Винчестеры Western Digital WD1200BB и WD1200JB

WD постаралась, чтобы обойти конкурентов, впервые в IDE-дисках применив буфер объемом 8 Мбайт. Это оказалось фатальным для остальных.

Появившиеся недавно в продаже IDE-винчестеры Western Digital емкостью 120 Гбайт положили начало полному переводу всех дисков этой компании на пластины емкостью 40 Гбайт. WD до самого последнего момента «тянула» с этим переводом, и еще совсем недавно в выпускаемых этой компанией дисках можно было насчитать до 4 вариантов емкости пластин от 20 до 40 Гбайт (см., например, статью на www.terralab.ru/storage/15317). Это вносило некоторую неразбериху в сознание ряда покупателей, решившихся на приобретение дисков от WD. Ситуацию осложняло как то, что диски, основанные на пластинах разной емкости (даже одинакового полного объема), сильно различались по производительности, так и то, что компания (в отличие от остальных конкурентов) в течение нескольких последних лет не указывает никакой информации об используемой емкости пластин в обозначениях моделей своих дисков (и мы в наших обзорах винчестеров неоднократно обращали ваше внимание на эту особенность).

Однако недавно Western Digital объявила о полном переводе всех моделей своих дисков на пластины 40 Гбайт и стала, таким образом, самым последним из пяти игроков на этом рынке (после IBM, Maxtor, Samsung и Seagate), кто полностью «пересел» на такие пластины. По-моему, это совсем нетипично для WD, поскольку все предыдущие поколения дисков за последние 2-3 года (с пластинами 20 Гбайт и меньше) WD была впереди — именно ее диски с обновленной плотностью записи первыми в отрасли появлялись на прилавках магазинов (см, например, www.terralab.ru/storage/7580 и www.terralab.ru/storage/6269). И только в случае 40-гигабайтных пластин у WD вышла некоторая заминка.

120-гигабайтники от WD по праву можно рассматривать как одни из самых удачных продуктов среди непосредственных аналогов других производителей, то есть IDE-дисков со скоростью вращения шпинделя 7200 об./мин. Более того, эти диски можно вообще считать и «последними из могикан», и «пионерами» одновременно (прямо Фенимор Купер получается), поскольку, с одной стороны, в моделях WD1200JB и WD1000JB впервые в индустрии был применен огромный кэш-буфер объемом 8 Мбайт, больше характерный для «топовых» SCSI-винчестеров (до сих пор стандартом в таких дисках был буфер емкостью 2 Мбайт), а с другой — WD объявила, что все эти модели станут последними дисками компании с интерфейсом IDE (напомню, что много лет назад именно WD ввела в мир этот интерфейс), поскольку уже осенью она планирует перевести всю линейку на интерфейс Serial ATA, причем поначалу даже хочет комплектовать свои будущие винчестеры специальными переходниками «IDE-SerialATA» для облегчения адаптации к ним пользователей. Но обо всем по порядку.

Гиганты-семитысячники от Western Digital представлены двумя сериями: «High-Performance» и «Special Edition» (полную номенклатуру дисков этих серий см., например, в таблице на www.terralab.ru/storage/15317 и в файле www.westerndigital.com/library/eide/cavss-030.pdf). Основная (первая) серия в качестве «топовой» модели выставляет диск WD1200BB емкостью 120 Гбайт. Это буфер 2 Мбайт, средний поиск при чтении за 8,9 мс (минимальный между соседними дорожками за 2,0 мс), скорость чтения полезных данных с пластины даже чуть больше, чем у новейших дисков IBM — около 49 Мбайт/с (внутренняя, включая избыточную информацию, вообще перевалила за 600 Мбит/с!). Интерфейс, конечно, UltraATA/100 (напомню, что WD принципиально не собирается поддерживать интерфейс UltraATA/133). Диски обладают неплохой ударостойкостью (особенно в процессе работы): 65G при работе и до 200G при хранении. Однако заявленный в спецификациях уровень акустического шума всех семитысячников WD заметно больше, чем у дисков остальных компаний: например, 35 дБ при вращении (см. таблицу в статье www.terralab.ru/storage/15317) против не более 31 дБ у конкурентов. Субъективно, побывавшие на наших испытаниях модели WD1200BB и WD1200JB звенят при вращении пластин действительно громче (и «утомительнее») аналогов остальных компаний (я специально провел сравнительное «прослушивание» J). Зато стрекот головок при активном поиске у этих дисков WD был заметно тише, чем у дисков IBM и Maxtor. Хотя, конечно, им всем очень далеко до бесшумности работы дисков Seagate Barracuda ATA IV (см. www.terralab.ru/storage/11654).

