Архивы: по дате | по разделам | по авторам

Diskгустация

Архив

автор : Александр Карабутов 28.03.2001

Обзор IDE-винчестеров форм-фактора 3,5 дюйма со скоростью вращения 7200 об./мин.

Сейчас самое время выбирать новый винчестер, а выбор-то весьма не прост. В форуме на www.compuferra.ru то и дело задают вопрос, стоит ли ставить суперновые диски на старые системные платы, какой контроллер выбрать и т. п. Травить читателей потоком «Фермат» было бы негуманно, и мы решили увеличить дозу. Сегодня в меню наиболее продвинутые IDE-винчестеры форм-фактора 3,5 дюйма со скоростью вращения 7200 об./мин. Если этот материал покажется вам неинтересным, бросьте в нас камень (желательно не ниже гигагерца).

Яйца первой категории

Основные паспортные характеристики всех новых семитысячников приведены в таблице на нашем сайте. Для полноты картины в обзор включены аналогичные диски с «блинами» по 15 Гбайт (IBM Deskstar 75GXP и Maxtor DiamondMax Plus 45), а также свежая серия Fujitsu MPG3xxxAH с 10-гигабайтными пластинами. Напомню, что предыдущая серия Fujitsu MPF3xxxAH тоже имела пластины по 10 Гбайт (см. «КТ» #348), а диски новой серии MPG3xxxAH-E с блинами по 15 и 20 Гбайт пока недоступны (вообще, последние год-полтора семитысячники Fujitsu появляются заметно позже конкурентов и не всегда радуют безупречным качеством).

Пожалуй, одним из самых интересных фактов стало появление «семитысячных» моделей от Samsung. Эта компания всегда ориентировалась на недорогие модели дисков со скоростью вращения 5400 об./мин., поэтому создание серии SpinPoint P20 стало неожиданностью. Судя по спецификации, эти диски должны иметь производительность на уровне лучших моделей конкурентов. К сожалению, как и в случае с Fujitsu, они пока недоступны для испытаний. Позже мы попробуем раздобыть и опробовать эту новинку.

Еще одной страстно ожидаемой и пока недоступной серией является IBM Deskstar 60GXP. Идущие на смену заслуженным 15-гигабайтным чемпионам DTLA-3070хх, эти диски должны открыть новые горизонты скорости, поскольку даже нынешние «DяTLы» при меньшей плотности ничуть не уступают более емким и молодым конкурентам. Кроме того, новые диски от IBM будут самыми ударостойкими и малошумящими из семитысячников. Мы ожидаем их появления в Москве в апреле и сразу расскажем вам о результатах испытаний. Пока же компанию IBM в нашем сравнительном обзоре представляет серия Deskstar 75GXP, появившаяся еще прошлым летом (см. «КТ» #354) и до сих пор удерживающая лидерство благодаря уникальным технологическим решениям (напомню, что сверхгладкие стеклянные пластины вместо обычных алюминиевых и керамические подшипники применяет в IDE-моделях пока только компания IBM).

Сковородка

С момента прошлогодних испытаний винчестеров наша тестовая система (см. «КТ» #328 или www.compuferra.ru/online/storage/5792) претерпела серьезные изменения. Теперь используется конфигурация, куда входит процессор Pentium III 800EB (FSB 133 МГц) на системной плате ABIT BX133-RAID (чипсет i440BX) c памятью DIMM256 PC133 производства PQI, работающей по таймингу 2-2-2, видеокарта ASUS V3000 и основной жесткий диск Seagate Barracuda ATA II.

