С каждым месяцем все больше новых ноутбуков оснащаются жесткими дисками с последовательным интерфейсом Serial ATA и все меньше — с традиционным параллельным интерфейсом EIDE (UltraATA/100). Этому мы во многом обязаны тому давлению, которое Intel (а именно она сейчас безусловный «нумеро уно» в мобильных чипсетах) оказывает на рынок по продвижению последовательных интерфейсов и Serial ATA, сокращая, а то и вовсе удаляя IDE-порты из своих южных мостов. С одной стороны, в этой тенденции есть положительные стороны (компактность разводки SATA на плате, больше скорость, более прогрессивные протоколы работы, более низковольтное и продуманное питание интерфейса), но с другой — присутствуют и недостатки, среди которых есть и технические (например, большее энергопотребление 2,5-дюймовых SATA-винчестеров), и маркетинговые (меньшая пока доступность таких дисков для апгрейда, их более высокая цена). С этими недостатками производители жестких дисков стараются бороться, предлагая рынку новые модели SATA-дисков для ноутбуков. Эти диски находят свое применение не только в собственно ноутбуках, но и в таких сегментах как настольные мини-компьютеры, сверхтонкие серверы, игровые приставки, «сет-топ-боксы», всевозможные рекордеры и плееры на базе жестких дисков и ряд других дивайсов.
Следуя тенденциям развития рынка, и мы стараемся знакомить вас с SATA-винчестерами форм-фактора 2,5 дюйма, см., например, следующие статьи:
- Fujitsu MHV2160BT и MHV2120AT — емкость 160 и 120 Гбайт при 4200 об./мин.,
- Hitachi Travelstar 5K100 с интерфейсами Serial ATA и UltraATA,
- Мобильные 120 Гбайт от Samsung и Seagate — жёсткие диски с интерфейсами UltraATA и Serial ATA,
- Диски Fujitsu MHV2120BH, MHV2100BH и MHV2100AH — емкость 120 и 100 Гбайт при 5400 об./мин., SATA и PATA,
- Hitachi Travelstar 5K160 HTS541616J9SA00 — часть 2: сравнение производительности с конкурентами,
- Hitachi Travelstar 7K100 — первый мобильный диск, одолевший 50 Мбайт/с
И как вы уже могли заметить, почти все наши статьи о мобильных винчестерах в этом году описывали, в том числе, и SATA-модели. Хотя на основании выводов из этих статей все еще можно сделать вывод, что в ноутбуках и многих других портативных применениях по-прежнему выгоднее использовать PATA-модели. И дело здесь не только в их меньших стоимости и энергопотреблении (что немаловажно для ноутбуков и там, где критичен нагрев компонентов), но и потому, что SATA-модели таких накопителей пока не демонстрируют скоростных преимуществ по сравнению с PATA-аналогами, а порой даже наоборот.
В этой статье мы рассмотрим новейшие жесткие диски Samsung SpinPoint M60 объемом 120 и 100 Гбайт с интерфейсом Serial ATA. И попробуем выяснить, как технически обстоит дело с внедрением SATA в мобильные накопители корейского гиганта. Дело в том, что Samsung выпустила серию SpinPoint M60 еще зимой этого года, но тогда сперва появилась лишь 100-гигабайтная PATA-модель, и в начале лета к ней присоединилась 120-гигабайтная PATA-модель. Анонсированные заранее модели этой серии с SATA-интерфейсом фактически появились только сейчас (в сентябре). То есть в своем стремлении к переходу на SATA в 2,5-дюймовых накопителях Samsung существенно припозднилась по сравнению с лидерами отрасли — Fujitsu, Hitachi, Seagate и др.
Однако, как мы уже могли убедиться, мобильные винчестеры Samsung имеют в своем активе такие козыри как низкую цену, превосходную экономичность, высокую производительность в ряде потребительских задач (фактически, только благодаря улучшенным алгоритмам работы firmware)… Поэтому SATA-модификации этих дисков вполне могут потеснить более именитых конкурентов в определенных сегментах рынка, несмотря на более позднее появление.
HM120JI и HM100JI — SpinPoint M60 с интерфейсом Serial ATA
Внешне SATA-накопители Samsung серии SpinPoint M60 не отличаются от своих PATA-братьев, если абстрагироваться от собственно интерфейса и связанных с этим модификаций платы контроллера.
