Hitachi Deskstar 7K400: воскрешение Годзиллы

Они живут

Считалось, что они вымерли. Стали легендой, предметом восхищения для посвящённых, страшилкой для подрастающего поколения. Казалось, род десятиглавых колоссов был обречён самой эволюцией, но они вернулись!

Пожалуй только японцы, обожающие Годзиллу и гигантских боевых роботов, могли сделать это. Мы знали, что в руки инженеров Hitachi попала вся интеллектуальная собственность "винчестерного" подразделения IBM, однако никому даже в голову не приходило, что они сдуют пыль с чертежей прошлого века. Последним представителем славной породы была старшая модель семейства 75GXP, потому что в 2000-м году выпуск пятипластинных гигантов был признан экономически невыгодным. И вот, спустя четыре года, мы с удивлением увидели их под знамёнами Hitachi. Познакомимся поближе?

Познакомимся поближе

Амбиции Hitachi Global Storage, желающей занять лидирующее положение на рынке жёстких дисков, замешкавшийся на два года прогресс в плотности хранения данных и наличие наработок IBM – вот те факторы, которые, на наш взгляд, являются причинами происшедшего. Три компонента, как древесный уголь, сера и селитра, образовали гремучую смесь под названием Deskstar 7K400.Опасна ли она так же, как порох? Для конкурентов – безусловно! Даже перейдя на значительно более ёмкие пластины, они не смогут обогнать Hitachi по максимальной ёмкости накопителя, а это значит, что лидерство по этому параметру "забронировано" всерьёз и надолго.

Употребив те же самые пластины, что и в Deskstar 7K250, но в количестве пяти штук, Hitachi достигла рекордной ёмкости 400 ГБ. К слову, заминка с наращиванием плотности хранения данных вынудила увеличивать количество пластин не только Hitachi; например Seagate освоил трёхпластинные конфигурации, отсутствовавшие в их ассортименте с незапамятных времён. Но только ли количеством пластин отличаются 7K400 от предшественника? Нет, они оснащены и новой электроникой, поддерживающей протокол Ultra DMA/133. Таким образом, Hitachi стала третьей компанией после Maxtor и Samsung, поддержавшей начинание ныне почившей Quantum. Надо полагать, переработанная электроника будет иметь определённые отличия в firmware. Кроме того, прекрасно представляя себе рыночные перспективы четырёхсотгигабайтных гигантов, Hitachi оснастила свой продукт на данный момент уникальной возможностью, подробнее о которой мы расскажем в следующем разделе. А пока изучим технические характеристики 7K400.

К слову, о рыночных перспективах, точнее о наиболее вероятных сферах применениях нового продукта. Первым пунктом, по мнению Hitachi, идёт работа в цифровых видеомагнитофонах и устройствах обработки цифрового видео. Затем следуют различные устройства хранения данных, резервного копирования, производительные рабочие станции, игровые компьютеры (действительно, заядлый геймер найдёт, чем занять 400 ГБ) и домашние мультимедиа-центры.

Низкоуровневые характеристики полностью повторяют спецификации Deskstar 7K250 (с которыми вы можете ознакомиться в соответствующем обзоре), за двумя небольшими исключениями: под нужды firmware выделен 271 КБ буферной памяти против 254 в прошлой модели и на 100 КБ/с увеличена линейная скорость чтения/записи. Это сложно признать значимыми изменениями. Интересно, что заявленное среднее время поиска нисколько не ухудшилось, несмотря на потяжелевший актуатор, но это мы не преминём проверить на практике. А вот энергопотребление ожидаемо повысилось.


Впрочем, изменения не так фатальны – всего 13 Вт против 10 у 7K250. Как и в предыдущей модели, Serial ATA вариант отличается повышенным аппетитом по +5В, но в целом потребление весьма умеренное: по +12 В меньше, чем у прожорливых барракуд, а по +5В немногим больше, чем у конкурентов.

Что интересно, шумность увеличилась совсем незначительно. Для наглядности я свёл заявленные характеристики 7K250 и 7K400 в одну таблицу.


