Maxtor Atlas 15K

Введение

Как Вы помните, не так давно (в апреле 2001-го года) дисковое подразделение компании Quantum было поглощено компанией Maxtor. Поскольку собственной производственной базы компания Quantum не имела (диски производились на мощностях Matsushita-Kotobuki), то основными предметами сделки были интеллектуальная собственность Quantum и раскрученные торговые марки. Одной из торговых марок, приобретённых компанией Maxtor, была марка "Atlas". Это гордое имя (согласно мифам древней Греции, так звали титана, который держит на плечах небесный свод) носили диски Quantum со SCSI-интерфейсом. После объединения, компания Maxtor, до того производившая только ATA-диски, продолжила выпуск SCSI-дисков под торговой маркой Atlas. И, надо сказать, Maxtor не просто продолжила выпускать старые модели дисков, которые проектировали еще инженеры Quantum, но и разрабатывала (силами всё тех же инженеров? :) ) новые модели. Первым SCSI-диском, который был выпущен уже после слияния, стал Maxtor Atlas 10K IV - модель с частотой вращения шпинделя 10000 об./мин., а чуть позже был выпущен и герой нашего обзора - диск Atlas 15K.

Maxtor Atlas 15K

Это первый опыт инженеров Maxtor по созданию дисков с такой скоростью вращения, так что давайте рассмотрим диск "со всех сторон". :)
В наших руках побывало два диска Atlas 15K c разной ёмкостью - 18 и 36ГБ. Диск ёмкостью 36ГБ был т.н. "сэмплом" - то есть предварительным образцом, рассылаемым для тестирования диска на совместимость и т.п., а диск ёмкостью 18ГБ - полноценным розничным диском.

Отличия между дисками видны невооружённым глазом:







Слева, как Вы уже догадались, нормальный диск, а справа - сэмпл. Из отличий между дисками, кроме разного вида наклеек на верхней грани диска, хотелось бы отметить наличие теплоотводной пластины на нижней грани "розничного" диска - её отлично видно на левой нижней фотографии, в то время как на сэмпле такой пластины не было.
Интересно, что на платах электроники обоих наших винчестеров отлично видно пустое посадочное место под микросхему памяти (рядом с установленным чипом памяти). Что это - страховка от перебоев на складе с микросхемами памяти нужной ёмкости, или возможны версии диска Maxtor Atlas 15K с 16МБ кэш-памяти?
Однако в спецификациях диска нет на это ни малейшего намёка. Официально диск несёт на борту только 8МБ кэш-памяти. Кстати, о спецификациях:


Самые интригующие цифры из этой таблицы - это среднее время поиска трека, а остальные цифры стандартны для всех 15K-дисков последнего поколения. Заявленное для 18-ти и 36ГБ моделей значение Average Seek time в 3.2 миллисекунды является своеобразным рекордом - ещё никто из производителей не заявлял так мало. :)
Что же, нам предстоит проверить это на практике...

Методика тестирования

Тестовая система

материнская плата - SuperMicro 370DLE
процессор - Intel P3 600E;
память - *128Mb SDRAM Micron PC133 ECC Registered;
винчестер - IBM DTLA 307015;
видеокарта - Matrox Millennium 4Mb;
операционная система - Windows 2000 Pro SP2;

Для подключения винчестеров использовались контроллер Adaptec 29160N с BIOS: 3.10.0 и драйверами v. 4.10.4002 и контроллер Adaptec 39320D с BIOS: 4.10.1 (HOST RAID выключен) и драйверами v. 1.0. Контроллеры устанавливались в слот PCI64/66МГц.

Исследуемый диск имел следующую версию firmware:

Maxtor Atlas 15K 18GB - FW: DT60
Maxtor Atlas 15K 36GB (сэмпл) - FW: DP60

Использовались следующие тесты:

WinBench 99 2.0
IOMeter 1999.10.20

Для тестов в WinBench диск размечался в FAT32 и NTFS одним разделом с размером кластера по умолчанию. Тесты Winbench проводились по пять раз, результаты усреднялись. Винчестер между тестами не охлаждался.

Для сравнения скорости работы винчестеров при помощи теста IOMeter использовались паттерны Fileserver & Webserver.


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/запись и скорость дисков в паттерне Database, имитирующем работу дисковой подсистемы с SQL-подобными запросами.

