Жесткие диски на 2 ТБ – теперь и с 7200 об/мин

Введение

Вот уже в который раз мы получаем очередное подтверждение спиральной теории развития мира. На предыдущем витке мы сравнивали 2-ТБ диски со скоростью вращения шпинделя 5400 оборотов в минуту, а сегодня мы уже будем изучать диски, пластины которых крутятся быстрее.

Начала виток компания Hitachi, которая, используя проверенный временем пятипластинный дизайн, вышла на рынок с моделью Deskstar 7K2000. При этом в точности повторилась история двухлетней давности, когда на рынок прорывались диски объёмом 1 ТБ — тогда использование пятипластинного дизайна и пластин с меньшей плотностью позволили компании Hitachi месяца на два-три опередить конкурентов и предложить пользователям безальтернативный терабайт дискового пространства. Правда, потом, конкуренты медленно спустились с холма и предложили терабайт всего на трёх пластинах. С тех пор единственным аргументом Hitachi оставалась только низкая, практически демпинговая цена на диски...

Конкуренты же сосредоточились на отработке работы с 500-ГБ пластинами, тренируясь на кошках — однопластинных «тонких» 500-ГБ моделях. Вспоминается и Seagate с ST3500410AS/ST3500318AS, и Samsung с диском HD502HJ, и WD, тихой сапой выпустившая WD5000AAKS-00V1A0. Впрочем, хватит об этих дисках — это тема отдельного обзора.

Время шло, компании отработали систему стабилизации пакета 500-ГБ пластин, и четырёхпластинные диски потоком хлынули на рынок. И тут возникла интрига... Да, все производители, исключая Samsung, которая еще не готова представить четырёхпластинный диск для десктопа, решили, что большому диску полагается и большой размер кэш-буфера. Объём 64МБ, впервые использованный компанией WD в модели WD2002FYPS стал стандартом де-факто — все диски нового поколения получили буфер такого размера. Компании Seagate и этого показалось недостаточно: она оснастила диск Barracuda XT новым контроллером интерфейса SATA — SATA 6 Гбит/с. Вроде бы логичный шаг, но... материнские платы с поддержкой нового интерфейса можно пока пересчитать по пальцам! К тому же, скорость чтения с пластин у дисков еще даже толком не приблизилась к пропускной способности интерфейса SATA300. В общем, непонятно, что хотела сказать Seagate — это попытка сыграть на опережение или чисто маркетинговое решение? Компания WD же, использовав буфер 64МБ, с интерфейсом диска торопиться не стала. Интересно, чей подход окажется наиболее прагматичным.

Участники тестирования

Hitachi

Deskstar 7K2000: HDS722020ALA330 — 2 TБ

Если в первом появлении на рынке 2-ТБ жестких дисков (со скоростью вращения пластин 5400 и 5900 об/мин) компания Hitachi не участвовала, то не выпустить диски с 7200 об/мин она уже не могла — это было бы слишком большим ударом по престижу. И вот на свет появилась новая серия Deskstar 7K2000. Правда, слово «серия» в данном случае несколько громковато — на текущий момент в этой серии лишь один диск, как раз с объемом 2 ТБ. Правда необходимо отметить, что конкуренты пока тоже не спешат выпускать полуторатерабайтные диски со скоростью вращения пластин 7200 об/мин. Дизайн дисков этой серии является уникальным, если сравнивать их с конкурентами, но привычным для дисков Hitachi больших объемов — да, перед нами снова пять пластин и десять головок. И сразу же интрига — использовала ли Hitachi пластины с плотностью записи не 500 ГБ, а меньше или урезала рабочую зону? Как всегда для желающих одновременно появилась и дублирующая серверная серия Deskstar A7K2000, привычно отличающаяся на порядок меньшей частотой возникновения невосстановимых ошибок.

Seagate

Barracuda LP: ST32000542AS — 2 ТБ

Эта модель нам уже знакома — именно он первым из дисков Seagate вышел на размер 2 ТБ. Он же до сих пор является и самым старшим представителем новой серии Seagate Barracuda LP — напомним, что у дисков этой серии скорость вращения пластин снижена до 5900 об/мин, т.е. они относятся, скорее, к экономичным моделям. В этой статье он присутствует для сравнения, как раз как представитель первого поколения двухтерабайтников.