Как видите, между трёх- и пятипластинными моделями разница всего 1 дБ. Такой результат был достигнут благодаря усовершенствованной конструкции.

Обратите внимание, что на верхней крышке вновь появился исчезнувший было с переходом на двигатели с жидкостными подшипниками винтик. Это следствие применения нового двигателя, в котором ось фиксируется с двух сторон. Ещё одним нововведением является специальная защёлка, фиксирующая актуатор при парковке головок на рампу, что исключает риск контакта головок с поверхностью диска из-за случайного толчка. Эта способность перекочевала прямиком со SCSI дисков серии UltraStar и, в первую очередь, будет востребована при горячей замене дисков, возможность которой заявлена для Serial ATA варианта 7K400.

Второй реверанс в сторону серверного применения – специальная система RVS (Rotational Vibration Safeguard), позволяющая диску без потерь производительности переносить вибрацию. Несколько жёстких дисков в одном системном блоке всегда создают некоторую вибрацию, которая может "сбивать" головки с нужного трека и приводит к значительным потерям времени на перепозиционирование. В электронику 7K400 встроено два датчика ускорений, отслеживающих вертикальные и горизонтальные колебания, данные от которых используются для оперативной коррекции положения головок. Вот как Hitachi оценивает эффективность этой системы (за 100% выбрана производительность в WinBench при отсутствии тряски):


Надо заметить, что значительное снижение производительности часто случается и при одном жёстком диске, если он не достаточно жёстко закреплен в корпусе, поэтому появление подобной технологии можно только приветствовать. А теперь взглянем на нижнюю сторону диска, где находится плата электроники.

В глаза сразу бросается появление ещё одного чипа: это микросхема SDRAM памяти в TSOP упаковке. Ранее память находилась на оборотной стороне электроники, но "заталкивание" в корпус стандартной высоты пяти пластин наложило дополнительное ограничение на толщину электроники. Время выборки равно 7.5 нс, что означает тактовую частоту 133 МГц.

Также мы можем видеть, что интерфейс Serial ATA по-прежнему реализован с помощью чипа-транслятора, поэтому о поддержке Serial ATA Native Command Queuing можно не помышлять. Зато электронике привили новый набор команд для работы с потоковыми данными.

Streaming – что это и зачем?

Обработка цифрового видео в реальном времени предъявляет к устройству хранения данных несколько иные требования, чем обыкновенный компьютер. В частности, необходимо обеспечить заданный объём данных в заданную единицу времени. Меньшая скорость категорически противопоказана, а большая попросту не нужна; такой режим функционирования называется изохронным. Причём бывает нужно обеспечить более, чем один поток данных. Обычные жёсткие диски совершенно не приспособлены к подобному функционированию: скорость чтения/записи зависит от адреса начального сектора, время поиска данных и реакции устройства в целом жёстко не регламентировано. Поэтому комитетом X3T13, занимающимся разработкой стандартов ATA, был утверждён расширенный набор команд для работы с потоковыми данными – Streaming Feature Command Set. Hitachi Deskstar 7K400 стал первым винчестером, поддерживающим этот набор команд.

Новые команды позволяют приложению получить точные данные о скорости накопителя, а также указать ему требуемые параметры потоков. Кроме того, реализована возможность исключения потерь скорости, связанных с ошибками чтения данных с носителя (впрочем, и записи тоже). При воспроизведении цифрового видео нет необходимости в стопроцентной целостности данных: несколько неверно прочитанных байт приведут лишь к небольшим изменениям в единичном кадре, тогда как попытки повторного чтения сбойного участка могут вызвать выпадения целых кадров.

Первая из дополнительных команд, которая называется Read Streaming Performance Log, возвращает ряд таблиц с данными о количестве зон плотности и времени чтения одного сектора в каждой из них, а также примерном времени перехода (нечто вроде seek time) от одной позиции на диске к другой. Эти данные позволяют приложению правильно рассчитать стратегию работы с потоками.

