Жесткие диски объемом 400 Гбайт, некогда составлявшие высшую категорию настольных накопителей и стоившие поначалу огромных денег (вспомним хотя бы вышедших 2 года назад легендарных первенцев Hitachi Deskstar 7K400 Kurofune), хоть и смотрятся до сих пор гигантами на фоне по-прежнему широко востребованных 80-гигабайтников (см., например, нашу серию обзоров), но уже не воспринимаются пользователями эдакими монстрами, излишним баловством для не стесненных финансами. Объемы данных стремительно растут (хотя, конечно, персональные пользователи эти самые 400 Гбайт заполняют в основном мультимедиафайлами и дистрибутивами — порой спорной легальности ;)), а цены на емкие накопители стремительно падают. И прежде «неподъемные» для массового потребителя 400 и 500 Гбайт становятся все более популярными.
Дровишек в топку конкуренции подкидывают производители традиционно недорогих винчестеров, выпуская 400-гигабайтники по очень привлекательной цене: например, самые дешевые на данный момент предложения 400-гигабайтников исходят от Samsung с недавно обновленной серией SpinPoint T133 и T133S и минимальной ценой в московской рознице (на момент написания статьи) чуть более 130 долларов (подробности см. в конце статьи).
В этих условиях 400-гигабайтные десктопные жесткие диски становятся уже накопителями совсем иной ценовой категории — сугубо потребительской, для использования в недорогих ПК. И если ранее мы писали о продуктах такой емкости в «превосходной» степени, см., например, наши обзоры:
- Винчестеры Hitachi Deskstar 7K400 и 7K250 и новый рекорд объема накопителя — 400 Гбайт
- Seagate Barracuda 7200.8 и 7200.7 Plus — с пластинами 100 и 133 Гбайт в сравнении с UltraATA-моделями конкурентов
- Seagate NL35 ST3400832NS — 400 Гбайт для профессиональных применений
- WD Caviar RE2 WD4000YR и Caviar SE16 WD4000KD — 400 Гбайт для работы и развлечений
- WD4000YR против WD4000KD и WD2500KS и влияние NCQ на их производительность
то нынче «его превосходительства» оказались «со сломанными шпагами» — в роли простых подмастерий, хотя и умелых. А насколько «умелых», и в каких именно «ремеслах» — мы и будем разбираться по ходу дела. Итак, на очереди — знакомство с новыми (и первыми у данного производителя) 400-гигабайтниками Samsung SpinPoint T133 и T133S и интерфейсами UltraATA и Serial ATA соответственно.
В данной статье мы подробно познакомимся с моделями HD400LD и HD400LJ с буфером емкостью 8 Мбайт, а в следующей статье рассмотрим в деталях модель HD401LJ с вдвое большим буфером (16 Мбайт), набирающим популярность в категории старших настольных накопителей. Попутно нам предстоит выяснить, насколько хорошо работает NCQ в новых SATA-винчестерах корейского производителя, поскольку в предыдущей серии SpinPoint P120 с этим наблюдались некоторые проблемы.
А краткую предысторию развития жестких дисков Samsung в последние годы, небесполезную в данном контексте, можно почерпнуть из наших предыдущих обзоров:
- Жесткие диски Samsung HD300LD, SP2514N и SP2504C серий SpinPoint T133 и P120 с интерфейсами UltraATA и Serial ATA
- Жесткие диски Samsung SP2014N и SP2004C — более емкие пластины и поддержка Serial ATA II с NCQ
- Винчестеры на 80 Гбайт. Часть 3. Samsung HD080HJ, SP0812C и SP0802N — несколько поколений в одной серии SpinPoint P80
- Диски Samsung M60 HM120JI и HM100JI — интерфейс Serial ATA в корейских мобильных винчестерах
- Мобильные 120 Гбайт от Samsung и Seagate — жёсткие диски с интерфейсами UltraATA и Serial ATA
- Samsung SpinPoint M60 HM100JC на 100 Гбайт — новое поколение корейских дисков для ноутбуков
- Мобильные винчестеры Samsung MP0804H и MP0603H как потенциальные хиты продаж
- Samsung SpinPoint M40: первые мобильные винчестеры корейского гиганта в сравнении с пятитысячниками Hitachi GST Travelstar 5K80 и Seagate Momentus
- Samsung SpinPoint SP1604N и SP0411N — такие IDE диски будут продаваться в России
- Продолжение обзора линейки Samsung SpinPoint P80 — диски с буфером 8MB Parallel и Serial ATA
- Samsung SP1604N: 7200 rpm IDE жесткий диск — шаг к лидерству?
- Жесткие диски Samsung — движение вперед (результаты тестов HDD Samsung SP4002H, SP80A4H и SV4012H)
Серии SpinPoint T133 и T133S с пластинами по 133 Гбайт
Выпуском этих 400-гигабайтных моделей компания Samsung одолела очередной рубеж емкости, но важнее, что эти диски стали первыми накопителями Samsung, в которых используются пластины новой емкости — по 133 Гбайт каждая (300-гигабайтникии T133 использовали 100-гигабайтные пластины с меньшей линейной плотностью и скоростью). Таким образом, Samsung повторила достижение Seagate полуторагодичной давности, выпустившей 400-гигабайтные винчестеры Barracuda 7200.8 с тремя магнитными пластинами. Понятно, что угнаться за лидером непросто, но все же корейцы ввели в строй 400-гигабайтники лишь самыми последними из производителей десктопных жестких дисков. Тем более что собственно серия SpinPoint T133, к которым принадлежат эти винчестеры, была анонсирована почти год назад, и первые 300-гигабайтные накопители HD300LD этой серии попали на прилавки в самом начале этого года. Тогда же Samsung пообещала начать поставки и 400-гигабайтных винчестеров чуть позднее, что и сделала спустя полгода.