Напомним, что лишь более прогрессивные алгоритмы работы контроллера диска позволили PATA-моделям Samsung HM120JC и HM100JC получить заметный перевес по быстродействию над многими конкурентами в некоторых персональных приложениях. Поэтому при переходе на новый (то есть SATA) контроллер важным является именно то, не навредила ли смена контроллера работе этих алгоритмов. Тем более что среди мобильных дисков других производителей мы уже не раз замечали, что SATA-модель работает в приложениях несколько медленнее своего PATA-аналога…
Основные характеристики этих накопителей приведены в таблице 1. (Сравнить характеристики рассматриваемых накопителей с другими мобильными пятитысячниками можно, например, воспользовавшись сводной таблицей.)
| Серия | SpinPoint M60 SATA | SpinPoint M60 | SpinPoint M40 |
|---|---|---|---|
| Модели | HM120JI HM100JI HM080II HM060HI HM041HI | HM120JС HM100JС HM080IС HM060HС HM040HС | MP0804H MP0603H MP0402H MP0302H |
| Емкость моделей, Гбайт | 120 100 80 60 40 | 120 100 80 60 40 | 80 60 40 30 |
| Число головок/пластин | 4/2 4/2 3/2 2/1 2/1 | 4/2 4/2 3/2 2/1 2/1 | 4/2 3/2 2/1 2/1 |
| Скорость вращения пластин, об./мин. | 5400 | ||
| Размер буфера, Мбайт | 8 | ||
| Среднее время поиска, мс, чтение/запись | 12/14 | 12/14 | 12/14 |
| Внутренняя скорость чтения данных, Мбит/с | 530 | 495 | 431 |
| Интерфейс | SerialATA/150 | UltraATA/100 | UltraATA/100 |
| Ударостойкость в работе (2 мс), G | 325 | 300 | 250/300 |
| Ударостойкость при хранении (1 мс), G | 1000 | 1000 | 900 |
| MTBF, часов | 330 000 | 330 000 | 330 000 |
| Циколов Load/Unload | 600 000 | 600 000 | 300 000 |
| Акустически шум вращения, дБА, тип. | 24 (2 диска) 22 (1 диск) | 24 (2 диска) 22 (1 диск) | 24 (2 диска) 22 (1 диск) |
| Акустически шум поиска, дБА, тип. | 26 (2 диска) 24 (1 диск) | 26 (2 диска) 24 (1 диск) | 26 (2 диска) 24 (1 диск) |
| Температура, С, вкл.(выкл.) | +5…55 (-40…+70) | ||
| Потребление энергии, ватт, при: запуске-раскрутке поиске/записи-чтении в покое (idle)/выкл. (standby) | 4,5 2,1/2,0 0,60/0,25 | 4,5 2,1/2,0 0,65/0,25 | 5 2,4/2,4 0,85/0,25 |
| Линк на спецификации | M60 SATA | M60 | M40 |
Строго говоря, интерфейс Serial ATA ранее появился и в серии M40 SATA мобильных дисков Samsung, но тогда эти диски не получили сколько-нибудь заметного присутствия на рынке. Если сравнивать спецификации SATA и PATA-моделей серии M60, то окажется, что между ними все же присутствуют некоторые отличия, помимо собственно интерфейса Serial ATA 1,5 Гбит/с (с поддержкой NCQ). Эти отличия касаются и большей в SATA-моделях максимальной скорости линейного чтения (530 против 495 Мбит/с), и чуть более высокой рабочей ударостойкости (325G против 300G), и даже чуть меньшего тока потребления в режиме idle (0,60 против 0,65 ватт). В остальном характеристики те же (впрочем, как мы увидим далее, на практике два из этих трех отличий не нашли подтверждения).
В сравнении с основными конкурентами эти SATA-модели Samsung (судя по спецификациям) обладают отличной ударостойкостью, превосходной экономичностью (и малым нагревом), тихой (по акустике) работой, высокими показателями надежности и умеренными скоростными характеристиками. Основные особенности накопителей серии SpinPoint M60:
- Форматированная емкость пластин до 60 Гбайт;
- GMR/TuMR-головки с «беспроводным» подвесом;
- Интерфейс Serial ATA 1,5 Гбит/с с NCQ;
- SATA Power Management (device initiated);
- Шпиндельный мотор на FDB-подшипниках;
- Технология Load/Unload для парковки головок;
- ATA Security Mode Feature Set;
- ATA SMART Feature Set;
- ATA Automatic Acoustic Management Feature Set;
- Multi-Burst On-The-Fly Error Correction;
- Технология SilentSeek для снижения шума поиска;
- Система Hybrid Latch для улучшения надежности и тишины работы.
