Обзор винчестера IBM 36Z15

Введение

Не заметить оживление на рынке Enterprise-винчестеров было довольно трудно. Объявление фирмой Seagate накопителя со скоросью вращения шпинделя 15000rpm второго поколения - Cheetah X15 36LP с одновременным снижением цен на такие диски, выпуск дисков с такой же скоростью вращения фирмами Fujitsu и IBM - всё говорило о том, что рынок высокоскоростных дисков или уже растёт или, по крайней мере, обнаруживает признаки роста. На прошедшем недавно семинаре по жёстким дискам Seagate был показан довольно интересный слайд, согласно которому в 2002-м году рыночная доля дисков со скоростью вращения 15000rpm должна вырасти в три раза!


Год назад, когда мы впервые смогли оценить скорость 15000rpm диска от Seagate - Cheetah X15, мы видели, насколько велика разница в быстродействии 15000rpm дисков и самых быстрых 10000rpm дисков. Правда, с тех пор 10000rpm-диски прибавили в быстродействии, но 15000rpm-диски легко парировали...
В наших тестах винчестеры Seagate Cheetah X15 36LP и Fujitsu MAM показали, что 15000rpm диски по-прежнему относятся к винчестерной элите элит, и что их нужно рассматривать, как особый класс винчестеров.
До недавнего момента накопители со скоростью вращения шпинделя 15000rpm выпускала только фирма Seagate, и она, таким образом, была на этом рынке монополистом. Так как объём рынка был невелик, остальные фирмы-производители винчестеров не покушались на позиции Seagate и не объявляли дисков с такой же скоростью вращения. Но, по прошествии некоторого времени, объём рынка увеличился и кое-кто решил, что рынок нуждается в притоке свежей крови... И вот, Fujitsu и IBM объявили о выпуске своих жёстких дисков со скоростью вращения шпинделя 15000rpm. Сначала в наши руки попал 15000rpm диск от Fujitsu, и сразу стало ясно, что "драка" на этом рынке предстоит серьёзная.
В этом же обзоре мы познакомимся с винчестером IBM 36Z15 - первым опытом IBM в выпуске 15000rpm-винчестера. Учитывая богатый опыт IBM в дискостроении и её технологическое лидерство (IBM уже который год лидирует среди всех фирм по количеству полученных патентов), мы вправе ждать от этого диска чего-нибудь экстраординарного.
Впрочем, не будем загадывать заранее...

Состав участников тестирования

В этом обзоре мы сравним скорость всех четырёх существующих на рынке винчестеров со скоростью вращения шпинделя 15000rpm - Seagate Cheetah X15, Seagate Cheetah X15 36LP, Fujitsu MAM и IBM 36Z15.
С первыми тремя винчестерами (и их результатами) Вы уже, теоретически, знакомы, так что разрешите Вам представить винчестер IBM IC35L018UWPR15:

Попавший мне в руки экземпляр IBM 36Z15, изготовленый в Сингапуре по 0.13 микронной технологии :), имел объём 18,4ГБ, поэтому для корректного сравнения ему в соперники были взяты 18ГБ-модели дисков Seagate и Fujitsu.
Разобраться с устройством IBM 36Z15 нам поможет следующая таблица:


Как видим, IBM по-прежнему считает, что большой размер кэш-буфера - излишество, и её диск, как и первый 15000rpm диск от Seagate, оснащён 4МБ-ным кэш буфером. Все же накопители "второй волны" - Seagate Cheetah X15 36LP и Fujitsu MAM оснащены 8МБ кэш-буфером! Посмотрим, как это повлияет на скорость...
Из таблицы также явствует, что ёмкость диска в 18,4 набрана в IBM 36Z15 четырьмя пластинами! То есть ёмкость пластины у IBM 36Z15 в два раза меньше, чем у Seagate Cheetah X15 36LP или Fujitsu MAM.
Зачем же IBM для достижения стандартных для SCSI-дисков объёмов увеличивает количество пластин, а не увеличивает плотность записи на них? Насколько я могу судить, инженеры IBM поставили себе цель максимально сократить "ширину" зоны записи на пластине для уменьшения времени позиционирования головок на нужный трек. И они этого, судя по той же спецификации, достигли - время average seek time, то есть время позиционирования на произвольную дорожку, у диска IC35L018UWPR15 составляет всего 3,4мс (это самый лучший результат среди 15000rpm-винчестеров).
В предыдущем предложении я специально использовал не общее название серии 15000rpm жёстких дисков IBM - 36Z15, а маркировку её 18ГБ-модели. Дело в том, что количество пластин в 18 и 36ГБ моделях дисков IBM оличается не в два раза (как это можно видеть у Seagate и Fujitsu)! Диск на 18ГБ, как мы уже знаем, состоит из четырёх пластин, а диск на 36ГБ - из шести! Таким образом, становится понятно, что инженеры (или маркетологи) IBM решили разделить линейку 36Z15 на диски "Aut Сaesаr, aut nihil" и "Аurеа mediocritas", то есть на диски, в которых всё брошено на алтарь скорости, и диски, сочетающие скорость и объём (к сожалению, диска IBM 36Z15 на 36ГБ у меня пока нет, но, я думаю, со временем и он будет протестирован).
Но, добившись высокой скорости позиционирования головок на произвольный трек, инженерам IBM не удалось сочетать его с высокой скоростью позиционирования на соседний трек...

