Hitachi Deskstar 7K3000 и 5K3000 на фоне предшественников и конкурентов

Дела минувших дней

Давным-давно, когда трава была зеленее, а некоторые из вас, дорогие читатели, возможно ещё не умели читать, наша лаборатория практиковала сравнения целых семейств жёстких дисков одного производителя, иногда отличавшихся ёмкостью более, чем в шесть раз! При этом выяснялось множество интересных подробностей, как то искусственные ограничения в программах управления накопителями, введённые для разделения продукции по производительности и, соответственно, цене.

С тех пор утекло много воды, мы выпускали обзоры по дискам разных линеек одного производителя, но в основном фокусировались на сравнениях дисков равной вместимости. Такие соревнования более интересны читателям, выбирающим себе новый жёсткий диск, но в последнее время это занятие стало не слишком продуктивным: покупателей больше заботит тишина и надёжность накопителей, поскольку в большинстве задач диски разных производителей мало отличаются по скорости. Крупнейший до недавних пор поставщик жёстких дисков – Seagate – постепенно справился с проблемами надёжности и сумел устранить отставание в производительности, поэтому теперь выбор покупателя стал определяется больше симпатией к тому или иному производителю, чем разницей в скорости. С искусственным замедлением младших моделей, казалось, тоже покончено, в определённой степени благодаря Samsung, чьи диски малой ёмкости часто побеждали в тестах. К тому же, совершенствование управляющих микропрограмм, от которых в наибольшей степени зависит быстродействие накопителей, целесообразно делать на моделях небольшой ёмкости, ведь потеря данных вследствие программной ошибки в очень ёмком диске может слишком дорого обойтись.

Но сегодня у нас появился хороший повод провести очередное сравнение множества дисков одного производителя, ведь уже осенью Hitachi Global Storage Technolgies перестанет существовать как самостоятельный игрок на рынке, влившись в более крупную компанию Western Digital. Что будет дальше предсказать сложно – ведь мы уже видели много разных сценариев поглощения компаний. Сама Hitachi, приобретя производство жёстких дисков у IBM, бережно сохранила и приумножила полученные ценности. Maxtor некоторое время выпускал под своей маркой диски, разработанные Quantum, но продолжил развитие лишь серверной линейки Atlas, а в настольном сегменте сосредоточился на дисках своей конструкции. Seagate, напротив, мгновенно предал забвению все приобретённые технологии и начал продавать под маркой Maxtor собственные диски.

По какому пути пойдёт Western Digital, ведь производственные линейки двух сливающихся компаний во многом совпадают? Более того, совпадают даже перспективные технологии, например Advanced Format (в линейке 2.5" накопителей) и Dual Stage Actuator. И если первое – всего лишь способ увеличить полезную ёмкость накопителя, то вторая технология является серьёзным усовершенствованием порядком устаревшей архитектуры накопителей на жёстких магнитных дисках.

Одна шея хорошо, а две – лучше

Главный недостаток современных жёстких дисков, ставший особо заметным на фоне набирающих популярность SSD накопителей, заключается в невозможности обеспечить стабильно быстрый доступ к разрозненным данным. Непрерывный рост плотности записи информации приводит к пропорциональному увеличению скорости чтения/записи, но степень приближения к потенциально возможной скорости самым драматическим образом зависит от характера обращений к данным – малейшее отклонение от последовательности следования секторов ведёт к падению скорости в разы.

С самого своего появления жёсткие диски считались устройствами хранения информации с произвольным доступом, однако на самом деле они являлись таковыми только по сравнению с устройствами хранения на магнитной ленте. Принципиальное отличие жёсткого диска от стримера состоит в том, что диск способен обеспечить доступ к неупорядоченной информации за разумное время, а магнитная лента – нет. По мере совершенствования архитектуры накопителей это время сократилось до единиц миллисекунд, однако свести его к нулю принципиально невозможно, ведь данные распределены по рабочей поверхности магнитного диска, и для доступа к ним сначала необходимо "навести" на нужное место устройство считывания, то есть головку.

Тут-то и возникает загвоздка в виде законов физики, ограничивающих ускорение материальных объектов. К тому же, устройство наведения неидеально и отдалённо напоминает пристрелку береговой артиллерии 19-го века. Раньше по таблицам стрельбы определяли вес порохового заряда и по результатам выстрела уточняли прицел, сейчас вычисляют импульс тока, необходимый для перемещения головок на требуемое расстояние, а в дальнейшем ориентируются по сервометкам. Подробнее о сервометках мы писали в далёком 2004-м году.

В силу ненулевой массы подвижной системы привода головок (так называемого актуатора) инерция не позволяет головкам мгновенно переместиться даже на минимальное расстояние. С очень давних пор время, необходимое для сдвига головок на одну дорожку и успокоение последующих колебаний, у дисков Hitachi было неизменно, и лишь с выпуском первого диска ёмкостью 2 ТБ дело сдвинулось с мёртвой точки.

Мы не располагаем достоверной информацией, за счёт чего достигнуто улучшение в 7K2000 (да и в тестах это было не заметно), но в последнем поколении производитель признал употребление двойного привода головок, хотя и не посчитал нужным рассказать хоть толику технических подробностей. Интересно, что годом ранее аналогичную технологию внедрил Western Digital и был столь же немногословен. Невелика беда, ведь Google знает всё! Поиск по сайту Hitachi вывел меня на документ начала века, предрекавший неизбежность перехода к двухстадийному процессу позиционирования, но не содержавший никакой конкретики, кроме ссылки на работу сотрудника лаборатории Hitachi, исследовавшего характеристики пьезоэлектрического актуатора.

Экспериментальный вариант гибридного привода с пъезоэлементом, сдвигающим головки всего на 1 микрометр, обеспечивал сокращение времени поиска дорожки на 0.3 мкс, что в случае перехода на соседний трек составляет ровно половину от времени, затрачиваемого обычным актуатором.

Список литературы в этом исследовании преподносит огромный сюрприз: оказывается, первая работа на тему двухстадийного привода магнитных головок жёсткого диска была опубликована ещё в 1991 году, то есть 20 лет назад! Мне не удалось найти эту публикацию в свободном доступе, но и резюме вполне достаточно, чтобы понять суть и место работы автора – Hitachi!

С 1993 по 1999 год выходит ряд публикаций сотрудников Fujitsu, которые мне также не удалось отыскать. Их список приведён в отчёте об испытаниях трёхпластинного SCSI диска с частотой вращения 10000 об/мин с простейшим вариантом двойного актуатора, который, тем не менее, показал выдающиеся результаты по уменьшению ошибок позиционирования головок.

Немного позже все эти авторы отметились совместной работой на ту же тему.

В IBM разрабатывали двухстадийный привод головок иного принципа действия.

Чуть позже все наработки IBM достались Hitachi, чьи инженеры не преминули испытать на пятипластинных дисках и собственный вариант привода, с недостатками которого до сих пор боролись на лабораторных моделях.

Примерно в середине 90-х к изучению особенностей двойных приводов и преодолению их недостатков подключился Университет Беркли, чей сотрудник Roberto Horowitz стал соавтором многих публикаций IBM и Hitachi, но ещё больше работ опубликовал совместно со студентами. Все эти публикации доступны в его личной библиотеке.

Из патентов и публикаций, подобных этой, становится ясно, что проблемой двухстадийного привода головок всерьёз занимался Seagate, встречаются публикации сотрудников Maxtor, но я не нашёл никаких свидетельств интереса к этой теме со стороны Western Digital. И, тем не менее, они первыми вывели на рынок двухстадийный актуатор!

Из презентаций WD известно, что пьезоэлектический элемент наклоняет подвес головок, то есть конструкция повторяет разработки Hitachi и Fujitsu. В Hitachi, судя по всему, тоже не стали мудрствовать лукаво и внедрили давно опробованный вариант. Его главной проблемой является наличие резонансов на частотах порядка 10 кГц, но простота и надёжность конструкции перевешивают этот недостаток.

Чем же полезен двухстадийный актуатор? Как я уже упоминал, масса подвижной системы ограничивает возможности её перемещения, а пьезоэлектрический привод подвеса головки оперирует массой всего в доли грамма, поэтому обладает минимальной инерцией. Пусть диапазон перемещения ограничен микрометрами, но при современной плотности записи данных на это расстояние умещается более десятка дорожек, и перемещение головок между ними будет практически мгновенным. Кроме того, возрастает точность позиционирования головок над дорожкой, при вибрации значительно уменьшается падение производительности и риск потери данных. Собственный миллиактуатор у каждой магнитной головки даёт им некоторую степень свободы относительно друг друга, ускоряя и переключение головок, а более быстрый переход с дорожки на дорожку сказывается даже на скорости линейного чтения/записи больших объёмов данных.

Забытое старое и светлое будущее

В последнем поколении своих дисков Hitachi совершила не только давно прогнозировавшийся рывок в скорости доступа к близкорасположенным данным, но и прорыв в технологиях их хранения, коренным образом изменив принцип кодирования информации на магнитном носителе и последующего её декодирования. Вместо разработанной ещё IBM технологии PRML (Partial-Response Maximum-Likelihood) с исправлением неверно прочитанных данных с помощью кодов Рида-Соломона, открывшей новую эру в развитии жёстких дисков, применён рассеянный код чётности LDPC (Low-Density Parity Check) и мощный итеративный детектор, позволивший отказаться от дополнительного кода коррекции ошибок. Это не только повысило надёжность хранения информации, но и увеличило полезное пространство диска на величину не менее 8%, что сравнимо с выгодой от Advanced Format при отсутствии побочных эффектов увеличения размера секторов.

LDPC так же стар, как коды Рида-Соломона (концепция была сформулирована Робертом Галлагером ещё в 1960-м году), однако нашёл применение только в конце 90-х, когда понадобились сверхскоростные каналы передачи информации, а микроэлектроника достигла необходимого уровня развития. Сегодня LDPC используется очень широко: 10Gb Ethernet, Wi-Fi, WiMAX, цифровое телевидение, спутниковая связь. Да и в жёстких дисках контроль чётности применялся совместно с детектором Витерби как дополнительный способ борьбы с межсимвольной интерференцией. В этом варианте PRML декодирования, названном SOVA (soft-output Viterbi algorithm) with parity-based post-processing, короткие блоки данных снабжены битом чётности, который позволяет скорректировать наименее надёжно прочитанный бит информации и существенно уменьшить вероятность неверного декодирования сигнала из-за взаимного влияния близкорасположенных областей намагниченности носителя.