Производятся все жесткие диски Samsung на заводе в Гуми (Gumi) в Корее и маркируются согласно следующему правилу: 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 соответствует количеству головок (J=4, I=3, H=2), а последняя буква обозначает серию дисков и интерфейс («I» значит SATA/1.5, а «C» значит UltraATA/100).
Так выглядит «гермоблок» диска HM120JI с обратной стороны (со снятой печатной платой контроллера):
Обратим внимание, что для контактов платы с предусилителями и соленоидным мотором используется популярный «игольчатый прижим», а для подвода сигналов шпиндельного двигателя — 4 упругие позолоченные лапки.
Печатные платы двух моделей с разными интерфейсами очень сходны по форме и компоновке, хотя и немного различаются применяемой элементной базой и разводкой. Электроника жестких дисков Samsung HM120JI, HM120JC (и меньшей емкости этой серии) использует сервоконтроллерTLS2502.
Как видим, на плате присутствует и импульсный преобразователь питания (что делает диск более экономичным), а также датчик-акселерометр, позволяющий диску эффективно компенсировать (учитывать при позиционировании) вибрации.
В отличие от PATA-моделей, где используется DSP-процессор Marvell 88i6523 (который также находит применение в современных настольных винчестерах этой компании с параллельным интерфейсом), в SATA-моделях Samsung M60 применяется процессор Marvell 88i6526, несколько отличный от того (Marvell 88i6525), который применяется в современных настольных жестких дисках Samsung с последовательным интерфейсом. Видимо, различие касается в основном поддержки скорости 3 Гбит/с (или ее отсутствия).
В свете этой преемственности контроллеров можно предположить, что мобильные и настольные диски используют одни и те же наработки в алгоритмах кэширования и поэтому демонстрируют сходные тенденции по быстродействию в приложениях.
О поддерживаемых этими дисками функциях дает представление следующий скриншот.
Управление акустикой поиска у этих дисков поддерживается, значение по умолчанию — быстрый поиск (AAM disabled, см. скриншот программы HDD Life), хотя при этом он все же весьма тих и почти неразличим на фоне шума вращения пластин.
При помощи обычных утилит для изменения статуса регистра AAM (такая утилита под DOS есть и у Samsung, хотя она публично недоступна; впрочем, именно в ней необходимости нет) диск можно перевести в режим тихого поиска:
Далее мы оттестируем производительность и энергопотребление накопителя Samsung HM120JI в обоих этих режимах поиска — дефолтном громком и тихом медленном.
Участники испытаний
В данном обзоре мы сравним одинаковые по механике и даже по версии firmware (YF100-13 и YL100-13) диски Samsung серии SpinPoint M60 объемом 120 и 100 Гбайт с обоими интерфейсами — Serial ATA и UltraATA/100: модели HM120JI, HM100JI и HM120JC с HM100JC соответственно (двум последним мы ранее уже посвящали обзоры по линкам). Для сравнения с ними привлечены современные 2,5-дюймовые жесткие диски других производителей со скоростью вращения пластин 5400 об./мин., описанные нами ранее (см., например, перечень обзоров в начале статьи), — как Serial ATA, так и UltraATA:
- Fujitsu MHV2120BH, 120 Гбайт с интерфейсом SATA
- Fujitsu MHV2100AH, 100 Гбайт с интерфейсом UATA
- Hitachi Travelstar 5K160 HTS541616J9SA00, 160 Гбайт SATA
- Hitachi Travelstar 5K100 HTS541010G9SA00, 100 Гбайт SATA
- Hitachi Travelstar 5K100 HTS541010G9AT00, 100 Гбайт UATA
- Hitachi Travelstar 5K80 HTS548080M9AT00, 80 Гбайт UATA
- Samsung SpinPoint M60 HM120JC, 120 Гбайт UATA
- Samsung SpinPoint M60 HM100JC, 100 Гбайт UATA
- Seagate Momentus 5400.3 ST9160821A, 160 Гбайт UATA
- Seagate Momentus 5400.2 ST9120821AS, 120 Гбайт SATA
- Seagate Momentus 5400.2 ST9120821A, 120 Гбайт UATA
- Toshiba MK8026GAX, 80 Гбайт UATA
- WD Scorpio WD800VE, 80 Гбайт UATA
Все эти накопители, кроме диска Toshiba, имеют буфер объемом 8 Мбайт. Сравнить производительность наших героев с некоторыми более ранними накопителями вы можете самостоятельно, воспользовавшись данными из наших предыдущих обзоров, поскольку методика тестирования одна и та же.
