2,5" SAS-диски: такие маленькие и такие быстрые

Введение

Несколько лет подряд мы игнорировали (позор нам!) совершенно новый класс жёстких дисков — серверные диски форм-фактора 2,5 дюйма. Терпеть это дальше — нет сил, и в сегодняшней статье мы попытаемся хотя бы немного реабилитироваться.

Прежде всего, давайте вспомним, зачем был создан этот новый класс дисков. Давным-давно, когда деревья были большими, а плотность записи — маленькой, когда SSD-диски были ещё в проектах, а у процессоров еще были ножки, какой-то умный инженер посмел подвергнуть сомнению суворовский принцип «Воюй не числом, а умением». А может быть, его учитель истории благоговел перед Наполеоном Бонапартом с его знаменитой фразой «Бог всегда на стороне больших батальонов». В общем, в светлую голову того инженера пришла идея увеличить производительность дисковой подсистемы за счёт количества вовлечённых в неё дисков. Идея, вроде бы простая и, судя по нашим обзорам RAID-контроллеров, действенная — при достаточной мощности контроллера производительность дисковой системы прекрасно масштабируется от количества дисков. Но закон сохранения еще никто не в силах отменить простой силой мысли — в стандартном стоечном корпусе можно уместить определённое количество дисков. Как же быть, когда хочется втиснуть туда еще несколько дисков? Выход оказался так же прост, как и основная идея, — надо уменьшить геометрические размеры диска!

Действительно, если от дисковой системы нам требуется не объём, а количество операций ввода-вывода в секунду, то имеет смысл пожертвовать линейными размерами отдельного диска, чтобы увеличить количество шпинделей на юнит. В самом деле, при замене 3,5” дисков на 2,5” на 1U-сервере мы выигрываем целых два шпинделя — шесть против четырёх. Осталось только понять — не утратят ли диски при линейном уменьшении их размеров своих скоростных характеристик. Линейные скорости, безусловно у маленьких дисков будут меньше, но вот что касается количества операций в секунду — это еще вопрос.

Участники тестирования

Fulitsu

MBB2 RC: MBB2147RC — 147 ГБ

Как и в предыдущем обзоре по SAS-накопителям, список участников снова начинается с диска Fujitsu — компании, продавшей свое подразделение по производству жестких дисков другому производителю, Toshiba. И снова хочется надеяться, что новый владелец продолжит развитие этого направления и не уменьшит список производителей 2,5-дюймовых дисков с SAS-интерфейсом с трех позиций до двух. Ой. Простите — с четырех до трех, ведь буквально в момент подготовки этого обзора компания Western Digital заявила о выпуске серии S25 — который пополнил ряды 2,5-дюймовых накопителей с 10 000 об/мин и SAS интерфейсом.

Обратите внимание, что толщина этого диска, как и всех его конкурентов, составляет не привычные для 2,5-дюймовых моделей 9,5 мм, а все 12,5 мм. Если у менее скоростных дисков большая толщина корпуса вызвана установкой третьей пластины (и, соответственно еще парой головок), то в данном случае толщина корпуса «расходуется» на мощные подвесы головок — поскольку для SAS-накопителей, даже компактных, скорость доступа является крайне важной характеристикой, то и достигать ее следует всеми возможными способами. То есть как уменьшением ожидания сектора, за счет поднятия скорости вращения пластин, так и использованием максимально быстрых головок, которым, естественно, нужны надежные подвесы.

Увы, к нам в руки пока так и не попали самые новые модели — MBD2 RC, с пластинами по 150 ГБ, и MBE2 RC с пластинами по 73,5 ГБ, но скоростью вращения 15 000 об/мин. Вашему вниманию мы предложим лишь результаты предыдущей серии — MBB2 RC, обладающей пластинами по 73,5 ГБ и скоростью вращения 10 000 об/мин. Впрочем, эта серия не является самой старой — первые 2,5-дюймовые SAS-накопители компании Fujitsu имели вдвое меньший объем. Конечно, на фоне самых новых 3,5-дюймовых SAS-накопителей или современных 2,5-дюймовых дисков с 5400 об/мин объем этого диска кажется не таким уж и большим, но, поверьте, в области серверных задач надежность и компактность порой значат гораздо больше, чем рекордные характеристики. Опять же, многие могут осознанно идти на покупку моделей прошлого поколения просто потому, что им не требуются рекорды, а стоимость таких дисков зачастую заметно ниже, чем у «рекордсменов». А все характерные и востребованные черты 2,5-дюймовых SAS-дисков у MBB2 RC уже есть — компактность, малое время отклика (так ли это на самом деле мы проверим чуть позже) и низкое энергопотребление.

Hitachi

Ultrastar C10K147: HUC101473CSS300 — 147 ГБ

Компания Hitachi чуть позже других вошла на рынок компактных SAS-накопителей — у нее не было моделей с 36,5-ГБ пластинами, она сразу начала с вдвое больших. Именно серия C10K147 была первым шагом этой компании на поприще 2,5-дюймовых накопителей со скоростью вращения пластин 10 000 об/мин. Несмотря на сравнительно малый объем пластин, серверное призвание дисков предопределило использование в них всех технологий, столь хорошо знакомых нам по «большим» серверным моделям. Так, в наличии и парковка головок на рампу, и температурный контроль высоты полета головки, и RVS (Rotation Vibration Safeguard), уменьшающая колебания головок от вибраций за счет данных с двух сенсоров.