При итеративном детектировании результат проверки чётности влияет на блок SOVA, заставляя его иначе интерпретировать входную информацию, если условия чётности не выполняются. Рано или поздно совместные усилия двух блоков анализа позволят верно угадать закодированные данные, однако процесс должен происходить очень быстро, а битов чётности не может быть бесконечно много, поэтому на практике детектор ограничен по количеству итераций и, соответственно, предельным возможностям корректирования ошибок.

Хитро перемешав коды чётности с данными и применив достаточно мощный итеративный декодер, можно полностью отказаться от дополнительного кода коррекции ошибок Рида-Соломона, но первое поколение дисков Hitachi c IDRC (Iterative Detection Read Channel) всё ещё использовало его для более надёжного восстановления ошибок чтения на лету. Мне не удалось доподлинно узнать, какой именно диск стал первым, но судя по таким косвенным признакам, как дата публикации материала о технологии и количество восстанавливаемых с помощью ECC ошибок, это были либо Deskstar 7K1000.C, либо 7K2000.

Собрав в таблицу данные из официальной документации IBM/Hitachi, можно увидеть, что после приобретения бизнеса у IBM инженеры Hitachi не покладая рук работали над ECC (Error-correcting code), и в итоге изменили сам принцип коррекции.

Первые сообщения о преимуществах LDPC над классическим ECC принадлежат исследователям из IBM и датируются октябрём 2000 года. Спустя почти 10 лет, в феврале 2010 года, инженерами Hitachi был подготовлен доклад об успешном освоении технологии, существенно повысившей надёжность хранения данных.

В отличие от технологии DSA, задержавшейся на долгие 20 лет по не совсем ясным причинам, внедрению итеративного декодирования мешали вполне объективные технологические ограничения. Hitachi не зря упоминает 65 нм технологический процесс во всех своих материалах об IDRC – без него реализовать технологию на практике было просто невозможно. Подробно о сложностях создания каналов чтения с итеративным детектированием рассказывает великолепный материал сотрудников Seagate, чья предварительная версия была опубликована в 2003-м году.

В процессе охоты за информацией мне встретился интереснейший документ, датированный тем же 2008-м годом, что и материал о технологии IDRC, но в настоящее время почему-то отсутствующий на сайте Hitachi. В красочном 29-страничном материале со множеством иллюстраций описываются препятствия на пути увеличения плотности хранения информации и возможные пути их преодоления, рассказывается о технологиях, которые уже используются или только планируются к внедрению.

Авторы материала сообщают, что резервы технологии перпендикулярной записи простираются примерно до одного терабита на квадратный дюйм магнитной поверхности, а для преодоления этого барьера придётся использовать особым образом подготовленные магнитные пластины и ряд других новшеств.

Как видите, магнитная запись информации ещё далеко не иcчерпала себя и перспективы у неё огромны, но для дальнейшего роста плотности записи требуются очень серьёзные вложения в исследования и разработку новых технологий. Похоже, именно необходимость увеличения расходов заставила Hitachi пойти на слияние с Western Digital.

Методика и участники тестирования

Для тестирования жёстких дисков и RAID-контроллеров мы уже много лет используем стенд следующей конфигурации:

системная плата ASUSTeK P5WDG2 WS Pro,
процессор Intel Pentium4 620,
жесткий диск IBM DTLA-307015 объемом 15 ГБ в качестве системного диска,
видеокарта Radeon X600,
1 ГБ системной памяти DDR2 с частотой 800 МГц;

Жёсткие диски подключаются к Serial ATA контроллеру южного моста ICH7-R, работающего в режиме AHCI с драйвером Intel.

В середине 2010 года мы сменили операционную систему Windows XP на современную Microsoft Windows 7 Ultimate, из-за чего результаты многих тестов стало нельзя сравнивать с опубликованными ранее.

Тестирование в Iometer производится на неразмеченном накопителе, для остальных тестов накопитель форматируется в NTFS с размером кластера по умолчанию.

Методика тестирования с помощью FC-Test описана в специальном материале.

Для тестирования скорости дефрагментации используется особая методика, но с переходом на Windows 7 PerfectDisk уступил место встроенному в операционную систему дефрагментатору.

С методикой измерения энергопотребления можно ознакомиться здесь.

Данный обзор посвящён новейшим дискам Hitachi семейств 7K3000 и 5K3000, каждое из которых состоит из трёх представителей разной ёмкости. К сожалению, нам не посчастливилось найти диск 5K3000 максимальной ёмкости, зато удалось протестировать два диска ёмкостью 3 ТБ семейства 7K3000 с разными версиями firmware и несколько отличающейся плотностью хранения данных.

Производительность новых дисков будет сравниваться с дисками Hitachi предыдущих поколений, причём семейство 7K2000 будет представлено сразу несколькими экземплярами дисков с разными версиями firmware. Это позволит наглядно продемонстрировать направление развития дисков Hitachi и изменение производительности накопителей в различных задачах при обновлении прошивки.

Для полноты картины к семейному портрету Hitachi неплохо бы добавить диски других производителей, и тут пришлось поразмыслить. Дабы не перегружать обзор, было решено не рассматривать модели, данные о производительности которых мы уже публиковали, а также проигнорировать диски, не имеющие прямых конкурентов среди виновников торжества – дисков Hitachi 7K3000 и 5K3000. Напомню, что с новой тестовой платформой у нас вышло два обзора: один охватывал винчестеры объёмом от одного до двух терабайт, а другой был посвящён первым дискам ёмкостью 3 ТБ. Таким образом, мы уже знакомы со старшей моделью Hitachi, но исключать её из этой статьи было бы кощунством, а вот нелегально добытую из внешнего накопителя (FreeAgent GoFlex Desk) Seagate Barracuda 3 ТБ придётся оставить за бортом. Впрочем, результат того противостояния можно описать одним предложением: Барракуда оказалась намного быстрее Хитачи в серверных тестах благодаря очень малому среднему времени поиска и великолепной эффективности NCQ, но проиграла в многопоточном чтении и записи файлов небольшого размера. Остальные испытания эти два винчестера прошли ноздря в ноздрю.

Таким образом, чтобы не плодить сущности, повторяя ранее вышедшие обзоры, в соперники были избраны Seagate Barracuda XT 2 ТБ со свитой из пары Barracuda Green двух размерностей, а также обновлённая версия Caviar Black 2 ТБ, как самый быстрый из жёстких дисков Western Digital. Представители линейки Caviar Green отсутствуют в связи с тем, что все протестированные на новой платформе диски уже были изучены в предыдущих обзорах. Невелика печаль: каждый из них страдает теми или иными недугами, начиная от пониженной аж до 5000 об/мин скорости вращения дисков и заканчивая неработающей отложенной записью (и это при 64 МБ буферной памяти!), а потому могут конкурировать с нормальными дисками только в очень ограниченном круге задач. Экономичные диски WD с хорошей производительностью сегодня представлены только в серверном сегменте (Caviar RE4-GP) и стоят соответствующих денег, а все остальные модели рассчитаны исключительно на хранение больших объёмов данных, к которым обращаются относительно редко. Свято место пусто не бывает, и освобождающуюся нишу ёмких дисков для невзыскательных пользователей поспешили занять "зелёные" диски Seagate и Hitachi. Посмотрим, насколько этим компаниям удалось совместить экономичность с производительностью.

Также я не смог удержаться и добавил в сравнение все три терабайтных диска Hitachi предыдущих поколений, чтобы посмотреть, как далеко ушёл прогресс за последние четыре года. Диск A7K1000 формально относится к серверной линейке Ultrastar, но по производительности он ничем не отличается от аналогичного "настольного" диска. Второй диск был выпущен под маркой Deskstar, но отличается от обычной модели буфером 32 МБ и серверной ценой (эта модель всё ещё встречается в рознице). Третий диск относится к текущему поколению Deskstar, дополняя линейку 7K3000 снизу ёмкостями от 160 до 1000 ГБ. Будет любопытно узнать, на что способны современные диски с пониженной частотой вращения по сравнению с топ-моделями недалёкого прошлого.

После длительной борьбы с Excel в качестве имён дисков было решено использовать модельные номера, поскольку символьные представление вида «Hitachi 7K3000 1.5 TB 580» оказываются слишком длинными и вызывают проблемы с компоновкой диаграмм. Система именования моделей Hitachi не поддаётся краткому изложению, поэтому я с чистой совестью даю ссылку на соответствующую страницу сайта производителя, а здесь ограничусь перечислением участников тестирования и их базовых характеристик.

Подробные характеристики сгруппированы в отдельных таблицах:

Hitachi класса 7K

Hitachi класса 5K

Seagate и WD

Красным цветом помечены явно ошибочные величины, например, когда заявленные плотности хранения и скорости чтения входят в противоречие с логикой и измеряемыми величинами. Так, при сравнении спецификаций двух дисков Seagate обнаруживается, что диск с меньшей продольной плотностью (бит/дюйм) обеспечивает значительно большую внутреннюю скорость (бит/с), чем диск с большей частотой вращения. Также трудно поверить, что меньшая на 5% продольная плотность совместно с большей на 14% плотностью дорожек в итоге может дать 21% прирост плотности хранения информации. Ошибки Hitachi не столь вопиющи: для двух устаревших моделей заявленное среднее время ожидания сектора, равное половине времени одного оборота дисков, не соответствует заявленной частоте вращения шпинделя.

Среднее время поиска для Deskstar 7K3000 производитель не указывает. Измерения показали, что у всех настольных моделей поиск искусственно замедлен в угоду тишине, причём замедление зависит от дистанции, на которую перемещаются головки. Подобный трюк в своё время использовал Quantum в Fireball AS и более поздней модели, выпущенной уже под маркой Maxtor. С тех пор утекло много воды, но до сих пор нам не встречалось других дисков с такой особенностью, позволяющей избежать неприятных звуков при быстром позиционировании головок. Зато время перехода с дорожки на дорожку у всех новых Hitachi существенно сократилось благодаря технологии DSA.

Долгое время в ассортименте Hitachi не было дисков ёмкостью 1,5 ТБ, но теперь зияющая дыра между объёмами 1 и 2 ТБ закрыта сразу двумя моделями. Их технические характеристики несколько хуже, чем у более ёмких собратьев, однако инновационная технология IDRC второго поколения позволяет им достигать большей линейной скорости, чем у прежних дисков с большей продольной плотностью записи!