Методика тестирования производительности
Она изменений пока не претерпела — для тестов жестких дисков форм-фактора 2,5 дюйма применялся стенд в составе:
- Процессор Intel Pentium 4 3.0C
- Материнская плата ABIT IC7-G на чипсете i875P с южным мостом ICH 5R
- Системная память 2×256 Мбайт DDR400
- Видеокарта Matrox Millennium G400
- Основной жесткий диск Seagate Barracuda SATA V
- Блок питания Zalman ZM400A-APF, 400 ватт
Мобильные винчестеры жестко закреплялись на металлическом шасси корпуса тестового системного блока и при помощи переходника подключались к контроллеру интерфейса UltraATA/100 или напрямую к контроллеру Serial ATA моста ICH5 на материнской плате. Основной винчестер был «мастером» на первом канале контроллера чипсета, а испытуемый диск подключался «мастером» на второй канал этого же контроллера. 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 со второй половины диска. 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 и общепризнанный WinBench 99.
Результаты базовых тестов
Сперва — графики скорости линейного чтения дисков (кликните по иконкам, чтобы посмотреть полноразмерные графики). Чтобы сравнить эти графики с графиками для некоторых прошлогодних или самых последних мобильных дисков, откройте, например, страничку с нашим более ранним или предпоследним обзором.
 |  |
Samsung SpinPoint M60 HM120JI | Samsung SpinPoint M60 HM120JC |
 |  |
Samsung SpinPoint M60 HM100JI | Samsung SpinPoint M60 HM100JC |
 |  |
Seagate M5400.2 ST9120821AS | Seagate M5400.2 ST9120821A |
 |  |
Samsung SpinPoint M40 MP0804H | Seagate M5400.2 ST9100824A |
 |  |
Hitachi Travelstar 5K100 модель HTS541010G9SA00 | Hitachi Travelstar 5K100 модель HTS541010G9AT00 |
Сравнивая графики для четырех винчестеров Samsung SpinPoint M60 нетрудно прийти к следующим выводам:
- Диски Samsung по-прежнему используют адаптивное форматирование в своей манере — с очень большим периодом чередования головок в трансляторе. Это резко контрастирует с тем, куда движутся остальные производители, предпочитая заметно уменьшать период чередования головок. Оба подхода имеют свои плюсы и минусы, но второй мне представляется более прогрессивным.
- Скорость линейного доступа для 100-гигабайтных моделей Samsung существенно ниже, чем для 120-гигабайтных. При этом явно используется иное форматирование магнитных пластин с меньшей плотностью — 25 Гбайт на сторону вместо 30 Гбайт на сторону. Это именно иное форматирование с уменьшением плотности записи, а не простое «обрезание с края» рабочей области пластины. В результате скорость пластин 100-гигабайтников процентов на 15-20 меньше, чем у 120-гигабайтников, что обязательно отразится на производительности в приложениях. Опять же, раз Samsung уже давно освоила 60-гигабайтные пластины, было бы очень логичным (и полезным для потребителя, раз уж по спецификациям все они имеют одинаковый показатель надежности), если бы младшие модели использовали те же самые 60-гигабайтные «блины», но ограниченные по рабочей области «снизу». В этом случае на 100-гигабайтных дисках можно было бы рассчитывать на не худшую (а то и лучшую — благодаря более быстрому случайному доступу) производительность.
- Несмотря на указанную в спецификациях разницу между SATA и PATA моделями серии M60 по максимальной скорости линейного доступа (530 и 495 Мбит/с соответственно) на исследованных нами моделях это не подтверждается: SATA-диски имеют практически ту же (в рамках разброса параметров адаптивного форматирования) скорость — см. диаграмму.