Тестовая система

материнская плата - ASUSTeK CUBX-E биос 1007A;
процессор - Intel Coppermine 600MHz;
память - 2*128Mb SDRAM Hyundai PC-133;
видеокарта - Matrox Millennium 4Mb;
SCSI-контроллер Adaptec 29160N;
операционная система - Windows 2000 Pro / SP2.

Методика тестирования

Для тестирования винчестеров использовался контроллер Adaptec ASC 29160N. Все винчестеры тестировались в режиме Ultra160. Для контроллера Adaptec использовались драйвера версии 1.00 для W2K.
Использовались следующие тесты:

WinBench 99 1.2;
HDTach 2.61;
IOMeter 1999.10.20.

Тестирование в IOMeter и HDTach проводилось на неотформатированном диске. Для тестирования в Winbench диски размечались в FAT32 и NTFS на один раздел максимального объёма c размером кластера по умолчанию. Тесты проводились по четыре раза, результаты усреднялись. Винчестеры между тестами не охлаждались.

Среднее время доступа

Измерение времени Average Access time проводилось при помощи двух тестов - HDTach и Winbench99.


В полном соответствии с заявленными характеристиками, винчестер IBM 36Z15 оказался быстрее своих конкурентов, но его преимущество невелико. Кто знает, хватит ли этого для победы в тестах IOMeter...

Устоявшаяся скорость линейного чтения

Так как "плотность" пластин диска IBM IC35L018UWPR15 в два раза меньше, чем у пластин Seagate Cheetah X15 36LP или Fujitsu MAM, а скорость позиционирования головок у этих винчестеров примерно равна, то можно сделать предположение, что треки на дисках Seagate и Fujitsu "плотнее", и, следовательно, за один оборот с этих треков можно считать больше данных.


Так оно и получилось. Линейная скорость чтения с пластины напрямую зависит от плотности записи на треке, и мы обнаруживаем, что линейная скорость винчестера IBM и на начальных и на конечных треках пластины невысока.

HDTach 2.61

Тест Winbench99 позволяет нам узнать максимальную и минимальную скорости чтения винчестера, а тест HDTach измеряет не только максимальные и минимальные скорости чтения/записи, но и вычисляет их средние значения.

В приведённой ниже диаграмме мы можем сравнить винчестеры по максимальной скорости чтения из кэша и средним скоростям чтения и записи:


Как и ожидалось, у винчестера IBM средние скорости чтения/записи лучше, чем у первого винчестера на 15000rpm - Seagate Cheetah X15, но значительно хуже, чем у Fujitsu MAM или у Seagate Cheetah X15 36LP.
Но по максимальной скорости чтения из буфера винчестер IBM вышел на второе место, опередив Fujitsu MAM.

WinBench 99 1.2 FAT32

Результаты тестов Business Disk Winmark и Hi-End Disk Winmark не зависят напрямую от плотности записи на треке. Как мы уже не раз отмечали, результаты этих тестов в большей степени чувствительны к настройкам алгоритмов фирмваре и к объёму кэш буфера, так что результаты тестов предсказать было сложно:




Но, сил у IBM 36Z15 хватило только на высокий результат в Business-тесте, а тест Hi-End выиграли два винчестера с 8МБ кэш-буфером.