Вторая команда задаёт параметры одного из восьми потоков: будет производиться чтение или запись, количество секторов на одно обращение, лимит времени на выполнение каждого обращения.

Команда чтения потока, кроме стандартных адреса и количества секторов, получает следующие дополнительные параметры: номер потока, флаг непрерывности потока (не обрабатывать ошибку дольше установленного лимита), флаг непоследовательности (не производить ненужного упреждающего чтения), флаг экстренности (выполнить в кратчайшие сроки, невзирая на возможные ошибки), флаг разрешения отложенного исправления ошибок (позволяет "обслужить" другие потоки, и лишь потом "реанимировать" текущий).

Команда записи потока также получает несколько нетипичных параметров: собственно, номер потока, флаг экстренности, заставляющий выполнить команду в минимальный срок, флаг непрерывности, заставляющий не останавливаться при ошибках записи, флаг отключения отложенной записи, а также флаг возврата к обработке предыдущей ошибки в данном потоке.

Последняя из добавленных команд позволяет прочитать список ошибок, возникших в процессе обработки потоков с флагом непрерывности. В таком режиме накопитель не завершает выполнение команды с сообщением об ошибке, а лишь сигнализирует о её наличии специальным флагом, "складируя" статус ошибки в специальную таблицу, которую можно прочитать данной командой.

Таким образом, новые команды обеспечивают гораздо более гибкий контроль над процессом чтения/записи, а также позволяют гибко подстраиваться под возможности конкретного накопителя.

Тестовая платформа и участники

Винчестеры с интерфейсом ATA тестировались на контроллере Promise Ultra133 TX2, BIOS 2.20.0.14, драйвер 2.0.0.29.
Винчестеры с интерфейсом Serial ATA тестировались на контроллере Promise SATA150 TX2, BIOS 1.00.033, драйвер 1.0.0.27.
Также для ознакомления представлены результаты одного винчестера на встроенном в чипсет i865PE+ICH5R Serial ATA контроллере.

Конфигурация тестового стенда:

материнская плата Albatron PX865PE Pro II;
процессор Intel Pentium 4 2.40B (FSB 533 МГц);
память 256 MB PC2700 CL2;
системный диск IBM DTLA 307015;
видеокарта ATi Radeon VE;
операционная система Windows 2000 Professional SP4.

Для тестирования использовались следующие версии программ:

WinBench99 2.0;
IOMeter2003.02.15;
FC-Test v0.5.3.

Для тестов в WinBench винчестеры размечались в FAT32 и NTFS одним разделом с размером кластера по умолчанию (для разметки дисков в FAT32 использовалась программа Paragon Partition Manager). Тесты проводились по семь раз, учитывался максимальный результат. Винчестеры между тестами не охлаждались. Для тестов в FC-Test диск разбивался на два логических раздела по 32 ГБ. Тестирование в IOMeter проводилось на паттернах Sequential Read, Sequential Write, Database, Workstation, Fileserver и Webserver.

Паттерны FileServer и WebServer совпадают с используемыми StorageReview, а WorkStation был создан нами на основе анализа статистики обращений различных приложений к NTFS5 разделу, приведённой в методологии StorageReview. От серверных он отличается меньшим диапазоном нагрузок и большим процентом операций записи (для серьёзной рабочей станции предполагается большой объём памяти, что позволяет эффективно кэшировать чтение).

Подробное описание паттернов вы можете посмотреть здесь.

Для тестов FC-Test диск разбивался на два логических раздела по 32ГБ.

Низкоуровневые характеристики

Исследуем Deskstar 7K400 с помощью наших новых инструментов из пакета IOMark.


Не знаю как вам, а для меня буквально откровением стало то, что в Serial ATA и Parallel ATA версиях Deskstar 7K400 используются firmware с разным упреждающим чтением! Точнее, что для HDS724040KLAT80 пожалели адаптивных алгоритмов, которые мы могли наблюдать во всех Deskstar 7K250 с буфером 8 МБ. Ему досталось классическое упреждающее чтение, корни которого тянутся ещё от Vancouver2, но с немного уменьшенной агрессивностью и сегментацией. Насколько это плохо мы увидим в последующих тестах, а пока давайте проанализируем остальные результаты.