Выбор данной материнской платы обусловлен традиционной стабильностью чипсета i440BX, наличием как встроенного в чипсет контроллера UltraATA/33 Bus Master, так и дополнительного контроллера UltraATA/100 на чипе HPT370 от компании HighPoint. Последний обладает одной из лучших среди контроллеров UATA/100 производительностью, хорошей совместимостью с различным оборудованием и демонстрирует стабильную работу (для платы использовалась «vi»-версия BIOS со встроенным BIOS контроллера версии 1.0.3b1; предыдущие версии не обеспечивали достаточно высокого быстродействия под UltraATA/100). Контроллер на HPT370 имеет гибкое BIOS-меню конфигурирования и позволяет легко изменить протокол работы шины IDE с UltraATA/100 на UltraATA/66 (и ниже), то есть сравнить диски при работе под разными протоколами без изменения драйверов устройств. Некоторые источники используют для этой цели два разных контроллера - Promise Ultra100 и Ultra66, которые (помимо разных чипов) используют и разные драйверы, что приводит к некорректности сравнения дисков под разными протоколами.

Все включенные в обзор диски уверенно работали под всеми тремя протоколами, а также с контроллером чипсета i440BX без каких-либо «перешивок» интерфейса диска спецутилитами. Более того, производительность под UATA/33 исходных и «с перешитым интерфейсом» дисков была одинакова, то есть на практике нет необходимости «прошивать» UATA/33 в диск для работы со старыми системными платами (по крайней мере, для ряда чипсетов от Intel).



Индексы усредненной производительности дисков по протоколам UltraATA/100 и UltraATA/33.

Масло масляное

Все испытания проводились под операционными системами Windows 2000 Professional (SP1) и Windows 98 SE (английские версии). Набор используемых мною тестов для дисков также претерпел заметные изменения. Было опробовано более двадцати различных тестирующих программ, и после жесткого экзамена осталась «меньшая половина». Испытания проводились при помощи десятка программ, однако в итоговые результаты (на диаграммы) попали только самые наглядные данные. Общепризнанный тест ZD WinBench 99 - теперь версии 1.2 (см. www.zdbop.com) - измеряет как физические параметры дисков (линейную скорость чтения, среднее время доступа), так и производительность в наборе реальных приложений - офисных (для теста Business Disk WinMark) и профессиональных (High-End Disk WinMark). Для более подробного измерения физических параметров диска (особенно линейной скорости записи и реальной скорости работы протокола шины IDE) использовалась программа HD Tach 2.61. В качестве наиболее «простого и понятного» оставлен традиционно используемый нами тест копирования 500-мегабайтных файлов: одним большим файлом и 10000 мелкими равновеликими файлами.

Для ориентировки оставлен немного сомнительный синтетический тест Adaptec ThreadMark 2.0 (только под Win98). Привлечен тест Nbench (скорость диска при использовании нескольких одновременных потоков чтения/записи), а также несколько «любительских» специализированных тестов, ориентированных на запись видео/аудио. И, наконец, применен профессиональный дисковый тест Intel Iometer, о котором я подробнее напишу в одной из следующих статей, поскольку его сложность требует детального рассмотрения. Большинство тестов повторялось по пять раз (для каждой из конфигураций), и результаты усреднялись (всего на каждый диск уходило почти три дня). Таким образом, «случайные» данные исключены.

В испытаниях принимали участие следующие модели:

Maxtor DiamondMax Plus 60, модель 5T030H3;
Quantum Fireball Plus AS60.0;
Seagate Barracuda ATA III, модель ST320414A;
Western Digital Caviar WD400BB;
Fujitsu MPG3102AH.

Кроме того, для сравнения были взяты три лучших в своих классах представителя предыдущих поколений дисков:

IBM DTLA-307020 (объем 20 Гбайт, полторы пластины по 15 Гбайт, «укороченные» на 10%, см. «КТ» #354);
Seagate Barracuda ATA II 100, модель ST310216A (одна пластина 10 Гбайт, UltraATA/100);
Seagate Cheetah X15, модель ST318451LW («супердиск» SCSI, 15000 об./мин., см. «КТ» #385).

