Обзор WD1200JB

Введение

Несколько месяцев назад в офисе Western Digital творился форменный переполох. Причины этого волнения были весьма серьёзны - поставщики микросхем памяти, по всей видимости, сговорившись, прекратили выпуск 16Мбит SDRAM-чипов и переключились на более прибыльные и актуальные 64-256Мбит микросхемы. Запас микросхем с ёмкостью 16Мбит на складе WD стремительно сокращался, так как винчестеры WD пользовались неплохим спросом. К тому же, WD ни в коем случае нельзя было подводить одного из своих основных OEM-партнёров - компанию Microsoft, которая в этот момент создавала запас приставок XBox перед началом розничных продаж.
От безысходности, отдел закупок WD заключил кабальные договора на закупку тех микросхем памяти, которые тогда были доступны на рынке. Но, чтобы хоть как-то оправдать их разницу в цене со старыми 16Мбит модулями, модули большей ёмкости стали устанавливать на старшие модели жёстких дисков, прибыльность которых явно выше, чем у low-end моделей.
Далее произошло ещё более невероятное! По недосмотру одного из программистов WD, DSP-процессор винчестера получил доступ не к обычным для себя 2МБ, а ко всей ёмкости установленного модуля памяти - восьми мегабайтам! И что еще более невероятно, винчестер с этим взбесившимся DSP-процессором был явно быстрее своих собратьев, собранных с модулями памяти меньшей ёмкости.
К счастью для нас, компания WD не стала скрывать этот факт, а, наоборот, сделала из него деньги - модель винчестера с кэш-буфером большей ёмкости была весьма находчиво названа "Special Edition" и поступила в продажу по "специальной" цене. Отдел закупок и программист получили солидную прибавку к зарплате, а конкуренты начали кусать себе локти и продолжают это увлекательное занятие до сих пор...

Ладно, шутки в сторону! :)

Введение, дубль два

За последние несколько лет заметные изменения коснулись практически всех узлов и агрегатов жёсткого диска. Но размер кэш-буфера, как это ни странно, увеличился не так заметно, как, например, плотность записи. И это при том, что уж что-что, а объём микросхем памяти в последние годы растёт чрезвычайно быстро.
В том, что размер кэш-буфера винчестера влияет на скорость работы винчестеров, мы не раз имели возможность убедиться. Например, в начале прошлого года жёсткий диск WD (SIC! - опять WD!) WD Protege 200EB с кэш-буфером в 2МБ одной левой положил на ринг винчестер IBM DTLA 3050x0 c 512КБ кэш-буфером... Всем памятен и неудачный эксперимент Quantum с моделью Lct20, объём кэш-памяти которой составлял всего 128КБ.
И, вот, компания WD сделала решительный шаг - увеличила объём кэш буфера своих винчестеров (пусть пока только "специальных" моделей) в четыре раза! Что это - маркетинговый ход или осознанная необходимость?
Что-то мне подсказывает, что мы скоро узнаем ответ на этот вопрос.

Участники тестирования

В первых строках этого раздела хочу выразить признательность фирме WD за присланный нам на тесты винчестер WD1200JB! То есть тот винчестер, который Вы сейчас увидите, попал в мои руки не со склада Компании Ф-Центр и не от Российских дистрибьюторов, а прямиком из за океана. Будем считать это нашим выходом на международную арену. :)

Тому, кто захочет обвинить меня в "ангажированности", советую заранее продлить медицинскую страховку... :D

Как видите, винчестер WD1200JB прибыл к нам в такой малознакомой нашим покупателям "Retail"-упаковке. На этой симпатичной коробке крупными буквами написано - "120GB Special Edition"

Внутри коробки находится (ну кто бы мог подумать?) винчестер!


Для уменьшения риска повреждения винчестера при транспортировке он заключён в своеобразную пластиковую упаковку.


Кроме винчестера в коробке лежали инструкции по подключению винчестера, дискета с утилитами, UDMA66/100 шлейф и комплект крепёжных винтов. В общем, всё необходимое для подключения винчестера.