Если внимательно присмотреться к характеристикам новых моделей Hitachi, то можно заметить, что диски ёмкостью 1,5 и 2 ТБ линеек 7K3000 и 5K3000 используют абсолютно одинаковые магнитные пластины. Насколько можно судить по фотографиям, не отличаются они и электроникой, не говоря уже о корпусе, то есть диски не отличаются ничем, кроме частоты вращения шпинделя и объёма буферной памяти.

Трёхтерабайтная модель семейства 5K3000, напротив, отличается меньшей скоростью вращения и меньшим отношением устоявшейся скорости к внутренней, что говорит об отсутствии у неё LDPC второго поколения. Жаль, но этот странный гибрид старшей модели 7K3000 и магнитных пластин от Deskstar 5K1000 до сих пор не добрался до прилавков. Можно предположить, что конструкция получилась недешёвой, а потому будет выпускаться ограниченным тиражом под маркой Ultrastar для серверного рынка или по OEM заказам.

Интересно, что диски форм-фактора 3.5” с частотой вращения менее 6000 об/мин в ассортименте Hitachi присутствовали и раньше, но не поступали в розничную продажу или продавались только под маркой CinemaStar. Теперь, увеличив количество магнитных пластин до трёх и объём буферной памяти до солидных 32 МБ, Hitachi решила предложить эти диски всем желающим. В самом деле, когда-то диски с частотой вращения 5400 об/мин работали в огромном количестве персональных компьютеров, так почему сегодня мы считаем их недостойными? Тестирование показало, что совершенно напрасно, когда на вооружении стоят современные технологии. Только вот отвоевать себе участок на поле, давно поделённом между Western Digital, Seagate и Samsung, будет отнюдь не просто.

Кстати, новые Hitachi резервируют под служебные нужды примерно в три раза больше буферной памяти, чем диски предыдущего поколения, поэтому мы вправе ожидать существенных улучшений производительности.

Как повелось, в каждом новом поколении жёстких дисков обещается снижение энергопотребления, но мы уже не раз убеждались, что обещания производителей подчас значительно расходятся с реальностью, а потому будем судить о том, кто на свете всех быстрее, но при этом холоднее, по собственным измерениям с помощью точнейшей электроники.

Низкоуровневые характеристики

Прежде чем сравнивать производительность дисков в различных приложениях, было бы неплохо узнать больше об их внутреннем мире: насколько инициативны в работе, как быстро они реагируют на внешние раздражители, в какой физической форме находятся. Всё это позволит лучше понять результаты других тестов.

Для подобного исследования у нас припасён специальный инструмент под названием IOMark. Половина тестов производится на самом низком уровне, минуя функции операционной системы, а другая половина работает с таким уровнем абстракции Windows, как физические диски. Не пытайтесь найти IOMark в интернете – этот инструмент был разработан нами самостоятельно, сугубо для внутреннего использования.

Перед вами таблица характеристик, замеренных на самом низком уровне – ATA командами READ VERIFY SECTORS EXT и SEEK. Последняя команда устарела ещё тогда, когда объём винчестеров перешагнул через отметку 128 ГБ, но до сих пор поддерживается всеми без исключения жёсткими дисками и позволяет узнать кое-что очень важное – в таблице это выделено зелёным цветом.

Показатели IOMark

Обратите внимание на третий символ в версии firmware дисков Hitachi, являющийся шестнадцатеричным представлением количество головок чтения/записи и, соответственно, активных поверхностей магнитных пластин. Выясняется, что оба полуторатерабайтных диска Hitachi отличаются от своих двухтерабайтных собратьев одной отключенной головкой. При той же плотности хранения данных ёмкость диска получилась бы равной 1,66 ТБ, поэтому лишнюю ёмкость «срезали» менее плотным форматированием пластин. Теоретически (и это подтверждается документацией Hitachi) могут существовать экземпляры полуторатерабайтных дисков с шестью активным головками, и они будут показывать либо ещё меньшие линейные скорости, либо меньшее среднее время доступа, поскольку для хранения данных будет задействована не вся доступная поверхность магнитных пластин.

Бросается в глаза прогресс жёстких дисков по линейным скоростям – минимальная скорость чтения лучшего из новых Hitachi оказалась выше, чем максимальная у диска четырёхлетнего возраста. Кроме A7K1000, лишь четыре диска не смогли показать среднюю скорость более 100 МБ/с: это полуторатерабайтные диски Hitachi и Seagate с частотой вращения 5900 об/мин, Hitachi E7K1000, а также экземпляр 7K2000, которому в результате адаптивного форматирования досталась меньшая продольная плотность записи.

Если игры с плотностью нам не в новинку; то сюрпризы при изучении отзывчивости накопителей на команды поиска и проверки данных пока экзотика. Оказывается, только с firmware 3MA диски 7K2000 и 7K1000.C начали быстро обрабатывать команду Verify, а с предыдущими прошивками они почему-то задумывались в среднем на 3 ÷ 4 мс, из-за чего их среднее время доступа к данным оказалось измерено неверно. При измерениях полноценной командой чтения (с передачей данных в компьютер) время доступа у дисков с разными прошивками совпадает и совсем немного не дотягивает до уровня A7K1000. Это может косвенно подтверждать гипотезу о принадлежности линеек 7K1000.C/7K2000 к первому поколению дисков с IDRC. Второе поколение избавлено от недостатка изначально, однако унаследовало другую проблему.

В колонке под названием Seek overhead приведено время, за которое диск откликается на команду Seek по одному и тому же адресу. Поскольку адрес не меняется и перемещать головки нет необходимости, диск может отрапортовать о выполнении команды мгновенно, однако почему-то этого не делает. Точнее делает, но не с любой версией прошивки и не у всех моделей. Среди протестированных дисков Hitachi наименьшим временем отклика отметились две модели семейства 7K3000 и одна модель 5K3000 – их проигрыш рекордсмену Western Digital ничтожно мал. Трёхтерабайтным дискам повезло меньше – один из них показал худшее время среди всех участников обзора, а другой не смог дотянуться до отнюдь не выдающихся показателей старых дисков Hitachi. В дисках переходного поколения царит разброд и шатание: у самой ранней версии 7K2000 время отклика было приемлемым, но удвоилось с переходом на firmware 28A, затем опять упало до приемлемого показателя и вновь подскочило в последней версии firmware.

Выделенный синим серийный номер показывает, что firmware 20N и 28A представлены одним и тем же жёстким диском, поэтому можно считать, что наблюдаемые аномалии имеют программную природу, однако одинаковые версии firmware на дисках разной ёмкости ведут себя не идентично. Это касается как прошивки 3MA для предыдущего поколения дисков Hitachi, так и прошивки: 580 для последнего: самые вместительные 7K2000 и 7K3000 по какой-то причине оказались медленнее дисков меньшей ёмкости. Аналогичную ущербность продемонстрировала и полуторатерабайтная версия 5K3000. В будущем мы постараемся протестировать другие экземпляры провинившихся дисков и разобраться, действительно ли проблема имеет отношение к ёмкости диска, или связана с какими-то другими факторами.

Раз уж мы заговорили о команде Seek, стоит рассмотреть так называемый профиль поиска, демонстрирующий зависимость времени перемещения головок от расстояния, которое им приходится преодолевать. Чтобы время на графиках можно было сравнивать, к нему необходимо прибавить Seek Overhead из таблицы.

Как я уже упоминал выше, команда Seek является устаревшей и позволяет адресовать только первые 128 ГБ дискового пространства, поэтому проценты по оси абсцисс у современных дисков отсчитываются именно от 128 ГБ, а не от реальной ёмкости накопителя. Соответственно, место переключения скоростей будет тем правее, чем выше ёмкость диска. Какого переключения? Взгляните сами.

Все диски линеек 7K3000 и 5K3000 демонстрируют одинаковое поведение: на относительно небольшие расстояния головки перемещаются быстро, но по достижении определённого рубежа (15 ÷ 18% от ёмкости диска) перемещение головок скачкообразно замедляется. Это сделано для уменьшения стрёкота при активной работе диска и вряд ли связано с системой DSA, поскольку диски Western Digital с аналогичным приводом головок не демонстрирует перепадов.

Зато у WD можно различить целых три зоны, где время поиска линейно зависит от расстояния: первая заканчивается где-то около 2% по графику, а вторая длится до 45%. Но эти перепады, скорее всего, также не связаны с DSA напрямую и нужны для подавления резонансов актуатора.

Наиболее красивым графиком поиска отличился Hitachi E7K1000, у которого головки перемещаются с постоянным ускорением, но он показал лишь второй результат по среднему времени доступа к данным. Это один из тех редких случаев, когда красивее – не значит лучше.

Что интересно, перепад скорости перемещения головок появился ещё в дисках 7K1000.C c firmware 3MA,однако дисков 7K2000 сия метаморфоза не коснулась. В дальнейшем мы ещё не раз увидим, что firmware с одинаковыми версиями на поверку оказываются очень разными, хотя сходства у них тоже есть.

Если не считать диска Western Digital, только 7K1000.C и 7K2000 c последними версиями firmware позволили отследить и упреждающее чтение, и запоминание прочитанных данных в буфере. В связи с использованием команды Verify вместо полноценного чтения результаты этого теста не всегда коррелируют с производительностью накопителей в реальных задачах, зато они являются хорошим индикатором глубинных изменений в программах управления диском. Например, с переходом на firmware 3xx у вышеназванных дисков увеличился объём буфера чтения, что существенно повысило их производительность в файловых операциях, а в прошивке 3MA удвоилась ассоциативность кэша чтения – количество непоследовательных блоков данных, которые могут быть сохранены в буфере.

Любопытный нюанс состоит в том, что Hitachi уже очень давно, с момента появления Deskstar 7K250, заявляет для своих дисков одну и ту же цифру – до 128 сегментов буфера чтения, однако на практике мы никогда не наблюдали и половины обещанной ассоциативности. Более того, измеренная величина из поколения в поколение то возрастала, то снижалась обратно к доисторическому показателю 12 ... 16 потоков, а также зависела от вместительности конкретного накопителя – более ёмким моделям, как правило, полагалось и более развитое кэширование. Так что сегодня мы стали свидетелями исторического события: электроника Hitachi, наконец-то, достигла заявленного более восьми лет назад уровня и покорила планку, установленную Western Digital более четырёх лет назад.