Напомним, что серия SpinPoint T133 принципиально отличается от предыдущей серии Samsung SpinPoint P120 переходом на использование трех магнитных пластин вместо максимум двух (собственно, серии T133 и T133S состоят только из трехпластинных моделей — даже новейшие 250-гигабайтные модели HD250KJ/HD250KD, — тогда как меньшие емкости по-прежнему покрываются сериями P120/P120S и P80/P80SD). Отличается, соответственно, и полностью переработанным корпусом (хотя сам контроллер остался почти без изменений), а также тем, что именно 400-гигабайтники стали первыми настольными накопителями этой компании, в которых производитель применил так называемые TMR-головки, основанные на туннельном магниторезистивном эффекте, более чувствительные, чем традиционные GMR-головки. Впрочем, TMR-головки уже достаточно давно применяются, например, Seagate в своих настольных накопителях, а также самой Samsung в мобильных винчестерах последнего поколения серии SpinPoint M60. В дополнение, в серии SpinPoint T133S компания чуть позднее предусмотрела и пару моделей с 16-мегабайтным буфером (остальные оснащены традиционным 8-мегабайтным).
Платы контроллеров двух 400-гигабайтных накопителей Samsung HD400LD и HD400LJ различаются, в основном, только поддерживаемым интерфейсом (чипы Marvell 88i6523 и 88i6525 соответственно):
Микросхемы дисковых процессоров и памяти для этих двух дисков показаны далее (к слову, они применялись и в дисках серии SpinPoint P120).
 |  |   |
Драйвер электромагнитных моторов в этих накопителях одинаков и тщательно «обвязан» емкостями и индуктивностями, см. фото ниже (по-видимому, для его питания используется дополнительный импульсный преобразователь напряжения).
Основные паспортные характеристики дисков Samsung серий SpinPoint T133, T133S и P120/P120S представлены в таблице 1.
| Серия | SpinPoint T133S | SpinPoint T133 | SpinPoint P120 и P120S |
|---|---|---|---|
| Модели | HD401LJ HD400LJ HD320LJ HD301LJ HD300LJ (HD250KJ) | HD400LD HD320LD HD300LD (HD250KD) | SP2504C SP2004C SP2514N SP2014N |
| Емкость магнитных пластин, Гбайт | 133 133 107 100 100 | 133 107 100 (100) | 125 100 125 100 |
| Емкость моделей, Гбайт | 400 400 300 250 | 400 300 250 | 250 200 250 200 |
| Число головок/пластин | 6/3 (5/3) | 6/3 (5/3) | 4/2 |
| Скорость вращения шпинделя, об./мин. | 7200 | ||
| Размер буфера данных, Мбайт | 8 (16 для HD401/301) | 8 | 8 |
| Интерфейс | Serial ATA 3.0 | UltraATA/100 (ATA6) | Serial ATA 3.0 и UltraATA/133 (ATA7) |
| Макс. скорость интерфейса | 3 (1,5) Гбит/с | 100 Мбайт/с | 3 Гбит/с и 133 Мбайт/с |
| Макс. скорость чтения/записи данных на пластину, Мбит/с | до 1000 | до 1000 | до 973 |
| Среднее время поиска при чтении, мс | 8,9 | 8,9 | 8,9 |
| MTBF, часов | 600 000 | 600 000 | 600 000 |
| Гарантированное количество старт-стоп циклов | 50 000 | 50 000 | 50 000 |
| Акустически шум вращения, дБА | 27 | 27 | 26 |
| Акустически шум поиска, дБА | 29 | 29 | 29 |
| Ударостойкость в работе (2 мс), G | 63 | 63 | 63 |
| Ударостойкость при хранении (2 мс), G | 300 | 300 | 350 |
| Температура, С, вкл.(выкл.) | +0…60 (-40…+70) | +0…60 (-40…+70) | |
| Потребление, ватт, не более, при: поиске (seek) при чтении/записи (R/W) в покое (idle) и сне (standby) | 10,5 10,0 8,4 1,3 (0,6) | 10,4 9,6 8,0 0,45 | 9,5 8,0 7,5 1,5 (0,7) |
| Вес, грамм, не более | 651 | 651 | 630 |
Интересно, что приводимые на сайте компании спецификации дисков этих серий немного изменились со времени нашего зимнего обзора, что нашло отражение в этой таблице (расширился модельный ряд, увеличилось заявленное энергопотребление и вес). Помимо уже отмеченных нами возросшей емкости и плотности записи новые диски Samsung T133 отличаются от своих предшественников серии P120 несколько возросшей скоростью внутреннего чтения-записи (пластины), а также слегка возросшим шумом и чуть меньшей ударостойкостью при хранении (пластин-то стало больше). Кроме того, немного возросло и энергопотребление дисков в работе, а также ток при раскрутке шпинделя с пластинами — до 800 и 2250 мА по шинам питания +5 В и +12 В соответственно против 650 и 1900 мА для P120). И это тоже неизбежная плата за большее количество пластин в пакете. Несколько странным выглядит отказ от использования более скоростного интерфейса UltraATA/133 (в новой серии, в отличие от старой) — теперь поддерживается только UltraATA/100, ATA6 (утилиты, впрочем, показывают наличие поддержки ATA7). Тем более что применяется тот же самый контроллер, а линейная скорость чтения пластин у 400-гигабайтников Samsung уже вплотную подобралась к лимиту полосы пропускания шины UltraATA/100.
Серия T133S отличается от T133 только интерфейсом — Serial ATA II со скоростью до 3 Гбит/с и поддержкой NCQ (и более широким модельным рядом с двумя моделями с буфером 16 Мбайт).