А вот так выглядит сам винчестер:

Кроме цифры "1200" глаз ни на чём не останавливается. Так как мода на цветной текстолит, слава Богу, не докатилась ещё до винчестеров, то внешне WD1200JB не особенно отличается от, например, WD1000BB.
Но, я не удержался от искушения взглянуть на "обратную сторону Луны":
- Это перевёрнутая плата электроники винчестера. Обратите внимание на микросхему памяти - она находится слева от большого чипа.
При желании, можно разглядеть 64Мбит микросхему памяти от Nanya NT56V6620C0T, то есть объём кэш-буфера винчестера составляет 8МБ, что, кстати, подтвердила и программа IBM Feature Tool.
Забавно, но эта микросхема числится у Nanya в числе снятых с производства (EOL) продуктов. Страшно даже подумать, что это может означать. :)

Конфигурация стенда

материнская плата - ASUSTeK CUBX-E биос 1007A;
процессор - Intel Coppermine 600MHz;
память - 2*128Mb SDRAM Hyundai PC-133;
видеокарта - Matrox Millennium 4Mb;
операционная система - Windows 98/Windows 2000 Pro.

Методика тестирования

Для того чтобы замерить производительность винчестера в разных UDMA-режимах были использованы следующие контроллеры:

UDMA33 - встроенный контроллер чипсета i440BX;
UDMA66 - контроллер Promise Ultra66;
UDMA100 - контроллер Promise Ultra100, интегрированный на ASUS CUBX-E.

Для контроллеров Promise использовались драйвера версии 1.60 (build 33).
Диски подключались "мастером" на отдельный канал, поддержка DMA в Windows разрешалась. Диски размечались в FAT32 и NTFS на один раздел максимального объёма с размером кластера по умолчанию.
Тесты проводились по четыре раза, результаты усреднялись. Винчестеры между тестами не охлаждались.
Использовались следующие тесты:

Win98 WinBench 99 1.2;
Adaptec Threadmark 2.0;
Win2000 WinBench 99 1.2;
HDTach 2.61;
IOMeter 1999.10.20.

Среднее время доступа

Так как и HDTach и Winbench99 измеряют Average Access time для операций чтения, то большой объём кэш-буфера WD1200JB никак не должен сказаться на его результате.


Как и ожидалось, средняя скорость чтения случайного сектора WD1200JB точно такая же, как у последних моделей WD с обычным буфером.

Устоявшаяся скорость линейного чтения

Скорость линейного чтения большой кэш-буфер также увеличить не в состоянии, но мы впервые тестируем винчестер WD с 40ГБ-пластиной. Интересно, как WD её "построила". Обычно, WD добивалась роста плотности записи на пластине за счёт увеличения количества треков, и линейная скорость чтения у её дисков была невысока. Но в последнее время мы могли наблюдать увеличение линейной скорости у дисков WD при росте плотности записи на пластине. Это отлично видно на следующей диаграмме:


Как видите, 33ГБ-пластина WD "быстрее", чем 27ГБ-ная, а 40ГБ-пластина ещё "быстрее", чем 33ГБ-ная. Если мы сравним скорость линейного чтения WD1200JB и IBM 120GXP, то в этом тесте победил диск от IBM. Чуть позже, мы посмотрим на график линейного чтения WD1200JB и ещё раз вернёмся к этому вопросу.

HDTach 2.61

Что же мы видим - очень близкие результаты для всех наших дисков, исключая Seagate Barracuda ATA IV. Но мы и не ожидали увидеть здесь какого-либо превосходства WD1200JB над остальными дисками, ведь максимальная скорость чтения из кэша никак не зависит от его объёма.


А вот по средней скорости чтения винчестер WD1200JB выходит вперед, опережая, в лучшей попытке, IBM IC35L080 на 1МБ/сек.


В тесте на среднюю скорость записи WD1200JB подкачал... Он неожиданно уступил даже WD1000BB, то есть винчестеру WD же, причём с меньшей плотностью записи на пластину.

