Обзор Maxtor DiamondMax Plus 8 – часть первая

Предисловие

Maxtor DiamondMax Plus 8 (далее DM+8) был анонсирован ещё в сентябре 2002 года, в продаже появился примерно месяц спустя и сразу же оказался в центре внимания. Ещё бы, первый винчестер с пластиной 80 ГБ, первый «тонкий» винчестер с частотой вращения 7200 об./мин. и т.д. Обзор этого продукта Maxtor должен был появиться непосредственно после обзора Fireball 3, но жизнь, как это водится, принялась вносить коррективы. Первый взятый на тесты экземпляр страдал нестабильностью графика, а мы уже давно выяснили, что такие винчестеры не показывают достойных результатов. Со вторым экземпляром приключился примерно такой же казус. Потом, как из рога изобилия, повалили новинки остальных производителей жёстких дисков, и DM+8 оказался оттеснён в конец очереди.

Когда же его очередь подошла вновь, и, наконец-то, был протестирован экземпляр с «правильным» графиком, оказалось, что с него забыли снять результаты FC-Test. Тест копирования стал неотъемлемой частью наших обзоров жёстких дисков, поэтому пришлось выписывать для тестов ещё один экземпляр винчестера. Но и это оказалось не всё – из разговоров в конференции выяснилось, что младшие модели (20 и 30 ГБ) имеют скорость чтения меньше, чем старшая (40 ГБ). Как раз в это время на сайте Maxtor таки появились подробные спецификации новинки, из которых следовало, что модели разной ёмкости на самом деле имеют разную пластину! Пройти мимо такого факта мы не могли, и было решено делать обзор сразу по трем разновидностям DM+8.

И вот, протестировав в общей сложности более пяти экземпляров данной линейки, мы готовы предложить Вашему вниманию этот обзор. Вернее даже два обзора, потому что уместить накопленный материал в одной статье оказалось проблематичным.

Впервые на манеже

Почтенная публика, попрошу аплодисментов! Сейчас перед вами впервые выступят сразу трое братьев DM+8, продолжающих славные традиции Maxtor в создании низкопрофильных винчестеров, теперь с новым вкусом… простите, я хотел сказать с частотой вращения шпинделя 7200 оборотов в минуту. Итак, встречайте: самый младший из братьев, 6E020L0, средний 6E030L0 и старший, уже успевший привлечь к себе достаточное внимание покупателей, 6E040L0.

Maxtor DM+8 стали вторыми после Seagate Barracuda ATA IV, стопроцентно комплектующимися гидродинамическими подшипниками. Это значит, что Вам больше не удастся услышать звон от вращения шпинделя – низкий уровень шумности гарантируется фирменной технологией Quiet Drive Technology. Кроме неё, в диске применены технологии Shock Protection System и Data Protection System, делающие DM+8 одним из самых «противоударных» в мире.

Буфер 2МБ и ATA/133 интерфейс заканчивают описание фамильных черт DM+8. Могу лишь добавить, что это первый в истории низкопрофильный 7200rpm винчестер, и, в случае хороших результатов, ему практически гарантированно найдётся применение в 1U серверах. Однако выяснение вопроса «кто на свете всех быстрее» мы оставим для второй части обзора, а сегодня займёмся изучением разницы между DM+8 разной ёмкости.

Условия и методика тестирования

Состав тестовой системы:

материнская плата - ASUSTeK P3B-F;
процессор - Intel P3 600E;
память - 2*128Mb SDRAM Hyundai PC100 ECC;
винчестер - IBM DPTA 372050;
видеокарта - Matrox Millennium 4Mb;
контроллер ATA - Promise Ultra100 TX2 и Promise Ultra133 TX2;
операционная система - Windows 2000 Professional SP2.

