо два терабайта. Комплект входящих в поставку аксессуаров крайне скромен: небольшая инструкция, внешний адаптер питания со сменной вилкой (увы, но даже увеличенных в новом стандарте до 0,9 А возможностей по питанию шины USB недостаточно для нормальной работы 3,5-дюймового диска) и провод USB с разъемами USB 3.0. Последние легко определяются по наличию дополнительной группы контактов в разъеме типа «А», а уж разъем «mini B» нового формата сложно спутать с чем-то еще — очень уж он характерный.

Все разъемы на корпусе диска сгруппированы в нижней части задней панели — именно здесь расположились разъемы шины питания и mini-USB 3.0, сопровождаемые кнопкой питания.

Отдельного упоминания заслуживает то, что накопитель встречается на прилавках в двух комплектациях: обычной и расширенной. Последняя выделяется тем, что помимо всего вышеописанного в нее дополнительно входит небольшая плата расширения производства компании Asrock. Она устанавливается в разъем PCI-Express x1 и обеспечивает два порта USB 3.0. Отличный вариант, надо признать, ведь далеко не все меняли компьютер в последний год — да и среди поменявших далеко не все озаботились выбором материнской платы с «родными» портами USB 3.0.

Ну что ж, давайте сравним, насколько один и тот же накопитель будет отличаться при работе по шине USB 3.0 и по шине USB 2.0, благо обратная совместимость в наличии, надо только переткнуть провод из одного порта в другой.

Методика тестирования

Во время тестирования использовались следующие программы:

IOMeter версии 2003.02.15;
IOMark 0.30b14;
FC-Test версии 1.0;
PCMark Vantage.

Тестовая система была следующей:

системная плата ASUSTeK P5WDG2 WS Pro;
процессор Intel Pentium4 620;
жесткий диск IBM DTLA-307015 объемом 15 ГБ в качестве системного диска;
видеокарта Radeon X600;
1 ГБ системной памяти DDR2 с частотой 800 МГц;
Операционная система Microsoft Windows 7 Ultimate.

Тестирование осуществлялось с базовыми драйверами операционной системы. Для тестов, требующих размеченного и отформатированного накопителя, последний форматировался в NTFS, одним разделом с размером кластера по умолчанию. В случае FC-Test для тестирования использовались логические разделы размером 32 ГБ, размечаемые в NTFS с размером кластера по умолчанию. Для тестов USB 2.0 использовался контроллер, интегрированный в чипсет материнской платы, а для тестов USB 3.0 мы использовали тот же самый контроллер ASUS с 4 линиями PCI_Express на чипе NEC µPD720200, что и в нашей предыдущей статье про USB 3.0. Напоминаем, что мы перешли на новую методику тестирования накопителей.

IOMark

Начнем тестирование мы с простейших низкоуровневых тестов в IOMark. Сперва рассмотрим линейное чтение:

Ну что тут можно сказать — здравствуй, нормальный внешний интерфейс, нам тебя давно не хватало. В режиме USB 2.0 контроллер показывает вполне неплохую для этого стандарта скорость на уровне 35 МБ/с, но это не идет ни в какое сравнение с результатами на USB 3.0, где интерфейс с легкостью оказывается способен передавать со скоростью до 120 МБ/с. Кстати, эта цифра вызывает сразу несколько мыслей: во-первых, внутри накопителя, судя по всему, используется диск с 7200 об/мин, потому что «экономичные» диски со сниженными скоростями вращения до таких скоростей пока не добрались. Вторая мысль следует за первой: типичные скорости таких современных жестких дисков находятся на уровне 130 МБ/с, а здесь мы видим лишь 120 МБ/с. Что это, ограничение интерфейса или, все же, самого диска? Эх, как же все портит неразборность диска.

Так, а теперь давайте посмотрим на скорость работы с буфером:

Интерфейс USB 2.0 в принципе не способен показать в этом тесте ничего интересного — нам уже давно и хорошо известно, что 35 МБ/с — его принципиальный практический потолок, выжать из него чего-то большее можно лишь модифицируя драйвера. А вот результаты USB 3.0 крайне интригуют, поскольку здесь мы видим все тот же предел в 120 МБ/с, хотя и современный диск с SATA 300, и, теоретически, сам интерфейс должны обеспечивать раза в два большие скорости работы с буфером. Поскольку в нашей тестовой платформе мы уверены по результатам предыдущих тестов, нам остается сделать неутешительный вывод — проблема на стороне накопителя. Возможно, мост USB-SATA в нем работает лишь в режиме SATA 150, возможно ему просто не хватает производительности, — в любом случае, обещанных рекордных скоростей USB 3.0. Впрочем, то, что есть явно гораздо лучше, чем USB 2.0.

Любопытно, что в обоих тестах пики скорости наблюдались на размерах блоков, кратных 128 секторам, то есть 64 кБ — эта цифра хорошо знакома всем нам, именно такими блоками долгое время осуществлялось большинство файловых операций и очень похоже, что именно под них и оптимизирован контроллер USB 3.0 во внешнем накопителе.