К сожалению, эта скорость линейного доступа у современных дисков Samsung оказывается одной из самых низких в классе (классе 100-120-гигабайтников), а 100-гигабайтники Samsung уступают по этому параметру даже большинству дисков предыдущего поколения с 40-гигабайтными пластинами!
По скорости работы интерфейса накопители Samsung также демонстрируют весьма умеренные показатели — фактически самые низкие сейчас в данном классе жестких дисков. Впрочем, здесь утешением служит то, что скорость интерфейса пока существенно превышает линейные скорости чтения пластин мобильных винчестеров, поэтому никак не может служить узким местом.
Тесты на среднее время доступа при чтении выводят в лидеры пятитысячников Seagate, за которыми плотно идут диски Hitachi GST. Накопители Samsung M60 здесь также не отличаются выдающимися показателями, демонстрируя едва ли не самые скромные в классе значения. PATA-модели Samsung здесь оказываются чуть шустрее своих SATA-аналогов. В режиме тихого поиска среднее время доступа модели HM120JI возрастает примерно на 3,5 мс, как и для PATA-аналога HM120JC. При этом активный поиск на слух практически неразличим на фоне шума вращения самого накопителя, хотя и в дефолтном режиме поиска он весьма тих.
Проверить эффективность работы кэширования при записи можно, в частности, при помощи теста на скорость случайного доступа при записи:
Здесь обнаруживается, что если обычно для Samsung HM120JI среднее время доступа при случайной записи лишь немногим хуже, чем для аналогичной PATA-модели HM120JC (данная тенденция, кстати, прослеживается и на 100-гигабайтных моделях Samsung, а также у дисков Hitachi и Seagate), то в режиме тихого поиска кэширование случайной записи существенно ухудшается (в противоположность поведению ряда моделей конкурентов). Неужели при этом у дисков Samsung меняются и алгоритмы кэширования, а не только профили позиционирования головок на дорожки?
Таким образом, по результатам простых базовых тестов наши герои демонстрируют очень скромные показатели (причем, чуточку худшие для SATA-моделей по сравнению с PATA-аналогами). И спасти их при работе в пользовательских задачах могут только специально оптимизированные для таких задач алгоритмы работы firmware эти дисков. Посмотрим, так ли это.
Быстродействие в приложениях
В тестах многопотоковых записи и чтения 100-мегабайтных файлов наши герои оказываются на очень хорошем счету даже несмотря на свою скромную «физику» — низкую линейную скорость и большое время поиска.
Фактически лидируя по многопотоковой записи (уступив крохи лишь 160-гигабайтнику Seagate), 120-гигабайтные модели Samsung HM120Jx (SATA и PATA) оказываются на хорошем счету и при многопотоковом чтении (пропустив вперед лишь непревзойденных в этом тесте лидеров от Fujistu и новенький 160-гигабайтник от Hitachi). Да и 100-гигабайтные винчестеры Samsung в этих тестах оказываются очень недурны — пожинаем плоды оптимизации firmware. Детали этих тестов можно посмотреть на следующих двух диаграммах.
SATA-модели Samsung в среднем здесь практически не уступают своим PATA-предшественникам, хотя и не превосходят их. Небольшое превышение скорости записи единственного потока (файла), а то и двух потоков, над максимальной скоростью линейного доступа к некоторым дискам (например, рассматриваемым здесь накопителям Samsung) является дополнительным свидетельством того, что кэширование потоковой записи этими дисками имеет приоритет в алгоритмах сегментирования кэш-памяти и осуществляется весьма эффективно. Данный показатель оптимизации firmware невозможно было бы выявить на пролонгированных и чисто синтетических тестах многопотоковой работы, например, в программе IOmeter, которые пытаются делать по нашим следам некоторые коллеги.
Зато в «престарелых», но до сих пор популярных и кое-где даже показательных тестах Disk WinMark 99 из пакета WinBench 99 ситуация для наших героев не очень благоприятная.
С одной стороны, в Business-тесте, благоволящем к хорошему кэшированию записи, диски Samsung проигрывают практически всем остальным современным фигурантам (кстати, SATA-модели оказываются в среднем чуть хуже своих PATA-аналогов).