Использовались следующие версии тестовых программ:

HDTach 2.61
WinBench 99 2.0
IOMeter 1999.10.20
FC-Test v0.3

Перед тестами винчестеры переводились в "быстрый" режим при помощи IBM Feature Tool. Для тестов в WinBench винчестеры размечались в FAT32 и NTFS одним разделом с размером кластера по умолчанию, тесты проводились по четыре раза, учитывался максимальный результат. Винчестеры между тестами не охлаждались. Тестирование в IOMeter проводилось на паттернах Sequential Read, Sequential Write, Database, Workstation, Fileserver и Web server. За подробным описаниями паттернов Вы можете обратиться к нашим предыдущим материалам.

Спецификации

Появившийся аж в середине декабря 2002 года, т.е. на три месяца позже начала продаж, product manual дал немало пищи для размышлений. Взгляните на взятые оттуда спецификации:


Судя по ним, все три варианта основаны на пластинах разной ёмкости! Раньше ни Maxtor, ни какая-либо другая фирма на моей памяти не делали ничего подобного. В крайнем случае «укорачивали» пластину, отключая доступ к самым коротким внутренним трекам. Хотя можно ещё вспомнить Fujitsu серии MPG, которые были основаны на пластинах 20 гигабайт, но в одной модели использовались две пластины по 15 гигабайт.

О'кей, если у старшего 6E040L0 пластина 80 гигабайт (напоминаю, что в этих винчестерах используется только одна сторона пластины, поэтому ёмкость пластины утилизируется лишь наполовину), то логично предположить, что у 6E030L0 пластина 60 ГБ, а у 6E020L0 всего 40. Смотрим в спецификации предыдущей модели Maxtor с сорокагигабайтными пластинами D540X-4D и видим там цифры, даже превышающие параметры 6E020L0! Налицо некая нестыковка, так сказать разрыв реальности. Ну ладно, очень скоро мы выясним, какие же пластины там на самом деле, а пока займёмся остальными заявленными характеристиками.

Довольно подозрительно выглядит низкое количество сервосекторов на треке – всего 180; для ближайшего родственника DM+8 – Fireball 3 – оно равно 232. Зато нельзя не отметить очень высокую максимальную физическую скорость (под физической скоростью здесь и далее я подразумеваю мгновенную скорость обмена информацией с пластинами, которая измеряется в мегабитах за секунду), выше всего, виденного до сих пор у ATA винчестеров. Не является ли это следствием малого количества серводанных? Среднее время доступа у DM+8 также неплохо, но вот большой разброс в допустимой шумности не может не настораживать.

Обычно DM+8 должен звучать на 27дБ в режиме бездействия и 28дБ при поиске, что незначительно превышает шумность рекордсмена по бесшумности Seagate Barracuda ATA IV. Однако спецификациями допускается возрастание шума от вращения шпинделя аж до 31дБ! Насколько это громко? Для себя я выяснил, что устройства с уровнем шума больше 28дБ прослушиваются в закрытом корпусе компьютера весьма отчетливо. Не ждёт ли нас повторение истории с предыдущими «тонкими максторами», среди которых попадались жужжащие самым неприличным образом?

Результаты HDTach

Проверку характеристик винчестеров, как обычно, проведём с помощью HDTach.


Начнём с анализа скоростей чтения на внешних и внутренних треках. Он показывает, что у 6E040L0 и 6E030L0 пластины действительно разной ёмкости, однако 6E020L0 содержит урезанную пластину от тридцатки – скорости в начале диска совпадают. Что ж, выложенные на сайте Maxtor спецификации имеют пометку preliminary, и отсутствие в них ошибок никто не гарантирует.

На приведённой ниже диаграмме скорости конвертированы в принятую у производителей винчестеров меру скорости, и их можно напрямую сравнивать с заявленными в документации. Результаты 6E020L0 на этой диаграмме, по очевидным причинам, отсутствуют.