Barracuda XT: ST32000641AS — 2 ТБ

Похоже, в компании Seagate есть суеверные — новая серия «барракуд» с 7200 об/мин получила в название довесок «XT», а не привычное 7200 — точка — порядковый номер серии, которая стала тринадцатой по счету. Диски нового поколения приобрели такие же 500-ГБ пластины, как и серия 7200.12, но не один или два, а целых четыре. Новым же в серии стал 64 МБ буферной памяти — первопроходцем очередного увеличения объемов была компания Western Digital с моделью RE4-GP, и в Seagate, видимо, решили не отставать, благо память нынче не так уж и дорога. Ну что ж, посмотрим, какие дивиденты им это принесло.

Однако на этом нововведения не заканчиваются — в дисках новой серии компания Seagate перешла на новый тип интерфейса, SATA 600 (заметьте, практически синхронно с появлением SAS 6 Гбит/с в Seagate Cheetah 15K.7). Новая версия, как несложно догадаться, совместима с предыдущими поколениями последовательного интерфейса ATA, но при этом обеспечивает вдвое большую скорость передачи данных — 600 МБ/с. В случае жестких дисков подобные скорости еще некоторое время будут не нужны — скорость чтения с пластин у современных дисков с 7200 об/мин пока только подобралась к возможностям самого первого стандарта SATA — 150 МБ/с; действовавшие до сих пор 300 МБ/с обеспечивали почти двухкратный запас по пропускной способности интерфейса. Вот для SSD и дисковых корзин скорость интерфейса является более важной и 600 МБ/с в весьма востребованы, но мы же говорим о жестких дисках. Так что единственный прирост скорости который мы можем заметить — это скорость обмена данными с той самой буферной памятью, которая выросла до 64 МБ.

Western Digital

Caviar Green: WD20EADS-00R6B0 — 2 ТБ

Этот диск нам тоже хорошо знаком — он был самым первым 2-ТБ накопителем, попавшим в наши руки и в данной статье присутствует в качестве объекта для сравнения. Кстати, за прошедшее время у этого диска появился собрат, оснащенный не 32, а 64 МБ буферной памяти — WD20EARS, но, к сожалению, в наши руки он пока не попал. А жаль — было бы очень интересно сравнить.

Caviar Black: WD2001FASS-00U0B0 — 2 ТБ

Предыдущие накопители черной серии нас приятно радовали своими отличными скоростными характеристиками, так что, не будем скрывать, 2-ТБ модель Caviar Black мы ждали с нетерпением. И дождались. В данной модели, являющейся сейчас лучшей из тех, что компания Western Digital предлагает для настольных компьютеров установлено 64 МБ буферной памяти — похоже, что медленно но верно к этой цифре пора привыкать.

Интересной особенностью накопителя является примененный в нем привод головок. Дело в том, что он — комбинированный: для перемещения на большие углы (в масштабах жесткого диска, конечно) используется традиционный электромеханический привод подвеса головок, а для точной подстройки положения самой головки на нужный трек на пластине используется маленький пьезоэлектрический привод. Чувствуется, что работа с очень узкими треками на 500-Гб пластинах является не столь уж и простым делом. Любопытно, что в данном случае можно сказать, что «новое — это хорошо забытое старое»: в стародавние времена именно такой привод использовался в некоторых моделях жестких дисков компании Maxtor, ныне уже не существующей.

RE4: WD2003FYYS-01T8B0 — 2 ТБ

Как это часто бывает, параллельно с «настольной» моделью вышла и схожая серверная модель. Новая серия дисков получила наименование RE4 и обладает всеми теми же особенностями, что и Caviar Black, но оснащена дополнительным датчиком ускорения, чтобы увеличить защиту диска от вибраций.

Отдельно хотелось бы рассказать об одной весьма любопытной особенности новых дисков Western Digital, как Caviar Black, так и RE4. При их выключении накопитель издает крайне характерный звук (мы даже постарались в меру своих скромных способностей его записать, ранее не встречавшийся нам на других дисках. Мы не готовы говорить с уверенностью, но больше всего это похоже на включение двигателя в обратную сторону для более быстрой остановки пластин.

Перед началом тестирования традиционно приведем характеристики и версии прошивок участников:

Методика тестирования

Во время тестирования использовались следующие программы:

IOMeter версии 2003.02.15;
IOMark 0.30b14;
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 порту на материнской плате и работали при активированном режиме AHCI.

Как несложно заметить, мы перешли на использование встроенного в южный мост Intel ICH7 контроллера — наши недавние тесты показали, что у столь любимого нами контроллера Promise есть определенные проблемы с пропускной способностью. Конечно, на жестких дисках они пока не сказываются, но нам удобнее использовать единую платформу для тестов большинства накопителей (SAS-диски по понятным причинам в нее не вписываются). Быстрое исследование показало, что с новыми драйверами ICH7 не обладает сколько-нибудь существенными недостатками, к тому же именно этот контроллер является наиболее распространенным (более новые версии пока ничем от него не отличаются), так что мы решили перейти именно на него.