C другой стороны, в «профессиональной» (тест High-End) производительности диски Samsung не так плохи, демонстрируя результаты чуть скромнее, чем у лидеров, но явно лучше, чем, например, у накопителей Hitachi 5K100 и Seagate 5400.2. Стоит отметить, что на файловой системе NTFS, все более и более популярной у пользователей ноутбуков, производительность 120-гигабайтников Samsung оказывается самой лучшей из всех современных пятитысячников, включая наипоследние PMR-модели! И снова мы видим, что PATA-модели Samsung HM120JС и HM100JC оказываются немного быстрее своих SATA-последователей.
Производительность винчестеров при типичной работе персонального пользователя мы оцениваем также по двум комплексным трековым тестам — Futuremark PCmark 04 и C'T H2benchW.
В первом из них, увы, жесткие диски Samsung скромны, хотя вообще-то разброс между накопителями в этом тесте (за исключением 160-гигабайтников и старенькой Тошибы) оказывается весьма мал.
Несколько больший разброс показаний прослеживается в другом трековом тесте — C'T H2benchW. И здесь уже лидерство именно 120-гигабайтных дисков Samsung (и, кстати, HM100Jx тоже!) среди не-PMR-накопителей очевидно, лишний раз подтверждая положение о том, что так называемые «трековые» тесты весьма субъективны и специфичны. И что полагаясь лишь на 1-2 таких «доморощенных» (то есть не прошедших проверку широкой общественностью и пр., как делает, например, небезызвестный ресурс StorageReview.com) теста исследователь обрекает себя на заведомо неправильные выводы относительно производительности жестких дисков при выполнении «типичной домашней» или «типичной офисной» деятельности. :)
И снова мы подмечаем, что SATA-модели Samsung хоть на толику, но медленнее своих PATA-аналогов.
В тесте на скорость работы с временным файлом программы Adobe Photoshop однозначным лидером снова являются накопители Fujitsu, а наши герои оказываются твердыми середнячками, а отнюдь не аутсайдерами, опровергая сомнения, связанные с «самой скромной в классе физикой» этих дисков.
Тесты в Intel Iometer
Для полноты картины посмотрим, как наши герои ведут себя в различных паттернах в программе IOmeter, хотя это относится к непрофильной для них профессиональной нагрузке. Сначала — усредненные результаты по традиционным серверным паттернам File Server, Web Server и Database.
Ожидать высот от наших героев здесь, по понятным причинам, не стоит. Хотя PATA-модели Samsung все же демонстрируют весьма неплохие показатели, несколько обгоняя своих SATA-братьев и пятитысячники Fujitsu, Toshiba, WD и даже Hitachi (не все).
В паттерне Workstation наблюдается похожая картина, а режим тихого поиска губит скорость дисков Samsung на корню.
В более «персональных» задачах типа чтения, записи и копирования крупных и мелких файлов, производительность в которых мы оцениваем по собственным паттернам со случайным характером обращений в пределах всего накопителя, можно отметить уверенное в среднем выступление дисков Samsung, которые уступили по сумме показателей только мобильным пятитысячникам Hitachi, опередив всех остальных, включая PMR-винчестер Seagate Momentus 5400.3. В целом SATA-диски Samsung если и отстают от своих PATA-аналогов, то на крайне несущественную величину.
Результаты производительности накопителей в каждом из этих тестов (чтения, записи и копирования крупных и мелких файлов) можно посмотреть на следующих трех диаграммах.
Здесь можно отметить высочайшую скорость записи крупных файлов диском Samsung HM120JI (что хорошо согласуется с результатами многопотоковых тестов записи файлов), высокую скорость дисков Samsung при случайной записи мелких файлов и высокую производительности случайного копирования крупных файлов. При случайном чтении файлов и на копировании мелких файлов наши герои, однако, ведут себя весьма средне.
При имитации дефрагментации диски Samsung M60 ничем особенным не выделяются, немного проигрывая большинству современников, хотя снова нельзя не отметить, что на NTFS их положение в массе соперников лучше, чем на FAT32.