Вторая «пионерская» серия от WD — это диски «Special Edition» WD1200JB и WD1000JB емкостью 120 и 100 Гбайт соответственно, которые при прочих равных с «High-Performance»-аналогами параметрах имеют просто огромный буфер данных объемом 8 Мбайт (ну и специальное firmware, оптимизированное для работы с таким буфером). По замыслу разработчиков, этот буфер должен существенно увеличить производительность «элитных» дисков со многими приложениями. К сожалению, плата за «элитность» достаточно большая — разница в цене моделей с разным буфером сейчас доходит до 20-30 долларов (сложно поверить, что это стоимость микросхемы памяти 8 Мбайт). Зато разница в производительности между ними действительно велика — до 20-30% под Windows XP, как мы увидим чуть ниже!

По внешнему виду модели с разным объемом буфера ничем не отличаются. Поскольку в целях защиты печатные платы контроллера диска устанавливаются радиокомпонентами «внутрь» (см. фото), то и увидеть (без вмешательства) разные микросхемы памяти нельзя. Зато по различным программам (например, IBM Feature Tool) размер встроенного буфера четко различается и соответствует заявленным 2 или 8 Мбайт. Есль небольшое различие между этими моделями и по объему отформатированного под Windows диска: WD1200BB предлагает пользователю 111,79 Гбайт (по Device Management в Windows XP), а WD1200JB — только 111,76 Гбайт. Несмотря на невысокое заявленное энергопотребление (800 мА от +5 В и 450 мА от +12 В, то есть 9,4 Ватт), оба диска греются достаточно сильно, и при их использовании в тесном корпусе следует следить, чтобы они не перегревались выше 50-55 градусов.

Диски WD официально не поддерживают управление акустикой поиска, однако кое-какие изменения акустики и времени поиска все же можно производить через соответствующий программно-доступный регистр (см., например, www.terralab.ru/storage/10727). Например, при помощи утилиты IBM Feature Tool (cм. www.terralab.ru/storage/8200/page3.html) можно реально установить два состояния шума/быстроты поиска: десятичные значения регистра от 128 до 253 и соответствуют слегка более тихому и медленному (всего на 1 мс) поиску, а значения 254 и 255 (255=Disabled, это и было значением «по умолчанию») — чуть более громкому и быстрому. Причем для модели WD1200JB только значение 254 соответствовало более быстрому поиску, а при 255 поиск был как при 128-253 (более медленным). Поскольку по умолчанию эта модель находилась в режиме «255», то этот исходный поиск был принят мной как «основной», а дополнительно модель WD1200JB была оттестирована также при более быстром поиске (254, или Fast seek на диаграммах тестов ниже). Несмотря на крайне малую разницу во времени поиска между этими двумя режимами (всего 1 мс), модель с большим буфером WD1200JB в этих режимах показала заметно различающуюся производительность (см. результаты тестов ниже). В отличие от этого, модель с обычным буфером 2 Мбайт (WD1200BB) в обоих режимах поиска показала абсолютно одинаковую производительность, поэтому результаты при «замедленном» поиске на диаграммах тестов не показаны.

Для сравнительных испытаний скорости дисков мы использовали обе модели WD емкостью 120 Гбайт, предоставленные компанией MDGroup, а также аналоги от IBM и Maxtor, предоставленные компанией ASBIS Moscow (см. предыдущие обзоры на www.terralab.ru/storage/16800 и www.terralab.ru/storage/15598). Мы посмотрим, каковы реальные физические характеристики новых дисков WD1200xB (время доступа, скорость чтения и записи), их производительность в тестах популярного пакета WinBench 99 версии 2.0 для двух операционных систем (Windows 98 и Windows XP Professional) и двух файловых систем (FAT32 и NTFS), а также производительность в разноплановом тесте Intel IOmeter в паттернах, имитирующих работу серверов, рабочих станций и работу с потоковыми данными (аудио-видео). Тесты проводились по описанной ранее методе (см., например, www.terralab.ru/storage/8200) на системной плате ABIT BX-133 с процессором Pentium III 800EB, 256 Мбайт памяти и интегрированным IDE-контроллером UltraATA/100 на чипе HPT370 от High Point (драйвера версии 2.01.019).