Результаты тестов

Начинаем мы с результатов в паттерне Database. Почему с этого теста? Да потому что он отлично вскрывает особенности firmware винчестеров, как-то способность дисков сортировать запросы (tagged command queuning), способность винчестеров выполнять отложенную запись и т.п.

IOMeter: Database


Как обычно, проанализируем результаты тестов при трёх значениях нагрузки.


При линейной нагрузке (queue=1) серийный винчестер значительно опережает по скорости диск-сэмпл при большой доле запросов на запись. Из чего мы смело можем делать вывод, что в версии firmware DT60 программистам Maxtor удалось серьёзно улучшить алгоритмы отложенной записи. Впрочем, и в режиме RandomRead серийный диск оказался быстрее.
Второй факт, который стоит отметить, это то, что быстродействие обоих дисков не зависит от типа используемого контроллера.
Посмотрим, что будет при увеличении нагрузки:


Как видите, разница в быстродействии серийного диска и сэмпла становится просто огромной. Серийный диск намного быстрее не только в режимах с преобладанием запросов на запись, но и... во всех режимах. :)


При увеличении глубины очереди запросов до 256-ти вскрывается преимущество драйверов контроллера Adaptec 29160N - на нём серийный диск показал лучшие результаты. Диск-сэмпл явно уступает серийному образцу в скорости, но и он на контроллере Adaptec 29160N оказался чуть быстрее, чем на контроллере Adaptec 39320D (особенно при большой доле запросов на запись).

Что же, результаты диска Atlas 15K в паттерне Database можно назвать блестящими. Естественно, я говорю о результатах серийного диска.

IOMeter: Sequential Read & Write

После тестов на устойчивость к запросам данных со случайным адресом проверим способность винчестера обрабатывать потоковые запросы. Для этого мы, используя IOMeter, направляем на диск последовательность запросов с постоянно увеличивающимся адресом (т.е. запрашиваем цепочку блоков 0,1,2,3,...n). Глубина очереди команд при этом фиксирована на значении 4 запроса. Раз в минуту мы меняем размер запрашиваемого блока, что позволяет нам выявить предрасположенность (или наоборот - синкразию) винчестера к блокам данных разного размера.

Итак, посмотрим, что наши винчестеры покажут при чтении:


Обратите внимание на... Хотя, нет, лучше это видно на диаграмме! :)


Во всех наших предыдущих обзорах U320 SCSI-винчестеров скорость чтения винчестеров на контроллере U320 SCSI на мелких блоках была значительно ниже, чем на U160-контроллере. А тут мы видим совершенно обратное! Причём быстрее на U320 оказался не только серийный диск, но и сэмпл. Значит это не ошибка тестера, а особенность дисков Maxtor?
Давайте попробуем проверить скорость чтения информации из кэш-буфера винчестера и, таким образом, померить максимальную скорость передачи данных по интерфейсу в зависимости от размера передаваемого блока:


Очевидно, что на контроллере Adaptec 29160N максимальная скорость чтения с винчестера ограничивается пропускной способностью контроллера (PCI32/33МГц). В то же время, на контроллере Adaptec 39320D, который поддерживает работу с шиной по стандарту PCI-X (но в нашей тестовой системе ограничен шиной PCI64/66МГц), скорость чтения с винчестера оказалась выше двухсот мегабайт в секунду! Фантастика!
Может быть, именно эта феноменальная скорость прокачки данных по интерфейсу и помогает винчестеру Maxtor при работе в паттерне SequentialRead с блоками данных малого размера? Что же, оставим этот вопрос пока открытым - нам потребуются дополнительные эксперименты...

А пока перейдём к последовательной записи:




Как ни странно, но при записи диски Maxtor на интерфейсе U320 SCSI показывают такие же результаты, как и на интерфейсе U160 SCSI. Загадка на загадке...

Тесты в паттернах SequentialRead и SequentialWrite показали, что диск Maxtor Atlas 15K прекрасно справляется с обработкой потоковых запросов на чтение и запись. Особенно хорош он при чтении - максимальная скорость чтения была достигнута уже на 4КБ-блоках (даже и не знаю, стоит ли еще раз напоминать, что это стандартный размер кластера под NTFS...).

IOMeter: Fileserver & Webserver

Ну, что же, переходим к тестам диска в самых профильных для SCSI-дисков "серверных" паттернах.


