Хотя разговоры о выпуске «22-тысячников» активно ведутся уже не первый год и в некоторых лабораториях даже есть такие опытные модели, жесткие диски со скоростью вращения 15 000 оборотов в минуту по-прежнему и совершенно справедливо считаются вершиной современного винчестеростроения. Поэтому и спрос с них немалый — оснащая такие диски самыми высокоскоростными механикой и интерфейсами, придумывая для них самые совершенные микропрограммы (firmware) и создавая при этом самые надежные накопители производители справедливо полагают, что эти диски будут служить их «визитными карточками», то есть по ним потребители, в частности, смогут судить о технологическом уровне и потенциальной производительности остальных дисков компании. И поэтому соперничеству в стане «пятнадцатитысячников» многие уделяют особо пристальное внимание. А поскольку недавно производители обновили линейки своих «пятнадцатитысячников», нам представляется интересным взглянуть на новые модели — не только как на очередное поколение очередных дисков, но и как на самых совершенных представителей каждого производителя. И в этой статье мы «столкнем лбами» двух, пожалуй, самых знаменитых представителей «пятнадцатитысячников» — Maxtor Atlas 15K и Seagate Cheetah 15K. На сей раз уже второго и четвертого поколений соответственно.
Придумывая заголовок для этого обзора, я хотел поначалу обыграть набившее оскомину словосочетание «битва титанов», так любимое в последнее время компьютерными писателями разных мастей (даже у меня как-то был обзор с подзаголовком «Ботва титанов» — хорошо, хоть не битва :)). Но в этот раз ботвы, пардон, — битвы как раз и не получилось, хотя титаны при этом поприсутствовали: в же первом поединке — «на бета версиях» firmware — один послал другого в нокаут в первом же раунде («уж послал, так послал» — говоря словами знаменитого мультфильма). Причем сие положение в данном соперничестве, как оказалось, обнаружилось не только у меня, но также у некоторых других независимых тестовых лабораторий. Матч-реванш состоялся позднее — уже на серийных версиях firmware дисков, — «побитый» заметно «подтянулся» и почувствовал себя увереннее, но все равно по ходу матча нахватал немало нокдаунов и схлопотал в итоге «по очкам» (не подумайте лишнего :)).
Впрочем, это я забегаю вперед, а лучше излагать по порядку.
Участники испытаний и их характеристики
Вот они — наши красавцы:
Основные паспортные характеристики пятнадцатитысячников Maxtor и Seagate последнего и предпоследнего поколений представлены в таблице 1.
| Таблица 1. Основные характеристики современных Ultra320 SCSI-дисков Maxtor и Seagate форм-фактора 3,5″ со скоростью вращения 15 000 об./мин. | ||||
|---|---|---|---|---|
| Серия | Maxtor Atlas 15K | Maxtor Atlas 15K II | Seagate Cheetah 15K.4 | Seagate Cheetah 15K.3 |
| Модели | 8C018L0 8C018J0 8C036L0 8C036J0 8C073L0 8C073J0 | 8E036L0 8E036J0 8E073L0 8E073J0 8E147L0 8E147J0 | ST336754LW ST336754LC ST3733454LW ST3733454LC ST3146854LW ST3146854LC (есть аналоги для SAS и Fibre Channel) | ST318453LC ST318453LW ST336753LC ST336753LW ST373453LC ST373453LW (есть аналоги для Fibre Channel) |
| Емкость магнитных пластин, Гбайт | 18 | 37 | 37 | 18 |
| Емкость моделей, Гбайт | 18.4 / 36.7 / 73.4 | 36.7 / 73.5 / 147.1 | 36.7 / 73.4 / 146.8 | 18.4 / 36.7 / 73.4 |
| Число головок/пластин | 2/1, 4/2 и 8/4 | 2/1, 4/2 и 8/4 | 2/1, 4/2 и 8/4 | 2/1, 4/2 и 8/4 |
| Скорость вращения шпинделя, об./мин. | 15 000 (средняя латентность вращения — 2,0 мс) | |||
| Размер буфера данных, Мбайт | 8 | 8 | 8 | 8 |
| Среднее время поиска при чтении, мс | 3,2 / 3,2 / 3,4 | 3,0 / 3,1 / 3,4 | 3,5 | 3,6 |
| Среднее время поиска при записи, мс | 3,6 / 3,6 / 3,8 | 3,4 / 3,5 / 3,8 | 4,0 | 3,9 |