Впрочем, для лучшей совместимости с некоторыми старыми хост-контроллерами Serila ATA (VIA VT8237(R), VT6420/6421L, SiS964, Nvidia nForce2 MCP RAID/Gigabit) на накопителях предусмотрена перемычка (на фото — справа внизу), при помощи которой интерфейс диска можно перевести на скорость 1,5 Гбит/с (с сохранением поддержки NCQ на стороне диска).
Совсем недавно Samsung ввела в серии T133 и T133S новые 250-гигабайтные модели (5 головок, 3 пластины), хотя у меня есть подозрение, что поскольку они используют те же достаточно медленные 100-гигабайтные пластины, что и 300-гигабайтники этой серии, их производительность (в частности, на линейных операциях) окажется заметно ниже, чем у дисков SP25x4x серии P120 той же емкости (см. обзор).
Накопители Samsung SpinPoint T133/T133S поддерживают управление акустикой поиска через регистр AAM (доступно для управления потребителем при помощи популярных утилит типа Hitachi FeatureTool, HDDLife и пр.). По дефолту у исследованных нами дисков Samsung был установлен быстрый поиск (AAM disabled, скриншот слева), но мы оттестировали накопитель HD400LJ также и в режиме медленного поиска при AAM=128dec (скриншот программы HDD Life справа).
Перечислим (без комментариев) и те основные особенности и технологии в новых дисках серий T133 и T133S, которые выделяет сам производитель:
- Емкость 300 и 400 Гбайт
- До 133 Гбайт форматированная емкость пластин
- Интерфейс Ultra ATA/100 или Serial ATA 3.0
- Fluid Dynamic Bearing Spindle Motor Technology
- High Speed Dual Digital Signal Processor (DSP) Based Architecture
- ATA S.M.A.R.T. Compliant
- ATA Security Mode Feature Set
- ATA Host Protected Area Feature Set
- ATA Automatic Acoustic Management Feature Set
- ATA 48-bit Address Feature Set
- ATA Streaming Feature Set
- ATA Device Configuration Overlay Feature Set
- Multi-Burst On-The-Fly Error Correction
- NoiseGuard
- SilentSeek
- Hot-Plug & Hot-Swap capable
Напомню также новое обозначение моделей жестких дисков Samsung: цифрами обозначается только емкость в гигабайтах, две буквы перед цифрами обозначают класс (H — жестких диск, M или D — мобильный или настольный соответственно). Буква после цифр обозначает количество и тип головок (L=6, K=5, J=4, I=3, H=2), а последняя буква обозначает серию дисков и интерфейс. Кроме того, в моделях HD401LJ и HD301LJ, например, третья цифра (единица) обозначает буфер 16 Мбайт.
Участники и методика тестирования скоростных показателей
В настоящем сравнении принимают участие диски Samsung HD400LD и HD400LJ с буфером 8 Мбайт и интерфейсами UltraATA/100 и Serial ATA II соответственно, информация о которых представлена на скриншотах выше. Накопители были исследованы нами в этом материале как при помощи контроллера SiI3124-2 (с включенной и выключенной поддержкой NCQ), а также при помощи чипсетных контроллеров Serial ATA 1.0 и UltraATA/100 интеловского моста ICH5R. Для повышения корректности сопоставления всех результатов, а также по причине вопросов к интерфейсу UltraATA/100 на стороне диска HD400LD (низкая скорость, протокол 100 или все же 133 Мбайт/с?), последний был оттестирован нами как на ICH5 (безальтернативный UltraATA/100), так и при подключении к контроллеру SiI3124 по последовательному интерфейсу при помощи переходника (SATA-PATA на чипе Marvell 88i8030), поддерживающего, в принципе, и UltraATA/133. HD400LJ был дополнительно оттестирован на SiI3124 (с NCQ) в режиме тихого замедленного поиска (см. выше).
Для сравнения с нашими героями были привлечены различные накопители сходного класса (400-гигабайтники и некоторые диски меньшей емкости) из наших предыдущих обзоров (см. линки в начале статьи). Для большей ясности в представлении результатов тестов основная часть соперников также были испытаны нами на контроллере SiI3124. При этом результаты тестов дисков на SiI3124 приведены в верхней части диаграмм. Случаи использования или не использования NCQ с теми или иными дисками, поддерживающими NCQ, отмечены на диаграммах соответствующим образом (если иного не указано, то NCQ с SiI3124 задействована). Тем не менее, для некоторых винчестеров мы сочли возможным привести для сравнения результаты и с контроллером ICH5R (разумеется, без поддержки NCQ) — эти результаты сгруппированы в нижних строчках диаграмм под соответствующей отбивкой «ICH5R:»
Для тестов жестких дисков с интерфейсом ATA применялся стенд в составе:
- Процессор Intel Pentium 4 3.0C
- Материнская плата ABIT IC7-G на чипсете i875P
- Контроллер SiI3124-2 интерфейса Serial ATA II (NCQ, до 3Гбит/с) на шине PCI
- Системная память 2x256 Мбайт DDR400 (тайминги 2.5-3-3-6)
- Видеокарта Matrox Millennium G400
- Основной жесткий диск Seagate Barracuda SATA V
Диски жестко закреплялись на металлическом шасси корпуса системного блока и подключались к контроллерам SiI3124-2 (на шине PCI32/33) и моста ICH5R на материнской плате. Испытания проводились под управлением операционной системы MS Windows XP Professional SP1. Винчестеры тестировались как неразмеченными на разделы (в тестах Intel Iometer, H2Benchw и AIDA32), так и разбивались и форматировались штатными средствами операционной системы в зависимости от вида теста: одним NTFS-разделом максимально возможной емкости для тестов среднего времени доступа и снятия графика скорости чтения в WinBench 99 и двумя равновеликими разделами NTFS или FAT32 для остальных тестов (WinBench Disk WinMark 99, копирования файлов различными паттернами, теста ATTO Disk Benchmark, теста многопотокового чтения/записи Nbench 2.4 и теста быстродействия дисков в программе Adobe Photoshop). Разделы NTFS имели размер в половину объема диска каждый (то есть второй раздел начинался ровно со второй половины диска), а разделы FAT32 имели размер по 32768 Мбайт, причем, первый начинался в начале диска (на самых «быстрых» дорожках), а второй — ровно с середины диска по объему. Размер кластеров NTFS и FAT32 выбирался по умолчанию — 4 и 16 Кбайт соответственно. Для определения физических характеристик дисков (среднего времени доступа, скорости интерфейса и линейной скорости чтения/записи пластин) использовались тесты AIDA32, H2benchw и WinBench 99. Для оценки общей производительности мы используем многочисленные паттерны в Intel Iometer, неплохой тест C'T H2Benchw, работу с диском программы Adobe Photoshop, многопотоковые чтение и запись файлов конечного размера (100 Мбайт) и общепризнанный WinBench 99 (хотя на последний мы не очень опираемся в выводах, поскольку неоднократно была замечена оптимизация дисков и контроллеров именно под него).