Сегментация у Deskstar 7K400 развита немного хуже, чем у предшественников. Из обзора Vancouver3 мы помним, что с помощью увеличения сегментации Hitachi дистанциировала старшие модели от младших, правда польза от этого разделения наблюдалась далеко не везде. Следовательно, возможна ситуация, когда 7K400 проиграет из-за меньшей "гибкости" алгоритмов упреждающего чтения, но вероятность этого очень невелика. Напомню, что Hitachi продолжает декларировать в документации до 128 сегментов буфера при чтении, чего мы продолжаем не наблюдать в реальности :)

Несмотря на уменьшившийся общий объём буфера (под нужды firmware отведено немного больше памяти), объём буфера чтения в 7K400 увеличился более чем на 100 КБ. Правда, пользу из этого, скорее всего, смогут извлечь лишь Serial ATA варианты, обладающие адаптивным упреждающим чтением. Кроме того, следствием роста буфера чтения может стать уменьшение объёма буфера отложенной записи. Проверить это мы пока не в состоянии, но будем держать в голове такую возможность при анализе результатов тестов, зависящих от отложенной записи.

Среднее время доступа (графа AAT в таблице) по сравнению с предшественниками ухудшилось на доли миллисекунды, что можно признать незначительным. К тому же, среднее время поиска (графа AST) полностью укладывается в обещания производителя.

Новости, нововведения и результаты Winbench

Вопреки сложившейся в последнее время традиции, сегодняшний обзор мы начнём с результатов Winbench, а не с IOMeter. Почему? Чтобы проще было объяснить состав участников. Дело в том, что именно старый добрый Winbench выявил своего рода аномалию, повлёкшую расширение количества протестированных винчестеров и даже Serial ATA контроллеров. Точнее, мы получили неожиданные результаты, долго проверяли и перепроверяли их, но так и не нашли ошибки – Serial ATA модели стали быстрее! Но об этом лучше поговорим в конце текущего раздела, после анализа результатов.

Начиная с этого обзора мы переходим на тестирование Winbench с форматированием диска не на полную ёмкость, а разделом в 32 ГБ. Это позволяет поставить все диски в равные условия, ведь размеры MFT и FAT прямо пропорциональны объёму диска и при таких чудовищных размерах разделов, как у сегодняшних испытуемых (370 ГБ!), они раздуваются до неприличной величины, вызывая нежелательный рост накладных расходов и погрешности измерений.

Результаты Winbench99 - таблица

Ещё одно отличие данного обзора от предыдущих заключено в диаграммах: Предлагаю вам высказать своё мнение о возможности применения таких диаграмм в будущих обзорах. Суть нововведения – накопление в одном столбце данных как по NTFS, так и по FAT, что позволяет вдвое сократить количество картинок в статье, нисколько не загромождая их и не ухудшая (на мой взгляд) наглядности результатов.


Большинство подтестов Winbench, как вы, наверное, помните, чутко реагируют на объём тестируемых жёстких дисков – чем ёмче, тем выше результат. Поэтому в состав участников тестирования был добавлен HDS722516VLAT80, имеющий объём во столько же раз меньше относительно HDS722525VLAT80, во сколько последний "меньше" Deskstar 7K400. Вusiness Winstone не стал исключением и в этот раз: результаты 400 ГБ модели немного выше результатов предшественников на обоих файловых системах.

Cмена контроллера вызывает резкое увеличение производительности на NTFS, но немного снижает производительность на FAT32. Ничего удивительного тут нет, поскольку Business Winmark всегда отличался повышенной чувствительностью именно к контроллерам, а точнее к особенностям их драйверов. Именно разные драйверы обусловили разницу между ATA и Serial ATA моделями в данном случае, что доказано результатами ATA модели на, номинально, Serial ATA контроллере Promise SATA150 TX2plus, имеющим один канал классического ATA.