Ultrastar C10K300: HUC103030CSS600 — 300 ГБ

Сравнительно недавно компания Hitachi представила обновление компактных SAS-накопителей выпуском новой серии, причем на этот раз она была в числе первых. Накопители новой серии C10K300 приобрели не только вдвое большие пластины, благодаря чему двухпластинная модель достигла 300 ГБ, но и перешли на интерфейс SAS 6 Гбит/с. Конечно, каждому отдельному диску такой пропускной способности пока не требуется — даже лучшие пятнадцатитысячники пока приблизились только к 200 МБ/с, но вот дисковым полкам и корзинам новый высокоскоростной интерфейс придется как нельзя кстати.

К сожалению, в нашем обзоре не присутствует представитель серии Hitachi С15K147, но все же хочется сказать несколько слов и о ней. Выпущенная одновременно с С10K300 она также имеет новый интерфейс SAS 6 Гбит/с, но не обладает столь емкими пластинами. Зато скорость вращения в ней составляет 15 000 об/мин — отличный вариант для тех, кому надо набрать огромное количество операций в секунду на многодисковом массиве.

Seagate

Savvio 10K.1: ST973401SS — 73 ГБ

Какой обзор дисков может обойтись без продукции Seagate? Это, конечно, шутка, но та самая, в которой есть доля правды. И действительно, ведь именно серия Seagate Savvio 10K.1 в свое время была первой, в которой 10 000 об/мин и SAS-интерфейс воплотились в 2,5-дюймовом форм-факторе. Плотности записи тогда были весьма невелики — представленная в этом обзоре 73-ГБ модель имеет такой объем благодаря двум пластинам.

Savvio 10K.2: ST973402SS — 73 ГБ

Спустя некоторое время компания Seagate обновила о выходе новой серии Savvio 10K.2. Изменения были вполне предсказуемы — плотность записи на пластины увеличилась вдвое, благодаря чему старшая модель вышла на объем 146 ГБ.

Savvio 15K.1: ST973451SS — 73 ГБ

Примерно одновременно с 10K.2 Seagate выпустил и первую серию компактных накопителей со скоростью вращения пластин 15 000 об/мин, получившую вполне логичное название Savvio 15K.1. Конечно, увеличение скорости вращения «даром» не досталось — плотность записи на пластины оказалась такой же, как у «десятитысячников» предыдущего поколения — двухпластинная модель предоставляла лишь 73 ГБ. Как всегда в мире счастья для всех даром не предусмотрено — на каждом текущем витке технологии производителям приходится балансировать между высокой скоростью вращения и плотностью записи, а значит и объемом. Ну а пользователям, соответственно, надо максимально здраво подходить к своим требованиям к дисковой подсистеме и понимать, что чем-то пожертвовать придется в любом случае.

И снова нам приходится с сожалением отметить, что ассортимент дисков в нашем обзоре далеко не полный — так, из продукции Seagate в нем отсутствуют представители трех самых новых серий. Это и 10K.3, составляющий прямую конкуренцию по характеристикам 300-ГБ Hitachi, и 15K.2, вдвое подросший в объеме по сравнению с предшественником и недавно объявленный Seagate Constellation — представитель новой «породы» дисков — 2,5-дюймовых накопителей с SAS-интерфейсом, но скоростью вращения пластин 7200 об/мин.

Методика тестирования

При тестировании дисков использовались следующие программы:

IOMeter версии 2003.02.15;
WinBench версии 99 2.0;
FC-Test версии 1.0;
PCMark 2004;
PCMark 2005;
PCMark Vantage;
Raxco Perfect Disk 8.0;
WinRar 3.60.

Тестовая система была следующей:

системная плата ASUSTeK P5WDG2 WS Pro;
процессор Intel Core 2 Duo E2160;
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 XP Professional SP2 (Windows Vista в случае теста PCMark Vantage).

Тестирование осуществлялось с базовыми драйверами операционной системы. Накопители размечались под файловые системы FAT32 и NTFS одним разделом с размером кластера по умолчанию. В отдельных случаях, описанных ниже, для тестирования использовались логические разделы размером 32 ГБ, размечаемые под FAT32 и NTFS с размером кластера по умолчанию. Во всех тестах диски подключались к контроллеру LSI SAS3041E-R. Напомним, что у него, несмотря на все его достоинства, есть все же один явный недостаток — все SAS-диски на этом контроллере демонстрируют крайне низкие результаты на записи в FC-Test. Увы, но с этим нам приходится мириться.

WinBench 99

Для снятия графика чтения мы использовали старый добрый «WinBench 99».