WinBench 99 1.2 Win98

Перейдём к самому интересному - тестам WinBench. Тесты эти уже порядком устарели и есть опасение, что некоторые из них смогут уместиться в кэш-буфере WD1200JB.


Сравним винчестеры при помощи диаграмм:


Что же, винчестер WD1200JB победил, но его отрыв маловат и на "специальный" приз не тянет...
В то же время, посмотрите, как выросли результаты винчестера на UDMA33!
Интересно, что нам скажут Hi-End тесты:


Хм... Как это не парадоксально, но WD1200JB стал только вторым, уступив, хоть и с минимальным отрывом, первое место винчестеру IBM 120GXP. Но на UDMA33 WD1200JB вновь лидирует с огромным преимуществом.

Threadmark 2.0

Если Вы помните, в предыдущей статье я говорил о том, что IBM 120GXP прервал славную череду побед винчестеров WD в этом тесте. Но, как оказалось, ненадолго!


Винчестер WD1200JB подхватывает эстафету лидерства у младших моделей и возвращает WD на первую ступеньку пьедестала. Отметим, что и в этом тесте WD1200JB очень быстр на UDMA33.

WinBench 99 1.2 FAT32

Перенесём наши тесты под Win2000. Может быть, эта операционная система поможет нам раскрыть истинную скорость WD1200JB?


Хм... знатоки уже, наверное, сумели оценить его результаты. :)
Давайте вместе на них полюбуемся:


Неплохо, да? Винчестер WD1200JB на 17 процентов быстрее IBM 120GXP, который до этого был нашим лидером, а превосходство WD1200JB над WD1000BB составляет уже почти 24 процента.


И в Hi-End тестах WD1200JB не подкачал, хотя его отрыв от IBM 120GXP не столь впечатляющ, как в Business-тесте. И вновь обращаю Ваше внимание на высокую скорость винчестера в UDMA33.
Возвращаясь к вопросу линейной скорости чтения WD1200JB, предлагаю вам открыть его (как обычно, графики скрываются внутри таблицы результатов Winbench). По внешнему виду графика мы видим, что он "не совсем линейный". Как я ни бился, мне не удалось линеаризировать его, и значение DTR:Beginning тестом, по всей видимости, выдано некорректное. Впрочем, порядок числа мы знаем - 48-49МБ/сек.

WinBench 99 1.2 NTFS

NTFS, пожалуй, можно назвать любимой файловой системой дисков WD, но острое соперничество WD1200JB и IBM 120GXP может продолжиться и здесь.




Как мы и ожидали, WD1200JB опять впереди! Но он опередил IBM 120GXP уже не на 17, а на 12,5 процентов (что всё равно очень много!).


В Hi-End-тестах преимущество WD1200JB над IBM 120GXP составило те же 6 процентов, что и под FAT32.

По результатам тестирования в WinBench под Win2000 новым абсолютным лидером стал WD1200JB! Но впереди его ждёт самое суровое испытание.

Intel IOMeter

Начнём мы тесты в IOMeter со стандартных трёх паттернов:


Для удобства сравнения винчестеров, в одну таблицу сведены значения Total I/O при всех значениях нагрузки:


В паттерне Fileserver при малых значениях нагрузки (1-4 запроса) лидирует винчестер Maxtor D740X-6L, а при больших значениях нагрузки (4-256 запросов) вперед выходит IBM 120GXP. Винчестер WD 1200JB в этом паттерне стал третьим, несмотря на большой размер кэш-буфера.
В паттерне Workstation винчестер Maxtor был лидером только при минимальной нагрузке, а во всех остальных режимах победил IBM 120GXP. Как ни странно, но в этом паттерне WD1200JB проиграл даже WD1000BB.
Зато в паттерне Database новый винчестер WD немного реабилитировался - он лидировал при малых нагрузках, типичных для desktop-систем. При больших нагрузках вперёд вновь выходит IBM 120GXP.
Общеизвестно, что человеческий мозг лучше запоминает образы, чем сухой язык цифр, поэтому немного повторимся. Но, чтобы не наблюдать на диаграмме клубок брачующихся кобр, рассмотрим только противостояние WD-IBM.