Результаты базовых тестов
Сначала — графики скорости линейного чтения для дисков (кликните по ним, чтобы посмотреть полные рисунки).
 |  |
Samsung SpinPoint T133 HD400LD | Samsung SpinPoint T133S HD400LJ |
 |  |
Samsung SpinPoint T133 HD300LD | Samsung SpinPoint P120 SP2504C |
 |  |
Seagate NL35 ST3400832NS v5.00 | Seagate B7200.8 ST3400832AS v3.02 |
 |  |
WDC RE2 WD4000YR | WDC SE16 WD4000KD |
 |  |
| Hitachi Deskstar 7K400 | Hitachi Deskstar T7K250 HDT722525DLA380 |
Скорость линейного чтения у 400-гигабайтных новинок Samsung весьма высока — выше, чем у подавляющего большинства дисков конкурентов той же емкости (поспорить с ними в этом могут разве что диски Seagate серий Barracuda 7200.9 и 7200.10 на гораздо более емких пластинах). Вместе с тем, если вспомнить про 250-гигабайтные накопители Samsung P120 на 125-гигабайтных пластинах, то окажется, что наши герои ушли от своих весьма удачных предшественников не так далеко, и демонстрируемые ими высокие значения скорости линейного доступа вполне закономерны и предсказуемы. По этому параметру HD400LD/LJ примерно на треть быстрее, чем диски HD300LD/LJ той же серии, что наводит нас на мысль о том, что Samsung при форматировании (адаптивном, конечно) пластин для своих 400-гигабайтников T133 просто на треть увеличила линейную плотность записи вдоль дорожек (BPI), сохранив в среднем неизменной (относительно 100-гигабайтных пластин моделей HD300Lx) плотность треков вдоль радиуса (TPI). И это, надо сказать, весьма нетрадиционный подход к наращиванию плотности, поскольку гораздо чаще производители увеличивают в первую очередь именно TPI. Видимо, таким подходом мы обязаны именно переходу с GMR-головок (в HD300) на TMR-головки (в HD400), позволившие на треть уменьшить эффективную длину магнитного бита.
По абсолютным показателям линейной скорости 400-гигабайтние винчестеры Samsung сейчас лучшие среди дисков данной емкости, и если вспомнить великолепное выступление их предшественников SP2504C и SP2514N, то мы вправе ожидать от этих новинок высочайших результатов в тестах потребительских приложений.
Вместе с тем, по скорости работы интерфейса диски серии SpinPoint T133 несколько разочаровывают: мало того, что интерфейс Serial ATA у них оказывается едва ли не самым медленным среди конкурентов (это отчасти можно еще скомпенсировать применением Serial ATA 3 Гбит/с на тех чипсетах, где эта скорость поддерживается — тоже ведь не везде, и о ней можно точно забыть, если контроллер сидит на шине PCI32/33), но так ведь PATA-модель HD400LD демонстрирует скорость интерфейса, фактически равную максимальной скорости линейного чтения магнитных пластин этих дисков, что никак нельзя признать удовлетворительным, поскольку при этом пропадают многие прелести от кэширования дисковым буфером. Наши попытки заставить работать HD400LD на UltraATA/133 (при помощи ли сериализатора, см. диаграмму, или подключением к чипсетам, например, Nvidia и VIA) успеха не возымели. И нам остается лишь подчеркнуть, что интерфейс UltraATA/100 (а точнее — его более низкая, чем у конкурентов, скорость и отказ от былой поддержки UltraATA/133) является критически узким местом винчестеров Samsung HD400LD, что неминуемо должно снизить их производительность на операциях, критичных к кэшированию данных буфером накопителя. Да и скорость работы SATA 1.0 инженерам Samsung не мешало бы повысить в своих винчестерах T133S (наши результаты оказались практически одинаковыми с использованием «интерфейсной» перемычки на диске и без нее — падение не более 1-2% при наличии джампера).