| Максимальное и минимальное время поиска при чтении, мс | 0,3 — 8,0 | 0,3 — 8,0 | 0,2 — н/д | 0,2 — н/д |
| Максимальное и минимальное время поиска при записи, мс | 0,5 — 9,0 | 0,5 — 9,0 | 0,4 — н/д | 0,4 — н/д |
| Макс. скорость чтения/записи данных на пластину, Мбайт/с | 75 | 98 | 96 | 75 |
| Интерфейс | Ultra320 SCSI (совместим с Ultra160, Ultra2 и UltraSCSI) | |||
| Макс. скорость интерфейса, Мбайт/с | 320 | |||
| Макс. скорость передачи данных SCSI Host, Мбайт/с | 270 | — | ||
| Коннекторы интерфейса SCSI | 68-pin WIDE 80-pin SCA-2 | 68-pin WIDE 80-pin SCA-2 | ||
| Гарантированное количество старт-стоп циклов | — | 50 000 | — | — |
| MTTF/MTBF, часов | — | 1,4 млн. | 1,4 млн. | 1,2 млн. |
| Гарантия | 5 лет | 5 лет | ||
| Акустически шум вращения, дБА | 32/32/34 | 32/32/34 | 30/32/36 | 31/32/35 |
| Акустически шум поиска, дБА | — | — | — | — |
| Ударостойкость в работе R/W (2 мс), G | 63/30 | 63/30 | 60 | 60 |
| Ударостойкость при хранении (2 мс), G | 250 | 250 | 250 | 250 |
| Температура, С, вкл. (выкл.) | +5…55 / макс. {Tкорпуса=60 C для Maxtor} (-40…+70) | |||
| Потребление, ватт, не более, при: поиске (seek) в покое (idle) | — 7,2/9,4/11,8 |
| 13,5/14,3/17,5 8,04/9,5/12,0 | 16,7 9,0/10/12 |
| Вес, грамм, не более | 810 | 910 | 771 | 800 |
По сравнению с предыдущими поколениями дисков со скоростью вращения 15 тыс. об./мин. у современников вдвое увеличилась плотность записи на магнитные пластины (теперь эти диски используют 37-гигабайтные «блины»), заметно (примерно на треть, хотя это и меньше, чем корень квадратный из удвоившейся плотности записи) повысилась скорость линейного чтения данных с пластины, едва не дотянув до «заветной» сотни Мбайт/с, немного (на 0,1-0,2 мс) ускорился в среднем поиск данных на дисках, увеличились показатели надежности — до 1,4 миллиона часов наработки на отказ. Ну а главное — вдвое увеличилась максимальная емкость моделей и теперь на один 15-тысячник можно «залить» до 147 Гбайт файлов.
Что-то ухудшилось? Как ни странно, да — вес и энергопотребление/ тепловыделение (если судить по паспорту) у дисков Maxtor Atlas 15K (в отличие от Seagate Cheetah 15K, где эти показатели улучшились). Продолжая сравнение Atlas vs Cheetah последнего поколения, констатируем, что значения скорости линейного чтения и среднее время доступа при чтении и записи чуть лучше у дисков Maxtor, последние заметно тяжелее и менее экономичны в режиме idle (при вращении без поиска/чтения/записи), а остальном диски обоих производителей примерно равноценны по спецификациям.
Если же кто-то думает, что интерфейс SCSI умер — он сильно ошибается, поскольку именно для него в основном и предназначены новые накопители, используя наиболее скоростной вариант Ultra320 SCSI (хотя у Seagate предусмотрены и модификации для других интерфейсов — Fibre Channel и Serial Attached SCSI). Более того, еще как минимум пара поколений enterprise-накопителей этих компаний будет выпускаться для Ultra320 SCSI.
Контроллеры обоих дисков используют очень сходную электронику для управления механикой (на базе микросхем от Marvell и Smooth), но, разумеется, существенно разные сигнальные процессоры, см. фото (кликните по ним, чтобы увеличить). Кстати, буфер в обоих дисках по-прежнему 8-мегабайтный, хотя нынче даже в персональных накопителях намечается тенденция к укрупнению буферов дисков до 16 Мбайт.
Maxtor утверждает, что Atlas 15K II — это первый диск на 15 000 об./мин., спроектированный для повышенного показателя наработки на отказ (1,4 миллиона часов), хотя у новой 15-тысячной Читы такой же показатель надежности. Оба производителя отмечают, что эти их пятнадцатитысячники на 30-39% быстрее их же последних дисков со скоростью вращения 10 000 об./мин.