И напоследок еще одни любопытные результаты демонстрируют диски при выполнении паттернов потоковых чтения-записи (одновременно) крупными или мелкими блоками (имитирующим, например, работу цифрового магнитофона с функцией timeshifting или нагрузку на диск при редактировании видео). Здесь на 4-килобайтных блоках с огромным преимуществом лидируют новые диски Samsung серии M60, причем интерфейс UltraATA идет им явно на пользу. Однако на более типичных 64-килобайтных блоках диски Samsung замыкают список, явно проигрывая всем остальным. Видимо, именно наличие непрерывного потока чтение + запись вносит сумятицу в работу алгоритмов firmware дисков Samsung на данных задачах, поскольку, например, при копировании крупных файлов или при дефрагментации, где соотношение чтения к записи также близко к единице, такого не наблюдается, и на копировании эти диски даже одни из лучших. Так что программистам Samsung есть еще над чем подумать, оптимизируя в целом достаточно эффективные микропрограммы своих винчестеров.
Энергопотребление и тепловыделение
Следуя отработанной методике (см., например, здесь и здесь), мы также измерили непосредственно типичные токи потребления дисков в различных режимах работы: при простое (только вращение), чтении, записи, активном поиске, работе ATA-интерфейса, при включении питания и пр. Именно эти параметры в комплексе наиболее полно отражают картину как с нагревом диска (произведение тока на напряжение питания 5 В напрямую дает рассеиваемую диском тепловую мощность, а измерять нагрев диска внутри конкретного ноутбука тоже было бы малоинформативным), так и с экономичностью его работы в составе того или иного ноутбука с примерно известным «тепловым пакетом».
Результаты измерений среднего тока потребления дисков в основных режимах приведены в таблице 2 (амперметр с внутренним сопротивлением 0,1 Ом включался в цепь питания +5 В). Некоторые режимы нуждаются в пояснении:
- Idle — это режим простого вращения диска (без обращения к данным).
- ATA Transfer — это режим передачи данных по шине ATA без обращения к самой пластине.
- Seek — активный поиск (хаотическое перемещение головок по всей пластине).
- Start — максимальный ток в момент старта (усредненный с постоянной времени около 0,1 с).
Все режимы, кроме Start, измерялись во время прохождения соответствующих этапов теста AIDA32 Disk Benchmark, а для операций чтения и записи здесь показаны только максимальные значения (в начале диска).
| Модель диска / Режим работы диска | Скорость вращения шпинделя, об./мин. | Idle | ATA transfer | Write | Read | Seek | Start | Label |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fujitsu MHV2120BH | 5400 | 140 | 380 | 460 | 440 | 480 | 710 | 600 |
| Fujitsu MHV2100BH | 5400 | 140 | 370 | 470 | 470 | 510 | 670 | 600 |
| Fujitsu MHV2100AH | 5400 | 110 | 380 | 480 | 470 | 500 | 680 | 600 |
| Fujitsu MHT2060AH | 5400 | 140 | 380 | 520 | 590 | 590 | 790 | 600 |
| Hitachi TS 7K100 HTS721010G9AT00 | 7200 | 120 | 370 | 570 | 690 | 580 | 830 | 1100 |
| Hitachi TS 7K100 HTS721010G9SA00 | 7200 | 280 | 540 | 750 | 850 | 740 | 850 | 1100 |
| Hitachi TS 5K160 HTS541616J9SA00 | 5400 | 170 | 370 | 530 | 460 | 500 | 810 | 700 |
| Hitachi TS 5K100 HTS541010G9AT00 | 5400 | 90 | 380 | 600 | 680 | 590 | 670 | 1000 |
| Hitachi TS 5K100 HTS541010G9SA00 | 5400 | 210 | 460 | 660 | 710 | 660 | 830 | 1000 |
| Hitachi TS 5K80 HTS548080M9AT00 | 5400 | 140 | 250 | 620 | 750 | 630 | 700 | 1000 |
| Hitachi TS 7K60 HTS726060M9AT00 | 7200 | 150 | 370 | 650 | 850 | 650 | 830 | 1100 |
| Samsung SpinPoint M60 HM120JI | 5400 | 165 | 225 | 540 | 470 | 460 | 650 | 850 |
| Samsung SpinPoint M60 HM100JI | 5400 | 165 | 225 | 530 | 470 | 460 | 650 | 850 |
| Samsung SpinPoint M60 HM120JC | 5400 | 120 | 150 | 520 | 460 | 430 | 590 | 850 |
| Samsung SpinPoint M60 HM100JC | 5400 | 125 | 260 | 530 | 460 | 430 | 620 | 850 |