Дополнительно мы приведем результаты, полученные при тестировании диска Seagate Barracuda XT на контроллере Marvell 9123, интегрированном на материнскую плату ASUSTeK P7P55D Premium. Именно он на текущий момент является единственным доступным большинству пользователей контроллером с поддержкой интерфейса SATA 600. Других вариантов проверить производительность нового интерфейса в нашем распоряжении пока попросту нет.

IOMark

Для низкоуровневых тестов мы использовали наш внутренний тест IOMark. Начнем с линейного чтения.

График чтения Hitachi Deskstar 7K2000
График чтения Seagate Barracuda LP
График чтения Seagate Barracuda XT
График чтения Western Digital Caviar Green
График чтения Western Digital Caviar Black
График чтения Western Digital RE4

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

Все аккуратно и закономерно. Трое из четырех новичков демонстрируют практически равные скорости, а вот Hitachi 7K2000 от них явно отстает. В сочетании с тем, что соотношение скоростей в начале и в конце диска у него близко к привычному 2:1, это приводит к банальному выводу — в нем используется пять пластин уменьшенной плотности. Жаль, крайне жаль — увидеть урезанные по диаметру пластины было бы гораздо интереснее. Вероятно, меньшая плотность позволила компании Hitachi снизить стоимость производства (из-за снижения требований к качеству пластин) и это оказалось более важным, чем превосходство по скорости.

А как обстоят дела со скоростью обмена с буферной памятью? Вопрос крайне интересный с учетом того, что у нас есть диск с большей пропускной способностью интерфейса. Результаты оказались настолько интересны, что их надо рассматривать подробно.

И начнем мы по порядку, с Hitachi 7K2000. График этого накопителя настолько разительно отличается от того, что демонстрировали его предшественники (например, Deskstar 7K1000, что мы сперва заподозрили проблему с тестовым стендом. Но нет, результаты верны, у дисков Hitachi действительно разительно сменилось поведение. Потрясает график чтения — вместо привычной быстро возрастающей до определенного уровня и выходящей в горизонт плавной линии мы видим практически прямо пропорциональную зависимость скорости от размера запрашиваемого блока. Причем величины демонстрирующихся скоростей крайне малы. Точно такой же график мы бы видели в случае случайного чтения, но мы же читаем из кэша! Очевидно, что кэширования запросов на чтение практически нет — лишь на некоторых размерах блоков мы видим скачки скорости до соответствующего уровня.

С записью ситуация получше, но тоже очень далека от идеальной — перед нами абсолютно необъяснимые скачки производительности, причем без какой-либо закономерности.

Сравнение с предшественником наглядно говорит о том, что поведение прошивки с точки зрения работы с буфером в дисках Seagate Barracuda XT изменилось. Правда, нельзя сказать, что оно стало лучше — заметное отставание скорости записи больших от чтения никуда не делось, но к нему добавились какие-то проблемы за записи малых блоков, приведшие к тому, что график из плавного стал сильно ломанным, с заметными снижениями на блоках некоторых размеров. Правда, чуть ускорилось чтение больших блоков из буфера, но и то, оно не отличается особым постоянством скорости.

А вот и тот самый SATA 600. Ну что ж, некоторый выигрыш действительно заметен — скорость чтения из буфера несколько возросла и достигла 300 МБ/с. «Маловато, » — скажете вы? Согласны, но чем богаты, тем и рады. Жаль только, что нельзя выяснить, перед нами ограничение Marvell 9123 или контроллера в диске. Впрочем, с уверенностью можно сказать одно — контроллер на плате отличается явно своеобразным отношением к записи запросов в кэш диска — скорость такой записи ниже, чем на ICH7. Мда, как тут не вспомнить про «первый блин комом»?

Мы не поленились и провели эксперимент: установили в материнскую плату ASUSTeK P5WDG2 WS Pro отдельную плату с контроллером Marvell 9123 в слот PCI-E x 1 (тут стоит заметить, что на этой материнской плате слоты PCI-E имеют версию 1.0, а не 2.0, как на новых чипсетах, то есть имеют вдвое меньшую пропускную способность). И измерили скорость обмена с буфером уже в таком варианте.