С другой стороны, народная мудрость гласит, что погнавшись за двумя зайцами, ни одного не поймаешь, а тут их более ста… Посмотрим, принесло ли долгожданное изменение в алгоритмах кэширования какие-нибудь ощутимые изменения в производительности. Тем более, что новейшие Hitachi 7K3000 с буфером 64 МБ нисколько не превзошли своих предшественников по объёму задействованной под чтение памяти и уступают по этому показателю не только почти всем моделям Western Digital, но и большинству моделей Samsung.

Дополнительную информацию об использовании буфера накопителями предоставляет вторая половина IOMark, работающая с дисками через функции операционной системы. Если производить чтение и записи данных небольшими блоками, а между обращениями к диску заниматься какими-нибудь сиюминутными делами (например, искать в прочитанных данных вирусы), то хороший жёсткий диск сможет обеспечить отклик, который виртуально соответствует очень большим скоростям обмена данными с диском. Например, у дисков линейки 7K3000 это выглядит так.

Хорошо видно, что уже при чтении блоками по 16 КБ накопитель превышает свою максимально возможную линейную скорость, а при чтении по 128 КБ (256 секторов) выжимает все соки из интерфейса SATA II. Дальнейшее увеличение блока данных сбивает его с ритма, поэтому операционной системе желательно дробить крупные запросы на несколько более мелких. Насколько я знаю, Windows XP это делает, а более поздние версии – уже нет.

Так ведут себя все модели 7K3000, независимо от firmware, тогда как 5K3000 оказываются в менее выигрышном положении.

Имея столь же высокий потенциал, они прекращают производить упреждающее чтение уже при обмене блоками по 64 КБ. Впрочем, многочисленные наблюдения за дисковой активностью Windows показало, что при работе с офисными приложениями средний размер обращений крайне редко превышает эту величину, а значит обнаруженное ограничение дисков 5K3000 можно считать оптимизацией под офисные задачи, позволяющей эффективнее использовать уменьшенный до 32 МБ буфер данных.

Прежние диски Hitachi обучались упреждающему чтению по мере обновления прошивки.

Раннее firmware повторяет поведение дисков Hitachi прежних поколений (7K1000 и E7K1000): упреждающее чтение эффективно только на блоках 16, 32 и 64 кБ.

Все более поздние версии перешли на новый уровень – упреждающее чтение работает безукоризненно вплоть до 80 КБ. Как видите, отличия дисков 7K3000 и 5K3000 от 7K1000.C и 7K2000 лишь количественные: кроме отодвинутой ещё дальше границы отключения предвыборки, новые диски почти вдвое быстрее работают с блоками малых размеров благодаря обновлённой электронике.

Конкуренты Hitachi подходят к упреждающему чтению принципиально иначе. Если Seagate вообще не изъявляет желания выполнять лишнюю работу, что подтверждается данными низкоуровневых измерений IOmark, то Western Digital оказался хитрее.

На блоках менее 24 КБ Caviar Black производит упреждающее чтение с максимально возможной интенсивностью, затем делает паузу и вновь берётся за дело, когда блоки вырастают до 64 КБ. В дальнейшем упреждающее чтение не прекращается – firmware диска включает режим максимальной пропускной способности, позволяющий быстро читать и копировать большие файлы.

В отличие от всех остальных дисков этого обзора, Seagate Barracuda XT записывает небольшие порции данных быстрее, чем читает, демонстрируя великолепное кэширование записи. Аккумулируя данные в буферной памяти, диск может не только записать их за один присест большим блоком, но и оптимизировать путь перемещения головок, если запись производится непоследовательно. Именно в этой области обнаружилось ещё одно важное различие прошивок Hitachi.

Для начала взгляните, как обрабатывает запись по случайным адресам Barracuda XT.

График скорости записи лежит выше графика скорости чтения во всём протестированном диапазоне блоков обмена, то есть диск проглатывает очень большие порции данных не теряя эффективности кэширования.

У Western Digital кэширование ещё более агрессивное, скорость случайной записи порой вдвое превосходит скорость чтения, но после 376 кБ наблюдается потеря эффективности.

Старые Hitachi (A7K1000 и E7K1000) ведут себя почти так же, как Seagate – чуть лучше справляются с записью небольших блоков данных и немного уступают на больших, однако у новых Hitachi ситуация ухудшилась.

Этот график с равным успехом иллюстрирует поведение всех дисков линеек 7K1000.C, 7K2000, 5K3000 и 7K3000, чьё firmware не обновлено до последних версий. После 64 КБ начинаются перебои в отложенной записи, а после 128 КБ она прекращается вовсе. Обновления прошивки исправляют ситуацию лишь частично.

С грехом пополам Hitachi довела отложенную запись до состояния, когда блоки более 128 КБ не вызывает падения скорости, однако достигнутый уровень эффективности кэширования всё равно далёк от идеала даже у новейших 7K3000 и 5K3000 c firmware 580.

Подводя итог затянувшемуся исследованию внутреннего мира жёстких дисков можно резюмировать, что Hitachi сделала огромный шаг вперёд по части быстродействия электроники (но не во всех моделях), а также частично исправила проблемы, появившиеся в предыдущих поколениях Deskstar. И всё же ей ещё явно есть, куда расти. Достаточно ли сделанных изменений для того, чтобы на равных сражаться с дисками Seagate и WD покажет дальнейшее тестирование, а пока хочется сделать небольшое лирическое отступление.

Измерения показали, что лишь недавно отдельные модели жёстких дисков достигли скоростей, позволяющих говорить о нехватке пропускной способности интерфейса Serial ATA первого поколения, обеспечивающего скорость передачи 1.5 Гбит/с. Их электроника, тем временем, уже готова передавать данные со скоростью 6 Гбит/с, что выглядит явным излишеством на первый взгляд, но после внимательного изучения полученных данных приходит понимание, что относительно низкая внутренняя скорость не мешает жёстким дискам упираться в ограничение пропускной способности Serial ATA второго поколения при упреждающем чтении, да и эпизодическая запись данных в буфер диска по быстрому интерфейсу наверняка будет отнимать меньше времени.

При удачных алгоритмах упреждающего чтения и отложенной записи Serial ATA 6 Гб/с способен размыть субъективную разницу в скорости между новомодными SSD и классическими накопителями, особенно если объём буфера у жёстких дисков будет расти и дальше. К сожалению, пока ни один производитель не смог объединить в одной модели обе добродетели: Hitachi преуспела в чтении, а Western Digital в записи. Если две этих марки объединят усилия, мы вполне можем рассчитывать на покорение новых высот производительности.

Последовательное чтение и запись

В этом тесте исследуется работа диска с запросами на последовательное чтение и запись блоками различной величны. Обычно результаты представляются в виде графиков, но большое количество участников делает анализ графиков затруднительным, поэтому ниже представлены «срезы» с измеренных данных для нескольких наиболее актуальных размеров блоков данных.

Как показывает анализ обращений к диску, Windows крайне редко производят запись данных объёмом менее 4 килобайт, а чтение в большинстве случаев производится блоками большего размера. Учитывая, что 4 КБ это стандартный размер кластера для NTFS, первую контрольную точку поставим именно здесь.

Блоки 4 КБ слишком малы для того, чтобы диски могли показать максимальные скорости – накладные расходы на обработку команд оказываются велики. Тем не менее, электроника дисков Seagate отлично справляется с заданием, чего не скажешь о дисках Hitachi. Хотя производительность дисков последнего поколения, независимо от конкретной модели и версии прошивки, в полтора раза превосходит показатели терабайтного диска первого поколения, это не позволяет им угнаться за конкурентами, а показатели предыдущего поколения Hitachi в лице 7K1000.C и 7K2000 выглядят и вовсе удручающе.

Интересно, что производительность A7K1000 при работе с блоками небольшого размера на старом тестовом стенде, оснащённом контроллером Promise, была выше чуть ли не в три раза. Похоже, мы имеем дело с особенностями взаимодействия электроники диска с SATA контроллером Intel, потому что диски Seagate и Western Digital на новом стенде потеряли в скорости гораздо меньше.

Наибольший размер блока данных, которым обычно оперирует Windows XP, равен 64 КБ, и при таком обращении все диски достигают максимально возможных скоростей передачи данных.

Barracuda XT оказалась единственным диском, чья скорость записи не сравнялась со скоростью чтения, остальные модели ограничены плотностью записи данных на пластины как при чтении, так и при записи. «Старичкам» в этом случае крыть нечем – плотность записи из года в год неуклонно растёт, а с ней повышаются и линейные скорости, однако неумолимость прогресса всё же не фатальна: полуторатерабайтный 5K3000 не смог перекрыть даже результаты терабайтного диска Hitachi второго поколения. В то же время, двухтерабайтная модель 5K3000 даже обгоняет диски семейства 7K2000. Barracuda Green оказывается быстрее равновеликого 5K3000, но эта разница слишком мала, чтобы ощутить её при работе.

Диски семейства 7K3000, независимо от объёма, превосходят своих конкурентов по скоростям линейного чтения и записи, причём разница при удачном стечении обстоятельств может достигать субъективно ощутимых 14%. А может и не достигать, как это получилось с диском прошивки 3B0, ведь каждая рабочая поверхность форматируется адаптивно и нужная ёмкость может набираться как большим количеством данных на дорожке, так и большим количеством самих дорожек.

К сожалению, измеренные выше максимальные скорости достигаются только при чтении или записи больших объёмов информации, а при обычной работе Windows запросы к диску обычно производятся блоками от 8 до 32 КБ, и именно в этих переходных режимах происходит самое интересное.

Прогресс последнего поколения дисков Hitachi, как говорится, налицо, но его недостаточно, чтобы опередить диски Seagate и Western Digital, да и Deskstar E7K1000 они превосходят совсем незначительно. Интересно, что все модели поколения 7K2000 существенно отстают при записи, а при чтении сколько-нибудь заметно опережают своего прадеда A7K1000 только с прошивками последних версий (3MA и 3EA).

Многопоточное чтение и запись

В этом тесте исследуется способность электроники дисков обеспечивать высокие скорости при работе с данными, расположенными в разных частях диска. В идеальном случае, который мы впервые наблюдали у дисков Maxtor, скорость чтения и записи не должна снижаться ни при поочередном обращении к нескольким наборам данных, ни при постановке обращений в очередь.

