Seagate Cheetah 15K.3

Введение

Перед тем, как перейти к собственно обзору, позвольте мне объяснить причину замедления темпов выпуска обзоров в предыдущие два месяца.

Дело в том, что 30-го октября в гостинице "Мариотт Гранд Отель" компания Seagate проводила пресс-конференцию, и на этой пресс-конференции Ваш покорный слуга получил производственную травму. Господин Шон Хук (Shawn F. Hook, Senior Marketing Manager) в ходе своего доклада так энергично демонстрировал на мне физические принципы работы интерфейса Ultra320 SCSI (в частности, работу фазы "HandShake"), что я на некоторое время лишился возможности работать правой рукой. Ну, а скорость печати только левым указательным пальцем, естественно, уступала скорости печати страйпа из левого и правого указательных пальцев. :)

Прошу прощения у Шона Хука за использование его имени в этой шутке (но рукопожатие у него и вправду крепкое!), и хочу поблагодарить его за великолепное качество докладов. Кстати, именно материалы, подготовленные Шоном Хуком, я использовал в статье про Cheetah X15 36LP U320. Та часть обзора, которая посвящена интерфейсу U320 полностью основана на его материалах.

Кстати, о пресс-конференции... Судя по тому, как часто представители компании Seagate стали навещать Москву, мы можем сделать вывод о том, что интерес к Российскому рынку у компании растёт. И это не может не радовать. :)

На конференции после вступительного слова ведущего менеджера по корпоративным связям компании Seagate Йена Д. О'Лири (Ian D. O'Leary) выступили Бернард Айсман (Bernard Eisman) с докладом о накопителях для настольных систем, т.е. проще говоря о IDE-дисках, и Шон Хук (Shawn F. Hook) с докладом о накопителях c интерфесом SCSI и о грядущих интерфейсах для жёстких дисков.
Бернард Айсман ознакомил российских журналистов с текущими тенденциями на рынке IDE-дисков и о текущей рыночной доле компании Seagate. Также он рассказал подробно о каждом жёстком диске, выпускаемом компанией, но, к сожалению, не поддался на провокационную просьбу рассказать о будущих продуктах. :)

Из текущих дисков Seagate основное внимание в докладе было уделено диску Barracuda ATA V (с нашим обзором которого Вы можете ознакомиться здесь).
Весьма неожиданным для присутствующих журналистов стало озвученное Бернардом Айсманом намерение Seagate отказаться от активного продвижения дисков с частотой вращения 5400rpm. Впрочем, для тех, кто следит за рыночными тенденциями, не является секретом тот факт, что интерес пользователей к накопителям с частотой вращения шпинделя 5400rpm неуклонно уменьшается, впрочем, как и дельта в цене между 5400 и 7200rpm дисками. Год назад от 5400rpm дисков отказалась IBM, а теперь и Seagate решила сократить своё присутствие на этом сегменте рынка. Ничего страшного в этом нет - обычные последствия прогресса...

Точно такие же тенденции наблюдаются и в линейке SCSI-дисков Seagate. Винчестеры с частотой вращения шпинделя 7200rpm уходят в прошлое. Диск Barracuda 36ES2 будет вытеснен SATA-дисками Seagate, а диск Cheetah 10K.6 с лёгкостью заменит диск Barracuda 180, ведь максимальная ёмкость Cheetah 10K.6 (146ГБ) лишь немногим уступает ёмкости Barracuda 180 (180ГБ), но зато диск Cheetah 10K.6 обладает меньшими размерами (это стандартный 3,5" диск с высотой 1") и значительно большей скоростью.

Что же касается интерфейсов, то здесь всё ещё интереснее. Приоритетным интерфейсом производительных IDE-диcков для Seagate является SerialATA. Именно с этим интерфейсом Seagate связывает будущее IDE-дисков. В то же время на переходном этапе интерфейс ATA не будет забыт. Правда, оснащаться им будут не самые "производительные модели", так что поклонникам продукции Seagate стоит задуматься об апгрейде. :)
С будущим стандартом интерфейса для Enterprise-дисков Seagate, похоже, еще не до конца определилась. С одной стороны, как было заявлено, Seagate не будет использовать Ultra640 SCSI, а сосредоточится на Serial Attached SCSI, но... если рынок сочтёт иначе...
Ну вот и всё – со скучной частью статьи закончили, перейдём к ещё более скучной - обзору флагманского SCSI-диска Seagate - винчестеру Cheetah 15K.3.