Результат оказался очень красноречив — пропускной способности шины оказалось недостаточно и скорость чтения из буфера упала чуть ниже уровня 200 МБ/с, а оба графика стали проходить ниже, чем аналогичные, но снятые на ICH7. Да, с новым высокоскоростным интерфейсом к жестким дискам пока не все радужно и учитывать стоит все факторы.

Чуть позже, когда статья была уже практически написана, нам в руки попала еще одна плата расширения, поддерживающая SATA 600 и USB 3.0. Радикальным ее отличием от вышеописанной является то, что она использует четыре линии PCI-Express. О USB 3.0 мы поговорим в одной из наших следующих статей, а вот на скорость Seagate Barracuda XT при работе через такой контроллер стоит посмотреть.

Наше любопытство оказалось вознаграждено интересным результатом: ширина шины PCI-Express в данном случае вполне достаточна, и скорость чтения из буфера диска доходит до 350 МБ/с. Да, результат оказался даже лучше, чем у контроллера, интегрированного на материнскую плату — очевидно, его скорость тоже ограничивается шиной, по которой он подключен. А вот ситуация с невысокой скоростью записи в буфер не изменилась — похоже, перед нами особенность текущей версии драйверов Marvell 9123.

На фоне всего вышесказанного и продемонстрированного продукция компании Western Digital демонстрирует просто завидное постоянство. И мы не можем не отметить, что на текущий момент их результаты выглядят заметно лучше, чем у конкурентов.

После взгляда на графики диаграмма сравнения максимальных скоростей выглядит крайне неинформативно — из нее можно узнать лишь то, что SATA 600 в реализации Marvell 9123 действительно дает прирост скорости чтения из буфера и падение скорости записи в него же. В остальном диски выглядят почти одинаково. В общем, у нас получился очень наглядный пример того, что порой недостаточная подробность данных способна практически стереть существующую разницу между испытуемыми.

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

Особых неожиданностей в этой группе тестов ожидать не приходится — максимальные скорости дисков мы и так с вами знаем из низкоуровневого теста чтения, ну а запись обычно повторяет чтение. И все же, стоит обратить внимание на скорости на малых блоках. Стоит отметить явное улучшение результатов у дисков Western Digital — похоже, что новые модели обладают гораздо более производительным процессором, чем «экономичный» Caviar Green. Любопытно, что RE4 совпадает с Caviar Black на чтении, но вот на записи небольших блоков чуть отстает — честно говоря, нам тяжело с уверенностью назвать причины этого.

На фоне остальных крайне печально смотрится Hitachi Deskstar 7K2000 — то ли у него очень слабый процессор, то ли неудачная прошивка, но факт налицо: производительность этого диска при работе с небольшими блоками крайне невелика. Заметьте, что он достигает максимальной скорости лишь на 64-кБ блоках, в то время как остальным хватает и размера 8 кБ.

IOMeter: Disk Response Time

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

Кажется, сегодняшний обзор ставит рекорды по количеству неожиданностей. Мы, конечно, надеялись, что диски Western Digital продемонстрируют хорошее время отклика на чтении, но даже не ожидали столь великолепных результатов. Меньше 12 мс — просто потрясающий результат для дисков со скоростью вращения пластин 7200 об/мин! Откровенно говоря, сходу даже не получается вспомнить, когда мы последний раз видели столь малое время отклика — это было давно, очень и очень давно. А ведь в этих дисках полноразмерные 500-ГБ пластины, на каждой из которой более двухсот тысяч треков. Наши искренние аплодисменты компании Western Digital, столь удачно применившей комбинированный привод головок.

Результаты Seagate Barracuda XT смотрятся крайне скромно не только на фоне успехов дисков Western Digital, но и на фоне всех остальных. Большее время отклика демонстрирует лишь Caviar Green, в то время как диск Barracuda LP, обладающий скоростью вращения 5900 об/мин, оказывается лучше. Каким образом получилось, что Barracuda XT, с меньшей латентностью поиска показывает большее время отклика нам абсолютно непонятно. Любопытно, что на обоих контроллерах диск демонстрирует равные результаты — перед нами очередное подтверждение того, что статистический характер теста позволяет нам минимизировать влияние на него сторонних факторов.

С откликом на записи все попроще, без неожиданностей. Здесь стоит упомянуть лишь высокую эффективность отложенной записи у Hitachi, да отметить явное улучшение ее же у дисков Seagate — XT выглядит заметно лучше, чем LP.