График чтения Fujitsu MBB2 RC, 73 ГБ
График чтения Hitachi Ultrastar C10K147, 147 ГБ
График чтения Hitachi Ultrastar 10K300, 300 ГБ
График чтения Seagate Savvio 10K.1, 73 ГБ
График чтения Seagate Savvio 10K.2, 73 ГБ
График чтения Seagate Savvio 15K.1, 73 ГБ

Сравним диски по продемонстрированным скоростям чтения в начале и конце получившихся на всем объеме диска разделов:

Три поколения десятитысячников весьма закономерно расположились в порядке возрастания — каждое последующее поколение получает примерно полуторакратный прирост скорости относительно предшественников. Здесь скорее интересен другой момент — самое новое поколение с пластинами по 150 ГБ демонстрирует скорости близкие к тем, что мы видим на современных 3,5-дюймовыз дисках со скоростью вращения пластин 7200 об/мин — так что в случае линейных нагрузок мы вполне вправе ожидать паритета скоростей. Правда, наши компактные участники выглядят чуть интереснее за счет того, что практически у всех из них разница максимальной и минимальной скоростью составляет не привычное отношение «почти в два раза», а несколько меньшее «примерно полтора» — сказывается меньший диаметр пластин.

Любопытно расположился и единственный в нашем обзоре диск с 15 000 об/мин — он не только быстрее десятитысячников с такой же плотностью записи, но и обгоняет модели с вдвое более плотными пластинами и проигрывает лишь вышедшей заметно позднее модели Hitachi С10K300. Все же, в этом обзоре крайне не хватает хотя бы одного диска с 15 000 об/мин последнего поколения — интересно, смогли ли производители удержать столь высокую планку и сохранить за пятнадцатитысячниками звание самых быстрых?

IOMeter: Sequential Read & Write

Перейдем к тестам в «IOMeter». 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

С максимальными скоростями все просто и понятно — точно такую же расстановку сил мы с вами только что видели в другом тесте. Гораздо интереснее оценить производительность на небольших блоках и, если можно так выразиться, момент выхода на максимальную скорость. Раньше других достигает максимальной скорости Fujitsu — этот диск демонстрирует ее уже при блоках 2 кБ, что является просто великолепным результатом. Но тут стоит учесть, что еще большую скорость на тех же блоках показывает новый Hitachi — просто у него максимальная скорость еще выше, и достигает ее он на 4 кБ блоках. Новый Hitachi C10K300, кстати, очень выигрышно смотрится при сравнении с предшественником — заметный прирост видно не только на больших блоках, но вообще во всем диапазоне размеров. А вот в стане Seagate наблюдается примерный паритет между 15K.1 и 10K.2 на малых блоках, но при этом оба они заметно превосходят своего предшественника. К сожалению, 15K.1 несколько портит тот факт, что до максимальной скорости он добирается «дольше» других, требуя как минимум 8-кб блоков.

На записи картина в целом повторяет то, что мы видели на чтении, но разброс скоростей при работе маленькими блоками становится еще более ощутимым. Теперь уже однозначно можно сказать, что Fujitsu по данному критерию является лучшим. Откровенно разочаровывает Seagate 15K.1 — вплоть до блоков 8 кБ его скорость крайне мала и нисколько не соответствует его 15 000 об/мин.

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.

Среди десятитысячников лучшими по времени отклика на чтении оказались Hitachi C10K147 и Seagate 10K.2, но их отрыв от остальных крайне невелик. Как и следовало ожидать, Seagate 15K.1 заведомо лучше остальных — с полутораткратным превосходством по скорости вращения пластин спорить невозможно. Крайне интересно сравнить результаты 2,5-дюймовых SAS-дисков с их 3,5-дюймовыми собратьями. Обратившись к соответствующему разделу предыдущей статьи несложно заметить, что при равных скоростях вращения наши сегодняшние конкурсанты если и уступают своим старшим собратьям, то совсем немного. И в этом нет ничего удивительного — это у «медленных» 2,5-дюймовых моделей со скоростью 5400 и 7200 об/мин время доступа обычно выше, поскольку их головки обычно несколько замедлены ради снижения шума и уменьшения габаритов подвеса. В случае же серверных SAS-дисков ни о каком замедлении говорить не приходится. Так что компактные модели вполне способны работать там, где нужно именно малое время отклика.

Со временем отклика на записи у большинства моделей тоже все в порядке — проблемы наблюдаются только у Seagate 15K.1 — у него, похоже, вообще не работает отложенная запись.

IOMeter: Random Read & Write

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

Результаты рассмотрим в двух вариантах. На блоках малого размера построим зависимость количества операций в секунду от размера используемого блока. А на больших блоках вместо количества операций возьмем в качестве критерия производительности скорость, измеренную в мегабайтах в секунду. Такой подход позволяет оценить работу массивов сразу в двух типичных случаях нагрузки: работа малыми блоками характерна для баз данных, и для нее более важно количество операций в секунду, чем привычная скорость, а вот работа большими и очень большими блоками близка к реальной работе с файлами малых размеров, и здесь уже на первый план выходит именно скорость в привычных мегабайтах в секунду.