В последнее время все дискостроители стали активно бороться за тишину своих IDE-винчестеров (см. «КТ» #381-382). Помимо специальной оптимизации конструкции дисков компании предлагают альтернативные решения, позволяющие при помощи особых утилит управлять шумностью дисков. Так, уже у нескольких производителей винчестеров есть утилиты, при помощи которых можно переключать диск в режим тихого поиска. Прежде всего, это программы amset.exe от Maxtor и ibmftool.exe от IBM (подробности во врезке). Если первая понимает только диски от Maxtor, то вторая может работать и с дисками других фирм (если они поддерживают опцию изменения акустики). При включении тихого поиска происходит замедление перемещения блока головок (так называемое профилированное мягкое перемещение). При этом время поиска возрастает настолько, насколько это заложено в конструкцию конкретной модели диска, но и шум поиска существенно уменьшается (вплоть до полной незаметности на фоне звука вращения).

Я провел испытания дисков от IBM и Maxtor дополнительно с включенной опцией тихого поиска. Результаты для таких «моделей» приводятся вместе со всеми, поэтому легко оценить, на какие жертвы приходится идти ради тишины. В принципе, аналогичные возможности (режим тихого поиска) заявлены, по крайней мере, в моделях Seagate Barracuda ATA III и Western Digital Caviar WDx00BB, однако на момент наших испытаний соответствующие программы отсутствовали на сайтах производителей.



Линейная скорость чтения и записи дисков по протоколам UltraATA/100 (слева) и UltraATA/33 (справа).

[i38942]

Глазунья

Перейдем к результатам испытаний. Прежде всего - о физических параметрах дисков. Измеренные данные приведены на желто-оранжевых диаграммах. Безусловным победителем по линейной скорости чтения и записи является новая модель Seagate Barracuda ATA III - по максимальной скорости чтения она заметно обогнала преследователей и почти сравнялась со знаменитым диском Seagate Cheetah X15, впервые для IDE-моделей превысив 40 Мбайт/с. Следом идут Maxtor DiamondMax Plus 60 и «старичок» IBM DTLA. Успех дисков IBM на менее плотных «блинах» во многом связан с применением сверхгладких стеклянных дисков-носителей, позволяющих уменьшать продольный (вдоль дорожки) размер бита. Нужно также отметить WD400BB, который несмотря на низкие скорости записи и чтения в начале диска имеет одни из самых высоких скоростей в конце диска и, что особенно важно, средние скорости. «Недобор шустрости» на его внешних дорожках (см. графики) связан с увеличенным размером бита в начале диска, что должно повысить надежность хранения данных в наиболее часто используемой области накопителя. Интересно, что график чтения для IBM DTLA почти линеен, тогда как для остальных дисков графики «выпуклы». Это - еще одно достоинство стеклянных пластин, позволяющих не менять продольный размер бита от края к центру. По скорости записи большинство дисков почти одинаковы и существенно уступают Cheetah X15. Диски с пластинами 10 Гбайт заметно отстают от основной группы.

Графики были одинаковы для протоколов UATA/100 и UATA/66, но при переходе на UATA/33 наблюдаются существенные изменения. Поскольку возможности этих дисков превышают ограничения протокола UATA/33, важной становится оптимизация дискового контроллера для работы по этому протоколу. Скорость чтения кэша диска по шине IDE (см. диаграмму слева) хорошо оптимизирована под протокол UATA/33 для всех дисков, кроме Seagate и Fujitsu (они традиционно имеют недобор скорости шины, как и предыдущие модели, - см., например, обзоры на www.compuferra.ru/online/storage). Причем заметный «недобор» скорости шины IDE для этих дисков есть также и у более быстрых протоколов. Хуже обстоит дело с графиками скорости чтения под UATA/33: только Maxtor идеально справился с чтением, выдав полку на две трети диска с максимально возможной для протокола потоковой скоростью 31,7 Мбайт/с (см. «КТ» #387). Близок к идеалу и IBM DTLA, хотя он имеет «провал» на внешних дорожках. Остальные модели имеют явные завалы в первой трети диска. Особенно вопиющи они для Seagate Barracuda ATA III, который я крайне не рекомендую для использования под UATA/33. Таким образом, главными кандидатами на апгрейд старых UATA/33-систем можно считать Maxtor и IBM.