Отлично видно, что WD с каждой новой моделью становится быстрее, но IBM тоже делает быстрые винчестеры. :)


Вот в этом паттерне мы можем наблюдать, как Wd1200JB проиграл WD1000BB - винчестеру с меньшей плотностью записи (а кто сказал, что высокая плотность записи улучшает быстродействие винчестера при случайном характере запросов?) и стандартным размером кэша (2МБ).


Паттерн Database отличается от двух предыдущих большей долей операций записи - 33 процента от общего числа, и это придаёт WD1200JB некоторое ускорение. WD 1200JB уверенно побеждает при небольших нагрузках, но с увеличением глубины очереди команд IBM резко вырывается вперед.
Как же так, ведь именно в паттерне с большим количеством запросов на запись четырёхкратное преимущество WD1200JB в объёме кэша должно было материализоваться в нечто большее. Отложенная запись - один из самых эффективных способов увеличения быстродействия винчестера и, теоретически, чем больше размер кэша, тем большее количество операций записи можно "отложить" до лучших времён.
Для того, чтобы исследовать поведение фирмваре винчестера WD1200JB при большом количестве операций записи, был проведён один эксперимент.
Был создан паттерн, в котором использовались 100% случайные 8КБ-блоки данных, а соотношение числа чтений/записей менялось от 100/0 до 0/100 c шагом 10. Таким образом, мы сможем оценить, как скорость винчестера зависит этого соотношения. Получилось весьма занятная картина:


При глубине очереди запросов в 1-4 исходящих запроса мы можем наблюдать последовательный рост быстродействия винчестера при увеличении доли запросов на запись. Причём, при обработке абсолютно случайных запросов на запись винчестер демонстрирует почти в два раза большую скорость, чем при обработке случайных запросов на чтение!
Но уже при глубине очереди в 16 запросов рост скорости при увеличении количества запросов на запись очень мал и график почти линеен. При такой глубине очереди фирмваре винчестера может, изменив порядок выполнения запросов, выстроить себе оптимальный маршрут движения головок, и, за счёт этого, увеличить среднюю скорость обработки запросов . Если присмотреться повнимательнее, то мы увидим, что, при увеличении доли запросов на запись до 10-ти процентов, скорость винчестера даже немного падает! Вполне нормальное явление, ведь на обработку запросов тоже тратится время... При росте доли запросов на запись выгода от использования отложенной записи перевешивает потери процессорного (DSP винчестера, а не CPU) времени на сортировку запросов и обработку списков отложенных запросов.
При дальнейшем росте глубины очереди команд затраты на обработку запросов в комбо-режимах (т.е. в таких режимах, где одновременно встречаются и запросы на запись и запросы на чтение) возрастают и график приобретает "чашеобразные" очертания. Чем более смешанный характер имеют запросы, тем труднее приходится винчестеру...
А теперь попробуем сравнить в этом паттерне два винчестера - WD1200JB и IBM 120GXP (видит Бог, я очень хотел сравнить WD1200JB с WD1200BB, но WD1200BB пока мне достать не удалось...).
Для сравнения я построил графики быстродействия винчестеров в этом паттерне при трёх значениях нагрузки - 1,16 и 256 исходящих запросов.