Рассмотрим зависимость скорости обработки диском запросов в зависимости от нагрузки (глубины очереди запросов).


Как видите, до нагрузки в 64 исходящих запроса диски Maxtor показывают примерно равные результаты на U160 и U320 SCSI-контроллерах. При больших же нагрузках, как мы уже говорили чуть раньше, срабатывает лучшая оптимизация драйверов контроллера Adaptec 29160N.
Если мы построим рейтинги производительности по нашим стандартным правилам (усреднение значений Total I/O при всех значениях нагрузки), то получим такое распределение:


А вот в Webserver-е ситуация несколько иная.


Диск-сэмпл на U320 отработал явно быстрее, да и серийный диск тоже быстрее на контроллере U320 при всех нагрузках, исключая "самую суровую", где очередь запросов равна 256.


Соответственно, за счёт более высокой скорости на четырёх вариантах нагрузки из пяти, диски на контроллере U320 получили более высокий рейтинг.

IOMeter: Workstation

Паттерн Workstation призван имитировать нагрузку на дисковую подсистему при работе с обычными офисными приложениями, и потому он отличается от серверных паттернов диапазоном нагрузок - максимальная глубина очереди составляет всего 32 запроса. Это, кстати, уравнивает шансы на победу контроллеров U160 и U320, так как поддерживаемая драйверами контроллеров глубина TCQ превышает максимальную глубину очереди исходящих запросов.



Очевидно, что на малых нагрузках диск одинаково успешно работает и на U160-контроллере, и на контроллере U320.
При вычислении рейтинга дисков в паттерне Workstation мы исходим из того, что для дисковой подсистемы рабочей станции наиболее вероятны сверхмалые значения нагрузок, и потому именно скорость, показанная диском при малых нагрузках, имеет в формуле рейтинга максимальный вес.

Производительность = 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

И, что любопытно, вновь побеждает серийный диск на контроллере U320. Нет, определённо, диск Maxtor отлично работает на интерфейсе U320.

Winbench99

Завершает программу наших тестов старый добрый Winbench99. Как Вы помните, ATA-диски Maxtor сейчас являются лидерами в тестах Winbench. Интересно, имеет ли диск Atlas 15K "фирменные алгоритмы" под Winbench99? :)



Вот это да! 8) Скорость просто сумашедшая! Но если скорость 16МБ/сек. в Business Disk Winmark мы уже видели в тестах диска WD Raptor, то результат Maxtor Atlas 15K в High-End Disk Winmark в 50МБ/сек. - это просто фантастическое достижение. Хотя, с другой стороны, этот результат показан диском с частотой вращения шпинделя 15000rpm, имеющего 8МБ кэш-буфер и работающего на очень быстром (и умном) SCSI-контроллере.

Под NTFS скорость наверняка будет меньше, но вот насколько?



Что удивительно, под NTFS скорость Atlas15K уже не так впечатляет. И, как ни странно, лидирует здесь диск-сэмпл. Видимо, оптимизация под NTFS еще на стадии разработки. :)

График линейного чтения Maxtor Atlas 15K 18GB
График линейного чтения Maxtor Atlas 15K 36GB (сэмпл)

Выводы

Судя по полученным результатам тестов, первый опыт инженеров Maxtor по созданию 15K-диска оказался вполне успешным. Диск показал очень высокую скорость при работе в серверных паттернах и особенно в паттерне Database. Нельзя не отметить чрезвычайно высокую скорость обработки последовательных запросов на чтение и запись, что делает диск Atlas 15K неплохим выбором для подсистем обработки видео.

И, конечно, только в превосходной степени следует говорить о поддержке диском интерфейса U320 SCSI - как Вы видели, диск Maxtor прекрасно работает на этом интерфейсе.

Но, для того, чтобы диск Enterprise-класса имел коммерческий успех, одной только высокой скорости работы ему недостаточно. И потому компания Maxtor вплотную занялась вопросами сертификации совместимости своих SCSI-дисков с продукцией фирм изготовителей SCSI RAID-контроллеров, SCA-корзин и готовых систем хранения данных. С текущим списком совместимости можно ознакомиться здесь.

Нам же остаётся пожелать компании Maxtor дальнейших успехов и в следующем обзоре выявить текущего лидера по производительности среди 15K-дисков.
Оставайтесь с нами! :)

Благодарим компанию ASBIS за предоставленные диски Maxtor Atlas 15K