В накопителях Maxtor Atlas 15K II применяется улучшенная технология Maxtor MaxAdapt, которая имеет следующие ключевые особенности:
• Adaptive Bias Estimation (ABE) — поддерживает высокую производительности диска, прикладывая подходящее смещение на актуатор (кронштейн с головками);
• Virtual Cache Lines (VCL) — позволяет динамически назначать сегменты кэш-памяти диска;
• Adaptive Active Filtering (AAF) — улучшает целостность сигнала;
• Rotational Vibration Compensation (RVC) — отслеживает и исправляет последствия внешних вибраций диска;
• Улучшенная самодиагностика и S.M.A.R.T.;
• Используются множественные температурные тесты во время работы диска;
• Предвыборки потоков данных при чтении и записи минимизируют латентность обращений;
• Предсказание обращений — используются задержки между командами для упреждающего чтения, что улучшает производительность;
• Режим Auto Read — улучшает производительность при случайных и множественных последовательных потоках данных.
По утверждению Maxtor, эти диски хорошо подходят для следующих применений enterprise-уровня:
• OLTP
• SAN environments
• NAS environments
• High-performance workstations
• 3-D animation
• Scientific data processing
• Economic modeling
• Data mining
• Web servers
• Audio/video
• Digital imaging
Вторит и Seagate, предназначая свои 15-тысячные Cheetah, например, для:
• E-mail servers
• Business processing
• Transaction processing
• Decision support
• Storage Area Networks (SAN)
• Networked Attached Storage (NAS)
• Internet and e-commerce
Seagate подчеркивает, что четвертое поколение их пятнадцатитысячников (а это более длительные традиции, чем у конкурентов) имеет «Seagate-exclusive enhanced Error Correction Code», что улучшает производительность и надежность дисков, а также «Background Media Scan, a Seagate exclusive feature» (ну уж не знаю, насколько это эксклюзивная фича именно этого производителя :)), которая в паузах между обращениями к диску сканирует его поверхность на предмет обнаружения и устранения потенциальных дефектов.
И напоследок перед собственно тестами — несколько слов о firmware испытываемых накопителей. В последние годы я неоднократно подчеркивал в своих статьях, что борьба за производительность жестких дисков все сильнее и сильнее смещается от «физических и механических» показателей дисков (времени доступа, скорости линейного чтения, скорости интерфейса, объема буфера и пр.) к тому, насколько хорошо микропрограмма диска и, в частности, политика кэширования, учитывает особенности работы с дисками операционных систем и пользовательских приложений. То есть производительность накопителей все в большей степени зависит не от его «паспортных» характеристик, а от того, насколько интеллектуально программисты поработали над его микропрограммой (firmware). При этом очень часто собственно физические показатели дисков оказываются неважными вовсе (разумеется, в пределах разумного :)) или малозначительными. И мы неоднократно могли наблюдать подтверждение этих слов на практике. Вот и настоящий обзор дает повод в очередной раз задуматься над главенствующей ролью микропрограммы при тестировании производительности накопителей — даже enterprise-класса.
Так получилось, что поначалу оба наших героя были оттестированы мной с предварительными (не серийными) версиями firmware: версией JNX0GN для диска Maxtor Atlas 15K II (модель 8E073J0)
и версией FW0002 для диска Seagate Cheetah 15K.4 (модель ST3146854LW).
Мало того, что результаты оказались просто удручающими для одного из конкурентов, так и другой производитель вскоре предоставил более новую — уже серийную версию прошивки для своего диска. Деваться было некуда, и я, вооружившись последней (на момент написания этого обзора, по информации от производителя) прошивкой и для другого диска, повторил полный цикл испытаний обоих накопителей — с серийными версиями прошивок: JNZ3 для диска Maxtor и FW0003 для диска Seagate.
Тут любопытно будет отметить, что если для обновления микропрограммы винчестера Maxtor требуется специальная закрытая для широкого доступа утилитка под командную строку, то у Seagate «прошивалка» свободно доступна на сайте производителя и встроена в многофункциональную и удобную Windows-программу Seatools (в данном случае — Enterprise Edition), позволяющую любому неподготовленному пользователю обновить firmware, даже не обращаясь к справке (если, конечно, соответствующая версия firmware окажется в его распоряжении):
Сам процесс обновления занимает около минуты
и требует перезагрузки, чтобы изменения вступили в силу.