Как видим, три из четырёх скоростей очень близки к паспортным, но в одной цифре HDTach опять ошибся. В предыдущих обзорах он занижал показатели винчестеров, у которых скорость чтения превышала 50МБ/с, на этот раз он завысил максимальную скорость 6E040L0 (в таблице результатов выделено красным). Правильную скорость можно узнать по графику Winbench, который приведён в следующем разделе, она равна 60,4 мегабайт в секунду. Из винчестеров последнего поколения правильную скорость чтения в начале поверхности HDTach смог показать только у IBM 180GXP; отвоевался боец, ему явно пора на пенсию.

По средним скоростям чтения/записи и скорости передачи данных из буфера комментировать особо нечего – они именно такие, какие и должны быть.


Следующей по важности физической характеристикой винчестеров является среднее время доступа к данным:


Отнимая среднее время ожидания сектора (average rotational latency, см. спецификации), получим замеренное среднее время поиска:

6E040L0 – 10,1 мс
6E030L0 – 10,3 мс
6E020L0 – 8,6 мс

Да, два из трёх винчестеров чуть-чуть не уложились в заявленное время, а третий заметно его перекрыл. Последнее является ещё одним подтверждением присутствия в 6E020L0 «урезанной» пластины.

Результаты Winbench

Самое убедительное доказательство применения в 6E020L0 укороченной 60-гигабайтной пластины Вы найдёте при сравнении графиков – у него всего 8 зон плотности.

По Business Winmarks на FAT32 винчестеры выстроились в аккуратную лесенку с результатами, обратно пропорциональными объёму.


Не стоит удивляться проигрышу модели с большей плотностью данных – ей пришлось работать с размером кластера 32КБ, а младшие обходились шестнадцатью. Но нет худа без добра, и, возможно, тот же самый увеличенный кластер помог 6E040L0 победить в Hi-End Winmarks.

Поскольку судить по интегральной оценке – дело неблагодарное, перейдём к покомпонентному рассмотрению.


Во FrontPage 6E040L0 заметно проигрывает, в трёх подтестах немного впереди, а в трёх оставшихся винчестеры равны.

Но это на FAT32, давайте посмотрим на NTFS.


А на NTFS 6E040L0 смог реализовать преимущество в физической скорости, хотя превосходство его совсем невелико. Что интересно, на ATA/133 результаты всех винчестеров чуть хуже, чем на ATA/100, и объяснить этот факт я не в силах. В любом случае, разница не так велика, чтобы о ней стоило долго рассуждать.


Как и на FAT32, преимущество 6E040L0 заметно в AVS, а в остальных подтестах три винчестера практически равны, несмотря на разницу в плотности данных на пластине и среднем времени доступа.

Критическое отступление

Вот и подвернулась возможность сформулировать мысль, которая давно вертелась у меня в голове :-). Мысль о неадекватности характеристики «Average Access Time» применительно к оценке производительности винчестеров. «Урезанные» пластины, которые мы имеем сомнительное удовольствие наблюдать со времён IBM DTLA-307020, дают винчестерам-обладателям значительное преимущество в AAT, которое никак не проявляется в работе. Природа этого явления такова:

Время перемещения головок к произвольному сектору обратно пропорционально скорости их перемещения и прямо пропорционально пути, который головкам необходимо преодолеть от места своей дислокации до искомого сектора;

AAT прямо пропорционально усреднённому времени всех возможных вариантов поиска. Чем больше радиус пластины в винчестере, тем более долгой будет часть поисков;

Блокирование некоторого количества треков снаружи или внутри пластины приводит к уменьшению диапазона перемещений актуатора;

Устранение части наиболее долгих поисков автоматически приводит к уменьшению AAT.

Между тем в жизни большинство данных, к которым происходит обращение, если и не расположены последовательно друг за другом, то находятся довольно близко. Случаи поиска, когда головкам приходится преодолевать хотя бы половину своего максимального диапазона перемещений относительно редки.