Несмотря на близкое паспортное время доступа для всех IDE-дисков данного обзора (упрощенно - надо к среднему паспортному времени поиска прибавить среднюю задержку на вращение, равную 4,17 мс), реальные измеренные значения поиска сильно разнятся (см. диаграмму слева). Наилучшее согласие со спецификациями наблюдается у накопителей Maxtor, Quantum, Fujitsu и IBM (напомню, что диск DTLA-307020 имеет на 10% более короткую пластину (см. www.compuferra.ru/online/storage/6926), поэтому его время поиска примерно на 10% меньше по сравнению с другими моделями этой серии). Сильнее всех отстают от спецификации IDE-диски Seagate, которые к тому же и самые медленные в доступе. Включение режима тихого поиска у дисков Maxtor и IBM существенно увеличивает время доступа (почти вдвое для IBM).



Результаты тестов Disk WinMark из пакета WinBench 99 под операционными системами Windows 98/2000.

Цыпленок табака

Теперь о производительности дисков в реальных приложениях (см. сине-голубые диаграммы). Прежде всего, тесты WinBench 99. Удивительно, но факт: в офисных приложениях все IDE-диски из данного обзора заметно обогнали Cheetah X15 под Windiws 98, а под Win2k «Чита» уступила половине моделей! Зато в High-End-тесте «Чита» оставляет преследователей далеко позади. В Business-тесте Maxtor значительно опережает преследователей под Win98, лишь немного уступив WD400BB под Win2k. Замечательно, что при этом практически нет разницы в скорости между «тихим» и «громким» вариантами (достоинство DualWave-контроллера дисков Maxtor). Следом за ним прочно обосновался Seagate Barracuda ATA III. Видно, что разница между «тихим» и «громким» вариантами диска IBM DTLA-307020 во всех тестах Disk WinMark из WinBench 99 тоже не очень велика. И это не может не радовать! Уступая молодежи в офисных тестах, старичок IBM берет свое в профессиональных приложениях под обеими ОС (недаром же у него самый быстрый поиск). Однако Maxtor и тут дышит в спину лидеру. Диск WD400BB особенно хорош под Windows 2000, а под 98-ми он твердый середнячок. Quantum Fireball Plus AS в тестах WinBench 99 ничем особенным себя не проявляет, а последние места 10-гигабайтников вполне закономерны. Под протоколом UATA/33 в целом лучше всех выглядит IBM DTLA, хотя WD400BB, Maxtor и, порой, Quantum - тоже ничего.

Копирование файлов под Windows 2000 показывает, что по совокупности лучше всех здесь выглядит WD400BB (лидер для 10000 мелких файлов и второй для большого файла). Напомню, что в дисках от Western Digital традиционно применяется контроллер, оптимизированный для видео/аудиоприложений. Оригинальный DualWave DSP от Maxtor позволяет ему лидировать в перекачке больших файлов (даже при медленном поиске), однако сильно «проседает» на множестве мелких файлов. Прямо противоположная картина у IBM: отличные результаты на мелких файлах резко контрастируют с последним местом на одном большом файле (возможно, микрокод этих дисков больше оптимизирован для задач «серверного» плана, и мы обсудим это позднее в статье про тест Intel Iometer). Quantum и «Третья Рыба» - в твердых середнячках (несмотря на лидерство модели Seagate в линейной скорости чтения). Это лишний раз подтверждает то, что оптимизация микрокода контроллера диска не менее важна, чем погоня за линейными скоростями или временем поиска. В тесте Adaptec ThreadMark 2.0 (множественные операции чтения малыми блоками) диски Maxtor и WD верховодят, Seagate «подтянулся», и «Чита» даже смогла выйти в лидеры (в тестах копирования она не блистала).