Следующий тест — сравнение по средней скорости позиционирования головок. Вычисляется эта характеристика просто — во время такой же массированной «бомбардировки» диска запросами на чтение, как и при тесте на время отклика, мы для каждого запроса считаем разницу между LBA секторами предыдущего и следующего запроса и делим ее на время выполнения запроса. Полученное значение представляет собой то расстояние в гигабайтах, которое головки диска могут преодолеть за секунду.

Высокая плотность записи и быстрые головки — вот два основных фактора успеха в этом тесте. Обладающие обоими диски Western Digital закономерно занимают два первых места. А вот Seagate XT, вероятно из-за высокого времени отклика, пропускает вперед оба экономичных диска. Хуже всех в этом тесте выглядит Hitachi — сказывается меньшая, чем у остальных, плотность записи — даже пятипластинный дизайн (а в этом тесте большее количество пластин дает некоторое преимущество) его не спасает.

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.

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

Если нет каких-либо неожиданностей, то результаты этой группы тестов предсказуемы по полученным ранее данным — на малых блоках все решают времена отклика, а на больших — скорости линейных операций. Так происходит и на этот раз за одним исключением: на записи больших блоков неожиданно Seagate Barracuda XT заметно отстает от дисков WD с 7200 об/мин, причем синхронно на обоих контроллерах. При этом очень хорошо выглядит Hitachi 7K2000 — его результаты как раз очень хороши для диска с меньшей плотностью пластин.

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 новые диски Western Digital вне конкуренции. Пожалуй, по эффективности отложенной записи с ними может поспорить Hitachi 7K2000, но для полноценной конкуренции у него слишком большое время отклика. А вот результаты новой модели Seagate не впечатляют — этот диск конкурирует лишь с WD Caviar Green, умудряясь на чтении пропустить вперед Seagate Barracuda LP.

С увеличением глубины очереди пара от WD уверенно уходит в отрыв, демонстрируя великолепную эффективность алгоритмов переупорядочивания запросов. Из их конкурентов прилично ведет себя разве что Hitachi. Seagate Barracuda XT неожиданно демонстрирует крайне скромные результаты, а его медленный собрат Barracuda LP и вовсе теряет отложенную запись.

Обратите внимание, что на контроллере Marvell 9123 мы имеем просадку скорости на определённой нагрузке — хочется надеяться, что это единичный случай.

На очень больших нагрузках диски Western Digital по-прежнему крайне хороши. Правда, демонстрируют любопытную особенность в виде снижения производительности с увеличением количества запросов на запись. Такое впечатление, что диски отдают все ресурсы запросам на чтение, практически игнорируя запись, и лишь когда в нагрузке исчезают запросы на чтение, они просыпаются и включают весьма эффективную отложенную запись. Как бы то не было, из-за этой особенности на нагрузках с преобладанием запросов на запись они пропускают вперед Hitachi. Что касается Seagate XT, то хвалить его по-прежнему сложно — с одной стороны, он эффективнее Hitachi на чтении (хотя до WD ему очень далеко), а с другой — отложенная запись у него весьма скромная. Причем все это касается только работы на ICH7 — на Marvell 9123 результаты диска гораздо хуже, на уровне дисков с 5400 об/мин.

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

У Hitachi все в наличии, и отложенная запись, и переупорядочивание запросов, но последнее могло бы быть и поэффективнее в случае высоких нагрузок.

Seagate Barracuda LP демонстрирует крайне скромную, близкую к отсутствующей отложенную запись, при этом на очереди 16 запросов его результаты отличаются от очереди 4 запроса лишь в случае чистого случайного чтения. Что интересно, в прошлый раз, на контроллере Promise его поведение было другим. Как минимум, на записи производительность была не в пример лучше. Вот оно, наглядное влияние драйверов контроллера.

Что касается Barracuda XT, то здесь мы видим очень сильное влияние контроллера. На ICH7 перед нами сравнительно неплохой, хотя и не хватающий звезд с небес диск, с аккуратными алгоритмами переупорядочивания запросов, но скромной отложенной записью. Больше всего его производительность портит высокое время отклика. А вот контроллер Marvell вносит в ту же картину пару неприятных штрихов. Во-первых, он явно не желает увеличивать производительность на больших глубинах очереди — и это явно вина именно контроллера. А во-вторых, на всех графиках мы видим неожиданные падения скорости, являющиеся, очевидно, следствием конфликтов алгоритмов контроллера и диска.