Время перемещения головок на некоторое фиксированное количество треков зависит только от скорости, развиваемой актуатором и плотности треков (эта характеристика иногда указывается производителями и измеряется в треках на дюйм – tpi). У всех трёх винчестеров, участвующих в сегодняшнем обзоре, актуатор одинаков, поэтому и быстродействие в Winbench оказалось практически идентичным. Объём данных, с которым работает этот тест, по сравнению с полным объёмом современных винчестеров мизерен, следовательно перемещений головок на хоть сколько-нибудь значительные расстояния нет. В этом плане результаты Winbench довольно корректно отражают отношения производительности испытываемых винчестеров в повседневных задачах.

Напротив, следующий наш тест – IOMeter, в силу особенности своей реализации, не различает длинных и коротких поисков, они равновероятны. А это значит, что результаты IOMeter в значительной мере зависят именно от среднего времени доступа, и 6E020L0 будет в нём несправедливо доминировать. Вот если бы IOMeter давал приоритет поискам на меньшие расстояния… :)

Результаты IOMeter

Проверку айометром начнём с замера максимальных скоростей последовательного чтения/записи блоками разного размера. Графики я приводить не стал, ограничившись таблицами, потому что линии графиков накладываются друг на друга, и различить в их переплетении хоть что-нибудь практически невозможно.


Тесты чтения не выявили какого-либо криминала, разве что результаты 6E040L0 на ATA/100 на целый мегабайт хуже, чем на ATA/133. Отмечу, что максимальной скорости DM+8 достигают на блоках размером 8КБ, что, в принципе, нельзя назвать плохим результатом, но и отличным тоже не назовёшь.


При записи 6E040L0 на ATA/100 отстаёт от себя же на ATA/133 заметно больше (выделено красным). Интересно, ведь по HDTach наблюдалось нечто похожее. Однако у двух других DM+8 всё в порядке, и мы вынуждены снова констатировать проблемы с конкретным экземпляром 6E040L0. Максимальная скорость записи достигается только на блоках 32 и более килобайт; большинство современных винчестеров ведут себя аналогично.

Результаты паттерна Database на этот раз тоже не будут представлены графиками. Потому что 6E040L0 и 6E030L0 на обоих интерфейсах показали равные результаты, и четыре графика сливаются в жирную разноцветную змейку. А графики 6E020L0 повторяют по форме предыдущие, но лежат немного выше (о чём я и говорил в предыдущем разделе). Увидеть особенности поведения при изменении в потоке обращений процента операций записи Вы сможете во второй части, где DM+8 будет сравниваться с другими винчестерами. Изо всех результатов Database имеет смысл привести только диаграммы среднего времени доступа при чтении и записи, а также коэффициент эффективности отложенной записи.

Среднее время доступа измерено для чтения и записи блоков размером 8КБ при последовательной нагрузке (длина очереди команд равна 1).


Коэффициент эффективности кэширования записи вычисляется как отношение среднего времени доступа при чтении к среднему времени доступа при записи.


Как видите, несмотря на разное среднее время доступа, коэффициент кэширования для всех трёх винчестеров получился одинаковым, если не считать отставания 6E040L0 на ATA/100, к чему мы уже почти привыкли. Повторяемость результатов говорит о правильности нашей их интерпретации. Так что мы можем утверждать, что реализация отложенной записи в DM+8 совершенно не впечатляющая. Например, у продукции Western Digital коэффициент почти достигает двух!

А теперь посмотрим на производительность паттернов, эмулирующих реальную нагрузку.

Паттерн Workstation призван имитировать интенсивную работу пользователя в различных приложениях на файловой системе NTFS5.





6E030L0 практически не уступил 6E040L0, не смотря на разницу в физической скорости. 6E020L0 впереди благодаря меньшему среднему времени доступа. На ATA/133 все винчестеры чуть-чуть быстрее, чем на ATA/100.

Наш второй псевдо-реальный паттерн имитирует нагрузку на файловый сервер.





Расстановка абсолютно такая же, что и в Workstation.

Веб-сервер характерен тем, что с винчестера данные только читаются, но не пишутся.





И в веб-сервере мы не наблюдаем ничего нового. По тестам IOMeter модели с пластинами 60 и 80 гигабайт равны!