Наглядно увидеть возможности дисковых контроллеров и их оптимизацию для работы с несколькими одновременными потоками данных можно в тесте Nbench. Я использовал от одного до четырех одновременно записываемых или считываемых потока (по 500 Мбайт каждый). Четыре диаграммы соответствуют записи и чтению под обеими ОС (UATA/100). В частности, видно, что у Maxtor превосходная оптимизация многопотоковой записи - под обеими системами рост количества потоков почти не приводит к снижению суммарной скорости записи (особенно под Win98!), тогда как у остальных дисков при 2-4 потоках происходит резкое падение скорости. К сожалению, оптимизация многопотокового чтения у Maxtor не очень хорошая. У IBM DTLA многопотоковая запись тоже неплохо оптимизирована, зато лучше дела с чтением: два потока в Win98 одновременно читаются практически без потерь скорости (три-четыре уже хуже). У WD400BB наблюдается хорошая оптимизация под Win2k (особенно для двух потоков, что часто характерно для работы с видео), но под Win98 запись страдает (аналогично тестам копирования). Наконец, отмечу, что контроллер диска Seagate Cheetah X15 неважно оптимизирован для многопотоковой работы и берет в основном не умением, а числом.

Сравнение работы дисков под UATA/100 и /66 показывает, что практически всегда производительность винчестеров одинакова (в пределах погрешности измерений или слегка больше нее). Исключение составляет копирование большого файла на трех самых быстрых дисках, где разница между этими протоколами существенна. Поэтому если у вас есть контроллер UATA/66, нет острой необходимости срочно переходить на UATA/100. По крайней мере, еще год он сможет обеспечивать новые винчестеры необходимой пропускной способностью (RAID-массивы не в счет). Отставание же UATA/33, как и ожидалось, порой очень велико и может доходить до двукратного (хотя это тоже зависит от типа приложений).


Результаты тестов копирования файлов.

Косточки

Звук от вращения дисков без специальных приборов оценить сложно, а по шумности поиска диски, по моему ощущению, расположились так:

IBM quiet seek,
Maxtor quiet seek,
WD400BB,
Fujitsu,
IBM fast seek,
Seagate BATA III,
Maxtor fast seek,
Quantum,
Seagate BATA II.

И в заключение приведу индексы производительности дисков, усредненные по основным прикладным тестам (физические параметры дисков не учитываются) для каждой операционной системы и протокола UATA/33 (см. диаграммы). Выводы делайте сами. А полную версию обзора читайте на сайте www.compuferra.ru.



Результаты многопотоковых тестов записи и чтения по программе Nbench.

Врезка: Дискогон

Память SDRAM DIMM256 производства PQI была любезно предоставлена компанией ASBIS. Диски были любезно предоставлены Восточноевропейским представителем Seagate, PR-агентством «Фантазия» (Quantum) и торговой компанией «Никс» (Fujitsu и WD).

Дискогон

Понятие «разгон» (или оверклокинг) обычно означает увеличение рабочей частоты процессоров, системной памяти или видеокарты выше положенной им по паспорту с целью получить дополнительный («халявный») прирост производительности компьютера. До последнего времени винчестер оставался в стороне от этой гонки за мегагерцами (исключая разгон шины PCI). Однако теперь и этот бастион успешно взят! Отныне мы можем разгонять наши IDE-винчестеры, исследуя на свой страх и риск скрытые возможности современных дисковых технологий! Компания IBM выпустила для своих дисков серии DTLA (и будущих) небольшую программку IBM Feature Tool, работающую из-под «голой» DOS (с загрузочной дискеты) и позволяющую легко менять рабочий объем дисков (!), протокол шины IDE (аналоги есть и у других дискостроителей), а также управлять шумностью дисков, поддерживающих данную функцию. Собственно, о последней и речь.