По измеренному среднему времени доступа 400-гигабайтные диски Samsung звезд с неба не хватают, демонстрируя типичные для серий T133, P120 и P80 значения чуть выше 14 мс в режиме быстрого поиска и уступая по этому показателю всем конкурентам с аналогичной емкостью. Здесь гораздо важнее другое — и это обнаружилось ТОЛЬКО для дисков серии T133/T133S: эту максимальную скорость случайного доступа диск способен демонстрировать только в единственном случае — если SATA-модель серии T133S подключена к контроллеру с поддержкой NCQ (Native Command Queuing)! Если модель T133S подключена к старому хост-контроллеру без поддержки NCQ, или поддержка NCQ в данной конфигурации заблокирована драйверами контроллера (по опциям или через реестр), то среднее время доступа у T133S возрастает примерно на 1,5 мс — до 15,5-16 мс! То же самое наблюдается для PATA-модели HD400LD (и, кстати, отсутствовало у исследованной нами в начале года модели HD300LD этой же серии): среднее время доступа у этого накопителя составляет примерно 15,5 мс вне зависимости от способа подключения к хосту, что соответствует, на самом деле, режиму тихого замедленного поиска (см. результаты для HD300LD на диаграмме выше), хотя, по сути, для HD400LD в этот момент никакого тихого поиска через регистр Acoustics Management задано не было (по дефолту AAM=disabled)! Более того, аналогично, если мы зададим режим тихого поиска (AAM=128dec) для SATA-диска HD400LJ, то даже при работе с NCQ-контроллером этот накопитель покажет среднее время доступа на уровне все тех же 15,5-16 мс, что лишний раз подтверждает найденные нами закономерности.
Так что же, на самом деле, происходит с поиском в новых дисках Samsung T133/T133S? Почему время так возрастает, а скорость падает? К сожалению, получить точный ответ на данный вопрос у корейских специалистов за несколько месяцев, прошедших со времени получения нами этих результатов, мы так и не смогли. Инженеры Samsung лишь подтвердили полученные нами данные при помощи профессиональной программы DriveMaster на других экземплярах дисков HD400LJ той же серии, «списав» это на последствия влияния NCQ. Между тем, NCQ сама по себе, конечно, не влияет на среднее время случайного чтения мелкими блоками при единичной глубине самой очереди (а именно так и измеряются приведенные выше значения). Поэтому дело не в самой NCQ. :)
И здесь будет очень уместно вспомнить накопители Seagate Barracuda 7200.8, где мы могли в свое время наблюдать точно такую же картину: PATA-модели демонстрировали поиск на уровне 15-15,5 мс (для среднего времени доступа при чтении) независимо от способа подключения и состояния регистра AAM (впрочем, AAM у эти дисков для управления потребителем закрыт), тогда как SATA-модели этой же серии обладали встроенной «фичей», благодаря которой с NCQ-хостом эти винчестеры демонстрировали быстрый поиск (в районе 13 мс для среднего времени доступа при чтении), а с хостом без поддержки NCQ скорость доступа падала до тех же 15 мс. К счастью, разработчики Seagate не стали тогда утаивать шила в мешке и после «допроса с пристрастием» сознались, что встроили в микропрограмму своих SATA-накопителей «переключатель», переводящий их в режим замедленного поиска, если хост не поддерживает NCQ. Видимо, программисты Samsung решили последовать заразительному примеру лидера отрасти, только сделали это с явным запозданием и не очень оправданно для конечного потребителя.
Впрочем, с выпуском следующей серии Barracuda 7200.9 в Seagate отказались от этой «порочной» практики искусственного занижения скорости поиска для PATA и non-NCQ вариантов использования своих накопителей. Будем надеяться, что программисты Samsung также вскоре откажутся от идеи использования аналогичной «фичи», и уже в новых прошивках для 400-гигабайтников T133/T133S мы увидим полноценный, без искусственного обрезания скорости поиск вне зависимости от способа подключения и интерфейса. Тем более что регистр AAM у дисков Samsung (в отличие от Seagate) не заблокирован, и пользователь может сам легко задать нужные ему параметры поиска.
Об эффективности работы алгоритмов отложенной записи firmware диска и кэширования записываемых данных в буфере диска можно попытаться судить по тому, как падает среднее, измеренное под операционной системой, время доступа при записи относительно чтения при включенном write-back кэшировании накопителя. Для этого мы используем результаты тестов C'T H2benchW и Iometer.
Кэширование случайной записи у дисков Samsung HD400LJ и HD400LD осталось примерно на том же уровне, что и у менее емкого HD300LD той же серии, причем почти вне зависимости от используемого интерфейса и контроллера. Единственное ухудшение этого параметра наблюдается, если диск переведен в режим тихого поиска самим пользователем (через AAM), хотя в примерно таком же (по времени доступа) режиме тихого поиска, «включенном» через отказ от NCQ или переход на PATA (см. выше), мы не видим данного ухудшения. Видимо, переводя диск в режим Quiet Seek через AAM, микропрограмма накопителя меняет каким-то образом и алгоритмы/параметры кэширования, что и находит отражение в результатах тестов (позднее мы увидим еще несколько подтверждений этому предположению).
К сожалению, диски серии T133/T133S оказались не самыми лучшими по кэшированию случайной записи, уступив в этом не только накопителям Hitachi и WD, но даже своим предшественникам серии SpinPoint P120. И обогнав лишь диски Seagate поколения Barracuda 7200.8. Жаль, что при переходе от P120 к T133 (с тем же, заметим, контроллером) корейские программисты не перенесли все лучшее в новый код.
Результаты аналогичного сравнения при помощи теста Iometer (3-х и 5-минутные паттерны), с хорошей точностью совпадающие с данными теста H2BenchW, подтверждают сделанные ранее выводы.