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

На малых блоках производительность стабильно зависит лишь от времени отклика, поэтому графики накопителей легли очень плотно, отпустив вперед лишь Seagate 15K.1 с его 15 000 об/мин.

С увеличением размера блока до 128 кБ и выше самое заметное влияние начинает оказывать линейная скорость чтения, в результате чего Hitachi C10K300 успешно борется с Seagate 15K.1, а на очень больших блоках и вовсе отбирает у него первое место. Ну и весьма скромно из-за своей малой плотности записи выглядит старенький Seagate 10K.1 на фоне остальных.

Перейдем к записи.

И снова на малых блоках все определяется временем отклика. Правда, на блоках 128 кБ мы видим неожиданное очень резкое снижение производительности у Hitachi C10K147 и, меньшее, но тоже ощутимое, падение у Fujitsu.

Но переход к большим блокам позволяет обоим «провинившимся» исправиться и занять подобающие места за счет линейной скорости. Первое место снова достается Hitachi C10K300, как диску, обладающему самыми плотными пластинами. Заметьте, что высокая линейная скорость, вызванная большей скоростью вращения, позволяет Seagate 15K.1 без проблем удерживать второе место, не взирая на его высокое время отклика и малую плотность записи.

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.

Рассмотрим диаграммы с результатами для глубин очереди команд, равных 1, 16 и 256.

На минимальной нагрузке диски идут плотной группой — из стана десятитысячников меньшими результатами стабильно выделяется лишь Seagate 10K.1. Некоторый небольшой «грешок» можно заметить за Fujitsu — с большим количеством запросов на запись он справляется чуть хуже конкурентов.

Поведение Seagate 15K.1 весьма своеобразно — если на чтении ему нет равных, то на записи он проигрывает всем. Похоже, что у этого диска отложенная запись попросту отсутствует как явление.

С увеличением нагрузки диски начинают демонстрировать свои уникальные характеры, точнее — алгоритмы прошивок. За звание лучшего из присутствующих дисков с 10 000 об/мин борются Seagate 10K.2 и Hitachi C10K300 — у первого чуть выше производительность при преобладании запросов на чтение, а второй отыгрывается на записи. Заметно хуже других выглядят Seagate 10K.1 и Fujitsu — у первого очень скромная отложенная запись, а второму явно не хватает производительности на чтении.

Что же касается Seagate 15K.1, то он по-прежнему не собирается демонстрировать отложенную запись. В результате при отличных результатах на чтении на записи он пропускает троих конкурентов вперед.

На очень больших нагрузках диски Hitachi, особенно новый C10K300, вне конкуренции — обратите внимание — они выступают на равных с обладающим большей скоростью вращения пластин Seagate 15K.1. Конечно, в реальных серверах столь высокие нагрузки бывают крайне редко, но все же перед нами очень наглядный пример того, какое влияние на производительность оказывает прошивка.

Завершая этот комплекс тестов, построим для дисков диаграммы, на которых одновременно приведены графики пяти различных глубин очереди.

По своему поведению Fujitsu MBB2 RC очень напоминает 3,5-дюймовые SAS-диски Fujitsu — они демонстрировали очень похожие по форме графики, правда, с более эффективной отложенной записью.

Два диска Hitachi демонстрируют схожий характер, но все же можно заметить, что у более нового C10K300 переупорядочивание запросов стало более энергичным и эффективным — соответствующие средним и высоким нагрузкам линии проходят выше.

Интересно, что, в отличие от Fujitsu, диски Hitachi получают пусть небольшой, но все же явный прирост производительности на записи при глубине очереди в 256 запросов. Да и на меньших глубинах запись у Hitachi явно растет с увеличением глубины очереди.

Результаты Seagate 10K.1 очень напоминают первый 3,5-дюймовый SAS-накопитель этого же производителя — перед нами точно такое же сочетание невысокой эффективности записи и прекращение роста производительности на очереди глубиной в 64 запроса.

И снова, как и в «больших» SAS-дисках, мы видим разительный прогресс у следующей серии, 10K.2. Улучшилась и отложенная запись, и эффективность переупорядочивания запросов на чтение. Правда, работа с огромными очередями данных не изменилась — на глубине 256 запросов результаты даже хуже, чем при 64 запросах.

Забавно, но и такое поведение у дисков Seagate мы уже видели. Сложно утверждать наверняка, но больше всего это похоже на отключенную отложенную запись в сочетании с вводом в переупорядочивание всех запросов (а не только запросов на чтение, как это обычно бывает). На 3,5-дюймовых дисках такое поведение быстро ушло в прошлое, скорее всего, серия 15K.2 тоже ведет себя более привычным образом.

IOMeter: Webserver, Fileserver и Workstation

В данной группе тестов диски тестируются под нагрузками, характерными для серверов и рабочих станций.

Напомню, что в «Webserver» и «Fileserver» эмулируется работа накопителя в соответствующих серверах, в то время как в «Workstation» мы имитируем работу диска в режиме типичной нагрузки для рабочей станции, с ограничением максимальной глубины очереди в 32 запроса. Тестирование в «Workstation» проводится как с использованием всего дискового пространства накопителя, так и при работе только с адресным пространством 32 ГБ.