И если для Maxtor Atlas 15K II существенных различий в работе накопителя для разных прошивок не наблюдалось, то разница между FW0002 и FW0003 для одного и того же экземпляра накопителя Seagate Cheetah 15K.4 была просто разительна и ощущалась с первых же секунд тестирования — даже в набившем оскомину оценочном тесте HD Tach график чтения для него изменился с совершено невразумительного
до вполне адекватного реальности.
Ну а что еще изменилось в дисках после замены прошивок, мы увидим ниже.
Методика тестирования скоростных показателей
Для тестов жестких дисков применялся стенд в составе:
- Процессор Intel Pentium 4 3.0C
- Материнская плата Gigabyte GA-8KNXP Ultra-64 на чипсете Intel E7210 (i875P с южным мостом Hance Rapids 6300ESB с шиной PCI-X)
- Системная память 2×256 Мбайт DDR400 (тайминги 2.5-3-3-6)
- Контроллер Ultra320 SCSI Adaptec AIC-7902B на шине PCI64
- Основной жесткий диск Maxtor 6E040L0
- Блок питания Zalman ZM400A-APF, 400 ватт
- Корпус Arbyte YY-W201BK-A
Данная материнская плата была выбрана не случайно. Во-первых, чипсет Intel E7210 предназначен для раб. станций и однопроцессорных серверов начального уровня на Pentium 4 и Xeon (что неплохо согласуется с областью применения одиночных SCSI-дисков данного класса), хотя он хорошо соотносится и с настольными системами (поскольку в основе лежит i875P, на котором мы тестируем ATA-диски). Во-вторых, эта профессиональная система содержит полнофункциональную (хотя и с некоторыми оговорками) шину PCI-X (а также PCI64), обеспечиваемую непосредственно чипсетом (а не дополнительными мостами).
В-третьих, непосредственно на этой плате расположен достаточно современный двухканальный контроллер Ultra320 SCSI — Adaptec AIC-7902B, подключенный к шине PCI64.
В-четвертых, этот SCSI-контроллер гораздо лучше подходит для наших целей (тестирования собственно жестких дисков), чем какой-либо более дорогой с «набортной» памятью, поскольку Adaptec — видимо, наиболее распространенная (по крайней мере, в нашей стране) марка SCSI-контроллеров, а отсутствие дополнительной памяти у данного контроллера позволяет измерять быстродействие дисков в наиболее «чистом» виде, без оглядки на возможное кэширование контроллером и его собственные алгоритмы обработки потоков данных.
SCSI-диски подключались к системе (по одиночке!) коротким 20-сантиметровым кабелем (без терминатора, который есть в самом диске), чтобы минимизировать набег фазы на высокой частоте передачи интерфейса Ultra320 (а это — едва ли не главный бич современного SCSI, не позволяющий этой параллельной шине развиваться в более высокочастотную область), то есть добиться по возможности наилучшей скорости передачи данных по шине SCSI в нашей тестовой системе. В Device Manager'е Windows XP эти диски и контроллер выглядят так:
Для контроллера (в не-RAID режиме) использовался драйвер Adaptec версии 3.0.0.0 за сентябрь 2004 года. Испытания проводились под управлением операционной системы MS Windows XP Professional SP2. 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, ATTO Disk Benchmark, многопотокового чтения/записи и теста в программе Adobe Photoshop CS). 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.
Диски жестко закреплялись на металлическом шасси корпуса системного блока и обдувались небольшим «торцевым» вентилятором для 5-дюймового отсека корпуса (без этого обдува они начинали опасно перегреваться уже через пару часов тестов). Перед тестированием диски прогревались в течение 20 минут запуском программы с активным случайным доступом.
Результаты тестов физических параметров
Сначала — графики скорости линейного чтения.
 |  |
Maxtor Atlas 15K II 8E073J0 | Seagate Cheetah 15K.4 ST3146854LW |
По скорости линейного чтения/записи Maxtor Atlas 15K II заметно превосходит соперника Seagate Cheetah 15K.4. И дело даже не в том, что максимальная, в начале диска, скорость у первого — 97,7 млн. байт/с, а у второго — «лишь» 93,2. Важнее другое — по средней скорости первый превосходит второго на весьма большую величину 15%, а по минимальной скорости (в конце диска) превосходство достигает 32%!
А поскольку оба диска принадлежат одному поколению, то есть используют сходные головки и магнитные покрытия пластин, то такая существенная разница не может не вызывать вопросов. И тут оказывается, что диски Maxtor используют в общем-то более прогрессивный подход к форматированию сторон магнитных пластин. Дело в том, что графики, выдаваемые WinBench99 (см. выше), — в целом достаточно «гладкие» и, на первый взгляд, никаких «подозрений» не вызывают. Однако если эти графики отобразить с меньшим показателем сглаживания, то для диска Maxtor появляется весьма характерный «рисунок».