WinBench 99 1.2 NTFS

Соотношение сил не изменилось и при смене файловой системы. Давайте не будем расстраиваться, дорогие и любимые фанаты IBM, ведь для 15000rpm-винчестеров главным тестом будет тест, имитирующий серверную нагрузку.
А вот и он, встречайте! :)

Intel IOMeter

Итак, тест IOMeter - тончайший инструмент для измерения скоростных возможностей винчестеров. Сравнение винчестеров мы будем производить в так называемых "паттернах", каждый из которых моделирует работу сервера в каком-нибудь специфическом режиме. О том, какой режим работы винчестера исследуется, можно судить по их названиям. Например, в паттерне "Database" моделируется работа сервера с базой данных, размещённой на тестируемом винчестере. Подробно о тесте IOMeter, используемых паттернах и методике тестирования можно почитать в соответствующих статьях, а всем "посвящённым" предлагаю ознакомиться с результатами тестов.
В таблицы (ради экономии места) сведены только значения Total I/O, т.е. количество отработанных винчестерами запросов:


Как видим, при глубине очереди команд =1 (т.е. при невысокой нагрузке) винчестер IBM уступил только диску Fujitsu MAM, но при увеличении нагрузки его опережает и Seagate Cheetah X15 36LP. Максимальное отставание винчестера IBM от двух лидеров наблюдается при queue=256.


Картина в точности аналогична той, что мы только что наблюдали в паттерне Fileserver.


И в этом паттерне она не меняется. Ну что же, попробуем разобраться, почему так получается.
При небольшой нагрузке на скорость винчестера влияет скорость его механики, поэтому винчестер IBM показывает такие неплохие результаты. При увеличении нагрузки скорость винчестера IBM падает... Так как мы знаем, как программисты IBM умеют писать фирмваре, то единственным логичным выводом о причинах проигрыша дисков IBM, как мне кажется, будет "маленький объём кэш-буфера!".
Действительно, объём кэша влияет на стратегию кэширования и, соответственно, на скорость диска.


В этом паттерне винчестер работает только с запросами на запись, причём адрес блока всегда вычисляется случайно. Теоретически, в этом паттерне должен был выиграть винчестер, который сочетает в себе высокую скорость позиционирования головок с хорошими алгоритмами отложенной записи. Как мы можем видеть, победил винчестер Fujitsu, а IBM 36Z15 проиграл даже старенькому Cheetah X15 во всех режимах, исключая queue=256.


В этом паттерне места распределились в полном соответствии с плотностью записи на пластинах. Победил Seagate Cheetah X15 36LP, винчестер Fujitsu MAM отстал от победителя всего на 1МБ/сек, винчестер IBM занял третье место, а замыкает список Cheetah X15.


Паттерн RandomRead исследует работу винчестеров при работе со случайными запросами на чтение. При таком характере запросов большой размер кэш-буфера не нужен, так как степень случайности запросов велика, и кеширование с применением упреждающего чтения практически бесполезно (и даже вредно!).
Поэтому победа в этом паттерне винчестера с самой быстрой механикой абсолютно логична. Итак, мы нашли идеальное применение для винчестеров IBM 36Z15 - Web-сервера (ведь именно для Web-серверов и характерен такой вид нагрузки - только чтение и, в случае серьёзной нагрузки, всегда случайное чтение).


Как мы уже имели возможность убедиться, по скорости чтения винчестер IBM 36Z15 не в состоянии конкурировать с Seagate Cheetah X15 36LP и Fujitsu MAM, и этот тест лишь подтверждает результаты тестов Winbench и HDTach.

Температура

Для измерения температуры винчестеров использовался уже знакомый Вам дистанционный термометр. Измерение температуры производилось после окончания теста IOMeter (примерно 2,5 часа интенсивной работы). Температура в помещении поддерживалась на уровне 22 градусов Цельсия.
Полученное таким методом значение рабочей температуры винчестера IBM IC35L018UWPR15 составило 49 градусов, что не так уж и плохо для четырёхпластинного 15000rpm-винчестера!

Выводы

Протестированный винчестер IBM IBM IC35L018UWPR15 оставил, в целом, приятное впечатление. Несмотря на то, что он явно уступает конкурентам по плотности записи на пластинах и по объёму кэш-буфера, скорость этого винчестера в тестах IOMeter не намного хуже, чем у Fujitsu MAM или Seagate Cheetah X15 36LP. Вообще, по большому счёту, все современные 15000rpm-диски объёмом 18ГБ показывают примерно равные результаты...
Что же касается идеального применения для винчестеров IBM 36Z15, то, как я уже говорил, наибольшую пользу этот винчестер может принести в web-серверах.

Благодарим компанию ASBIS Москва за предоставленный на тестирование винчестер IBM 36Z15.