На основе полученных данных построим графики и итоговые диаграммы с рейтингами быстродействия жестких дисков.

Для «Fileserver» и «Webserver» общий балл будем рассчитывать, как среднее значение скорости обработки контроллером запросов при всех вариантах нагрузки. Для «Workstation» балл рассчитывается по следующей формуле: Rating (Workstation) = Total I/O (queue=1)/1 + Total I/O (queue=2)/2 + Total I/O (queue=4)/4 + Total I/O (queue=8)/8 + Total I/O (queue=16)/16..

Результаты IOMeter: Fileserver
Результаты IOMeter: Webserver
Результаты IOMeter: Workstation
Результаты IOMeter: Workstation, 32 ГБ

На малых нагрузках, состоящих исключительно из запросов на чтение, вне конкуренции Seagate 15K.1, что и дает ему итоговое первое место в нашем рейтинге. Но обратите внимание, насколько выигрышнее смотрятся диски Hitachi при сравнении с конкурентами — все модели Seagate останавливают рост производительности при глубине очереди в 64 запроса, Fujitsu «устает» на 128 запросах и лишь Hitachi упорно увеличивают производительность.

Появление нагрузке небольшого количества запросов на запись почти не меняет картину — становится меньше выигрыш Seagate 15K.1 (еще бы, с его то отсутствующей отложенной записью), да еще печальнее выглядят все диски Seagate на больших нагрузках. Но в целом — картина та же, что и в в «Webserver».

И даже на малых глубинах очереди и при весьма разнообразном характере нагрузки, свойственной рабочим станциям, мы не видим принципиальных изменений. Все также лучше других Seagate 15K.1, но теперь его преимущество ограничивается зоной от одного до двенадцати запросов в очереди. Правда, у нас сменился проигравший — на этот раз им стал не Seagate 10K.1, а Fujitsu (забавно, но среди 3,5-дюймовых SAS-дисков именно модели Fujitsu, а не Hitachi были на этой нагрузке как раз одними из лучших)

Уменьшение рабочей зоны до 32 ГБ дает просто огромное преимущество Hitachi C10K300 с его очень плотными, по сравнению с остальными, пластинами — крайне узкая зона теста выводит его в безоговорочные лидеры, Seagate 15K.1 сопротивляться попросту не в силах.

И снова хочется обратиться к статье про 3,5-дюймовые SAS-накопители — быстрое сравнение рейтингов (а именно для этого мы их и вводили) говорит о том, что 2,5-дюймовые диски ничуть не хуже старших собратьев. Даже их меньшая скорость вращения (у большинства моделей) дает не столь уж и большое отставание по производительности. И лишь на уменьшенной зоне теста «Workstation» наши сегодняшние испытуемые очень заметно проигрывают «большим» дискам.

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

Расположившись в строгом соответствии с линейными скоростями при чтении одного потока диски решили не менять порядок и при увеличении количества потоков. Правда, с несколько разной эффективностью — так, Hitachi C10K300 от нескольких потоков страдает явно чуть больше, чем другие, ну а Seagate 10K.1 и вовсе на двух и более потоках «падает» в случайное чтение с соответствующей крайне низкой скоростью. Увы, но такое поведение было характерно для целого поколения дисков Seagate и вот мы снова его видим.

А вот на многопоточной записи расстановку сил как в тесте на последовательное чтение мы видим лишь при одном потоке и то с исключением в виде крайне медленного Seagate 15K.1 — похоже, и здесь сказалось отсутствие у него отложенной записи. На двух потоках к нему присоединяется Seagate 10K.1 — похоже, что этот диск в принципе очень не любит многопоточные нагрузки. Забавную ситуацию мы видим в случае Hitachi C10K300 — если добавление второго потока на запись он переживает с минимальными потерями, то большее количество потоков очень заметно снижает его итоговую скорость. В результате на трех и четырех потоках он проигрывает своему предшественнику, Hitachi C10K147.

FC-Test

Следующим в нашей программе тестирования идет «FileCopy Test». На накопителе создается два раздела по 32 ГБ, размечаемые на двух этапах тестирования сначала в NTFS, а затем в FAT32, 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.

Поскольку результатов довольно много, то мы будем подробно рассматривать лишь значения, достигнутые в NTFS. Результаты тестирования в FAT32 вы, при желании, можете узнать из таблицы по ссылке ниже: Результаты FC-Test: FAT32.

Увы, но из-за проблем с контроллером этот тест сложно считать сколько-нибудь показательным. Даже если попытаться как-то выделить победителя, то ими станут Seagate 15K.1 и 10K.1, а ведь именно у них по предыдущим тестам скорость записи наименьшая.

На чтении Hiatchi C10K300 вне конкуренции — высокая плотность дает ему просто огромное преимущество на всех наборах. Среди результатов остальных дисков стоит отметить то, что Hitachi C10K147 явно чувствует себя лучше других при работе с мелкими файлами в наборах «Windows» и «Programs». Показательны и результаты Seagate 15K.1 — сколько-нибудь заметное преимущество над десятитысячниками (не считая, конечно, 300-ГБ Hitachi) у него есть лишь в «ISO».