Сначала о тестах физических параметров дисков. По реальному среднему времени поиска винчестеры WD1200 уступили лидерам (дискам IBM и Maxtor), но немного обогнали Seagate Barracuda ATA IV. В принципе, такое положение строго соответствует диспозиции дисков по шумности поиска. Можно отметить, что для дисков WD1200xB реально измеренное в разных программах среднее время поиска превышает его заявленной паспортное значение. В режиме тихого поиска (см. выше) для модели WD1200BB время возрастало с 13,5 до 14,5 мс, и примерно на 1 мс уменьшалось в режиме быстрого поиска для модели WD1200JB (см. диаграмму).

Скорость работы шины IDE (судя по измерениям Read Burst Speed в тесте HD Tach 2.61) у дисков WD вполне достойная. Проигрыш лидерам в размере 1-2% не являестя здесь сколь-нибудь существенным, и скорость фактически достигает предела возможностей как на протоколе UltraATA/100, так и на «стареньком» UltraATA/33 (см. диаграмму и график скорости чтения ниже).

По максимальной линейной скорости чтения полезных данных с пластины новенькие WD на пластинах 40 Гбайт обошли всех, в том числе, новейшие диски IBM Deskstar 120GXP, не говоря уже о Maxtor и Seagate, показав рекордные 49,3 Мбайт/с. Причем лидерство моделей WD в усредненной (по всей пластине) скорости чтения еще больше: 40 Мбайт/с против 37 у преследователей! Здесь WD пошла по пути IBM и постаралась выжать из пластин максимум емкости при минимуме потерь (график насчитывает 19 зон). То есть, вслед за IBM, компания «разогнала на полную катушку» начальные дорожки, тогда как некоторые конкуренты, наоборот, повышают надежность хранения данных на наиболее часто используемой области пластин, увеличивая там размер магнитных битов (см. www.terralab.ru/storage/16800). Что ж, остается только надеяться, что через год использования диска график чтения останется таким же ровным, как на данной картинке. Судя по этим данным, у WD сейчас самый малый размер магнитного бита вдоль дорожки — всего около 460 Ангстрем.

По усредненной скорости записи диски WD1200xB тоже лидируют, хотя отрыв от IBM 120GXP минимален. При переходе на UltraATA/33 эти диски слегка сдали свои позиции дискам IBM, хотя по-прежнему смотрятся очень хорошо, то есть подходят для работы на этом устаревшем ATA-протоколе при апгрейде старых систем, хотя тут следует быть аккуратным, поскольку BIOS далеко не всех старых плат с контроллерами UATA/33 обучены понимать диски такого большого объема. Графики чтения под UATA/33 ровные с начала до конца, что тоже не может не радовать.

О недостатках и достоинствах firmware дисков можно узнать и из сравнения результатов теста ATTO Disk Benchmark для разных моделей дисков. Во первых, испльзуемый по умолчанию в этом тесте размер тестового файла в 4 Мбайта уже не подходит для испытаний модели с буфером 8 Мбайт. Взгляните на первую диаграмму этого теста: файлы такого объема могут записываться на диск со скоростью до 80 Мбайт/с (с точки зрения операционной системы). И читаться тоже. То есть алгоритмам отложенной записи и упреждающего чтения, встроенным в firmware диска с буфером 8 Мбайт, есть огромное поле для деятельности :). Безусловно, это должно благоприятно сказаться на общей производительности диска в приложениях. Из сравнения диаграмм этого теста для двух моделей WD с разным размером буфера видно, что запись и чтение файла размером 16 Мбайт для модели WD1200JB происходит все-таки побыстрее, чем для модели с меньшим буфером. Особенно это ощущается для блоков размером от 4 до 16 кбайт и более крупных. Кроме того, есть некоторая разница при работе с самыми мелкими блоками (512 байт) для бистрого и медленного режимов поиска диска WD1200JB: при быстром поиске она явно лучше и аналогична диску WD1200BB. Посмотрим, как это скажется на работе дисков в приложениях.