И при более детальном рассмотрении (и самом минимальном сглаживании) обнаруживается, что если график для Cheetah15K.4 по-прежнему «гладкий», то график у Atlas 15K II отплясывает «ирландскую чечетку» с чувством ритма, которому позавидовал бы иной профессиональный танцор. :)
Четкая периодичность колебаний скорости линейного чтения с очевидностью означает, что разные поверхности магнитных пластин этого диска Maxtor отформатированы с разной линейной плотностью записи, отличающейся друг от друга до 13% по абсолютной величине!!! Головок у данного диска четыре, соответственно, и «полок» на графике (которые в данном случае выражены не очень четко) должно быть кратно четырем в каждом «периоде колебаний» графика (8 полок здесь условно просматриваются). Сам «период» ориентировочно равен 50 Мбайт и немного уменьшается при смещении от внешней к внутренней части пластин (что вполне закономерно).
Чтобы более наглядно продемонстрировать так называемое «адаптивное форматирование» диска Maxtor, когда каждая пара головка-пластина калибруется (форматируется) с индивидуальной плотностью линейной записи с целью достичь наибольшей линейной скорости в рамках заданных показателей надежности считывания и записи, приведу несколько фрагментов графиков этих двух дисков, где видны границы зон форматирования.
Тут можно отметить, что характер «полок» (то есть индивидуальных уровней плотности форматирования каждой из поверхностей пластин диска Maxtor) несколько меняется при переходе от зоны к зоне, хотя само зонное распределение (то есть границы зон) для всех поверхностей одного диска, по-видимому, одинаково.
И хотя нельзя со стопроцентной уверенностью утверждать, что «адаптивное форматирование» НЕ применяется в диске Seagate Cheetah 15K.4 (поскольку разрешения нашего метода для этого недостаточно, да и транслятор физических секторов в логические может заметно исказить картину), скорее всего, это именно так, то есть в диске Maxtor из магнитных пластин «выжимаются последние соки» плотности и скорости (об этом говорит и гораздо более высокая минимальная скорость чтения при заданной емкости пластин), тогда как Seagate использует форматирование «по старинке» и ориентируется на заранее заданную плотность для этой технологии, не учитывая индивидуальных возможностей каждого экземпляра накопителя. С одной стороны — это явный скоростной плюс для дисков Maxtor, но с другой — диски этого производителя даже из одной партии могут заметно различаться по скорости линейного чтения, что дает некоторый разброс производительности даже внутри одной модели дисков.
Впрочем, поскольку Seagate уже начала применять «адаптивное форматирование» в некоторых других своих дисках (например, в Barracuda 7200.8 и однодюймовых накопителях), переход на аналогичную технологию в дисках enterprise-сегмента, видимо, не за горами.
По скорости работы интерфейса Ultra320 SCSI наши соперники тоже имеют некоторые отличия, но на сей раз — явно в пользу Seagate, где скорость потоковой передачи полезных данных зашкаливает за 170 Мбайт/с (то есть интерфейс Ultra320 явно работает, тогда как у Maxtor с 150 Мбайт/с это может вызывать некоторые сомнения — Ultra160 SCSI тоже способен, в принципе, на такую пиковую скорость). Впрочем, при наличии 8-мегабайтного буфера такие различия в скорости интерфейса можно считать совершенно несущественными при реальной работе.
По реальному среднему времени доступа диск Seagate Cheetah 15K.4 явно уступает сопернику — проигрыш составляет 0,4 мс. Слабым оправданием ему может служить лишь то, что это полностью согласуется с «паспортными данными» (поскольку емкость модели Maxtor вдвое меньше), хотя оба диска «рыскают» примерно на 0,2 мс медленнее, чем сумма паспортных значений средней латентности и среднего времени поиска.
Попутно отмечу, что даже у этих enterprise-накопителей среднее время доступа может «плавать» во времени в зависимости, например, от нагрева, что наглядно демонстрирует следующий график среднего времени доступа, измеренный в AIDA32 для Seagate Cheetah 15K.4 в течение примерно 10 минут — от начала до окончания измерений среднее время доступа к диску возросло на 0,1-0,2 мс (кликните по нему, чтобы посмотреть полный скриншот).