На копировании как в пределах одного раздела, так и с раздела на раздел лидер тот же, что и на чтении — Hitachi C10K300. Неплохо чувствуют себя также Hitachi C10K147 и Seagate 10K.2. А вот Fujitsu неожиданно отстает от дисков с такой же плотностью записи при работе со сколько-нибудь большими файлами. Впрочем, моделям Seagate 15K.1 и 10K.1 приходится еще хуже — их скорость копирования не превышает 12 МБ/с независимо от используемого набора.

PCMark 2004 / 2005

Ну а теперь сравним работу накопителей в тестовых пакетах PCMark. Поскольку в версии 2005 часть тестов повторяет аналогичные из 2004, (причем не только поназваниям, но и по результатам, как мы многократно убеждались) то из PCMark 2004 мы подробно рассматриваем лишь один тест — уникальный для этого пакета «File Copyng», в котором оценивается работа диска при копировании некоего набора файлов. Остальные результаты вы можете при желании узнать из таблицы. В пакете PCMark 2005 используются следующие нагрузки: «Windows XP Startup» отображает обращение к накопителю во время загрузки операционной системы, «Application Loading» демонстрирует дисковую активность при последовательном открытии и закрытии шести популярных приложений, «General Usage» отображает дисковую активность при работе ряда часто встречающихся приложений, в «File Write» оценивается скорость создания файлов, а в «Virus Scan» измеряется производительность жесткого диска во время такой распространенной операции, как проверка файлов в системе на вирусы.

Каждый тест проводится по десять раз, а в качестве итоговых используются усредненные результаты.

Конечно, данные тестовые пакеты, как и идущий следом PCMark Vantage, не так уж и актуальны в случае серверных накопителей — у них другое предназначение и, в большинстве случаев, другие нагрузки. И все же, мы решили кратко, но сравнить диски между собой и в них.

Результаты PCMark 2004

На копировании файлов в PCMark картина несколько отличается от того, что мы видели в «FileCopy Test». Нет, первое место по-прежнему принадлежит Hitachi C10K300, но вот на второе теперь выбрался Fujitsu. Немножко улучшила свои результаты и парочка дисков Seagate с пластинами малой плотности, но выбраться с последних мест они все равно не в силах.

С загрузкой Windows XP заметно лучше других справляются Fujitsu и Hitachi С10K300. И снова все решают алгоритмы — обладающий самым малым временем отклика Seagate 15K.1 вовсе не блещет результатами, а диск с самыми плотными пластинами занял лишь второе место.

Точно такую же расстановку сил мы видим и на загрузке приложений — впереди снова Fujitsu, от которого чуть отстает Hitachi C10K300.

На типичном использовании по-прежнему лидирует Fujitsu, а вот новый Hitachi теперь вынужден бороться за второе место с Seagate 10K.2.

Сканирование на вирусы традиционно является нагрузкой, крайне чувствительной к особенностям работы с кэшем алгоритмов прошивки. На этот раз явно лучше других прошли этот тест диски Hitachi. Несколько непривычен набор дисков, продемонстрировавших худшие результаты — такими стали Seagate 10K.2 и Fujitsu.

В данном тесте конфликтов с драйверами не наблюдается и все диски выстроились в соответствии с плотностью пластин, в результате чего Hitachi c 10K300 с полуторакратным преимуществом занимает первое место. Ну а Seagate 15K.1 снова портит прошивка с отключенной отложенной записью — его скорость крайне мала.

Итоговый счет вполне ожидаемо выносит диски Hitachi первые места, причем превосходство нового C10K300 очень велико. Любопытно, что «спорный» по результатам тестов Fujitsu в итоговом зачете опередил все диски Seagate. Ну и крайне показательно последнее место Seagate 15K.1 — высокая скорость вращения пластин ен столь уж и хороша, если к ней прилагаются пластины малой плотности и откровенно слабая по алгоритмам прошивка.

PCMark Vantage

А теперь посмотрим на результаты, полученные в последней версии этого пакета — PCMark Vantage. По сравнению с предыдущими версиями, она стал гораздо более обширной по количеству режимов, плюс более актуальной, как по набору режимов, так и потому, что нацелена на использование в операционной системе Windows Vista. Методика все та же — каждый тест проводится десять раз, а мы используем усредненные результаты.

Кратко о сути подтестов:

Windows Defender — режим, в котором жесткий диск работает под многопоточной нагрузкой, одним из потоков которой является сканирование файлов;
Gaming — в данном режиме эмулируется поведение накопителя под нагрузкой, характерной для компьютерных игр;
Photo Gallery — оценивается работа накопителя при загрузке изображений из галереи фотографий;
Vista Start Up — эмулируется поведение накопителя при загрузке операционной системы Windows Vista;
Movie Maker — оценивается производительность под нагрузкой, характерной для редактирования видеоматериалов;
Media Center — накопитель оказывается в ситуации, складывающейся при работе пользователя в Media Center;
Media Player — эмулируется добавление файлов в Windows Media Player;
Application Loading — демонстрирует скорость диска при работе популярных приложений.