В «офисном» Business Disk WinMark 99 под Windows 98 наш пионер-герой с буфером 8 Мбайт лидирует, тогда как WD1200BB ведет себя поскромнее, особенно под Windows 98SE. Отрыв «пионеров» от ближайших преследователей, и тем более от WD1200BB с меньшим буфером, просто огромен под Windows XP, а также для протокола UATA/33 под Windows 98, и доходит до 30%!!! Даешь большие буфера для конкретных пацанов! Отмечу также, что модель WD1200JB в режиме быстрого поиска под Windows XP ведет себя крайне интересно (заметно прибавляет в скорости для UATA/100 и тормозит для UATA/33). Видать шибко хитры микрокоды, которые почему-то изменяются при смене времени поиска. Под Windows 98 такого не наблюдается. В тестах профессиональных приложений High-End Disk WinMark 99 безоговорочная победа Больших Буферов наблюдается только под Windows XP, тогда как для Windows 98 диски IBM Deskstar 120GXP лидируют по-прежнему. Обычная модель WD1200BB и тут не блещет успехами, оказавшись твердым середнячком среди себе подобных, а прирост производительности за счет большого буфера здесь составил 15-20%. Чехарда результатов при изменении времени поиска для WD1200JB под Windows XP продолжается и для High-End тестов. Таким образом, в тестах WinBench 99 диски WD1200JB благодаря применению кэш-памяти 8 Мбайт просто великолепны, и сравниваются, а то и обгоняют SCSI-диски со скоростью вращения 10000-15000 об./мин., то есть фактически задают новые стандарты скорости IDE-дисков, к которым остальные будут стремиться по мере возможностей.

Предыдущие тесты проводились на файловой системе FAT32. На более медленной NTFS (Windows XP) ситуация слегка отличается: нет, WD1200JB по-прежнему «рулит», но вот WD1200BB уже подтянулся и делит серебро-бронзу с великолепными дисками IBM. Падение производительности при переходе с FAT32 на NTFS для дисков WD1200JB составило в среднем около 10%. Это меньше, чем потеря 15-20%, например, для дисков IBM. То есть большие буфера благоприятны и для NTFS, заметно сглаживая потерю быстродействия из-за особенностей этой файловой системы.

В тестах Intel IOmeter не все так однозначно, как в WinBench 99. На двух серверных паттернах (File server и Web-server) безусловно лидируют IBM 120GXP (кто бы в этом сомневался), но обе модели WD1200 напористо дышат им в спину, немного сдавая позиции только при малом количестве одновременных независимых потоков. Причем вариант WD1200JB с быстрым поиском в среднем немного выгоднее стандартного WD1200JB, а разницы между моделями WD с разным размером буфера практически не ощущается! Очевидно, микрокод, обслуживающий обльшой буфер, оптимизирован в этих моделях не для серверной работы, а для пользовательской. На паттернах рабочей станции и базы данных ситуация аналогична: IBM лидирует, а модели WD1200 идут следом, опережая диски остальных конкурентов, причем модель WD1200BB с меньшим буфером зачастую быстрее модели с большим! А вариант WD1200JB с быстрым поиском всегда шустрее стандартного WD1200JB.

Ситуация не сильно меняется для паттерна одновременного последовательного чтения/записи (50/50) крупными (64 кбайт) блоками, характерного для работы с потоковыми мультимедиа-задачами (видео, аудио и пр.). В «нашем» паттерне 64 R/W Data Streaming новые диски WD уступили только традиционным чемпионам «Максторам», влияние большого размера буфера практически незаметно, а сами диски WD хорошо подходят для работы с потоковыми и мультмедиа задачами. Впрочем, для работы в составе рабочих станций и серверов начального уровня новые диски WD тоже неплохо оптимизированы. Жаль только, что пока их firmware не позволяет получит ощутимого преимущества от использования большого размера буфера.

В заключение отметим, что применение буфера 8 Мбайт действительно позволило диску WD1200JB существенно (до 15-30%) прибавить в скорости в ряде тестов (например, WinBench 99) и обойти даже IBM 120GXP, тогда как при одинаковом размере буфера диск WD бесспорно уступает конкуренту от IBM. Таким образом, и разработчикам компании WD, и специалистам других компаний следует всерьёз задуматься над переводом линеек своих высокопроизводительных IDE-дисков на большой размер буфера — цена за микросхему, в общем, смешная (<$4), а выигрыш в скорости очень ощутимый. Нам же остается только дождаться этого эпохального решения — и можно будет окончательно забыть о SCSI-дисках во всех машинах, кроме серверов.