Также можно отметить, что Serial ATA модель 7K400 в этом тесте уступает своему ATA собрату, и это также не должно вызывать большого недоумения, потому что диск вынужден общаться с системой через посредника в виде чипа-сериализатора.


Advanced Visualization Studio трепетно относится к линейной скорости накопителя и эффективности упреждающего чтения, и именно в её результатах нам является начало откровения. Первая Ultra ATA/133 модель Hitachi не очень уверенно работает с ATA/133 контроллером Promise Ultra133 TX2, а Serial ATA вариант обгоняет ATA аналог! Пока ненамного, и лишь на NTFS, но то ли ещё будет?

Специально чтобы убедиться, что здесь нет вины контроллеров, а разница именно между поколениями жёстких дисков, мы добавили результаты Deskstar 7K400 на ICH5 и 7K250 на Promise SATA150 TX2. Как видите, последняя пара отнюдь не блещет, а марка Serial ATA контроллера не оказывает особого влияния на производительность Deskstar 7K400.


FrontPage на этот раз выдал удивительно чёткую картинку (похоже уменьшение размера разделов до 32 ГБ пошло на пользу), комментарии к которой, как мне кажется, излишни. Разве что нельзя не отметить неожиданный провал Serial ATA контроллера, встроенного в ICH5.


В MicroStation тишь да гладь: Promise SATA150 TX2 значительно опережает Promise Ultra133 TX2 на NTFS, то же самое делает и Serial ATA контроллер чипсета. Но это верно только для Deskstar 7K400 – Serial ATA контроллеры не дают никаких преимуществ его предшественнику.


Photoshop обычно чувствителен к физическим кондициям накопителя: линейной скорости и быстроте доступа к данным. Поскольку эти параметры остались неизменны, разница между контроллерами и поколениями Deskstar минимальна. Интересно, что 160 ГБ модель откровенно отстаёт – совершенно не понятно, почему.


В программе редактирование видео Deskstar 7K400 неожиданно прибавил прыти, обогнав 7K250 на файловой системе FAT уже в паре с Promise Ultra133 TX2, а затем значительно упрочив отрыв при поддержке Serial ATA контроллеров. В этом тесте влияние контроллеров совершенно очевидно.


Большой любитель эффективной отложенной записи – Sound Forge – демонстрирует значительные отрывы между соперниками. И, хотя HDS724040KLAT80 очень много выигрывает от перехода на Promise SATA150 TX2, его Serial ATA аналог HDS724040KLSA80 оказывается ещё более быстрым, причём намного! Учитывая, что разница между ними только в скорости интерфейса (133 МБ/с у ATA версии и 150 у Serial ATA) и алгоритмах firmware, есть повод задуматься.


Компилирование проектов Visual C сопровождается чтением/записью множества файлов небольшого размера, и тут мы можем наблюдать самую впечатляющую разницу в производительности. Между контроллерами Promise на NTFS она составляет более 50%, да и на FAT32 тоже заметна. Потрясающе, такого мы ещё не видели! А ведь Deskstar 7K250 совсем ничего не выигрывает от смены контроллера…


Пришло время подвести локальные итоги, благо результаты получились настолько неожиданными, что их необходимо тщательно проанализировать. Интегральный показатель High-End Disk Winmark фиксирует, что 7K400 вроде и не прибавил в скорости относительно 7K250, однако резко "ускоряется", будучи подключенным к Serial ATA контроллеру, даже если это Parallel ATA модель! И в этом не было бы ничего удивительного (разницу между контроллерами мы наблюдали не раз), если бы не несколько дополнительных штришков, которые не заметны на первый взгляд:

а) предшественникам объекта сегодняшних исследований (7K250) почти никакой разницы между контроллерами не замечали
б) драйвера контроллеров Promise не менялись
в) на ICH5 тенденция абсолютно такая же

Складывая этот ребус, приходим к единственному выводу, что причину следует искать в новой электронике, поддерживающей протокол Ultra DMA/133. Действительно, совместно с контроллером Promise Ultra133 TX2, не смотря на преимущество в объёме, который самым непосредственным образом влияет на показатели Winmark, Deskstar 7K400 оказался не быстрее Deskstar 7K250. Однако совместно с Promise SATA150 TX2 или ICH5 Deskstar 7K400 превосходит 7K250 по производительности намного больше, чем по объёму. Кроме того, Serial ATA варианты иногда заметно обгоняют ATA собратьев там, где важны упреждающее чтение или отложенная запись. Определённо, электроника подверглась серьёзным изменениям.