Попутно заметим, что для адекватного измерения данных параметров (случайного времени доступа при записи или чтении блоками 512 байт) совершенно необязательно проводить каждое из таких измерений по 10 и более минут. Практика показывает, что для этих целей вполне достаточно трех минут (а то и меньше, как в WinBench 99 и H2benchW), чтобы получить значения с вполне достаточной для таких целей погрешностью менее 1%. Апелляция к тому, что только при количестве запросов «не менее 60 тысяч» получается «устоявшееся время отклика диска, не зависящее от объёма его кэш-буфера», в данном случае несостоятельна, поскольку, во-первых, количество сегментов кэш-памяти диска на практике крайне редко превышает 128 (их слишком большое количество невыгодно для самой микропрограммы), то есть 3 минуты измерений уже обеспечат точность лучше 0,5%. А во-вторых, графики изменения среднего времени доступа во времени (например, в программе AIDA/Everest, или снятые многократным повторением измерений в тех же WinBench 99, H2benchW и Iometer; даже для PMR-дисков) показывают полную независимость этого параметра при записи (и тем более — при чтении) как от длительности самого измерения, начиная с 1-2 минут, так и от размера буфера жесткого диска (имеется ввиду отсутствие сколько-нибудь заметного изменения на начальном этапе, когда устоявшееся время отклика могло бы «зависеть от объёма его кэш-буфера» и количества сегментов. ;)
Как правило, «устоявшееся время отклика диска, не зависящее от объёма его кэш-буфера», устанавливается уже после нескольких первых секунд (единиц секунд) после начала измерения скорости случайной записи, и это подтверждается многократными измерениями. Исключение составляют только случаи, когда калибровочные таблицы доступа меняются по ходу прогрева диска (например, на начальном этапе у Maxtor), или микропрограмма диска по ходу анализа характера обращений решает изменить политику кэширования на более эффективную или характер поиска на более «щадящий». Но такие случаи уже требуют индивидуального подхода к измерениям, и простое увеличение времени измерений с 2-3 до 10 минут вряд ли спасет. Наоборот, «точечные» измерения с развертыванием характера изменения параметра во времени окажутся здесь гораздо более правильными и показательными, нежели «средняя за 10 минут температура по больнице». :)
Итак, наши герои Samsung HD400LJ и HD400LD продемонстрировали выдающиеся значения скорости линейного доступа, вплотную подступив к рубежу 80 млн. байт/с. Однако невысокие показатели этих накопителей по скорости интерфейсов, при кэшировании случайной записи и при скорости доступа при чтении, а также непонятная политика снижения скорости доступа для non-NCQ и PATA-вариантов использования ставят под сомнение улучшение дисками HD400LJ и HD400LD показателей выдающихся предшественников Samsung SP2504C и SP2514N серии SpinPoint P120 при выполнении различных потребительских задач и приложений. В чем мы и попробуем разобраться далее.
Быстродействие в приложениях
Сначала посмотрим, насколько диски оптимизированы для многопотоковой работы. Здесь должны наглядно проявиться как преимущества и недостатки работы NCQ в дисках, так и выгоды от той или иной реализации упреждающего чтения и отложенной записи с кэшированием в буфере диска. Для этого я традиционно использую тесты в программе NBench 2.4, где файлы размером 100 Мбайт записываются на диск и читаются с него несколькими одновременными потоками — как близко, так и далеко отстоящими друг от друга на диске (в данном случае используется FAT32). На диаграмме показаны только усредненные по нескольким паттернам результаты для чтения и записи (подробные результаты по паттернам можно посмотреть в следующей статье, посвященной HD401LJ).
Различные жесткие диски Samsung на протяжении последнего времени стабильно демонстрируют великолепное кэширование многопотоковой записи. Новинки не оказались исключением: вкупе с высочайшей скоростью линейного доступа эффективное кэширование записи выводит HD400LJ в безоговорочные лидеры в этом тесте. Вместе с тем, и здесь можно отметить ряд сомнительных моментов. Во-первых, крайне низкая скорость интерфейса PATA-модели HD400LD приводит к тому, что эффект от кэширования записи для нее существенно (на 20% с NCQ и на 7-9% без NCQ) снижен по сравнению с SATA-аналогом HD400LJ (похожее, хотя и менее наглядно, мы уже наблюдали для SP2514N и SP2504C). Во-вторых, без использования NCQ скорость многопотоковой записи 100-мегабайтных файлов у HD400LJ заметно падает (на 13-14%). Если сравнить это с 11-процентным падением скорости для SP2504C при отключении NCQ, то становится понятным, что вклад описанного выше физического замедления поиска здесь невелик, но именно отключение поддержки NCQ играет решающую роль. То есть NCQ при записи здесь работает достаточно эффективно. В-третьих, перевод накопителя HD400LJ в режим тихого поиска регистром AAM приводит к катастрофическим последствиям: падению производительности на 35%. Очевидно, что подмеченное выше при измерении времени случайной записи скорости в этом режиме явно отражает переключение на менее эффективные алгоритмы отложенной записи в буфере диска, так что даже NCQ не спасает картину. Наконец, отрыв HD400LJ от предшественника SP2504C в этом тесте оказался достаточно мал (около 8%), что, однако, примерно согласуется с преимуществом первого по скорости линейного доступа.
При многопотоковом чтении результаты для HD400LJ без использования NCQ оказываются более чем в полтора раза лучше (!), чем с NCQ. И это на фоне того, что скорость позиционирования при этом замедляется. К слову, у дисков WD и Seagate мы наблюдаем прямо противоположную картину — NCQ влияет положительно в этом тесте. Воистину, «не все NCQ одинаково полезны». :) И программистам Samsung следует уделить повышенное внимание корректной реализации NCQ при чтении. Более того, оказывается, что именно предшественники Samsung SP2504N и SP2504C (с отключенной NCQ) становятся абсолютными лидерами в многопотоковом чтении (если не брать в расчет диски Maxtor), оставляя позади 400-гигабайтных новичков Samsung. Что подтверждает сделанные нами ранее замечания о некотором ухудшении алгоритмов микропрограммы при переходе от P120 к T133.