На диаграммах представлены скорости при двух сценариях работы с данными: приложение обращается к двум, трём или четырём очень длинным файлам по очереди, либо несколько приложений обращаются к своим файлам, конкурируя между собой. Хотя второй сценарий выглядит несколько более реалистичным, первый не менее важен. При обычной работе пользователя очередь запросов образуется не так уж и часто – приложения читают и записывают данные спорадически и жёсткий диск обычно успевает обработать запрос до появления следующего. В промежутке между обращениями диск может выполнять упреждающее чтение и, при поступлении следующего обращения, обработать его мгновенно, поскольку данные уже находятся в буферной памяти, однако любое обращение к ещё не прочитанным данным способно сбить диск с ритма. Таким образом, первый сценарий показывает, как сильно теряется скорость при малейшем отклонении от последовательного чтения/записи, которое может быть вызвано даже банальной фрагментацией файлов, тогда как второй можно рассматривать как тест корректности работы накопителя с очередью команд. Ниже вы увидите, что далеко не все жёсткие диски адекватно ведут себя при двух одновременных запросах на чтение.

Если бы объём памяти у жёсткого диска был бесконечным, он смог бы читать данные наперёд при любой возможности, однако в суровой реальности диску придётся «забыть» что-нибудь из прочитанного ранее, чтобы иметь возможность прочитать что-то новое. Достичь наивысшей производительности можно только в том случае, если анализировать характер обращений и выяснять, требуется ли для данного запроса производить упреждающее чтение, теряя имеющиеся в буфере данные. А ведь буфер используется ещё и при записи! Балансировать на гребне волны достаточно сложно, и на примере дисков Hitachi 7K2000 с разными версиями прошивки можно отчетливо проследить работу программистов над алгоритмами кэширования.

Прошивка 20N, с которой дебютировал первый в мире «семитысячник» ёмкостью 2TB, не отличалась какими-либо изысками по части упреждающего чтения: скорость падает пропорционально количеству потоков, и при четырёх потоках составляет менее трети от потенциально возможной. Постановка запросов в очередь ззначительно улучшает ситуацию за счёт NCQ. Обратите внимание, что скорости чтения отдельных потоков равны, то есть диск честно отрабатывает задание, и лишь при четырёх одновременных запросах одному из потоков достаётся меньший приоритет. Такое поведение при чтении трудно назвать неприемлемым, но при записи дела обстоят не в пример хуже: появление очереди запросов на запись почему-то катастрофически снижает производительность, хотя в случае поочерёдных записей кэширование работает вполне эффективно.

Уже в следующей версии firmware (мы просто обновили прошивку у диска, рассмотренного выше) обнаружились существенные улучшения по части многопоточного чтения, если не считать чуть меньшей скорости поочерёдного чтения двух потоков. Интересно, что под Windows XP падение скорости на двух потоках было значительно менее выраженным, а суммарные скорости при трёх и четырёх потоках равнялись максимально возможной, значит падение скорости в отсутсвие очереди команд является «заслугой» новой операционной системы или AHCI драйвера Intel. Суммарные скорости при задействовании NCQ оказываются даже выше теоретически возможной, но это всего лишь особенность взаимодействия Iometer с чипсетами Intel, из-за которой мы долгое время тестировали диски на контроллере Promise.

Firmware 3EA не принесло улучшений по части многопоточного чтения, зато вернуло на прежний уровень скорость записи при наличии очереди команд. Возможно преимущества этой прошивки мы увидим в других тестах.

В последней прошивке для Hitachi 7K2000 наконец-то починили работу NCQ при записи. Производительность при наличии очереди команд всё ещё ниже, чем при поочерёдной записи, но выросла в два с половиной раза. Только отсутствие прогресса при двух конкурентных запросах на запись и неожиданное ухудшение поочерёдного чтения двух потоков мешает поставить работе программистов оценку «отлично».

А теперь посмотрим, как менялись алгоритмы в трёх поколениях терабайтных дисков Hitachi.

A7K1000 имеет проблемы с поочерёдным чтением, зато NCQ при записи работает у него гораздо эффективнее, чем у 7K2000 даже с последней версией firmware.

Во втором поколении (E7K1000) было «расточено» самое узкое место – работа с двумя потоками, а всё остальное осталось примерно на том же уровне.

Наконец, третье поколение (7K1000.C) ведёт себя идентично рассмотренному выше 7K2000 при чтении, но почему-то уступает ему при записи, хотя имеет тот же объём буферной памяти. Даже с firmware 3MA 7K1000.C не дотягивает до уровня предшественников по скорости многопоточной записи, зато при чтении работает лучше практически во всех ситуациях.

После экскурса в прошлое, показавшего провалы и очевидную работу над ошибками, результаты дисков 7K3000 и 5K3000 обернулись для меня тяжёлым потрясением.

Firmware 180 демонстрирует худшую среди всех протестированных моделей Hitachi эффективность поочерёдного чтения, а также худшую работу NCQ при записи.

Следующая версия firmware принесла некоторое улучшение в многопоточном чтении, но запись ничуть не улучшилась.

Последняя на текущий момент версия firmware, с которой диски продаются в магазинах, поднимает эффективность многопоточной записи примерно до уровня 7K2000, но при поочерёдном чтении являет всё то же душераздирающее зрелище: если на двух потоках скорость ещё приемлема, то на трёх и четырёх падает до абсолютного минимума среди всех протестированных дисков Hitachi.

Отдельного разговора заслуживает firmware 580 на трёхтерабайтном диске. То ли полуторатерабайтные диски замедлены намеренно, то ли для рассылаемых в компьютерные издания образцов у Hitachi припасена какая-то улучшенная формула, но полученный нами винчестер отличился отсутствием откровенно слабых мест, сочетая неплохое многопоточное чтение прошивки 3B0 с очень хорошей многопоточной записью firmware 580 у полуторатерабайтных дисков.

К счастью для Hitachi, у конкурентов дела с чтением обстоят отнюдь не лучше.

Новейшие Barracuda Green проигрывают моделям 5K3000 при чтении, но с максимальной эффективностью распоряжаются очередью команд при записи, сводя потери скорости практически к нулю.

Уже немолодая Barracuda XT ёмкостью 2 ТБ за счёт более быстрого вращения пластин лучше справляется с поочерёдным чтением и записью, но этого не достаточно, чтобы догнать хоть какой-нибудь из дисков Hitachi аналогичной ёмкости в многопоточном чтении, особенно при наличии очереди команд. При записи NCQ работает не настолько хорошо, как у Barracuda Green, но лучше, чем у всех современных дисков Hitachi. Обидно, ведь 7K1000 и E7K1000 демонстрировали не меньшую эффективность многопоточной записи!

Наконец, Western Digital в самой быстрой своей модели демонстрирует образцовое кэширование записи, практически не зависящее от количества записываемых потоков и очереди запросов, но повергает в шок результатами многопоточного чтения: в отсутствии очереди команд скорость падает до смехотворной величины 7-8 МБ в секунду, почему-то независящей от количества потоков, да и при двух конкурентных чтениях WD развивает самую низкую скорость из участвующих в тесте дисков. Что интересно, под Windows XP диски Western Digital читали несколько потоков в 6.5 раз быстрее, так что мы явно имеем дело со странностями AHCI драйвера Intel.

Подытожим: наилучшую производительность при многопоточном чтении показали диски Hitachi 7K2000 и 7K1000.C, а при записи лидируют Western Digital Caviar Black и Hitachi E7K1000. Новейшие Hitachi рекордов не ставят, но вполне конкурентоспособны при условии обновления прошивки до версии 580.

Случайное чтение и запись

В этом тесте исследуется скорость работы диска с неупорядоченными данными. Как и в случае с последовательным чтением/записью, большое количество подопытных затрудняет анализ графиков, поэтому рассмотрим три характерных случая, то есть работу с такими размерами блока данных, которые наиболее чётко показывают различия между дисками.

Самый маленький блок данных, которым оперируют жёсткие диски, содержит 512 байт информации. По сегодняшним «стандартам» цифра смешная, поэтому все производители начали выпуск дисков с секторами, содержащими 4096 байт полезной информации, но работа таких дисков имеет некоторые тонкости. В первую очередь, разделы файловой системы должны начинаться с адреса, кратного восьми 512-байтным секторам, иначе производительность диска упадёт в несколько раз. Кроме этого, Advanced Format диски катастрофически теряют в скорости записи данных объёмом менее 4 КБ. Подробнее о всех сложностях и способах их решения можно прочитать тут, тут, и тут, но владельцам дисков Hitachi типоразмера 3.5” можно не беспокоиться – в отличие от конкурентов, даже «зелёная» серия 5K3000 использует секторы по 512 байт и не подвержена вышеупомянутым проблемам, что замечательно иллюстрирует следующий тест.

Диск Western Digital обладает наименьшим средним временем поиска и очень эффективной отложенной записью, поэтому его лидерство при работе со столь малыми объёмами данных не удивительно. За ним следует плотная группа дисков Hitachi трёх поколений с моделью E7K1000 во главе и 7K1000.C в арьергарде. Последний показал немного меньшую скорость случайной записи, уступив даже A7K1000, но его показатели всё равно лучше, чем у дисков ёмкостью полтора и два терабайта.

Диски модели 7K3000 в угоду тишине двигают головками неспешно, поэтому ощутимо, почти на 15% уступают своим предшественникам при чтении. Однако на записи трёхтерабайтные 7K3000 с обеими версиями прошивки показывают высокие результаты, а менее ёмкие модели на это не способны, несмотря на 64 МБ буферной памяти. Похоже, Hitachi не обманула, заявив для старшей модели 70 сегментов кэша записи против 64 у остальных, ведь чем больше фрагментов данных запомнено в буфере, тем оптимальнее можно выстроить маршрут перемещения головок.

Самыми медленными при случайном чтении ожидаемо стали диски с пониженной до 5900 об/мин частотой вращения шпинделя. Seagate в отличие от Hitachi, сумел разогнать свою Barracuda Green так, что она практически не уступает семитысячникам, однако Advanced Format (сектора по 4 КБ) делает их абсолютно неконкурентоспособными по части случайной записи небольших порций данных. Напротив, Hitachi 5K3000 демонстрируют хорошую скорость случайной записи и даже опережают Barracuda XT, имеющую преимущество в скорости вращения пластин.