Последовательное чтение/запись и среднее время доступа

Испытания в IOMeter, как обычно, начнём с изучения самых базовых характеристик. Создавая очередь последовательных запросов на чтение и запись блоками всё увеличивающихся размеров, оценим эффективность взаимодействия с системой электроники винчестеров.

Результаты Sequential Read/Write - таблица


При чтении результаты 7K250 и 7K400 настолько близки, что графики сливаются. Из прошлого обзора мы помним, что при линейном чтении различий в работе упреждающего чтения между обычным и адаптивным методами не было, поэтому удивляться сегодняшним результатам не стоит. Однако радует уже то, что новое поколение электронной начинки не потеряло в эффективности, ведь мы часто становились свидетелями того, как новые модели накопителей уступали своим предкам в скорости на блоках небольшого размера.


Линейная запись также не выявила значительных отличий между разными моделями, но тут 7K400 всё же немного уступил предшественникам. Впрочем, разница совершенно не критичная.


Среднее время доступа при чтении у 7K400 действительно не ухудшилось, несмотря на увеличение количества пластин до пяти штук. Напомню, что HDS722525VLAT80 выигрывает в этом тесте за счёт немного "укороченных" пластин – его ёмкость зачем-то округлена до 250 миллиардов байт, что до сих пор было нетипично для продукции IBM/Hitachi.


Зато тест среднего времени доступа при записи выявляет серьёзные расхождения. Во-первых, подтверждается тезис о плохой совместимости с контроллером Promise Ultra133TX2 – ATA версия 7K400 на этом контроллере неожиданно сильно отстала от всех, тогда как совместно с Promise SATA150 TX2 результаты очень неплохи. Однако наибольшую эффективность показывают Serial ATA модели 7K400 и старшая модель линейки 7K250, имеющая, кроме того, фору в виде "усеченных" пластин. Давайте вычислим отношение среднего времени при чтении к среднему времени при записи, которое покажет нам эффективность сортировки отложенных запросов на запись.


Про неудачу 7K400 с Promise Ultra133 TX2 можно уже не распространяться, а вот совпадение результатов Serial ATA варианта 7K400 и старшей модели линейки 7K250 позволяет нам с уверенностью констатировать: Hitachi действительно разработала firmware с новыми, динамическими методами упреждающего чтения и отложенной записи, но использует их только во флагманских моделях. Новые алгоритмы должны быть наиболее эффективны при смешанном характере запросов, что мы сейчас и проверим при помощи паттерна, имитирующего работу с базой данных.

IOMeter: Database

Результаты Database - таблица

Как обычно, сначала рассмотрим зависимости производительности от количества операций записи.


При линейной нагрузке разница между разными моделями винчестеров не очень велика, поэтому пришлось применить "увеличение" в виде неотнулевой шкалы значений. Характер кривых производительности схож у всех моделей, что ещё раз подтверждает глубокое родство линеек Deskstar 7K400 и 7K250.

Первой со старта уходит старшая модель 7K250, имеющая неоднократно упоминавшуюся фору в среднем времени поиска, все остальные модели стартуют из одной точки тесной группой. Примерно с 40% записи в борьбу за лидерство вступает 7K400 на встроенном в ICH5 Serial ATA контроллере, однако при 100% записи среднее время поиска опять берёт своё. Примерно в той же точке начинаются проблему у Deskstar 7K400 на Promise Ultra133 TX2, который сперва теряет накопленное преимущество над "двупластинным" 7K250, а ближе к концу марафона и вовсе значительно отстаёт от всех.