Cheetah 15K.3

Героем этого обзора является новый диск от Seagate - Cheetah 15K.3. Глядя на его название можно легко догадаться, что это уже третье поколение жёстких дисков Seagate со скоростью вращения шпинделя 15000 об./мин. Как справедливо подчёркивает Seagate в пресс-релизе по поводу выпуска Cheetah 15K.3 - это единственный в мире накопитель со скоростью вращения 15000 об./мин, обладающий проверенной надёжностью трёх поколений. Действительно, на текущий момент только Seagate имеет в своём активе три поколения 15K-дисков - Cheetah X15, Cheetah X15 36LP и, наконец, Cheetah 15K.3.
Но количество выпущенных моделей - это не самый убедительный аргумент Seagate. Гораздо более внушительным выглядит аргумент, основанный на статистике продаж 15K-жёстких дисков. Согласно этой статистике каждые два из трёх продаваемых сейчас 15K-дисков изготовлены Seagate! Это ли не признак доверия покупателей?
Но чем же хорош вот этот красавец?


По сравнению с диском предыдущего поколения у Cheetah 15K.3 пластина имеет вдвое большую ёмкость - 18ГБ (против 9ГБ у Cheetah X15 36LP), что в сочетании с традиционным для SCSI-дисков Seagate четырёхпластинным дизайном определяет максимальную ёмкость диска Cheetah 15K.3 в 73ГБ.
Диски Cheetah 15K.3 поставляются с интерфейсом Ultra320 SCSI или 2Gb Fibre Channel. Объём кэш-буфера у нового диска составляет 8МБ. Всего в модельном ряду Cheetah 15K.3 насчитывается три диска с ёмкостями 18, 36 и 73ГБ.


Винчестер Cheetah 15K.3 - первый представитель 15K-дисков нового поколения, побывавший в нашей тестовой лаборатории (впоследствии мы хотели бы увидеть и Fujitsu MAS и Maxtor Atlas 15K), так что сравнивать мы его, к сожалению, можем только со "старыми" дисками. В роли оппонентов диску Cheetah 15K.3 выступят следующие диски: Seagate Cheetah X15 36LP, Fujitsu MAM и IBM 36Z15.
Краткие спецификации винчестеров приведены в нижеследующей таблице:

Методика тестирования

Для тестов в WinBench массивы размечались в FAT32 и NTFS одним разделом с размером кластера по умолчанию. Тесты Winbench проводились по пять раз, результаты усреднялись. Винчестеры между тестами не охлаждались.
Использовались следующие тесты:

HDTach 2.61
WinBench 99 2.0
IOMeter 1999.10.20

Для сравнения скорости работы винчестеров при помощи теста IOMeter использовались новые паттерны StorageReview, анонсированные в третьей редакции их методики тестирования жёстких дисков.


Эти паттерны призваны измерить производительность дисковой подсистемы при нагрузке, типичной для file и web-серверов.

Паттерн Workstation, используемый нами, создан нашим автором Романовым Сергеем aka GReY на основании статистики обращений к диску при работе различных приложений, приведённой в описании SR Testbed3. Статистические данные собраны на файловой системе NTFS5 в режимах работы Office, Hi-End и Boot-up.


Этим паттерном мы будем руководствоваться для оценки привлекательности винчестеров для обычного Windows-пользователя.

Ну и, наконец, была проверена способность винчестеров работать с Sequential-запросами переменного размера на чтение и запись.

Тестовая система

материнская плата - Asustek P3B-F
процессор - Intel P3 600E;
память - 2*128Mb SDRAM Hyundai PC100 ECC;
винчестер - IBM DPTA 372050;
видеокарта - Matrox Millennium 4Mb;
операционная система - Windows 2000 Pro SP2;

Для подключения винчестеров использовался контроллер Adaptec 29160N с BIOS: 3.10.0 и драйверами v. 4.10.4002.

Исследуемые диски имели следующие версии firmware:

Seagate Cheetah 15K.3 - FW: 0002
Seagate Cheetah X15 36LP U320 - FW: 0022
Fujitsu MAM 18GB - FW: 0106
Fujitsu MAM 36GB - FW: 0106
IBM 36Z15 18GB - FW: S7Z0

HDTach 2.61

Первый наш тест - HDTach от TCDlabs.