Впрочем, обращения записи данных объёмом менее 4 КБ случаются не так уж и часто, поскольку кластеры файловой системы обычно имеют размер 4 КБ, а современные версии Windows стараются не записывать данные на диск, пока их не наберётся в достатке. Следующая диаграмма представляет наибольший практический интерес ещё и потому, что страничный обмен оперативной памяти и диска (так называемый свопинг) также производится блоками по 4 КБ.

Как видите, в этом случае Advanced Format диски уже не испытывают никаких проблем, опережая при записи не только Hitachi 5K3000, но и Barracuda XT. В остальном расстановка никак не изменилась, разве что 7K2000 с самой ранней прошивкой сумел оттеснить A7K1000 на четвёртое место.

Третий случай иллюстрирует работу дисков с большими блоками. Изначально, когда накопители ещё не достигли ёмкости 128 ГБ, одно обращение к диску могло оперировать максимум 128 КБ данных. Затем, с переходом на 48-битную адресацию, это ограничение было снято, но некоторые диски до сих пор испытывают сложности с объёмами данных больше 128 КБ! Мы уже касались этого момента в разделе «Низкоуровневые характеристики», но сейчас имеем хорошую возможность представить ситуацию нагляднее.

С ростом размера блока данных скорость выполнения команды начинает зависеть не только от времени поиска сектора, но и от времени непосредственно чтения/записи данных, определяемой плотностью хранения информации, поэтому самый пожилой участник соревнований – A7K1000 – ожидаемо скатился вниз. Тем не менее, лучший представитель новейшего поколения дисков Hitachi, обладающий почти вдвое большей скоростью линейного чтения/записи и вдвое более ёмким буфером, сумел опередить его только при записи, показав результат на уровне давно уже не молодого диска E7K1000 и 7K2000 с прошивкой 3MA. Зато Seagate Barracuda Green распорядились 64 МБ буферной памяти с максимальной выгодой, значительно опередив Deskstar 5K3000 и почти догнав диски линейки 7K3000 аналогичной ёмкости.

В общем случае диски Hitachi начинают полноценно использовать отложенную запись только с самыми последними версиями прошивок, однако Deskstar 7K1000.C с firmware 3MA по какой-то причине не смог записывать данные с должной скоростью – при размере блока 64 КБ он уступил Seagate Barracuda Green, а на 128 КБ проиграл даже Deskstar 5K3000.

Базы данных

Усложним задачу, рассмотрим поведение дисков при различном соотношении операций чтения и записи блоков данных размером 8 КБ, характерных для баз данных SQL, а также масштабирование производительности по нагрузке.

Первый в мире терабайтный диск выглядит неплохо и по современным меркам, он эффективно распоряжается своим ёмким буфером и успешно наращивает производительность при увеличении нагрузки, хотя при малой глубине очереди команд рост всё же слишком скромный.

Его последователь улучшает показатели по всем статьям, если не считать недостижимую при реальной работе нагрузку в 256 одновременных запросов.

Третье поколение терабайтных дисков Hitachi с последней версией прошивки устраняет и этот, прямо скажем, теоретический недостаток, но хуже кэширует запросы на запись.

Ранняя прошивка для диска 7K2000 превосходно справлялась с записью и чтением, но очень плохо комбинировала их при отсутствии очереди команд, да и с ростом очереди диск вёл себя странно. К слову, аналогичное поведение наблюдалось и у Deskstar 7K1000.C с firmware 25С.

В первом же обновлении прошивки проблема была решена, и в дальнейшем производительность при случайном характере обращений почти не менялась.

Новейшие Hitachi с ранней версией firmware слишком слабо наращивают производительность с появлением очереди запросов, но в остальном выглядят неплохо.

То же самое можно сказать про firmware 3B0, тогда как последняя на текущий момент версия 580 заметны небольшие улучшения.

Менее ёмкие модели подтверждают изменения к лучшему, правда рост производительности при увеличении очереди у них заметно скромнее.

Конкуренты тем временем добились гораздо больших успехов в оптимизации NCQ: диски Seagate Barracuda Green с частотой вращения шпинделя 5900 об/мин успешно соревнуются с Hitachi 7K3000 аналогичной ёмкости и частотой вращения 7200 об/мин, а диски Seagate и Westerrn Digital с частотой вращения 7200 об/мин демонструруют прямо таки чудеса масштабируемости по нагрузке.

Нетрудно заметить, что все протестированные в последнее время накопители перестали наращивать производительность при глубине очереди 256 команд, тогда как чуть более старые модели ведут себя как обычно. Было бы глупо заподозрить производителей жёстких дисков в сговоре, поэтому наиболее правдопоподобным объяснением происходящего являются изменения в самом тестовом стенде, а именно обновление драйвера Intel AHCI, почему-то отключившее переупорядочивание очереди запросов к диску на уровне операционной системы, которое мы имели удовольствие наблюдать с незапамятных времён.

Файл-сервер и веб-сервер

Тестирование в Iometer мы традиционно закончим серверными паттернами, которые покажут, как обнаруженные выше особенности дисков сказываются на производительности при комплексной нагрузке, когда не постоянны ни процентное соотношение операций чтения и записи, ни размеры блоков данных. Паттерны File server и Web server приблизительно отражают характер запросов к дисковой системе соответсвующих серверов. Они были разработаны Intel в те незапамятные времена, когда Iometer ещё не был проектом с открытым исходным кодом, но до сих пор не потеряли актуальности.

Приведённые ниже диаграммы отражают производительность накопителей при нагрузке 32 одновременных запроса, а также способ, которым эта производительность была достигнута: синяя полоса практически полностью зависит от среднего времени поиска, остальные пять – от способности программного обеспечения диска управиться с очередью команд.

Чтобы акцентировать недостатки firmware новых Hitachi, диаграммы построены не совсем обычным способом: первая полоска отражает производительность при отсутствии очереди команд, а остальные показывают приращение производительности с ростом глубины очереди. Красный столбик левее вертикальной оси показывает, что три диска Hitachi, ранее проваливших тест многопоточной записи, теряют производительность при малой глубине очереди. Даже с firmware 580 новейшие Hitachi (а также 7K2000 с самой ранней прошивкой) не увеличивают производительность при появлении очереди запросов. Наибольший скачок производительности при очереди 2 запроса показывают Baracuda XT и диск WD, который буквально доминирует в этом тесте, несмотря на своё отнюдь не серверное предназначение.

Исчезновение запросов на запись приводит последнее поколение дисков Hitachi в чувства, и их лучший представитель поднимается на пятое место рейтинга, несмотря на замедленное ради тишины перемещение головок. Терабайтные диски Hitachi первого и второго поколений, равно как и 7K2000 с ранней прошивкой, медленно запрягают при появлении очереди команд, но потом навёрстывают упущенное. Все новые Hitachi, кроме 5K3000 1.5 ТБ, ведут себя адекватно, а Barracuda Green на равных борются с Barracuda XT и дисками Hitachi 7K3000 аналогичной ёмкости!

Подведём промежуточный итог: тестирование с помощью Iometer выявило у новых дисков Hitachi несколько слабых мест, которые не позволили им обогнать в серверных тестах даже собственных предшественников, не говоря уже о сильнейших представителях конкурентов. Остаётся надеяться, что в гражданских задачах им повезёт больше.

Работа с файлами

После всестороннего изучения под различными видами нагрузок настала пора проверить производительность дисков в наиболее типичной работе – создании, чтении и копировании файлов различных размеров. Состав и размеры файлов в своё время были «срисованы» с реально существовавших папок, чьи названия увековечены в названиях паттернов.

Первый паттерн содержит файлы самого разного размера, из-за чего результат зависит абсолютно от всех характеристик жёстких дисков. Можно считать это мерилом некой средней производительности.

Наконец-то новым дискам Hitachi удаётся одержать победу, хотя её нельзя назвать убедительной: повержены диски меньшего объёма, да и по скорости чтения/записи конкуренты наступают на пятки. Firmware 580 лучше кэширует запись файлов, но всё же недостаточно, чтобы опередить диск Western Digital, ранее победивший в тесте многопоточной записи. Интересно, что каждое новое поколение дисков Hitachi стартует с плохих результатов при записи, но по мере увеличения версии firmware навёрстывает упущенное. 7K2000 с прошивкой 3MA не стал лучшим из дисков прежнего поколения только лишь потому, что адаптивное форматирование назначило ему чуть меньшие скорости чтения и записи относительно дисков со старым firmware.

Производительность дисков при работе с файлами большого размера в основном опеределяется линейной скоростью, поэтому старые диски, сколь бы хитроумно они не работали с буфером, ничего не могут противопоставить «молодёжи» с большей плотность хранения данных. По непонятной причине скатился глубоко вниз диск Western Digital, хотя в скорости записи его превзошли лишь двое. Все модели Hitachi с любой версией firmware при записи в большей или меньшей степени теряют скорость, но это не мешает дискам линейки 7K3000 быть быстрейшими в копировании файлов, тогда как диски 5K3000 хоть немного, но уступили Barracuda Green.

Уменьшив размер файлов мы увеличили влияние алгоритмов кэширования, и диск Western Digital тут же вcпорхнул на третью строчку, опережая даже трёхтерабайтный 7K3000 с прошивкой 3B0. Связь скорости записи с версиями firmware очевидна, но самыми медленными при записи оказываются диски Seagate с 4 КБ секторами – их падение начинается уже при работе с фалами размером в единицы мегабайт! На этом наборе файлов отчётливее проявилось преимущество производительных дисков всех трёх производителей – их отрыв от «середняков» уже можно ощутить без секундомера.

Дальнейшее уменьшение размеров файлов по какой-то причине сказывается и на скорости чтения дисков Seagate Barracuda Green, делая их аутсайдерами. При этом скорость записи у них даже выше скорости чтения, а копирование в другой раздел оказывается быстрее, чем копирование в соседнюю папку. Все диски без Advanced Format, кроме Barracuda XT, покинувшего группу лидеров, записывают файлы существенно быстрее, чем читают.

С набором файлов совсем небольшой величины способности дисков буферизировать запись внушают благовейный трепет, и только Seagate испытывает непонятные проблемы. Пятёрка лидеров ещё заметнее оторвалась от преследователей, ближайшим из которых неожиданно оказался пожилой Hitachi E7K1000.