На основании полученных данных привычно строится итоговый индекс производительности накопителя.

Смена теста на новую версию и нагрузки на мультипоточную ничего нового не приносит — в лидерах все также Hitachi C10K300, а Fujitsu снова демонстрирует положительные стороны своей прошивки и выходит на второе место.

Такой же расклад сил мы видим и в случае игровой нагрузки — даже и поговорить не о чем.

Фотографам новый Hitachi C10K300 из всех представленных дисков придется явно по вкусу — этот диск в полтора раза быстрее остальных. Более того, этот диск опережает даже любой из побывавших у нас 3,5-дюймовых SAS-дисков с 15 000 об/мин.

Смена загружаемой операционной системы с Windows XP на Windows Vista изменений в расклад сил не приносит — на первом месте снова Fujitsu, несколько обгоняющий Hitachi C10K300. Обратите внимание, что Seagate 15K.1 снова не выделяется особо высокими результатами.

На создании фильмов ничего нового мы не видим — все те же, все там же.

Тест в «MediaCenter» традиционно очень сильно зависит работы прошивки с буферной памятью и в нем обычно лучше других выглядят настольные диски. Вот и на этот раз все SAS-диски демонстрируют не столь уж и высокие результаты, причем явно хуже других оказываются старые Seagate 15K.1 и 10K.2.

На этой нагрузке диски распределились на явные три группы. Лидерами снова являются Hitachi C10K300 и Fujitsu, ну а в проигравшие опять ушел Seagate 15K.1 — похоже, что этот диск у нас сегодня является наглядной демонстрацией того, чем «старые» диски были хуже.

И все же, есть нагрузка, на которой пятнадцатитысячник чувствует себя лучше других — это загрузка приложений в этой версии теста. Интересны проигравшие в этом тесте — если низкие результаты Seagate 10K.1 не удивляют, то вот Hitachi C10K147 на последнем месте выглядит несколько непривычно.

Впрочем, все перипетии борьбы мало сказались на суммарном итоге теста — мы снова видим лидирующего Hitachi C10K300 и занявшего второе место Fujitsu.

Дефрагментация

Следующим идет тест быстродействия, максимально приближенный к реальным условиям –тест на скорость дефрагментации. а 32-ГБ разделе некоего диска создается очень сильно фрагментированная дисковая система из изрядно «перемешанных» и раскиданных по разделу файлов музыки, видео, игр и программ. Посекторная копия этого диска сохраняется и, по мере надобности, копируется на тестируемые накопители. На компьютере запускается скрипт для FC-Test, вызывающий консольную версию программы-дефрагментатора Perfect Disk 8.0, регистрируя время начала и окончания процесса дефрагментации. После некоторых размышлений мы решили проводить тестирование лишь при включенном AHCI. Более подробно о тестировании при помощи дефрагментации вы можете почитать в соответствующей статье.

После тестов 3,5-дюймовых SAS-дисков, изрядно проигрывающих обычным настольным дискам в этом тесте, мы были готовы ко многому, и все же, низкие результаты впечатлили даже нас. Даже самый быстрый из участников, Fujitsu, потратил на тестовую нагрузку почти 45 минут. Но крайне впечатляют оба проигравших — Hitachi C10K147 и Seagate 10K.1 тратят на ту же нагрузку по два часа! Обратите внимание, что ни скорость вращения пластин, ни высокая плотность не оказывают решающего влияния в этом тесте.

Тест в Winrar

Наконец, еще один показавшийся нам интересным тест. В нем мы при помощи WinRar версии 3.8 последовательно сперва запаковываем, а потом распаковываем огромную папку объемом 1,13 ГБ, в которой находится 8118 файлов в 671 директории. Состав этих файлов абсолютно будничный: документы в разных форматах и изображения. Все это происходит на исследуемом накопителе. Конечно, более всего скорость прохождения этого теста зависит от стоящего в тестовой системе процессора, но и накопители оказывают свое влияние.

Зато в тесте на архивацию все хороши как на подбор — разница между лучшим и худшим диском составляет всего 21 секунду. И снова чуть лучше других выглядят Fujitsu и Hitachi C10K300.

На распаковке архива такого трогательного единения уже не наблюдается — из общей когорты явно вываливается пара отстающих в составе Seagate 10K.1 и Hitachi С10K147. Удивительно, но на первое место в вышел Seagate 15K.1 — под конец тестовой программы все же нашлась еще одна нагрузка, где он смог быть лучшим.

Энергопотребление

Под конец обзора оценим энергопотребление накопителей. Подробно о том, как проводится тестирование, вы можете прочитать в статье «Методика измерения энергопотребления жёстких дисков», нам же остается к изложенному в ней добавить лишь список конкретных режимов работы дисков, в которых мы измеряем энергопотребление:

Start — измеряется ток, потребляемый накопителем в момент начала его работы (раскрутки шпинделя);
Idle — к накопителю не происходит никаких обращений, но он находится во включенном и полностью готовом к работе состоянии;
Random Read & Write — энергопотребление накопителя снимается при выполнении им операций случайного чтения и записи;
Sequential Read &Write — оценивается энергопотребление накопителя на операциях последовательного чтения и записи.

