Arial Georgia Tahoma Times New Roman Verdana

Жесткие диски с интерфейсом SCSI в 2000 году. Июль

Традиционно SCSI диски считались предназначенными для класса High-End, однако некоторое снижение стоимости в ближайшие время и повышение уровня задач, выполняемых на обычных ПК повысило интерес к ним. Действительно, развитие мультимедиа, цифрового видео, DVD потребовало от накопителей не только большого объема (например, MPEG2 хорошего качества на обычном CDROM уместится всего 20 минут, а необработанный фильм занимает до 200GB), но и возросших скоростей — один поток необработанного цифрового видео пребует примерно 20MB/sec. Конечно сегодня появились IDE жесткие диски, порой не уступающие по скорости SCSI и даже IDE RAID контроллеры. Это сильно подорвало позиции SCSI (даже AMI и Adaptec выпустили свои IDE контроллеры!).  Но не будем забывать, что SCSI сегодня — это уже скорость до 160MB/sec и объем более 1000GB на один канал, по этим параметрам IDE еще не скоро его догонит. Таким образом для систем с необходимостью таких объемов и скоростей альтернативы нет. Только не забудьте приготовить побольше денег :).

Что касается скорости, где один из главных показателей — скорость вращения, первый SCSI диск с RPM 7200 был представлен в 1992 году, затем, в 1996 Seagate представил революционную 10K RPM Cheetah. И вот, еще через 4 года был анонсирован первый диск с RPM 15K Cheetah X15. И весь этот прогресс сначала приходил на рынок SCSI дисков. Даже первая ATA модель с RPM 7200 появилась только в 1997 году, позже чем SCSI Cheetah.

Развитие интерфейса SCSI также не отставало. Мы уже несколько раз писали о последних его версиях — Ultra2 SCSI и Ultra160. Стандартом Ultra3 (ANSI SPI-3) предусматривается несколько новшеств. Производители первоначально использовали несколько усеченный вариант, его назвали Ultra160/m SCSI, и он использовал три нововведения из предусмотренных пяти: 160MB/sec скорость передачи и double transition clocking (передача данных по обоим фронтам тактового сигнала), проверку CRC и domain validation (контроль окружения). Современные диски (Quantum, IBM) уже используют полный вариант, кроме трех перечисленных он включает Packetization и Quick arbitration select (QAS). Эти технологии направленны на оптимизацию управления SCSI шиной, уменьшают задержки при передаче команд и protocol overhead. Заметим, что есть и некоторая путаница в названиях — SCSI-3, Ultra3, Ulta160/m, Ultra160, однако это не очень страшно, поскольку все реализации SCSI-3 по определению совместимы. Больше проблем может вызывать подбор SCSI контроллера, поскольку что именно реализованно, например, в Adaptec 29160 неизвестно, у производителя есть только упоминание естественно о 160MB/sec скорости и domain validation, так что, похоже, контроллеры отстают от жестких дисков, и для полного использования Ultra160 нужно дождаться их второго поколения. Кроме того Ultra/160 полностью обратно совместим с Ultra2 и обеспечивает в этом режиме работу со скоростью до 80MB/sec.