Замечательно, что эта программка может работать с дисками не только от IBM. Так, с ее помощью я успешно манипулировал шумом нескольких свежих моделей от Maxtor и Quantum AS. Дело в том, что ряд современных дисков имеет специальный программно доступный однобайтный регистр («acoustic management»), содержимое которого позволяет управлять режимом поиска (перемещения головок). При записи в него числа FFh (255dec) данная функция дезактивируется, и винчестер работает в обычном режиме (быстрый поиск без снижения шума). Если же записать в регистр меньшее число (конкретная величина зависит от модели диска; например, для серий IBM DTLA тихий поиск «лежит» ниже 192dec), то накопитель переходит в режим снижения шума, при котором скорость перемещения головок уменьшается. Насколько - зависит от конкретной модели. Пока в моделях дисков присутствуют только две фиксированные настройки - в одной (высокой) поиск быстрый и громкий (как и при FFh), а в другой - тихий, но медленный. Включение тихого режима для диска DTLA-307020 привело к практически полному исчезновению шумов поиска (даже показалось, что диск помер), но среднее время доступа при этом сильно возросло - с 12 до 21 мс (производительность такого диска см. в обзоре)! У накопителя Maxtor 5T030H3 тихий поиск был все же слышен, но лишь слегка (тише многих современных пятитысячников), зато и время поиска возросло только на 4 мс, а сам диск во многих тестах почти не уступал своему «громкому» варианту! Отрадно, что шумность можно менять, не разрушая информацию на диске, то есть можно легко перейти на бесшумную работу, например, когда окружающие легли вечером спать (и «восстановиться», когда под утро они проснулись).

Применение этой функции для «разгона» диска не заставило себя долго ждать. Новенькие пятитысячники Maxtor DiamondMax VL40 иногда поставляются с уже включенным тихим поиском. При этом их шустрость явно оставляет желать лучшего. Не раздумывая, я сразу прописал в «шумовой» регистр заветные FFh и получил… почти такой же тихий поиск, зато время доступа уменьшилось на 6 мс, и скорость диска, например, в тестах High-Eng Disk WinMark возросла почти вдвое - с 12400 до 21300 тыс. байт/с!

Но это лишь цветочки - ягодки впереди. Копаясь в недрах сайта IBM, я отыскал особую бета-версию утилиты ibmftool, в которую введена дополнительная функция управления скоростью вращения диска! Она предназначена для снижения шума вращения путем замедления шпинделя, причем скорость можно менять достаточно плавно. Действительно, замедлив DTLA-307020 до 4500 об./мин. я его перестал слышать вообще (!), но общая производительность пострадала не слишком сильно - помогли большой кэш и грамотный микрокод диска.

Исследуя возможности программы, я обнаружил, что скорость вращения можно не только понижать, но и повышать относительно номинальной!!! Так, путем постепенного и аккуратного повышения, мне удалось в прямом смысле слова разогнать DTLA-307020 до 11500 об./мин. (выше начинались фатальные сбои)! При этом линейная скорость чтения в начале диска превысила 59 Мбайт/с (см. график), а возможностей протокола UltraATA/66 перестало хватать для нормальной работы с таким бешеным потоком данных! Разумеется, диску потребовалось дополнительное охлаждение (вентилятор), однако потенциальные возможности сверхгладких стеклянных пластин от IBM впечатляют. Для сравнения, диск Maxtor 5T030H3 мне удалось раскрутить «всего лишь» до 9500 об./мин. (что, на самом деле, тоже немало - 50 Мбайт/с в начале диска). Таким образом, истинные оверклокеры получили бесплатную возможность достигать (и обгонять) производительность новейших SCSI-дисков на дешевых IDE-моделях путем раскрутки. Или заглушать диски до полной тишины - кому что больше по душе.