Из всех результатов HDTach нас интересуют средние скорости чтения/записи винчестеров и максимальная скорость передачи данных из буфера.


Очевидно, что новый диск Seagate - Cheetah 15K.3 легко и намного опережает все остальные диски. Увеличение плотности записи на пластине вдвое по сравнению с дисками предыдущего поколения позволяет ему играючи обходить конкурентов.
Посмотрим, насколько он будет хорош в desktop-приложениях...

WinBench 99

FAT32

Прежде всего, по традиции, приводим таблицу "полных" результатов в тесте Winbench.


Смотрите, как выросла скорость обработки больших файлов у диска Cheetah 15K.3 по сравнению с Cheetah X15 36LP! Естественно, причина такой высокой скорости работы с большими файлами - большая скорость линейного чтения винчестера Cheetah 15K.3. Кстати, о линейной скорости:


Весьма неплохо, да? Винчестер Cheetah 15K.3 по линейной скорости чтения превзошёл диск Cheetah X15 36LP (т.е. диск предыдущего поколения той же фирмы) на 26 процентов! Заметьте, что минимальная скорость чтения у Cheetah 15K.3 (на внутренних, менее плотных треках) выше, чем максимальная (!) скорость чтения у IBM 36Z15! :)

Посмотрим, как наши винчестеры выступили в двух подтестах Winbench99 - Business Disk Winmark и High-End Disk Winmark:


Да, и здесь Cheetah 15K.3 показал себя лидером! Но его превосходство в тесте High-End Disk Winmark над диском Cheetah X15 36LP, который занял второе место, составляет 13 процентов - вдвое меньше, чем превосходство Cheetah 15K.3 в скорости линейного чтения.
Неожиданные результаты показали диски Fujitsu с разной ёмкостью. Обычно диск с большей ёмкостью чуть быстрее в тестах (за счёт большей ёмкости цилиндра), но в этот раз младший диск оказался быстрее. Правда, быстрее всего лишь на 1 процент, так что будем считать это погрешностью измерений. :)

NTFS


Смена файловой системы не привела к смене лидеров - впереди по-прежнему два диска Seagate:


Что же, новый диск Seagate - Cheetah 15K.3 вполне успешно (если не сказать - блестяще) справился и со вторым нашим тестом. Но впереди его ждёт самое суровое и, что называется, "профильное" испытание при помощи IOMeter.

Intel IOMeter

Начнём с последовательного чтения и записи. Винчестер "бомбардируется" потоком запросов на чтение/запись блоков данных, размер которых постепенно увеличивается. Глубина очереди команд при этом фиксируется в четыре исходящих запроса. В таблице Вы можете увидеть зависимость трансфера с винчестера от размера запрашиваемого блока:


Мне кажется, что смотреть на графическое представление этой таблицы куда приятнее. Хотя, для любителей цифр, таблицу всё равно публикуем...


Итак, что же мы видим? Смотрите, как хорошо справляется с мелкими блоками диск Cheetah X15 36LP! Однако, при работе с 8К-блоками у него наблюдаются некоторые проблемы - наверное, ему очень "нравится" этот размер. :)
Диск Cheetah 15K.3 не испытывает проблем при работе с блоками данных любого размера, но на мелких блоках он медленнее, чем Cheetah X15 36LP. Максимальной скорости чтения диск Cheetah 15K.3 достигает на 32К-блоках.
Посмотрим, как винчестеры справятся с записью:




При записи оба диска Seagate показали одинаковую скорость при работе с блоками малого размера. Отметим, что и при записи диск Cheetah X15 36LP "чудит" при работе с 8К-блоками. Про Cheetah 15K.3 ничего подобного сказать нельзя - он лидирует в этом тесте...

После проверки винчестеров на "совместимость" с потоковыми нагрузками попробуем их в совершенно другом режиме - с'эмулируем нагрузку на дисковую подсистему при работе с базами данных.
Размер блока - 8К, адрес блока всегда случаен, соотношение операций чтения/записи изменяется от 100/0 до 0/100 с шагом -10/+10.
В статье приведены результаты этого теста при трёх значениях нагрузки, глубина очереди команд в которых составляет 1, 16 и 256 запросов.