Итак, как только мы перешли от низкоровневых тестов к работе с реальными файлами, новое поколение дисков Hitachi с частотой вращения дисков 7200 об/мин показало свою силу, и лишь быстрейший диск Western Digital сумел оказать им сопротивление. Возможно, здесь проявилась выгода от пьезоэлектрического привода головок, позволяющего быстрее трабилизировать головки на треке.

Архивирование и дефрагментация

Чтобы получить ещё лучшее представления о реальной производительности накопителей, проведём измерения времени выполнения нескольких типичных задач.

Скорость архивирование папки с файлами, конечно же, в наибольшей степени зависит от центрального процессора, однако современные процессоры стали настолько суровы, что…

Жёсткий диск тоже оказывает определённое влияние на скорость архивирования, хотя выявить чёткие закономерности в этом случае проблематично. Можно лишь сказать, что все диски линейки Hitachi 7K3000 показали одинаково высокий результат, а ближайшими их преследователем оказались диски 7K1000.C и 7K2000 с прошивками 3MA, тогда как остальные варианты 7K2000 осели в нижней части рейтинга. Тем не менее, худшие результаты принадлежат отнюдь не им, а полуторатерабайтным дискам Hitachi 5K3000 и Seagate Barracuda Green, тогда как двухтерабайтные версии этих же дисков выступили успешнее. Впрочем, разница между лучшим и худшим временем и составляет практически неощутимые 10%.

При распаковке архива влияние процессора становится меньше и отрывы выросли, но сколько-нибудь значительно отстают только диски Seagate Barracuda Green – как мы уже выяснили выше, Advanced Format пагубно сказывается на скорости записи даже относительно крупных файлов, вероятно, из-за необходимости обновления таблиц файловой системы. Высшую ступеньку пьедестала в этот раз занял самый ёмкий диск Hitachi, а к группе лидеров опять примкнул Hitachi E7K1000, тогда как Seagate Barracuda XT справился с задачей, мягко говоря, неважно.

Дефрагментация не работает с файлами целиком, а выборочно читает и перезаписывает кластеры файловой системы. Визуальная идентичность с предыдущим графиком обманчива: наихудшие результаты принадлежат уже не Seagate, а дискам Hitachi разных поколений: ветеран A7K1000 отстал значительно, но 7K2000 с ранней версией прошивки был ещё медленнее. Победу одержал трёхтерабайтный диск Hitachi с самым новым firmware, а в остальном можно сказать, что расстановка представляет собой нечто среднее между случаями архивации и распаковки. На мой взгляд, тест дефрагментации наиболее объективно отражает быстродействие дисков при повседневной работе.

PCMark

Окончательный вердикт по тестируемым дискам вынесет уже немолодой, но сохраняющий актуальности PCMark Vantage с восемью сценариями типичной работы на компьютере. Подробности о сценариях можно прочитать здесь.

Сканирование системы на шпионские и прочие нежелательные программы демонстрирует существенную разницу в производительности накопителей – лучший диск быстрее худшего на 76%. В лидерах Hitachi 7K3000 всех моделей, а самыми медленными оказались Seagate Barracuda Green, несмотря на почти полное отсутствие в этом тесте операций записи, если верить описанию Futuremark. Hitachi 5K3000 показали себя гораздо лучше, обосновавшись чуть ниже середины рейтинга.

При подгрузке игровых уровней налету (streaming) важно время доступа к данным, поэтому на первое место ожидаемо выходит диск Western Digital, а группу отстающих образуют четыре диска с пониженной до 5900 об/мин частотой вращения шпинделя, которые оказались в полтора раза медленнее лидера. Отлично выступили трёхтерабайтне\Hitachi и Seagate Barracuda XT, а остальные сформировали плотную группу с разницей результатов на уровне погрешности, во главе которой опять оказался Hitachi E7K1000. Интересно, что терабайтный диск Hitachi третьего поколения выступил не лучше давно устаревшего A7K1000.

С импортирование фотографий в галерею Windows неожиданно лучше всех справились диски Hitachi 7K3000 ёмкостью менее трёх терабайт. Я не мог понять причины произошедшего до тех пор, пока не догадался внимательнее изучить данные нашего собственного тестового пакета под названием IOMark (смотрите раздел «Низкоуровневые характеристики»). Оказалось, что все жёсткие диски, внезапно поднявшиеся выше своего привычного места, обладают минимальным временем реакции электроники на команду Seek. Сложно сказать, как это связано с галереей Windows, но факт остаётся фактом – электроника некоторых дисков Hitachi способна быстрее обрабатывать команды, и в определённых ситуациях это приносит им дивиденды.

Если не считать результат устаревшего диска Hitachi, худшие результаты показали модели с пониженной частотой вращения, которые были в полтора раза медленнее лидера, однако диск 5K3000 ёмкостью 2 ТБ, благодаря шустрой электронике, выступил наравне с лучшими представителями поколения 7K2000 и 7K1000.C!

Тест скорости загрузки Windows являет взору красивую картину: лидеры существенно опережают всех остальных, а между собой распределяются согласно вместимости. Лучшим из отстающих стал Hitachi E7K1000, на пятки которому наступали две модели Deskstar 5K3000. Самый быстрый диск был быстрее самого медленного всего в 1.3 раза, а среди лидеров отрывы и вовсе минимальны.

При редактировании видео разница между дисками достигла 78%, а разделение на группы пропало. Можно лишь отметить, что диск WD создал существенный отрыв за счёт самого эффективного кэширования записи, а ближе всех к нему подобрались диски Hitachi 7K3000 всех моделей. Диски линейки 5K3000 финишировали вплотную за своими собратьями с большей частотой вращения шпинделя, но между ними сумел вклиниться Seagate Barracuda XT, тогда как Barracuda Green осталась аутсайдером теста из-за большого количества операций записи. Видимо, запись производится не самым оптимальным для Advanced Format дисков образом, ведь PCMark Vantage создавался давно и его тесты не учитывают изменения в работе дисковой подсистемы Windows Vista и 7, внесёные с помощью сервис-паков и специальных обновлений для устройств с секторами по 4 КБ.

Судя по описанию PCMark Vantage, операций записи в сценарии Media Center даже больше, чем в предыдущем, однако результаты получились принципиально иные: диски Barracuda Green находятся в середине рейтинга, существенно опережая все старые диски Hitachi, но уступая всем новым. Вспоминая противоположную аномалию в тесте Windows Defender, невольно заподозришь, что результаты этих двух тестов банально перепутаны. Как бы то ни было, общий счёт PCMark от этого не не меняется, поскольку все результаты учитываются в нём с равным весом.

Из-за крайне низких результатов старых моделей Hitachi (лучшими из которых, к слову, стали модели с прошивкой 3MA) разница в скорости между дисками достигла наибольшей среди всех тестов величины – 2.2 раза. Интересно, что новые диски Hitachi не просто улучшили свои показатели, но буквально доминируют – даже диски линейки 5K3000 опережают лучших представителей конкурентов!

Добавление музыки в Media Player быстрее всего получается у Western Digital, однако трёхтерабайтные Hitachi уступают ему лишь номинально. В то же время, диски 5K3000 оказались в нижней части рейтинга, опередив Seagate Barracuda Green, но уступив всем прежним моделям Hitachi, кроме 7K2000 с ранней версией прошивки. Лучший и худший диски различаются на 60%.

Ну а в тесте запуска общеупотребительных приложений (Internet Explorer, Ofiice 2007, Photoshop CS2) лидера может выявить только фотофиниш – WD и лучший из дисков Hitachi были одинаково быстры. Совсем немного уступили им остальные диски линейки 7K3000 и Seagate Barracuda XT. Все прочие диски оказались существенно медленнее, причём лучшим из отстающих почему-то оказался диск Seagate ёмкость 1.5 ТБ, а худшим – Hitachi 7K2000 с ранней версией firmware.

Если взять среднегеометрическое от результатов всех сценариев, то картина окажется знакомой: первое место делят трёхтерабайтный Hitachi с firmware 580 и самый ёмкий на сегодняшний день диск линейки WD Caviar Black, за ними расположились остальные представители семейства 7K3000, а замыкает лидирующую с существенным отрывом группу Seagate Barracuda XT. Двухтерабайтный 5K3000 умудрился обогнать диски семейства 7K2000, обладающие на 22% большей частотой вращения шпинделя, а его полуторатерабайтный собрат замкнул группу середнячков.

Таким образом, быстродействие жёстких дисков за последние четыре года возросло приблизительно в полтора раза, хотя в отдельных случаях можно наблюдать и двукратные приросты скорости. Самый существенный прогресс произошёл в работе с видео и фотографиями.

Энергопотребление

Заключительная часть обзора по традиции посвящена количеству электроэнергии, потребляемой накопителями. Конечно, существованием киловаттных блоков питания мы обязаны отнюдь не жёстким дискам, но в свете роста популярности медиацентров, внешних хранилищ данных и выделенных под torrent компьютеров всё же полезно узнать, кто расходует больше электричества, а значит и рассеивает в окружающую среду больше тепла.

Начало работы электронных устройств, будь то жёсткий диск или обыкновенная лампочка накаливания, сопровождается кратковременным протеканием очень большого по сравнению с дальнейшей работой устройства тока, который может вызвать срабатывание защиты от перегрузки или сбои в работе других потребителей энергии.

Потребление жёстких дисков форм-фактора 3,5 дюйма слишком велико для того, чтобы использовать их во внешних накопителях с интерфейсом USB без дополнительного питания, но слишком мало для того, чтобы перегрузить блоки питания современных компьютеров при использовании их в качестве системного диска, однако стартовые токи могут быть важны для дисковых массивов, ведь функцией поочерёдного старта обладают только специальные серверные версии накопителей.

Как видите, большинство современных жёстких дисков требуют при старте примерно одинаковых токов по шине 12 В, и только производительные диски Western Digital и Seagate отличаются повышенным аппетитом. По шине 5 В, от которой обычно питается электроника дисков, антирекорд принадлежит самому старому жёсткому диску этого обзора. Современные Hitachi ставят рекорды уже без приставки «анти»: аппетиты новейших пятипластинных моделей снизились до уровня трёхпластинных дисков недавнего прошлого, а новейшие трёхпластинники и вовсе являются самыми экономичными! Минимальное потребление 7K1000.C по 12 В линии не удивительно, ведь ему нужно раскручивать всего две магнитные пластины.