IOMeter: Sequential Read & Write

Первыми, как всегда, будут последовательные операции. В данном тесте на накопители посылается поток запросов с глубиной очереди команд, равной четырем. Раз в минуту размер блока данных увеличивается. В итоге мы получаем возможность проследить зависимость линейных скоростей чтения и записи накопителей от размеров используемых блоков данных и оценить максимальные достижимые скорости.

Численные результаты измерений здесь и далее вы можете, при желании, увидеть в соответствующих таблицах, мы же будем работать с графиками и диаграммами.

Результаты IOMeter: Sequential Read
Результаты IOMeter: Sequential Write

Редко когда диаграммы бывали настолько красноречивы — новый интерфейс просто в разы лучше своего предшественника, причем эта разница наблюдается на блоках всех размеров, становясь двукратной уже на 8-кБ блоках. Любопытно, что USB 3.0 как на записи, так и на чтении снова имеет явно выраженный пик производительности и приходится он… правильно, на хорошо знакомый размер блока 64 кБ.

IOMeter: Disk Response Time

Для измерения времени отклика мы в течении десяти минут при помощи «IOMeter» отправляем на накопители поток запросов на чтение или запись блоков данных по 512 байт при глубине очереди исходящих запросов, равной единице. Количество запросов, обработанных накопителем, таково, что оно заведомо превышает объем буферной памяти. В результате мы получаем устоявшееся время отклика накопителя.

В случае записи разница между интерфейсами по времени отклика попросту не существует. А вот на чтении она есть, хотя и не очень существенная: новый интерфейс отыгрывает у старого около 0,1 мс. В случае накопителей на флеш-памяти такая разница могла бы быть существенной, но на фоне результатов жестких дисков, время отклика которых на чтении разнится порой на несколько миллисекунд, о ней смешно говорить.

IOMeter: Random Read & Write

Оценим теперь зависимости производительности дисков в режимах чтения и записи с произвольной адресацией от размера используемого блока данных.

Результаты IOMeter: Random Read, операций/с
Результаты IOMeter: Random Write, операций/с

Производительность на случайном чтении традиционно прямо пропорциональна времени отклика. И здесь хорошо видно, как с ростом размера блока обращения растет разница между интерфейсами в пользу, конечно же, нового.

А вот на записи разница уже не столь заметна. Точнее, она начинает проявляться гораздо позже, до этого кэширование данных, очевидно, успешно ее скрывает. Действительно заметную разницу в результатах мы начннаем наблюдать на блоках 128 кБ и выше.

IOMeter: Database

С помощью теста «Database» мы выясняем способность накопителей работать с потоками запросов на чтение и запись 8-кБ блоков данных со случайной адресацией. В ходе тестирования происходит последовательное изменение процентного соотношения запросов на запись от нуля до ста процентов (с шагом 10 %) от общего количества запросов и увеличение глубины очереди команд от 1 до 256.

Таблицы с полными результатами тестирования вы можете посмотреть по следующим ссылкам: Результаты IOMeter: Database.

Тестирование в «Database» наглядно показывает, что интерфейс USB оказывает крайне незначительное влияние, пока размер запросов невелик а их характер близок к случайному. У нас именно такой случай, и заметить разницу между USB 2.0 и USB 3.0, конечно, можно (особенно если наложить графики друг на друга), но в целом эти крайне незначительные колебания сложно рассматривать как что-то достойное обсуждения. Так что в данном случае, надо просто запомнить, что при такой нагрузке интерфейс безразличен.

IOMeter: Multi-thread Read & Write

Данный тест позволяет оценить поведение накопителей при многопоточной нагрузке. В ходе него эмулируется ситуация, когда с накопителем работает от одного до четырех приложений, причем количество запросов от них изменяется от одного до восьми, а адресные пространства каждого приложения, роли которых выполняют worker-ы в «IOMeter», не пересекаются.

При желании, вы можете увидеть таблицы с полными результатами тестирования по соответствующим ссылкам, а мы же в качестве наиболее показательных рассмотрим диаграммы записи и чтения для ситуаций с глубиной очереди в один запрос, поскольку при количестве запросов в очереди равном двум и более значения скоростей практически не зависят от количества приложений.

Результаты IOMeter: Multi-tread Read
Результаты IOMeter: Multi-tread Write

Многопоточное чтение проходит без проблем на обоих интерфейсах. В случае USB 2.0 оно попросту настолько ограничено сверху по скорости возможностями самого интерфейса, что увеличение количества потоков не дает никакого заметного снижения. А в случае USB 3.0 снижение скорости на нескольких потоках есть, но весьма незначительное. Сложно сказать, является ли это положительной чертой самого интерфейса, или внутри стоит диск с удачной прошивкой, но можно с уверенностью сказать, что новый интерфейс серьезных негативных влияний не оказывает, позволяя современному жесткому диску успешно справляться с чтением четырех потоков с результирующей скоростью около 100 МБ/с.