При такой малой нагрузке лучше всех проявил себя диск Fujitsu MAM, а диск Cheetah 15K.3, оказывавший достойное сопротивление лидеру, оказался быстрее него только в двух пограничных режимах (Random Read и Random Write).


При увеличении глубины очереди команд до 16-ти исходящих запросов ситуация кардинально меняется. Вперёд вышел диск Cheetah 15K.3, причем, он опередил диск Fujitsu при любом соотношении операций чтения/записи. Но, справедливости ради, заметим, что преимущество диска Seagate невелико.
Если же мы переключим наше внимание на поведение диска IBM, то мы увидим, что оно резко отличается от поведения трёх остальных дисков. В отличие от графиков этих дисков график IBM 36Z15 имеет "вогнутую" форму, т.е. максимальная скорость достигается винчестером в "пограничных режимах". Диски Seagate и Fujitsu, наоборот, имеют "выпуклые" графики, т.е. они достигают максимума производительности при равной доле операций чтения и записи.
Рискну предположить, что такое поведение IBM 36Z15 вызвано тем, что у него самый маленький размер кэш-буфера из всех исследуемых дисков (4МБ), и ему не хватает памяти для эффективной реализации отложенной записи.
Как бы то ни было, диск IBM оказался очень неплох в режиме RandomRead. Запомним этот факт!


При увеличении нагрузки до 256 запросов диск Cheetah 15K.3 резко отрывается от конкурентов и выходит вперёд. По всей видимости, при такой глубине очереди команд "срабатывает" его преимущество в плотности записи, так как растёт вероятность того, что данные двух запросов, поставленных в очередь, находятся на одном треке. При этом винчестер реже "дёргает" головками а, если и дёргает, то на короткое расстояние (т.н. short seek).

Итак, как мы выяснили в тесте c паттерном Database, диск Cheetah 15K.3 очень любит "большие" нагрузки.
Что же, настала пора проверить диски в серверных паттернах:


Хм... получены весьма любопытные результаты. Во-первых, следует отметить, что диск Cheetah 15K.3 выступил очень неплохо, но в его результатах есть одно слабое место. Посмотрите, как мало выросла скорость диска при переходе от 16-ти запросов к 64-м. Да-да, именно при глубине очереди команд в 64 запроса диск Cheetah 15K.3 показывает невысокую скорость (на фоне конкурентов)...
Ещё одна незадача случилась с диском IBM 36Z15 - в паттерне Fileserver при глубине очереди команд в 256 запросов винчестер вдруг резко снизил скорость. Наверное, опять не хватило кэш-буфера... :)
Но в паттерне Webserver у диска IBM 36Z15 всё просто отлично - никаких проблем с производительностью. Так как в этом паттерне на винчестер поступают только запросы на чтение, а в режиме RandomRead диск IBM показал себя просто замечательно, то его высокая скорость не должна нас удивлять.
Для того чтобы сравнить "среднее" быстродействие наших конкурсантов усредним значения Total I/O при всех значениях нагрузок (для серверов мы принимаем все значения нагрузок равновероятными). Полученные таким образом баллы представлены на следующих диаграммах:


Вот Вам и сюрприз! Из-за проваленного режима с 64-мя запросами диск Cheetah 15K.3 уступил по среднему баллу двум дискам Fujitsu. Но еще больше не повезло диску IBM 36Z15, который не справился с самым "прибыльным" с точки зрения вклада в финальный результат режима с 256-ю запросами. В итоге, диск IBM оказался на последнем месте с большим отставанием от конкурентов.


А в паттерне Webserver победил диск IBM! Не ожидали? :)
Да, действительно, у нас получились весьма интригующие результаты. Но получены эти результаты без всяких "шаманств" в пользу фирмы IBM и её дисков. ;)
К сожалению, на самом уважаемом интернет-ресурсе по жёстким дискам - сайте StorageReview не тестировали диск IBM 36Z15 ёмкостью 18ГБ. Они получили на тесты диск ёмкостью 36ГБ, и он себя, мягко говоря "не показал". Но мы знаем, что у IBM очень часто младший диск в линейке бывает быстрее старших моделей.
Достигается это достаточно просто - в младших дисках ставят большее количество пластин (чем это требуется по экономическим соображениям) и "проряжают" треки, т. е. уменьшают "поперечную" плотность пластины. За счёт этого удаётся уменьшить access time, что и обеспечивает младшим моделям более высокую скорость.
Плюс к вышесказанному, принятая нами система вычисления рейтинга благоволит к винчестерам, которые показывают высокие результаты при большой нагрузке (большой глубине очереди команд), а в этот список попадают все многопластинные винчестеры. Так как диск IBM 36Z15 18GB сочетает в себе и малое access time и многопластинность, то он имел шанс и использовал его.