В таблицах приводятся основные данные жестких дисков, за которые идет борьба. Кроме скоростных показателей это: физический размер диска — высота, уровень шума, потребляемая мощность и устойчивость к внешним механическим воздействиям. Данные приведены только для моделей с традиционными SCSI интерфейсами. У выпускающихся вариантов с Fibre Channel обычно больше буфер и потребляемая мощность. Заметим, что поскольку методики измерения параметров у разных компаний могут отличаться, то сравнение дисков по эти данным не совсем корректно. Бывает даже, что для одной и той же модели в разных документах приводятся разные цифры. Поэтому мы провели тестирование некоторых моделей жестких дисков в программах Winbench 99 и Adaptec ThreadMark 2.0. Несмотря на то, что тестирование производилось на контроллере, максимальная скорость передачи данных которого по SCSI шине достигает всего 40MB/s (точнее, Ultra2 контроллер использовался в UltraWide режиме), ни один из тестируемых дисков не дотягивал по скорости чтения с поверхности до этой планки (кроме одного,  представленного последним :) подробнее читайте ниже). Для надежности мы сравнили работу быстрых дисков в режимах UW и Ultra2, при этом разница в тестах Winbench 99 не превысила 2%. Конечно, при использовании более одного диска на канале, использование Ultra2 более заметно и оправдано. Что касается конфигурации ПК, то это последние тесты, которые делаются на UWSCSI контроллере и процессоре Celeron (SuperMicro P6DBU, Celeron 450, 64MB RAM). Для следующего тестирования будет применяться более быстрый контроллер и процессор Pentium III. Для самых последних моделей дисков пришлось изменить параметр теста Winbench 99 Disk Inspection CPU Utilization Test Transfer Rate с обычных 4000 тысяч байт в секунду до 20000. Также некоторые тесты на новых дисках просто не работали. Кроме того, могут показаться странными некоторые результаты — например скорость 68300MB/sec в тесте FrontPage, но оставим это на совести разработчиков тестов и будем искать новый.

Quantum

Quantum для своей серии SCSI дисков уже давно использует название Atlas и похоже не собирается его менять. Такая консервативность сильно упрощает выбор конктерной модели, в отличие от Seagate и IBM, которые менее просто называют свои диски, используя одновременно 2-3 названия. Часто продукция Quantum является передовой и по возможностям и по скорости (хотя первый 10000 RPM диск выпустил Seagate). Что касается субъективных впечатлений, то претензий к продукции Quantum ни по скорости, ни по надежности нет. Диски работают достаточно тихо, греются не сильно. Но, конечно, Atlas 10k нужно охлаждать дополнительно. Заявленная максимальная рабочая температура составляет 50-55 градусов. Очень порадовало, что цифры, приведенные в описании, хорошо согласуются с измерениями (особенно Sustained Throughput). Испытанный Atlas 10k также отличился отсутствием дефектов на поверхности (смотрелось Adaptec SCSI Explorer 32), хотя, скорее, это просто альтернативная реализация команды выдачи списка дефектов :) Несмотря на существование технологии S.M.A.R.T., каждый производитель придумывает свое расширение/альтернативу. У Quantum это Data Protection System (DPS), которая вместе с Quantum Shock  Protection System и температурным контролем повышает общую надежность систем.

Результаты тестов: Atlas IV 9GB (KN09L011), Atlas V 9GB (XC09L011), Atlas V 18GB (XC18L011), Atlas 10k 9GB (TN09L011) и Atlas 10k II 9GB (TY09L011).

Seagate

У компании Seagate немного больший диапазон моделей. Однако, можно заметить, что, например, модель Barracuda 36 аналогична по своим параметрам серии Barracuda 18LP и по сути является 36.4GB версией этого семейства. Традиционно диски с RPM 7200 выпускаются под маркой Barracuda, а более быстрые — Cheetah. К сожалению не удалось узнать, какие особенности SCSI-3 реально используются в реализации Ultra160 интерфейса дисков, Seagate не приводит этих данных. Зато самая последняя модель, Cheetah X15 с RPM 15000, порадовала своей скоростью, это действительно первый диск, для которого интерфейса UltraWide SCSI уже мало. Судите сами — скорость линейного чтения в начале диска реально достигает 41.3MB/sec! Seagate очень внимательно относится не только к скоростным параметрам своих дисков, но и надежности. Проведя массовые исследования, компания разработала даже специальную тару для упаковки дисков, которая заметно снизила число неисправностей, связанных с неправильной транспортировкой.

Результаты тестов: Barracuda 18XL (ST39236LW), Cheetah 18LP (ST39133LWV), Cheetah 18XL (ST39204LW).

Seagate Cheetah X15

Поскольку Cheetah X15, несомненно, является выдающимся продуктом, мы расскажем о нем подробнее.