Рассмотрим каждый режим по отдельности.

Требования по пусковому току у этих накопителей крайне интересны. По линии 5 В ничего неожиданного не видно — мы видим вполне типичные значения. А вот по 12 В мы видим крайне малую потребность в токах. И все же, она есть: высокоскоростные SAS-диски, в отличие от «ноутбучных» моделей, без линии 12 В обойтись не могут.

На фоне остальных особенно печально выглядит Seagate 10K.1 — его требования к току в полтора раз больше, чем у остальных, даже пятнадцатитысячник требует заметно меньше. Что же касается лидеров, то мы снова привычно называем Hitachi C10K300 и Fujitsu.

При минимальной нагрузке у нас есть явный лидер — Fujitsu, обладающий самой экономной механикой. Второе место достается Seagate 10K.2 — у него оказывается самая малотребовательная электроника. А вот диски Hitachi особо не радуют — у них весьма прожорливая механика, да и электронику скромной не назовешь.

Если же отрешиться от сравнения дисков между собой, то на фоне 3,5-дюймовых аналогов компактные модели выглядят просто великолепно — в среднем их потребление вдвое ниже.

Малый диаметр пластин и уменьшенные головки (при этом, как мы видели, достаточно шустрые) дают ощутимые результаты с точки зрения снижения потребления. Случайное чтение у лучших дисков, которыми стали Seagate 10K.2 и Hitachi C10K300, укладывается в 6,5 Вт. Тот же Seagate 15K.1, обладающий пластинами с 15 000 об/мин, вполне укладывается в 8 Вт, при том что его конкуренты большего размера потребляют в полтора-два раза больше.

Обратите внимание, что в случае компактных SAS-дисков потребление электроники имеет весьма высокое влияние на общий результат — у того же Seagate 10K.2 по линии 5 В потребляется больше, чем по 12 В, да и у остальных моделей уровень потребления по разным линиям вполне сравним.

Смена нагрузки со случайного чтения на запись практически не приносит изменений в картину энергопотребления — мы снова видим равные запросы по обоим линиям у всех дисков и небольшое, но все же заметное превосходство более новых моделей над старыми.

Еще более интересной ситуация становится в случае последовательного чтения — в случае, если не приходится активно перемещать головки, потребление по 12 В падает, в то время как электроника на поточных операциях работает в полную силу. Впрочем, у всех дисков можно заметить прогресс, выражающийся в том, что новые поколения обладают как более экономной электроникой, так и менее требовательной механикой. Итоговая расстановка моделей по местам все та же — лидируют Hitachi C10K300 и Seagate 10K.2, ну а самыми прожорливыми являются старенькие Hitachi C10K147 и Seagate 10K.1.

Обратите внимание, насколько «незаметно» держится Seagate 15K.1 — его энергопотребление на фоне дисков с 10 000, а не 15 000 об/мин ничем особенным и не выделяется.

Смена последовательного чтения на запись немножко меняет энергопотребление у дисков, но в целом картина остается прежней — новым дискам требуется меньше энергии, а большая часть по-прежнему получается по линии 5 В, то есть электроникой.

Подведение итогов

В этой статье мы не сталкивали напрямую диски с разным форм-фактором, но, как мы имели возможность убедиться, производительность маленьких дисков находится вполне на уровне «старших братьев». Более того, за счёт малой рабочей зоны пластины скорость 2,5” дисков на случайных операциях даже выше, чем у их 3,5” собратьев.

Из всех дисков, принимавших участие в тестировании, мы хотим выделить Seagate Savvio 15K.1 за великолепную работу во всех серверных шаблонах. Более высокая скорость вращения шпинделя (15000 оборотов в минуту) обеспечила ему явное преимущество над остальными дисками в тестах, ориентированных на операции ввода/вывода.

Также хочется отметить диск Hitachi Ultrastar C10K300 — сочетание высокой плотности записи и отличной производительности в приложениях делают его весьма привлекательным на фоне одноклассников. За счёт большей плотности Ultrastar C10K300 вчистую выиграл все потоковые тесты и FC-Test, диск прекрасно проявил себя в серверных шаблонах и тестах PCMark.

Увы, у нас на руках не было HBA-контроллеров c поддержкой SAS 6 Гбит/сек, и главная особенность Hitachi Ultrastar C10K300 — поддержка новой версии интерфейса SAS — осталась нераскрытой. Но, надеемся, мы не последний раз пишем про SAS-диски форм-фактора 2,5” — и у нас еще будет возможность показать вам красивые графики.

Другие материалы по данной теме

Тестирование SAS RAID-контроллера LSI MegaRAID SAS 9260-8i
17 SAS-дисков объемом от 74 до 600 ГБ
Серьезные конкуренты: обновленный Intel X25-M и пять SSD OCZ