Ну, что же, нам осталось проверить скорость дисков в паттерне, имитирующем нагрузку на дисковую подсистему типичной рабочей станции:


Рейтинг винчестеров в паттерне Workstation мы считаем несколько иначе, чем для паттернов Fileserver и Webserver. Исходя из того, что на рабочей станции более вероятны невысокие нагрузки, значения Total I/O, полученные на малых нагрузках, получают в итоговом результате больший вес. Предлагаемая формула вычисления итогового результата выглядит следующим образом:

Overall = Total I/O (queue=1)/1 + Total I/O (queue=2)/2 + Total I/O (queue=4)/4 + Total I/O (queue=8)/8 + Total I/O (queue=16)/16 + Total I/O (queue=32)/32

Подставив в эту формулу полученные значения Total I/O, мы построили следующую диаграмму:


Итак, в роли винчестера для рабочей станции диск Cheetah 15K.3 выглядит лучше всех. Так что если Вас не смущает его цена - бегом в магазин! :)

Выводы

Отстраняясь от цифр, следует заметить, что новое поколение 15K-дисков от Seagate имеет одно очень важное преимущество над дисками предыдущего поколения - ёмкость! За счёт большей плотности используемых пластин новые диски имеют лучшее соотношение ёмкость/цена, и, для дисковых подсистем с требованиями не только к скорости, но и к ёмкости, позволяют резко снизить совокупную стоимость владения такими подсистемами.
Ну, а увеличившееся число дисков с разной ёмкостью (18, 36 и 73ГБ) в линейке Cheetah 15K.3 позволит более оптимально подбирать диски (ёмкость/количество) под конкретную задачу.

В выводах мне хотелось бы сказать следующее: - пусть Вас не смущают относительно невысокие результаты диска Cheetah 15K.3, полученного нами на тесты. Дело в том, что наш диск имел firmware с очень интересным номером - "0002" (StorageReview получили диск с firmware "F501"). Не берусь утверждать, что "F501" - лучше, чем "0002", но... :)

Но даже по результатам нашего диска видно, что:

Cheetah 15K.3 ошеломляюще быстр в тестах Winbench,
Cheetah 15K.3 прекрасно показал себя при обработке Sequential-запросов,
Cheetah 15K.3 оказался быстрее всех в паттерне Database (при серьёзных нагрузках),
Cheetah 15K.3 достойно выступил в серверных паттернах,
Cheetah 15K.3 победил в паттерне Workstation.

Кстати, пусть Вас не смущает то, что я на полном серьёзе говорю о тестах такого серверного по определению винчестера в паттерне Workstation. Одной из основных претензий к SCSI-дискам, из-за которой их не очень любят использовать в высокопроизводительных рабочих станциях, является издаваемый этими винчестерами при работе шум. Но так как в диске Cheetah 15K.3, судя по всему, использованы гидроподшипники, то шум от вращения его шпинделя субьективно ничуть не выше, чем у обычного настольного IDE-винчестера. Конечно, остаётся ещё шум от перемещения головок, но и здесь всё не так плохо. При тестировании диска я заметил одну особенность - при больших нагрузках винчестер почти переставал шуметь! Фантастика? Нет, - фича! :)
При больших нагрузках глубина очереди команд на винчестер довольно прилична, и контроллер винчестера переупорядочивает команды в такой порядок, в котором винчестеру приходится меньше шевелить головками чтения/записи. Т.е. вместо того, чтобы бестолково гонять головки от внешнего трека к внутреннему и обратно, винчестер делает "короткие шажки", при которых не возникают эти тревожащие душу звуки.
Таким образом получается парадоксальная с общепринятой точки зрения картина - чем сильнее нагружен винчестер, тем тише он работает!
Вот на этой ноте мне и хотелось бы закончить обзор Cheetah 15K.3. :)

P.S. Результаты тестов Cheetah 15K.3 на интерфейсе U320 SCSI будут подробнейшим образом рассмотрены в одной из будущих статей.