Ситуация с графиками Western Digital Caviar Black и RE4 проста — они очень похожи на результаты Caviar Green, но ушедшие вверх и «растянутые по вертикали». Так что вряд ли мы ошибемся, если скажем, что Western Digital по-прежнему придерживается своей единой, весьма удачной прошивки. В целом новички этой компании демонстрируют просто потрясающую эффективность алгоритмов NCQ, которая на больших нагрузках вступает в некоторое противоречие с отложенной записью — так, первое «проседание» при 90 % запросов на запись можно заметить уже на очереди 16 запросов. Что интересно, WD Caviar Green держался дольше, хотя у него меньше буферная память. И снова мы не можем не обратить ваше внимание на то, что контроллер влияет на поведение дисков. Так, если посмотреть на результаты Caviar Green на Promise, то у него и в помине не было никаких падений производительности в районе 80-90 % запросов на запись. А ведь это один и тот же диск, с одной и той же прошивкой. Именно из-за таких особенностей мы с таким упорством придерживаемся единой схемы измерения данных для всех дисков.

IOMeter: Webserver, Fileserver и Workstation

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

Напоминаем, 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 нагрузке, состоящей лишь из запросов на чтение, дискам Western Digital c 7200 об/мин нет равных — конкуренты выглядят откровенно слабо и с трудом выигрывают у Seagate Barracuda LP. Хорошо видно, что контроллер Marvell 1932 не способен работать с очередями больше 32 запросов — начиная с этого значения у него идет горизонтальная полка.

Появление в нагрузке запросов на запись нисколько не меняет положения дисков Western Digital. А вот дальше идут перестановки — Barracuda XT явно отстает от Hitachi, поскольку у последнего отложенная запись эффективней. Вспоминаются и проблемы Barracuda LP в «IOMeter: Database» на малых глубинах очереди — здесь они приводят к появлению горизонтальной полке, причем именно тогда когда производительность дисков растет с ростом нагрузки весьма заметно (и особенно важна — хорошо сбалансированные дисковые системы работают обычно именно в этой зоне нагрузок).

В случае мощных рабочих станций Barracuda LP по тем же причинам выглядит крайне печально. Интересно поведение Barracuda XT на Marvell 1923 — после 16 запросов в очереди диск не то что выходит на горизонтальную полку, а вообще снижает производительность. Впрочем, даже на ICH7 этот диск не способен догнать Hitachi 7K2000, да и от WD Caviar Green отличается в лучшую сторону лишь на малых нагрузках.

Уменьшение рабочей зоны привычно ликвидирует преимущества дисков с быстрыми головками. Причем настолько, что Seagate Barracuda XT выходит на малых нагрузках в лидеры, а Hitachi становится схож по производительности с WD Caviar Green. Любопытно, что здесь же мы впервые можем видеть, что RE4 быстрее, чем Caviar Black. А вот особенности взаимодействия прошивок и драйверов никуда не деть — все также плоха Barracuda XT, а на контроллере Marvell 9123 мы видим падение после очереди в 16 запросов.

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

С многопоточным чтением дела ситуация обстоит очень просто. Больше всех от появления дополнительных потоков страдают диски Seagate, накопители Western Digital переживают такую нагрузку чуть лучше, ну а явным победителем становится Hitachi 7K2000 — его потери скорости на нескольких потоках очень малы.

В случае многопоточной записи все новички держатся неплохо, правда Seagate Barracuda XT на ICH7 демонстрирует неожиданно сильное падение скорости на двух потоках, но потом исправляется. Пожалуй, из группы выбивается лишь Hitachi 7K2000 — на трех и четырех потоках его результаты заметно ниже, чем у остальных. Интересно, это сказывается то, что у него вдвое меньше буферной памяти?

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 на наборах файлов «Install», «ISO» и «Programs». Полные результаты тестирования вы, при желании, можете узнать из таблиц по ссылкам ниже:

Результаты FC-Test: NTFS
Результаты FC-Test: FAT32

На записи файлов, вне зависимости выбранного набора, явно лидируют диски Western Digital. Обращает на себя внимание поведение Hitachi — он неплох на больших файлах в «ISO», но хуже всех на маленьких в «Programs», а ведь диски HItachi обычно вели себя строго наоборот. Интересно, это особенность смены контроллера на ICH7, или радикальной переработки прошивки в дисках Hitachi?

На чтении больших файлов накопители выстроились в строгом соответствии с результатами в «IOMeter: Sequential Read», за одним исключением — Seagate Barracuda XT на Marvell 9123 почему-то отстаёт от своего собрата на ICH7, причем очень значительно. Впрочем, такое же отставание, только не столь явно выраженное, можно наблюдать и на других наборах файлов.