Теперь посмотрим, как диски ведут себя в «преклонных», но до сих пор популярных тестах Disk WinMark 99 из пакета WinBench 99. Напомню, что мы проводим эти тесты не только для «начала», но и для «середины» (по объему) физического носителя для двух файловых систем, а результаты усредняем. Подчеркнем, что драйвер контроллера SiI3124 в данном случае имеет оптимизацию на файловой системе, кэшируя обращения операционной системы и укрупняя блоки обращений, поэтому сверхвысокие показатели на этом контроллере в тесте Business не стоит принимать слишком «близко к сердцу». :)
В целом наличие NCQ не играет здесь особой роли, хотя все же для Samsung HD400LJ ухудшение от поддержки NCQ на FAT32 несколько меньше, чем для дисков Seagate и WD. На контроллере ICH5 диски HD400LJ и HD400LD оказываются одними из лучших, немного опережая SP2504C и много — HD300LD/LJ.
В тесте High-End Disk WinMark 99 влияние кэширования контроллера SiI3124 меньше (хотя все же есть), и снова без NCQ результаты оказываются чуть лучше, хотя HD400LJ по любому лидирует среди аналогов той же и близкой емкости. Отставание HD400LD от лидера (несмотря на некоторое превосходство по линейной скорости у данного экземпляра) объясняется худшим кэшированием из-за низкой скорости интерфейса.
Теперь — комплексные тесты оценки производительности дисков в пакетах PCMark04 и C'T H2BenchW. Оба они используют «проигрывание» предварительно записанных команд активности накопителей (обращений) в соответствующих приложениях и измеряют скорость прохождения каждого из скриптов, после чего результаты усредняются.
В дисковом тесте популярного Futuremark PCMark04 традиционно лидируют диски WD и Hitachi, однако Samsung HD400LJ с поддержкой NCQ смог вплотную подобраться к лидерам, обогнав большинство конкурентов, хотя преимущество над SP2504C у него невелико. Прирост скорости от применения NCQ здесь вроде бы есть, хотя его можно приписать и лучшей скорости поиска в этом режиме. HD400LD снова страдает от низкой скорости интерфейса.
Похожая диспозиция прослеживается и в сходном трековом тесте C'T H2benchW, где, однако, без NCQ наш герой оказывается в лучшем положении, несмотря на худшее время поиска.
Тест на скорость работы с временным файлом программы Adobe Photoshop вновь выводит в призеры NCQ-вариант HD400LJ, хотя заслуга ли это самой NCQ или более быстрого поиска, нельзя сказать однозначно (скорее, все же поиска). Вместе с тем, HD400LJ (и тем более — HD400LD) уступает в этом тесте и дискам меньшей емкости от Maxtor и Hitachi, и своему же 250-гигабайтному предшественнику SP2504C (снова вспоминаем о том, что «лучшее враг хорошего» в отношении к усилиям корейских firmware-писателей). :)
Тесты в Intel Iometer
Для имитации работы дисков в различных приложениях мы также используем специальные паттерны в программе Intel Iometer. Сперва — традиционные распространенные паттерны, предложенные Intеl и сайтом Storagereview.com — DataBase, File Server, Web Server и Workstation, характеризующие в большей степени профессиональную работу накопителей в серверах и серьезных рабочих станциях. Сразу приведу усредненные данные по этим паттернам и четырем очередям запросов (1, 4, 16 и 64). (Детальные результаты по каждому из паттернов приведены в следующей статье о HD401LJ.) Усреднение проводилось геометрически без весовых коэффициентов.
Неожиданностей здесь не наблюдается: 400-гигабайтные винчестеры Samsung демонстрируют в серверной работе весьма скромные результаты (из-за низкой скорости доступа и десктопной оптимизации firmware). Хотя использование NCQ (вкупе с убыстренным поиском) и способно немного поднять скорость работы этих дисков, она все равно оказывается меньше, чем у старших представителей серии SpinPoint P120. То есть для данных задач гнаться за большой емкостью дисков Samsung явно не стоит.
Это подтверждают и тесты в паттерне Рабочая станция, хотя старшие Самсунги смотрятся здесь уже не столь посредственно.
Теперь — наши паттерны для Iometer по чтению, записи и копированию крупных и мелких файлов, более близкие по назначению пользователям настольных ПК и near-line-применений, хотя случайный характер обращений в пределах всего физического носителя в данных паттернах адекватен и профессиональному профилю использования накопителей. Усредненные по очередям запросов показатели для всех дисков в этих шести тестах представлены на трех следующих диаграммах.
При имитации случайных чтения и записи крупных файлов явные лидеры — это 400-гигабайтные диски WDWD4000KD, а также, внимание, Samsung SP2504C! К сожалению, новички серии T133/T133S существенно уступают предшественнику при записи крупных файлов, хотя и идут с ним примерно на одном уровне при чтении таких файлов. Диск HD400LD явно сдерживает низкая скорость интерфейса и замедленный поиск, а положительного влияния NCQ для HD400LJ здесь практически не прослеживается (скорее, наоборот, учитывая ускорение поиска). Любопытно, что HD300LD с гораздо меньшей скоростью линейного доступа здесь демонстрирует не худшую (а даже чуть лучшую) производительность, чем диски HD400Lx.
Чтение мелких файлов чуть лучше дается SATA 400-гигабайтнику Samsung (благодаря более быстрому поиску?), хотя SP2504C снова вне конкуренции, уступая, тем не менее, накопителям Hitachi, Maxtor и WD с меньшей линейной скоростью.
При имитации копирования крупных файлов по случайным адресам в пределах всего диска можно наблюдать полную гегемонию дисков Samsung (это фирменная оптимизация современных дисков Samsung), причем опять мы видим проигрыш новичков старичку SP2504C даже при наличии NCQ (которая хоть немного скрашивает этот проигрыш). При имитации случайного копирования мелких файлов снова впереди именно SP2504C, хотя и с меньшим преимуществом.