С многопоточной записью у USB 2.0 то же, что и с чтением — возможности диска чудовищно ограничиваются сверху пропускной способностью самого интерфейса. А в случае USB 3.0 мы видим довольно забавную ситуацию: увеличение количества потоков приводит не к снижению итоговой скорости записи, а, напротив, к ее увеличению. Очевидно, что кэширование в драйверах позволяет диску более эффективно расходовать его время, и большее количество потоков минимизирует время простоев.

FC-Test

Следующим в нашей программе тестирования идет «FileCopy Test». На накопителе создается два раздела по 32 ГБ, размечаемые в NTFS, после чего на разделе создается определенный набор файлов, считывается, копируется в пределах раздела и копируется с раздела на раздел. Время всех этих операций фиксируется. Напомним, что наборы «Windows» и «Programs» включают в себя большое количество мелких файлов, а для остальных трех шаблонов («MP3», «ISO» и «Install») характерно меньшее количество файлов более крупного размера, причем в «ISO» используются самые большие файлы.

Не забывайте, что тест копирования не только говорит о скорости копирования в пределах одного диска, но и позволяет судить о его поведении под сложной нагрузкой. Фактически во время копирования диск одновременно работает с двумя потоками, причем один из них на чтение, а второй на запись.

Наш традиционный файловый тест мы сегодня проскакиваем одним махом — на всех нагрузках при любом тестовом наборе файлов скорость работы USB 3.0 выше, чем у его предшественника. Причем в случае работы с большими файлами (а именно их обычно хранят на внешних накопителях) скорость нового интерфейса почти в четыре раза выше. Впрочем, почти двукратное увеличение скорости на мелких файлах не менее приятно, просто здесь уже время отклика диска начинает вносить заметное влияние, снижая возможный выигрыш от высокоскоростного интерфейса.

PCMark Vantage

В заключение предлагаем вам вместе с нами взглянуть на результаты, полученные в тестовом пакете PCMark Vantage. Конечно, немногие люди будут именно что запускать что-то с внешнего жесткого диска, и все же некоторые тесты могут оказаться весьма актуальными. Например такие, как создание фотогалереи или добавление музыки в Media Center. В конце концов, есть и любители использовать «portable» версии программ, то есть такие, которые не требуют операции установки. Их несложно хранить на внешних накопителях и запускать при необходимости, а именно для внешних накопителей и предназначен новый интерфейс.

Итоговый счет показывает нам почти двукратное преимущество накопителя при подключении его по USB 3.0. Если же оценить расстановку сил в отдельных тестах, то становится понятно, что в некоторых из них мы видим совсем небольшой прирост, а в других — более чем двукратный. Объясняется это просто: там, где тестовая нагрузка упирается в производительность случайных операций, то есть время отклика накопителя, прироста фактически нет — в большинстве случаев это загрузка всевозможных приложений. А вот там, где дело касается работы с большими объемами данных или требуется высокая скорость доступа к накопителю (например, для работы с его буфером) — новый интерфейс явно на высоте.

Подведение итогов

Сперва несколько слов о герое нашего обзора — накопителе Western Digital My Book 3.0. Компания Western Digital в очередной раз оказалась в числе первых: пока остальные только анонсируют свои продукты с новым интерфейсом, ее накопители уже лежат на прилавках и продаются. И не беда, что в вашем компьютере нет этого нового высокоскоростного интерфейса — вы можете купить новый внешний накопитель сразу с соответствующей платой расширения, которая добавит в ваш компьютер пару портов USB 3.0. Отличный ход, браво: именно так и надо предлагать что-то новое. Качество изготовления накопителя и облик — на подобающей высоте, контроллер интерфейса каких-то особо серьезных недостатков не демонстрирует, скорость передачи данных — на пределе возможностей жесткого диска, что разительным образом отличается от того, что способен предоставить устаревший интерфейс USB 2.0.

Что же касается нашего мнения о перспективах нового интерфейса, то тут мы должны сказать несколько весомых «но», немножко портящих идеалистическую картину. Во-первых, ему придется вытеснять ставший уже довольно популярным e-SATA. Во-вторых, действительно широкое распространение он получит лишь тогда, когда будет интегрирован в южный мост любой выпускаемой материнской платы, а до той поры всегда будет находиться довольно большое количество компьютеров, которые не смогут работать с новыми устройствами, что будет несколько отпугивать пользователей от их покупки — все же, мы желаем чтобы наши обиходные накопители работали всегда и везде. Ну и наконец, все же хочется видеть действительно возросшие скорости, пока мы как-то ну очень уж далеко от пределов скоростных возможностей USB 3.0. Конечно, и текущие способы очень хороши, если сравнивать их с предыдущей версией стандарта, но ведь всегда хочется большего, желательно, максимально возможного. Впрочем, перспективы у стандарта есть и они весьма радужны: его скорость высока уже сейчас, у него нет особых проблем, он активно распространяется, прост и удобен в использовании, обеспечивает питание подключаемых устройств, является моральным наследником повально распространенного USB 2.0 — что еще надо для хорошего старта?

Другие материалы по данной теме

Seagate Momentus XT — гибридный диск в действии.
Сетевой накопитель Synology DS210+
USB 3.0 — теория и практика