Отлично видно, что при линейном характере нагрузки винчестер WD чуть медленнее IBM 120GXP в режимах, где доля запросов на запись меньше 20 процентов. Как только доля запросов на запись перевала за 20 процентов, WD1200JB вырывается вперёд. И чем больше растёт доля операций записи, тем больше становится преимущество WD1200JB над IBM 120GXP.
Очень показательно также и поведение винчестеров при глубине очереди запросов, равной 16-ти.
Винчестер IBM лидирует при малой доле операций записи от общего числа запросов, но при увеличении этой доли его скорость падает! По всей видимости, ему начинает не хватать места в кэш-буфере для хранения "неудобных" запросов на запись и их приходится выполнять в неудобное время. Вообще-то фирмваре IBM 120GXP может выделять до 56-ти сегментов буфера под операции записи, но здесь этого количества, похоже, не хватает...
Винчестер же WD1200JB таких проблем не имеет, и его скорость плавно растёт по мере увеличения доли запросов на запись.
При максимальной нагрузке оба винчестера показывают сходные графики, причём IBM 120GXP уже не имеет резкого падения скорости за счёт того, что глубина очереди увеличилась и фирмваре теперь может лучше подбирать порядок выполнения команд.

Температура

Так как программа DTemp сказала, что WD1200JB не поддерживает температурный мониторинг через SMART, то измерение температуры проводилось при помощи дистанционного инфракрасного термометра после 2,5 часов работы винчестера в тесте IOMeter. В этом тесте винчестер очень интенсивно работает актюатором, и можно считать, что он работает в максимальном для себя режиме.
Измеренная таким образом температура составила 44 градуса - неплохо для трёх-пластинного 7200-rpm винчестера (температура в помещении составляля 22 градуса).

Выводы

Освободившись два года назад от ставшего обременительным SCSI-бизнеса, компания WD, что называется, вздохнула полной грудью... Но конкуренция на рынке IDE-винчестеров также остра и компания WD делает всё, чтобы не просто выжить на нём, а ещё и выжить с него конкурентов! :)
Одним из примеров такой попытки стало создание компанией WD нового суб-класса IDE-винчестеров - я имею в виду IDE-винчестеры большого объёма с большим объёмом кэша. По своим возможностям эти винчестеры вступают в прямую конкуренцию со SCSI-дисками со скоростью вращения 7200rpm, которые активно используются в рабочих станциях hi-end-класса. Причем, эти IDE-винчестеры обладают очень привлекательным для покупателя соотношением цены и ёмкости. Современные SCSI-винчестеры значительно уступают им по этому параметру даже без учёта стоимости контроллеров.
Рассмотренный в этой статье винчестер WD 1200JB показал отличное быстродействие в бизнес-тестах, значительно подняв планку быстродействия для IDE-винчестеров. Да что там IDE, WD1200JB на равных конкурирует со SCSI-винчестерами со скоростью вращения шпинделя 10-15 тысяч оборотов в минуту!
В наших тестах IOMeter, а точнее в используемых нами паттернах WD1200JB не показал чего-либо сверхъестественного, но его скорость на малых значениях нагрузки выдвигает его в число лидеров среди IDE-винчестеров с 40ГБ-пластинами.
Если Вы помните, в начале статьи мы задавались вопросом: - а не является ли оснащение IDE-винчестера большим кэш-буфером просто маркетинговым ходом. Так вот теперь мы можем однозначно сказать, что большой размер кэш-буфера способен вывести диски с IDE-интерфейсом на новый, гораздо более высокий уровень производительности. Так как это увеличение производительности достигается за счёт небольшого роста себестоимости, то его нельзя не приветствовать. Если все остальные производители винчестеров поддержат этот почин WD, то мы должны быть дважды благодарны WD за этот смелый и революционный шаг. Первый раз - за её диски, а второй раз, за разрушение стереотипов...

Что интересно - сэмпл винчестера WD1200JB появился у нас почти одновременно с его появлением в розничной продаже в Москве - я не ожидал от WD подобной оперативности. Но что ещё более поразило, так это вполне разумные цены на эти диски - примерно 280 у.е. за 120ГБ винчестер, что составляет 2,33 у.е. за гигабайт. Так что этот винчестер сочетает не только огромный объём и высокую скорость, но и стоит не очень больших денег (относительно, как, впрочем, и всё в этой жизни...).

P.S. Интересно, распространит ли WD действие программы "8МБ - не роскошь" на модели меньшей, чем 100ГБ ёмкости?
P.P.S. Интересно, как в таком случае отреагируют её конкуренты... :o)