Даже во время кажущегося бездействия в жёстком диске протекают различные фоновые процессы. В большинстве случаев это отслеживание сервометок, чтобы максимально быстро обслужить очередной запрос к данным, спустя некоторое время диск может запарковать головки, но вращение пластин не прекращается до официального разрешения от операционной системы. На примере одного из дисков Seagate вы можете оценить потребление жёсткого диска при отключенном моторе. Один представитель Hitachi запустил ресурсоёмкие служебные процедуры, потребляя по шине +5 В больше энергии, чем ему нужно для настоящей работы. Не считая его, самыми прожорливыми в простое оказались старичок Hitachi A7K1000 и новенький, с иголочки, Western Digital Caviar Black. Seagate в данном случае выглядит немного лучше, чем при старте, но до показателей Hitachi не дотягивает.

В целом энергопотребление дисков в состоянии покоя растёт пропорционально количеству магнитных пластин и частоте их вращения. Разумеется, вся потреблённая жёстким диском энергия рассеивается в виде тепла, поэтому самые экономные диски будут и самыми холодными. Тут нас ожидает настоящий сюрприз: двухпластинный 7K1000.C с частотой вращения 7200 об/мин оказался экономиченее трёхпластинных 5K3000 с частотой вращения 5900 об/мин!

При последовательном чтении и записи ситуация вцелом повторилась: 7K1000.C не уступает 5K3000, который оказывается экономичнее своего прямого конкурента в лице Seagate Barracuda Green. Совсем незначительно проигрывает в экономичности 7K3000 ёмкостью 2 ТБ, в то время как полуторатерабайтный вариант неприятно удивил потреблением по линии 5 В – прожорливее его был только ветеран 7K1000. Четырёхпластинный Seagate Barracuda XT при чтении тоже отличился со знаком минус, хотя на записи, в отличие от полуторатерабайтного Hitachi, он сумел умерить аппетит.

Перемещение головок требует дополнительных затрат энергии и, только в этом случае 7K1000.C пропустил вперёд модели с пониженной частотой вращения шпинделя. Этого следовало ожидать, ведь среднее вермя поиска у него меньше, а значит он быстрее двигает головками и тратит на это больше энергии. При случайном чтении он уступил ещё и двум дискам с частотой вращения 7200 об/мин, чей поиск намеренно замедлен в угоду тишине, однако при случайной записи восстанавил статус-кво за счёт эффективного переупорядочивания запросов.

Пятипластинные Hitachi Deskstar последнего поколения также обладают замедленным поиском (максимальная производительность доступна только дискам серверной линейки Ultrastar), поэтому при случайном чтении они оказываются экономичнее даже трёхпластинного Hitachi E7K1000! Непрерывно совершенстующаяся HiVERT порой творит чудеса, но и достижения Seagate по экономичности перемещения головок выглядят впечатляюще.

В итоге, диски Hitachi ёмкостью 3 ТБ оказались значительно экономичнее и, следовательно, холоднее самого производительного диска Western Digital, успешно соревнуясь с ним по скорости выполнения любых задач, кроме серверных, для которых эти диски вовсе не предназначены. Двухтерабайтные модели 7K3000 также ставят рекорды по производительности на потраченный ватт, существенно превосходя диски серии 7K2000, и только модель ёмкость 1.5 ТБ опять отличилась со знаком минус, затрачивая при чтении столько же энергии, сколько требуется дискам ёмкостью 3 ТБ! Скорее всего это связано с индивидуальными особенностями функционирования IDRC (см. раздел «Забытое старое»).

Вердикт

Подводя итоги, придётся рассматривать новые модели Hitachi по-отдельности, ведь у каждого из них нашлись свои достоинства и недостатки.

1.5 ТБ 5K3000 показал низкие результаты, в большинстве дисциплин борясь лишь с аутсайдерами: своим прадедом Hitachi 7K1000, обладающим почти на четверть меньшей линейноой скоростью, 7K2000 с ранним, абсолютно неоптимизированным firmware, да дисками Seagate Barracuda Green, которых обуздал Advanced Format. Ни в одном тесте этот диск не поднялся выше пятого места с конца, однако классический размер сектора и современная электроника с более-менее оптимизированным firmware 580 позволяет ему оставаться неплохим выбором для системного диска домашнего компьютера или медиацентра. Владельцы терабайтных дисков первого поколения вряд ли почувствуют себя неуютно, заменив его на новый Hitachi с частотой вращения 5900 об/мин.

2 ТБ версия 5K3000 выступила гораздо успешнее благодаря на 20% большей линейной скорости и более отзывчивой на команды электронике. Она часто не уступала или даже превосходила предшественников с частотой вращения шпинделя 7200 об/мин, что можно считать впечатляющим результатом, учитывая «всего» 32 МБ буферной памяти и раннюю версию firmware. С прошивкой 580, значительно улучшающей отложенную запись, этот диск будет ещё быстрее.

Чтобы получить обновление прошивки, нужно написать письмо в центр поддержки Hitachi, обязательно указав модель, серийный номер и другую информацию, приведённую на наклейке диска.

1.5 ТБ 7K3000 минимально уступил в производительности более ёмким сородичам и получил бы высшую оценку, если бы не подозрительно высокое энергопотребление при чтении данных. Но других претензий к нему нет, по линейной скорости он превосходит двухтерабайтные модели конкурентов и для системного диска подходит идеально. При желании вы можете сравнить его результаты с рассмотренными ранее дисками.

2 ТБ 7K3000 даже с плохо оптимизированным firmware 180 сражался отчаянно, и даже смог стать лучшим при работе с фотографиями благодаря высочашей линейной скорости и очень быстрой электронике. После обновления прошивки он безусловно встанет в один ряд с быстрейшими дисками современности, которыми являются Western Digital Caviar Black и Hitachi 7K3000 3 ТБ.

Самые ёмкие диски Hitachi отличаются от остальных моделей сборкой в Тайланде, а не в Китае, а также дизайном, унаследованным от серверных дисков Ultrastar. Пятипластинный дизайн позволяет им достигать нужной ёмкости при меньшей плотности хранения данных, что может положительно сказаться на надёжности. Программы управления также немного отличаются от младших членов семейства, позволяя более эффективно аккумулировать разрозненные данные при записи и быстрее читать несколько потоков данных. Тем не менее, замедленное в угоду тишине перемещение головок и среднее по эффективности кэширование записи не позволяют ему вчистую переиграть великолепный Western Digital Caviar Black – счёт 4/4 по сценариям PCMark Vantage. Зато Hitachi обладает в полтора раза большей ёмкостью и при этом холоднее диска WD.

К сожалению, у всякой медали есть обратная сторона: использовать диск ёмкостью 3 ТБ в качестве системного могут либо пользователи Linux, либо счастливые обладатели новейших компьютеров с UEFI BIOS и 64-битной версией Windows. Подробноее о проблеме и методах её решения можно прочитать на сайтах производителей, например у той же Hitachi.

Эпилог

Хочется думать, что существенному прогрессу дисков Hitachi, позволившему догнать и перегнать быстрейшие модели конкурентов, мы обязаны технологии DSA (Dual-Stage Actuator), которую Hitachi внедрила только сейчас, хотя была пионером в этой области. Вдвойне жаль, что компания сперва упустила лидерство, доставшееся ей по наследству от IBM, а едва вернувшись обратно на Олимп, собралась отойти от дел. Причиной объединения с Western Digital называется слишком высокая стоимость разработки технологий, необходимых для дальнейшего наращивания плотности хранения данных, однако в нехватке денежных средств на дальнейшее развитие компания виновата сама! В последнее время диски Hitachi продавались по демпинговым ценам, что наверняка связано с невысокой производительностью по сравнению с дисками конкурентов, а главной причиной низкой производительности стало халатное отношение к программной составляющей диска – так называемому firmware.

Судите сами. Ещё в начале 2010 года новейший на тот момент Hitachi E7K1000 обыгрывал своего предшественника по всем статьям, уверенно боролся за лидерство и потерпел, по сути, всего лишь одно чувствительное поражение от Western Digital в PCMark Vantage. Что случилось с Hitachi потом? Мы не раз и не два заостряли внимание на недостатках прошивок дисков серии 7K1000.C, приводивших к проигрышу не только конкурентам, но и собственным моделям предыдущих поколений. В этом обзоре вы имели возможность проследить эволюцию дисков 7K2000, которые на момент своего появления были абсолютно неконкурентоспособны из-за проблем с кэшированием записи и NCQ, и лишь к концу жизненного цикла излечили основные болячки.

Что же мы видим в новейших 7K3000? Те же самые проблемы с записью, ещё большие проблемы с NCQ и ещё меньшую скорость многопоточного чтения, чем у самой ранней версии 7K2000! Разве что при чтении NCQ стал работать адекватнее, а электроника стала значительно резвее реагировать на команды, что и позволило в итоге не ударить в грязь лицом дискам с firmware 180. В более новых версиях firmware, которые необъяснимым образом соседствуют в продаже с самой ранней, исправляется многопоточное чтение, но только для трёхтерабайтных моделей и отнюдь не до уровня финальных прошивок 7K1000.C, а доработанная отложенная запись всё равно не достигает уровня E7K1000 и даже ещё более старого A7K1000. Что делали программисты Hitachi, растерявшие все прежние наработки и почти не создавшие новых, пока инженеры разрабатывали и внедряли два поколения IDRC?

Чтобы не заканчивать обзор на грустной ноте, предлагаю представить перспективы, которые сулит объединение двух сильнейших на сегодняшний день разработчиков жёстких дисков. Попутно стоит помянуть добрым словом IBM, которая в середине девяностых вдохнула новую жизнь в терпевшую бедствие Western Digital. Теперь две генеалогические ветви сольются вновь, а нам будет проще выбирать лучший жёсткий диск.

PS

30 июня была обновлена спецификация семейства 7K1000.C, в которой я с удивлением обнаружил семь новых моделей дисков. От прежних они отличаются только поддержкой более скоростного протокола Serial ATA, однако есть вероятность, что вместе с обновлённой электроникой эти диски получат и другие улучшения, сделанные в более ёмких моделях. Как видите, Hitachi продолжает совершенствовать свою продукцию, и даже обещает в октябре вывести на рынок новое поколение дисков.