Дополнительную информацию дает сопоставление среднего времени доступа, измеренного под Windows отдельно для чтения и записи — по тому, как падает среднее время доступа при записи относительно чтения, можно попытаться судить, в частности, об эффективности работы алгоритмов отложенной записи и кэширования записываемых данных в буфере диска. (Разумеется, не следует думать, что average write access time на этой диаграмме реально отражает данную физическую характеристику накопителей! Это лишь некий программно измеряемый при помощи теста C'T H2benchW параметр, по которому можно судить об эффективности кэширования записи в буфере диска.)
В данном случае существенных различий между дисками Maxtor и Seagate мы не видим — макстор кэширует запись чуть эффективнее, но это можно списать и на разницу в физической скорости поиска.
Другим показательным тестом «внутреннего устройства» дисков является тест на скорость чтения и записи файлов различного объема блоками разного размера — от 512 байт до 1 Мбайт. Для этого я традиционно использую тест ATTO Disk Benchmark. На скриншотах ниже показаны результаты для четырех размеров тестового файла — 128 (а также 256 и 512) Кбайт, 1 Мбайт, 4 Мбайт и 32 Мбайт. Если первый и второй, как правило, гарантированно кэшируются буфером диска (причем, кэширование записи и чтения для мегабайтного файла не так однозначно), то последний просто в него «не влезает», а кэширование предпоследнего зависит не только от объема буфера, но и от специфики работы firmware накопителя (кстати, результаты данного теста практически не зависят от выбора между FAT и NTFS).
| Тестовый файл 128 Кбайт: | |
|---|---|
| Maxtor Atlas 15K II 8E073J0 |
 | Seagate Cheetah 15K.4 ST3146854LW |
| Тестовый файл 1 Мбайт: | |
| Maxtor Atlas 15K II 8E073J0 |
 | Seagate Cheetah 15K.4 ST3146854LW |
| Тестовые файлы 2 и 4 Мбайт: | |
| Maxtor Atlas 15K II 8E073J0 |
 | Seagate Cheetah 15K.4 ST3146854LW |
| Тестовые файлы 8, 16 и 32 Мбайт: | |
| Maxtor Atlas 15K II 8E073J0 |
 | Seagate Cheetah 15K.4 ST3146854LW |
По результатам этого теста налицо существенное преимущество диска Maxtor Atlas 15K II — эффективно кэшируются на чтение файлы объемом до 4 Мбайт включительно (тогда как у Seagate Cheetah 15K.4 — лишь до 1 Мбайт), а кроме того, у Maxtor лучше чтение блоками малого размера.
Быстродействие в приложениях
Переходим к тестам производительности накопителей в приложениях. И первым делом, попробуем выяснить, как хорошо диски оптимизированы для многопотоковой работы. 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.
Данная диаграмма позволяет нам судить об эффективности алгоритмов многопотоковой отложенной записи жестких дисков в реальных (а не синтетических, как было на диаграмме со средним временем доступа) условиях при работе операционной системы с файлами. Лидерство диска Maxtor при записи несколькими одновременными потоками не вызывает опасений (в этом накопители Maxtor всегда были сильны), тогда как Seagate Cheetah существенно «сдает» уже на двух одновременных потоках записи (впрочем, немного отыгрываясь на четырех потоках).
При многопотоковом чтении ситуация прямо противоположная — диски Seagate уверенно лидируют, а Maxtor на двух далеко разнесенных потоках чтения выглядит очень посредственно.
Попутно отмечу, что различные версии firmware дисков до сих пор не оказывали заметного влияния на производительность накопителей. Однако далее картина сильно поменяется.
Сперва 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 на диаграммах приведены усредненные результаты. Безусловно, данные тесты не являются «профильными» для SCSI-накопителей со скоростью вращения 15 000 об./мин., и мы, приводя тут их результаты, апеллируем не столько к желанию определить «наиболее быстрый профессиональный диск», сколько отдаем дань уважения самому тесту и тем читателям, которые привыкли судить о скорости диска по тестам WinBench99. В качестве «утешения» заметим, что эти тесты с определенной долей достоверности покажут нам, какова производительность этих enterprise-накопителей при выполнении задач, более характерных для настольного компьютера.
Как видим, обновление firmware крайне незначительно увеличило «настольную» производительность диска Maxtor Atlas 15K II, но кардинально изменило быстродействие винчестера Seagate Cheetah 15K.4 в этих задачах — в лучшую сторону. С новой микропрограммой отставание диска Seagate от лидера стало не столь фатальным, причем, как в офисной, так и в «профессиональной» производительности.