Результаты FC-Test

Наш «фирменный» бенчмарк, измеряющий производительность работы с файлами, завершит картину сравнения.

Тесты копирования выявили настолько интересные результаты, что я посчитал оправданным привести без купюр все восемь диаграмм.


Скорость записи на FAT32 одинакова у всех винчестеров и не зависит от плотности хранения данных!


Более того, на NTFS модель с большей плотностью умудрилась проиграть при записи набора файлов смешанного размера (Install).


А вот при чтении расстановка сил является именно такой, какой мы и ожидали её увидеть, т.е. лидирует модель с большей физической скоростью.


Обратите внимание, что на FAT32 скорость первых трёх паттернов практически равна, чего не скажешь об NTFS. Это говорит о разных алгоритмах кэширования для разных файловых систем, но вот кэширования чем, винчестером или Windows?

Из интересных моментов можно ещё отметить некоторое превосходство 6E020L0 над собратом с той же, но используемой полнее, пластиной. Видимо, в связи с меньшим размером раздела он имеет меньшую MFT (Master File Table) и обращения к ней чаще отрабатываются из программного кэша Windows.


Самое интересное начинается при копировании. Модель с 80ГБ пластиной стабильно проигрывает заведомо более медленным собратьям!


Смена файловой системы мало меняет картину, зато 6E040L0 каким-то уму не постижимым образом существенно вырвался при копировании очень мелких файлов.

При копировании из раздела в раздел старшему стало совсем худо, и он проиграл ещё больше.

Такие странные результаты могут быть следствием неудачного экземпляра винчестера, разного размера разделов или отличающихся микропрограмм firmware. Ведь одинаковая версия firmware, сообщаемая по команде Identify Device и написанная на стикере, не гарантирует полной идентичности микропрограмм. Специалисты по ремонту винчестеров говорят, что у Maxtor точную версию микропрограммы можно узнать только чтением служебной области. Как это делается они, разумеется, не сообщают :).

Шум и нагрев

Что можно сказать о шумности DiamondMax Plus 8? Мои опасения не оправдались, и ни один из протестированных экземпляров не издавал никаких неподобающих для винчестера с жидкостными подшипниками шумов. В целом по шумности они стоят в одном ряду с Seagate Barracuda ATA V, т.е. в закрытом корпусе практически не слышны.

Через SMART новые винчестеры Maxtor показывают неприятно высокую температуру в 56-60 градусов, но на самом деле они нагреваются далеко не так сильно. Измерение температуры боковины корпуса винчестера показало 38 градусов, а крышки и того меньше – 36. Зато электроника нагревалась до 63 градусов, что нельзя считать безопасным. Таким образом, как и всем винчестерам с частотой вращения шпинделя 7200 оборотов, для DiamondMax Plus 8 рекомендуется дополнительное охлаждение. Как минимум - электроники.

Выводы

В последних обзорах мы слишком часто вынуждены констатировать, что рост плотности хранения данных, а с ней и скорости обмена данными с пластиной, практически не ведёт к росту производительности. И мы в очередной раз убеждаемся в этом – разница в физической скорости между 6E030L0 и 6E040L0 равна 15%, а преимущества последнего в тестах весьма сомнительны.

Существенных различий между интерфейсами ATA/100 и ATA/133 также практически нет, но это можно трактовать двояко. С одной стороны, отсутствие пользы от более быстрой передачи данных между винчестером и компьютером не может не огорчать, а с другой стороны, поскольку раньше эта разница наблюдалась, её исчезновение можно истолковать как доводку электроники и микропрограмм диска.

Изучив три разновидности Maxtor DiamondMax plus 8, я решил во второй части обзора сравнить две старшие модели, 6E030L0 и 6E040L0, на ATA/100 контроллере с другими винчестерами близкой ценовой категории. Тем самым я попытаюсь ответить на вопрос, что лучше брать из недорогих винчестеров.

Кроме того, прежде чем делать окончательные выводы, я хотел бы перепроверить неожиданные результаты некоторых тестов.