Теперь изучим масштабирование по нагрузке при разном характере запросов.


Поскольку операции чтения нельзя отложить, решающее слово принадлежит среднему времени поиска. Проблем с масштабированием при чтении не обнаружено ни у одной из испытанных моделей накопителей. Формально все 7K400 немного уступили 7K250 при нагрузке в 256 одновременных запросов, однако это совершенно не критично.


В смешанных режимах (на диаграмме усреднены результаты для всех соотношений операций записи к операциям чтения) уже проявляются некоторые различия. Адаптивные алгоритмы явно в лидерах, хотя и ATA версия Deskstar 7K400 на контроллере Promise S150TX2 при малых нагрузках умудрилась не отстать.


Самая большая разница, как и следовало ожидать по результатам предыдущих тестов, обнаружилась при 100% записи: 7K400 на Promise Ultra133 TX2 безнадёжно отстал, с другими контроллерами тоже наблюдаются определённые проблемы в масштабировании по нагрузке.

Что ж, на данный момент уже можно сделать некоторые выводы относительно особенностей электроники Deskstar 7K400. Без сомнений, firmware является прямым наследником 7K250; введение режима Ultra DMA/133 не привело к революционным изменениям, но стало причиной нестыковки с некоторыми ATA контроллерами при операциях отложенной записи. На данный момент сложно назвать истинную причину такого поведения, однако это не первый "казус" со стороны Promise Ultra133 TX2. Странности наблюдались ещё с D740X – первым винчестером, поддерживающим протокол UDMA6 – поэтому спишем странные результаты ATA версии Deskstar 7K400 на особенности контроллера. Интересно, что Deskstar 7K250, с точностью до наоборот, испытывал проблемы с отложенной записью именно на Serial ATA контроллерах.

Эмулирующие паттерны

А пока давайте посмотрим на поведение винчестеров в паттернах, имитирующих комплексную нагрузку на рабочие станции и сервера.

Результаты Workstation/Fileserver/Webserver - таблица


Наш паттерн Workstation имитирует сильно нагруженную параллельной работой нескольких приложений рабочую станцию. Поскольку в нём велика доля запросов на запись, 7K400 в паре с Promise Ultra133 TX2 ожидаемо отстал. Все остальные варианты показали примерно равное быстродействие, а HDS722525VLAT80 победил благодаря своему преимуществу в среднем времени поиска по "сокращённым" пластинам.


Не сильно отличается ситуация и в случае паттерна, имитирующего работу файл-сервера, хотя диапазон нагрузок значительно увеличился. Благодаря немного меньшему количеству операций записи, на этот раз в отстающих оказалась 160 ГБ модель, следовательно, всё таки можно говорить о некотором прогрессе Deskstar 7K400 относительно 7K250.


В веб-сервере без активного контента (например конференций) операции записи отсутствуют вообще, поэтому все 7K400 приходят на финиш, что называется, ноздря-в-ноздрю, но уступают обоим 7K250 по причине чуть большего среднего времени поиска. Всё же перемещать актуатор с 10 головками чтения/записи несколько тяжелее, чем с четырьмя и шестью, однако разница на самом деле мизерна.

FC-Test

Для полноты картины осталось лишь изучить реальную работу с файлами. Обновлённый FC-test, благодаря автоматическим перезагрузкам и более точному измерению скорости, значительно облегчил нам эту задачу.




На диаграммах представлены не абсолютные скорости, а арифметическое среднее от максимальных результатов в группе для всех паттернов. Это также позволяет получить более точное представление о производительности за счёт усреднения возможных флуктуаций, вызванных случайными факторами.


Тесты записи файлов самых различных размеров показывают убедительное превосходство Serial ATA моделей Deskstar 7K400 на NTFS. На FAT32 они немного уступили лишь своему собрату, подключенному к Promise Ultra133 TX2, поэтому закономерно лидируют в общем зачёте. Выходит, программисты Hitachi всё же сумели улучшить firmware, поскольку Serial ATA версии Deskstar 7K250 не имели заметного преимущества над Parallel ATA собратьями. В принципе было логично рассчитывать на дивиденды от большей пропускной способности интерфейса именно при записи: данные быстро перекачиваются в буфер накопителя и система может заниматься своими делами.