Более свежие комплексные тесты оценки «настольной» производительности дисков в пакетах PCMakr04 и C'T H2BenchW используют «проигрывание» предварительно записанных треков активности накопителей в соответствующих приложениях и измеряют скорость прохождения каждого из треков, после чего результаты усредняются.
Дисковый тест популярного Futuremark PCMark04 часто используется обычными пользователями для экспресс-оценки, хотя он и не свободен от недостатков. Мы приведем его результаты не столько для получения объективной картины, сколько для того, чтобы пользователи могли просто сориентироваться по своим данным. Тут картина, ранее наблюдаемая нами в тестах WinBench 99, полностью повторяется: обновление firmware у Seagate Cheetah 15K.4 позволило ему сократить громадный поначалу проигрыш диску Maxtor, для которого новая микропрограмма дала чисто косметические изменения.
Практически та же картина наблюдается в похожем «трековом» тесте H2benchW, хотя тут различие между Maxtor Atlas 15K II и Seagate Cheetah 15K.4 до обновления firmware было просто катастрофическим — более двух раз! Впрочем, и после обновления микрокода Seagate дает тут лишь две трети от скорости Maxtor.
По скорости работы дисков с временным файлом программы Adobe Photoshop диск Seagate Cheetah 15K.4, наконец, немного отыгрывается, опережая Maxtor Atlas 15K II на десять процентов. К сожалению, это одна из очень немногих задач, где новый пятнадцатитысячник от Seagate оказался шустрее соперника.
Тесты в Intel Iometer
Переходим к задачам, более характерным для профилей использования данных накопителей. Для имитации работы дисков в различных приложениях мы используем специальные паттерны в программе Intel IOmeter. Сперва — традиционные распространенные паттерны, предложенные Intеl и сайтом Storagereview.com — имитация работы различных серверов (DataBase, File Server, Web Server) и рабочей станции — Workstation.
Во всех трех серверных паттернах ситуация очень похожа: диск Maxtor Atlas 15K II очевидно быстрее диска Seagate Cheetah 15K.4 на любой глубине очереди запросов, хотя это опережение нельзя очень значительным, поскольку оно укладывается обычно в 10-20%. Более новые версии firmware здесь обеспечивают лишь крайне незначительное улучшение для дисков. Видимо, именно более быстрые поиск и линейное чтение позволяют Макстору показать здесь подобные результаты.
В результате усреднения серверных нагрузок получаем, что для подобных задач накопитель Maxtor Atlas 15K II на те самые 10% производительнее диска Seagate Cheetah 15K.4.
Что касается паттерна «рабочая станция» (который на самом деле не очень заметно по сути отличается от показанных выше серверных паттернов), то тут мы уже появляются нюансы: если до обновления микропрограммы диск Seagate кардинально отставал от Maxtor Atlas 15K II на высоких очередях запросов, что после обновления Seagate Cheetah 15K.4 «подтянулся» терпимого уровня «минус 15%» от лидера.
Пользу от обновления firmware подтверждает и «усредненная» диаграмма производительности в паттерне Workstation.
Теперь — наши собственные паттерны для IOmeter, более близкие по назначению настольным ПК, хотя определенно показательные и для enterprise-накопителей, поскольку и в «глубоко профессиональных» системах жесткие диски львиную долю времени считывают и записывают большие и маленькие файлы, а также иногда копируют файлы. А поскольку характер обращений в тесте IOmeter (по случайным адресам в пределах всего объема диска) более характерен именно для систем серверного класса, то и значение этих «простых настольных» паттернов чтения и записи для исследуемых в этом обзоре дисков возрастает.
При имитации чтения крупных файлов (типа архивов, крупных баз данных, аудио, видео, больших фотографий и пр.) для наших героев наблюдается занятная картина: поначалу диски были примерно равноценны (Maxtor чуть резвее при глубине очереди 64), однако обновление микропрограммы Seagate сделало его наголову выше конкурента в этом тесте! Что наводит на мысль о том, что данный диск Seagate будет очень хорош в сервере типа «video-on-demand» и аналогичных задачах, когда требуется эффективно читать крупные файлы и потоковые данные. При имитации записи крупных файлов, напротив, обновление frimware ничего не дало диску Seagate (как и при многопотоковой записи, он тут имеет явный провал скорости на 4 одновременных потоках), однако явно ухудшило производительность диска Maxtor в подобных задачах. В целом, на одном потоке запись эффективнее у Seagate Cheetah 15K.4, однако на средних очередях запросов чуть лучше Maxtor Atlas 15K II. Крупные файлы оказались больше «по зубам» хищной Чите.