Сначала несколько паспортных данных:

• RPM: 15000
• Seek Time Average: 3.9ms
• Sustained Throughput: 38.0-47.4 MB/s
• Buffer Size: 4MB
• Interface: Ultra160

И фотографий:

    

Как вы помните, Seagate первой представила диск с 10000 RPM. Тогда первое поколение Cheetah было по сравнению с остальными дисками не только более быстрым, но и более шумным, а также первым, для которого потребовалось принудительное олаждение. Сегодня Cheetah X15 не так сильно выделяется над 10000 RPM дисками по последним двум параметрам. По шуму она вполне сравнима с Cheetah 18XL и Ultrastar 36LZX. А что касается температуры, то все диски при тестах охлаждались одним 80mm вентилятором с большой частотой вращения. В этих условиях на Cheetah X15 можно было заметить небольшой нагрев корпуса, а остальные диски были просто комнатной температуры.

Теперь о методике измерений и проблемах, связанных с ней. Во первых, поскольку у этого диска скорость чтения с первых дорожек превышает 40MB/s, то этот диск мы меряли уже на Ultra2 контроллере. На самом деле просто был заменен UW шлейф с активным терминатором на Ultra2 шлейф и соответствующий терминатор.

Во вторых, тест Winbench 99, представленный в конце 1998 года, уже не справляется со своей задачей — результаты некоторых тестов явно ошибочны — даже если считать, что данные берутся из кеша диска, то достичь 68MB/s на 40MB/s шине невозможно. Также было отмечено зависание программы при попытке померять процент загруженности процессора во время тестов под Windows NT. Что касается результатов, то для одной части (Access Time, Transfer Rate, CPU Utilisation) разброс в нескольких измерениях одного диска не превышал 2%, поэтому эти тесты повторялись только 3-5 раз, а вот результаты Business и High-End Disk WinMark 99 могли отличаться на 3-7%! Для надежности эти два теста проводились 10-12 раз, и выбиралось среднее. Скорее всего, существует однозначная зависимость результатов этих тестов от первых, явно «железных», но процесс измерения вносит свои случайные поправки, связанные с большими скоростями и недостаточным периодом измерения, так что пока будем просто осторожно относиться к полученным результатам.

При выборе UltraWide или Ultra2 интерфейса, сравнив для примера Seagate Cheetah 18XL и IBM Ultrastar 36LZX в этих режимах, мы получили разницу в результатах не более 2%, так что можно сказать, в нашем случае выбор UW SCSI не привел к значительным потерям производительности. Для Cheetah X15 отличие уже было более заметно, потери на UW составили в Business и High-End Disk WinMark 99 4.2% и 7.6% соответственно, не говоря уже о снижении трансфера в начале диска с 41 до 35MB/s. Это все верно только для случая одного диска на канале. Преимущества Ultra2 в RAID системах безусловно выше. А вот замена процессора на более быстрый (P3-600E) наверняка отразится на результатах всех дисков — например для Cheetax X15 прирост составил  8.2% и 7.9% в тестах Business и High-End Disk WinMark 99.

Ну и напоследок результаты тестов в конфигурации, аналогичной (кроме интерфейса — здесь Ultra2) остальным дискам, для сравнения: Cheetah X15 (ST318451LW).

IBM

IBM семейство SCSI дисков выпускает под маркой Ultrastar. Кроме семейства, жесткие диски IBM имеют еще и четырехбуквенное название модели. Под Ultra160 понимается реализация только трех пунктов SCSI-3, а Ultra160+  уже всех пяти. Как и каждый крупный производитель, IBM предлагает и уникальные технологии повышения надежности систем, использующих ее диски, в частности «Drive-TIP» служит для контроля за температурой, а «Predictive Failure Analysis» как ясно из названия предупреждает пользователей о потенциальных проблемах в дисковой системе.

В настоящий момент IBM предлагаются диски:

Результаты тестов: Ultrastar 36LZX (DDYS-T36950)

Fujitsu

Представив в ноябре 1998 года серии MAE и MAG, Fujitsu ровно через год обновил свою линейку SCSI продуктов. Использование пятого поколения GMR головок и повышение плотности записи до 9.1GB на диск позволило повысить производительность на 30%. Для новых моделей используется интерфейс Ultra160 (160 MB/s data transfers, domain validation and CRC). К сожалению SCSI продукция Fujitsu нацелена в основном на корпоративный американский рынок и в России новые модели пока не появились.