Копирование проходит весьма схоже с записью — диски Western Digital лидируют (причем превосходство их прошивок сложно не заметить даже Caviar Green умудряется успешно конкурировать по скорости с дисками других производителей), а на больших файлах очень быстро работает Hitachi 7K2000, при этом не выделяясь особо результатами на небольших файлах.

PCMark 2004 / 2005

Ну а теперь сравним работу накопителей в тестовых пакетах PCMark. Поскольку в 2005-й версии часть тестов повторяет аналогичные из 2004-й, (причем не только по названиям, но и по результатам, как мы многократно убеждались) то из PCMark 2004 мы подробно рассматриваем лишь один тест — уникальный для этого пакета «File Copying», 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: Результаты PCMark 2004.

Ничего нового PCMark нам не сообщает — как и в «FileCopy Test», новинки Western Digital вне конкуренции.

Три теста демонстрируют весьма схожую картину — лидируют диски Western Digital и Barracuda XT. Правда, в отношении последней это действительно лишь в случае ее работы на ICH7 — контроллер Marvell 9123, при всей его поддержке SATA 600, выглядит крайне печально: он не только не дает преимуществ быстрого интерфейса, но и, наоборот, изрядно снижает итоговую скорость.

Те же слова можно повторить и в случае сканирования на вирусы. Обратите внимание, в этом тесте, чувствительном к кэшированию, очень заметно проигрывает лишь экономичный WD Caviar Green, причем даже тем моделям у которых, как и у него 32 МБ памяти, а не 64.

Расстановка сил в этом тесте с завидной регулярностью отличается от того, что мы видели в «FileCopy Test». Так случилось и на этот раз — в целом, все диски выстроились в соответствии с линейной скоростью, но Seagate Barracuda XT на ICH7 чуть лучше, а на Marvell 9123 чуть хуже одноклассников с 7200 об/мин. А вот Hitachi 7K2000 никак не проявляет того, что его плотность чуть ниже, чем у конкурентов.

Итоговый счет выделяет уже известную нам явную тройку лидеров и еще раз напоминает, что не все контроллеры одинаково хороши на практике, даже если они, теоретически, должны быть быстрее.

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.

Тестов много, а расстановка сил практически не меняется, так что итоговый счет более чем корректно отображает действительное соотношение сил, без всяких «но». Два первых места достаются дискам Western Digital с 7200 об/мин, причем серверный RE4 на некоторых нагрузках оказывается чуть быстрее настольного собрата. Третье место достается Seagate Barracuda XT, который в очередной раз демонстрирует на ICH7 результаты заметно лучше, чем на Marvell 9123. Ну а Hitachi 7K2000 ложится между остальными новичками и дисками с меньшей скоростью вращения пластин — все же, меньшая плотность записи дает о себе знать.

Дефрагментация

Следующим идет тест быстродействия, максимально приближенный к реальным условиям — тест на скорость дефрагментации. На 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 «FileCopy 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.

Результаты оказались довольно интересны, хотя и без революционных откровений. Первые места снова занимают диски Western Digital, причем с очень хорошим результатом — меньше 18 минут. На третье пробирается Hitachi 7K2000 — похоже, что 5-пластинный дизайн и неплохое время отклика в данном случае оказываются ему весьма полезны. Seagate Barracuda XT выглядит весьма неплохо, особенно на фоне своего предшественника — если LP повторяет печальные подвиги более старых дисков Seagate (очень часто демонстрировавших долгую дефрагментацию), то XT не хватает чуть-чуть (видимо, быстрых головок) до разговора на равных с конкурентами.

Тест в WinRAR

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

По вполне очевидным причинам в этом тесте Seagate Barracuda XT участвует лишь на ICH7 — платформа с Marvell 9123 имеет настолько более мощный процессор, что влияние диска просто невозможно заметить.

На создании архива мы видим крайне интересную картину: у нас есть явный лидер в лице Western Digital RE4, который крайне разительно отличается от своего «собрата» Caviar Black. Остальные диски идут плотной группой из которой лучшими результатами выделяются... модели с меньшими скоростями вращения пластин. Забавно, но факт налицо.

А вот на распаковке данных разница уже более заметна, поскольку снижается влияние процессора. И в данном случае нам остается лишь снова сказать хвалебные слова в адрес дисков Western Digital — они лучшие. Причем настолько, что даже Caviar Green опережает все модели конкурентов.

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.