При имитации чтения и записи мелких файлов положение диска Seagate существенно изменилось: обновление firmware снова, как и на крупных файлах, кардинально ускорило чтение, но никак не повлияло на запись. Однако тут даже оно не позволило Чите взять вверх над Maxtor Atlas 15K II при чтении мелких файлов с глубиной очереди запросов 4 и более. А до обновления отставание Seagate было вообще фатальным. К сожалению, оно таковым и осталось при записи. Итог — Maxtor вне конкуренции при «серьезной» работе с мелкими файлами.
Несмортя на успехи Seagate Cheetah 15K.4 при чтении крупных файлов более сложные операции с такими файлами оказались этому диску не по силу: при имитации копирования крупных файлов (впрочем, для серверного накопителя это не очень частая задача) Чита оказалась в несколько раз (!) медленнее аналога от Maxtor, и даже обновление firmware не спасло. То же самое (под другим соусом) наблюдается и при копировании мелких файлов — диск Maxtor тут почти вдвое шустрее «обновленного» соперника.
По результатам геометрического усреднения шести предыдущих графиков получаем, что на данных операциях (чтение, запись и копирование крупных и мелких файлов) в среднем значительно быстрее диск Maxtor Atlas 15K II, а Seagate Cheetah 15K.4 уступает ему почти вдвое со старым firmware и на четверть — с новым.
При имитации дефрагментации снова с отрывом лидирует диск Maxtor Atlas 15K II, хотя новое firmware Seagate способно заметно поднять производительность диска.
Наконец, в паттерне потоковых чтения-записи крупными и мелкими блоками (еще один скорее настольный, чем серверный паттерн, хотя, например, в серверах видеонаблюдения в охранных «конторах» это очень характерная задача) диск Maxtor наголову быстрее соперника от Seagate — особенно на большой глубине очереди (например, когда много терминалов и камер) или работа идет мелкими блоками. Если же система работает крупными блоками с единичной очередью, что оба диска равноценны при условии, что у Seagate Cheetah 15K.4 используется firmware версии 0003.
Акустический шум и энергопотребление
Субъективно оба диска шумели значительно сильнее современных настольных дисков, но явно меньше, чем SCSI-диски трехлетней давности. Так что некоторый прогресс налицо. Хотя с 32 дБ в режиме idle (при поиске-то заметно громче!) тихий сервер для рабочих групп, становящиеся популярными в последний год, все же не построишь.
Что касается энергопотребления и тепловыделения, то паспортные значения мощности дисков вы можете посмотреть в таблице характеристик в начале статьи, а субъективно скажу, что греются они прилично и дополнительный обдув этих дисков необходим, если вы рассчитываете на долгий срок их службы. О тишине в этом случае также придется забыть.
Выводы
Итак, жесткие диски нового поколения со скоростью вращения 15 000 об./мин. от Maxtor и Seagate начали свой путь к потребителю. И этот путь обещает быть очень успешным, поскольку более высокопроизводительных и надежных моделей накопителей пока что не выпускается, да и возросшая до 147 Гбайт емкость моделей — как раз то, что нужно современным серверам. Интерфейс SCSI пока что более чем жив и надежды на его ближайшую смерть сильно преувеличены.
Вместе с тем, если сравнивать между собой производительность дисков Maxtor Atlas 15K II и Seagate Cheetah 15K.4, то соперничество окажется явно не в пользу последнего в подавляющем большинстве потенциальных применений (во всем, что не касается производительности, оба решения примерно равноценны). Дело в том, что даже заметно переработанное firmware дисков Seagate Cheetah 15K.4 не смогло позволить этим накопителям соперничать на равных с конкурентом — лишь в редких специфических задачах диск Seagate имеет шансы на успех, тогда как в большинстве случаев он явно медленнее, чем Maxtor Atlas 15K II. И дело здесь, видимо, даже не в том, что у последнего явно лучше физические характеристики (среднее время доступа и линейная скорость чтения благодаря применению индивидуального форматирования каждой поверхности пластины). Но в том, что у Maxtor оказалось более сбалансированное, продуманное и отлаженное firmware, тогда как даже тот факт, что между последним и предпоследним firmware для Seagate Cheetah 15K.4 наблюдается порой существенная разница в результатах тестов, явно говорит о некоторой сырости микропрограммы от Seagate. Хотя, с другой стороны, тут появляется надежда на появление будущей версии, в которой производительность Читы может снова заметно улучшиться, и тогда уже она сможет взять реванш у Maxtor за нокдаун в предыдущем раунде.