По результатам геометрического усреднения шести предыдущих паттернов (чтение, запись и копирование файлов по случайным адресам) при глубине очереди от 1 до 64 быстрее всех закономерно оказывается диск Samsung SP2504C, а HD400LJ с NCQ неожиданно оказался на втором месте (и на первом среди 400-гигабайтников) — за счет хороших результатов при копировании файлов. Таким образом, в среднем HD400LJ и отчасти HD400LD оказываются достаточно хороши на данных файловых операциях, хотя заметное отставание их от старших накопителей серии P120 заставляет лишний раз задуматься «о былом». ;) Влияние собственно NCQ на производительность HD400LJ здесь можно признать минимальным (как, впрочем, и у дисков Seagate и WD)
Результаты паттернов имитации дефрагментации мы приведем здесь без комментариев (тенденции повторяются).
А в паттерне потокового одновременного чтения-записи крупными или мелкими блоками (что может характеризовать, например, работу систем сбора, хранения и выдачи мультимедиаданных в near-line-СХД и серверах, а также работу ПК или рабочей станции при редактировании видео-аудио) ситуация для Samsung HD400LJ оказывается весьма благоприятной: безусловно лидируя на 4-килобайтных блоках, этот диск демонстрирует выдающиеся показатели и на 64-килобайтных блоках при неединичной очереди запросов, в чем ему явно помогает поддержка NCQ (без нее при QD=4 скорость оказывается, как и при QD=1). Впрочем, и HD400LD с ULtraATA/100 оказывается в этих задачах достаточно высокоскоростным — потоковой работе невысокая скорость интерфейса почти не мешает.
Акустический шум
Чисто субъективно, данные 400-гигабайтники Samsung шумят в работе меньше, чем их емкостные аналоги от Hitachi, Seagate и WD. Впрочем, они все же не настолько тихи, как менее емкие диски Samsung и WD. Подробнее к этому вопросу и к энергопотреблению/тепловыделению данных накопителей мы, возможно, вернемся в другой раз.
Ценовая информация
Средняя текущая цена (количество предложений) на рассмотренные диски объемом 400 Гбайт в московской рознице:
| Samsung SpinPoint T133S HD401LJ | Н/Д(0) |
|---|---|
| Samsung SpinPoint T133S HD400LJ | Н/Д(0) |
| Samsung SpinPoint T133 HD400LD | Н/Д(0) |
| Hitachi Deskstar 7K400 HDS724040KLSA80 | Н/Д(0) |
| Hitachi Deskstar 7K400 HDS724040KLAT80 | Н/Д(0) |
| Seagate Barracuda 7200.8 ST3400832AS | Н/Д(0) |
| Seagate Barracuda 7200.8 ST3400832A | Н/Д(0) |
| Seagate Barracuda 7200.9 ST3400833AS | Н/Д(0) |
| Seagate Barracuda 7200.9 ST3400633AS | Н/Д(0) |
| Seagate Barracuda 7200.9 ST3400833A | Н/Д(0) |
| Seagate Barracuda 7200.9 ST3400633A | Н/Д(0) |
| WD Caviar RE2 WD4000YR | Н/Д(0) |
| WD Caviar SE16 WD4000KD | Н/Д(0) |
На момент написания этой статьи лучшие розничные предложения всех трех 400-гигабайтников Samsung в Москве колебались в районе цены чуть выше 130 долларов, что является выдающимся показателем, поскольку даже из этой таблицы видно, что диски аналогичной емкости конкурентов пока даже близко не могут составить ценовой конкуренции корейцам. При этом особой разницы в цене для моделей с разными интерфейсами и разным размером буфера у Samsung не прослеживается (в отличие от конкурентов).
Заключение
Итак, Samsung можно поздравить с выходом на рынок новых моделей SpinPoint T133 емкостью 400 Гбайт, которые сочетают в себе, по крайней мере, три важных качества — высокую емкость при весьма низкой цене и вполне достойной производительности в потребительских задачах. И хотя конкуренты уже давно предлагают диски этой емкости и даже более емкие накопители, усилия Samsung по экспансии на рынок «дешевых терабайтов» сложно переоценить. ;) А, учитывая уже начавшееся появление у Samsung и 166-гигабайтных пластин, от корейцев можно ждать в скором и 500-гигабайтных «догонялок».
Касательно накопителей Samsung HD400LJ и HD400LD хочется сказать, что я поначалу ожидал от них большего триумфа и даже надеялся, что применение пластин по 133 Гбайт с TMR-головками позволит им одолеть такие вершины производительности, что заслужить наш приз «За оригинальный дизайн» им будет, как «два байта переслать». :) Действительно, после крайне удачных моделей SP2504C и SP2514N дальнейшее повышение плотности и емкости, казалось, могло только позитивно сказаться на быстродействии. Однако ожидаемого, увы, не произошло. И 400-гигабайтные новички, действительно прибавив в скорости линейного доступа, унаследовали от своих 250-гигабайтных предшественников далеко не все лучшие качества. В упрек T133 можно привести и относительно низкую скорость интерфейса (особенно критичную для UATA/100-модели, что сказывается на эффективности кэширования), и достаточно высокое время доступа (особенно в свете перехода на «сомнительную» политику «замедления» поиска в зависимости от интерфейса и поддержки NCQ), и неоптимальное использование собственно NCQ, и даже некоторое ухудшение алгоритмов кэширования записи и чтения по сравнению с теми же SP25x4x, из-за чего новички даже проигрывают своим предшественникам в ряде тестов. И хотя в целом диски HD400LJ и HD400LD сохранили весьма неплохой уровень производительности при выполнении типичных задач персонального пользователя, нередко опережая диски аналогичной емкости от конкурентов, признать за ними пальму первенства при всем желании не получится. Продукт неплохой для ПК, не более того.
Впрочем, мы еще не рассмотрели модель HD401LJ с буфером 16 Мбайт. Как знать, может быть, удвоение объема кэш-памяти вознесет новинки Samsung на прежде недосягаемые высоты, как это случилось пару лет назад с 300-гигабайтниками Maxtor?... ;)