Выше всего требования к пусковому току у дисков Seagate — только им по линии 12 В требуется больше 2 А, причем независимо от того, с какой скоростью будет вращаться диск. Правда, у них самые маленькие запросы по линии 5 В, но тут в целом все диски хочется назвать достаточно скромными, никто не требует больше ампера. В целом же самыми скромными оказались диски Western Digital.

При отсутствии нагрузки заметно хуже других выглядит Hitachi, что неудивительно — все же, у него на одну пластину больше. Но даже его потребление укладывается в 8 Вт. Приятно радуют диски Western Digital — по сравнению с предшественников у них почти в два раза меньше потребление электроники. А вот Barracuda XT, наоборот, удивляет прожорливостью электроники — похоже, что это плата за SATA 600.

На случайном чтении электроника дисков Western Digital оказывается чуть более требовательной, чем у остальных, но на этой нагрузке все решают запросы по линии 12 В. И в данном случае Seagate Barracuda XT, весь обзор страдавший от медленных головок, отыгрывается сполна — его итоговое потребление, фактически, находится на уровне дисков с меньшей скоростью вращения пластин. В стане Western Digital мы видим нечто не очень объяснимое: бывший весь тест чуть более быстрым RE4 требует тока меньше, чем Caviar Black. А хуже всех опять приходится Hitachi 7K2000 — к вращению пяти пластин прибавляется перемещение блока не из восьми, как у остальных, а из десяти головок. Конечно, это не 16 Вт, что мы видели у предыдущего представителя пятипластинного дизайна 7K1000, но все же многовато, на фоне конкурентов.

Схожую картину мы видим и на случайной записи: Seagate XT вовсю конкурирует с экономичными дисками, в которых Barracuda LP за счет малого потребления электроники обходит более скромный по линии 12 В WD Caviar Green. Да, за производительность прошивок диски Western Digital расплачиваются высоким потреблением электроники, которое выросло при сравнении с терабайтными моделями RE3 и Caviar Black — не исключено, что мы видим вклад того самого дополнительного пьезоэлектрического привода головок. Впрочем, самым прожорливым является снова Hitachi 7K2000 из-за очень высокого потребления механики.

На последовательных операциях чтения и записи расстановка сил практически одинакова — экономичные WD Caviar Green и Seagate Barracuda LP ощутимо скромнее, чем диски с 7200 об/мин. Среди последних за звание лучшего с переменным успехом борются Seagate и Hitachi, ну а диски Western Digital все также расплачиваются за свою производительность заметно более высоким потреблением электроники. Любопытно, что RE4 стабильно чуть меньше потребляет по линии 12 В, чем Caviar Black — это явно не случайность, а закономерность.

Подведение итогов

Перед подведением итогов хочется поблагодарить всех тех, кто дочитал обзор до этого места, не используя прямую ссылку на этот раздел. Как сказано в Нагорной проповеди, «Блаженны алчущие и жаждущие правды, ибо они насытятся».

Что же мы выяснили в результате? Диск Hitachi получился крайне специфическим: мы можем отметить ориентацию на серверные (точнее даже будет сказать — многопоточные) нагрузки и полную беспомощность в нагрузках, характерных для настольных компьютеров.

Пятипластинный дизайн на сей раз не помог компании Hitachi — её диск уступил более «плотным» дискам WD и Seagate и при этом был по-настоящему горяч... Единственным аргументом за приобретение этого диска для настольного компьютера является его более низкая, относительно дисков конкурентов, цена. Ну и, конечно, следует учитывать жуткое безрыбье, охватившее одну шестую часть суши: в преддверии нового года найти в рознице быстрый 2ТБ диск — дело практически невозможное.

Что касается диска Seagate, то тут всё просто — как выяснилось, большое время доступа невозможно компенсировать буфером объёмом 64 МБ и более быстрым интерфейсом. В большинстве тестов диск Barracuda XT уступил конкурентам из стана WD, но зато диск Seagate более «зелёный» — он потребляет при работе меньше энергии.

О дисках Western Digital мы можем говорить только в превосходной степени — они блестяще выступили в серверных тестах, лидировали в тестах PCMark, отлично выступили в многопоточных тестах и порвали всех в тестах на дефрагментацию и наших тестах с использованием архиватора WinRAR.

Так что, если Вы желаете обзавестись быстрым диском на 2 ТБ, рекомендуем в первую очередь искать в магазинах накопители Western Digital.

Другие материалы по данной теме

17 SAS-дисков объемом от 74 до 600 ГБ
Серьезные конкуренты: обновленный Intel X25-M и пять SSD OCZ
Жизнь за терабайтом: семь моделей дисков объёмом 1,5 и 2 ТБ