Интересно, что при реальной записи файлов у Promise Ultra133 TX2 на первый взгляд никаких проблем нет. Однако, если присмотреться к результатам отдельных паттернов, то мы обнаружим очень занимательную картину: на FAT32 в связке с Deskstar 7K400 он непререкаемый лидер, но на NTFS при небольших размерах файлов (паттерны Programs и Windows) резко теряет скорость. Примерно такая же ситуация наблюдается и с Deskstar 7K250, тогда как Serial ATA контроллеры с уменьшением размера файлов не так теряют в скорости. Это позволяет ещё точнее локализовать проблему: Promise Ultra133 TX2 долго инициализирует передачу данных в накопитель, но быстро их перекачивает, поэтому чем меньше объём передаваемых данных, тем ниже КПД.


Поскольку последовательное чтение является весьма бесхитростной задачей, получившиеся результаты радуют глаз своей равномерностью: Deskstar 7K400 чуть-чуть быстрее предшественника на NTFS, особенно в паре с Serial ATA контроллерами. На FAT32 все равны в пределах погрешности измерений.

Копирование файлов уже более комплексная задача, здесь возможны нюансы. Например, можно вспомнить, как хорошо стравлялись с этой задачей жёсткие диски Samsung, легко обходя конкурентов с более высокой "линейной" скоростью. Посмотрим, что в этом плане изменилось у Hitachi.


Уже при копировании в пределах одного раздела диска изменения, как говорится, на лицо: Deskstar 7K400 на Serial ATA контроллерах создали значительный отрыв на NTFS и, несмотря на небольшой проигрыш в FAT32, остались победителями. Можно также отметить, что Deskstar 7K250 оказались быстрейшими на FAT32.


При копировании из раздела в раздел сильно сдал позиции встроенный в ICH5 Serial ATA контроллер, даже на NTFS его практически догнал Deskstar 7K250, ставший лидером в общем зачёте благодаря прекрасному быстродействию на FAT32.

Выводы

Что можно сказать о Deskstar 7K400 в заключение? Хоть это и нишевый продукт (всё таки ёмкость в 400 ГБ пока мало где востребована), он показал отличное быстродействие во всех без исключения тестах.

Относительно предшественников – Deskstar 7K250 – новый продукт стал значительно быстрее при работе на файловой системе NTFS, но чуть-чуть сдал на FAT32. В свете интенсивного вытеснения FAT32 из употребления (Windows XP, например, не позволяет создать раздел FAT32 более 32 ГБ) такая смена приоритетов выглядит логичной. Зато весьма странной выглядит отказ от адаптивных алгоритмов firmware в ATA версии Deskstar 7K400. Видимо, таким образом Hitachi ненавязчиво даёт понять, что наступает эра Serial ATA, и подталкивает пользователей в нужную сторону.

Изменения в электронике, сопутствовавшие введению режима передачи данных Ultra DMA/133, неожиданным образом повлияли на взаимодействие с контроллерами. Там, где Serial ATA Deskstar 7K250 терял относительно ATA версии, Deskstar 7K400, наоборот, прибавляет в производительности. В пределе выигрыш достигает 60%, такой работой проектировщиков можно восхититься. Однако в бочке мёда не обошлось без ложки дёгтя: на некоторых контроллерах производительность наоборот упала. Впрочем, Deskstar 7K250 тоже показывал наивысшую производительность не на любых контроллерах.

Сочетание отличной производительности с целым рядом неординарных способностей (горячее подключение Serial ATA, активная компенсация вибраций, команды работы с потоковыми данными) делало бы Deskstar 7K400 уникальным по широте возможных применений, если бы не… сумасшедший объём в 400 ГБ. Ждём обновлённый Deskstar T7K250 с новой электроникой?