| Samsung SpinPoint M40 MP0804H | 5400 | 150 | 420 | 490 | 500 | 480 | 790 | 700 |
| Seagate Momentus 7200.1 ST910021A | 7200 | 190 | 430 | 630 | 690 | 570 | 720 | 580 |
| Seagate Momentus 5400.3 ST9160821A | 5400 | 130 | 310 | 510 | 560 | 460 | 580 | 487 |
| Seagate Momentus 5400.2 ST9120821AS | 5400 | 300 | 480 | 650 | 710 | 620 | 760 | 480 |
| Seagate Momentus 5400.2 ST9120821A | 5400 | 155 | 350 | 600 | 590 | 490 | 620 | 420 |
| Seagate Momentus 5400.2 ST9100824A | 5400 | 140 | 360 | 580 | 590 | 490 | 610 | 420 |
| Seagate Momentus 5400.2 ST9100823A | 5400 | 170 | 400 | 600 | 660 | 530 | 730 | 460 |
| Toshiba MK8026GAX | 5400 | 170 | 470 | 580 | 820 | 640 | 830 | 1000 |
| WD Scorpio WD800VE | 5400 | 150 | 320 | 440 | 500 | 470 | 850 | 500 |
| Fujitsu MHV2160BT | 4200 | 120 | 320 | 430 | 400 | 440 | 560 | 550 |
| Fujitsu MHV2120AT | 4200 | 85 | 340 | 450 | 420 | 450 | 450 | 550 |
Прежде всего, отметим, что значение тока потребления, указанное на корпусе дисков Samsung HM120JI и HM100JI, существенно больше реальных (усредненных за несколько десятых долей секунды) значений во всех режимах работы. Видимо, производитель просто перестраховался и указал максимальное пиковое значение тока, которое изредка может наблюдаться только в очень короткие промежутки времени (видимо, лишь при старте). Еще одним интересным моментом для этих двух накопителей является заметное превышение тока потребления при линейной записи над режимом линейного чтения. Отметим и то, что при линейном чтении ток потребления больше, чем при случайном (то есть чем при поиске). Потребление для 120- и 100-гигабайтной модели практически одинаково.
Ток покоя такого диска нельзя назвать очень маленьким по сравнению со многими соперниками — все-таки интерфейсы Serial ATA (точнее — его буферы-усилители) требуют расхода электроэнергии. Впрочем, если сравнить эти показатели с idle-токами для других современных 2,5-дюймовых SATA-винчестеров, то диски Samsung окажутся на достаточно хорошем счету, уступая лишь SATA-дискам Fujitsu. Порадовал и достаточно низкий стартовый ток этих моделей: так что мобильные винчестеры Samsung хорошо подойдут не только для ноутбуков, но и для внешних применений — в плеерах и внешних переносных накопителях (UBS/FW/eSATA).
Чтобы привести цифры этой таблицы к более простому и полезному для читателя знаменателю, были вычислены два практически полезных параметра: усредненная потребляемая мощность мобильных дисков при типичной неспешной работе пользователя с ноутбуком и при интенсивной (постоянной) работе ПК с винчестером. Для вычисления этих оценочных показателей, не претендующих, честно говоря, на какую-то «истину в конечной инстанции», я применил две характерные модели использования дисков:
1. При типичной неспешной работе пользователя (например, офисной или при редактировании графики) модель среднего потребления диска описывается формулой:
P typ =(Idle*90%+ Write*2.5%+ Read*7.5%)/100%,
где буквенные режимы означают ток потребления диском в соответствующих режимах обращения к нему, а цифры, на которые эти токи умножаются, — процент по времени, в течение которого диск находится в этом режиме (для чтения и записи берутся максимальные значения тока потребления, соответствующие начальным участкам диска; режим Seek здесь фактически учитывается через чтение и запись). В основу этой модели положено, в частности, то, что при типичной работе ноутбука диск читает/пишет в течение примерно 10% от общего времени.
2. Аналогично, для интенсивной работы с диском (например, дефрагментация, сканирование поверхности, копирование файлов и пр.) среднее потребление численно описывается формулой:
P max =(Write + Seek + Read*3)/5,
где ток приведен в амперах. По вычисленным данным потребляемой мощности построена следующая диаграмма.
Сразу можно отметить, что потребление SATA-моделей Samsung емкостью 120 и 100 Гбайт в режиме типичной неспешной работы ПК (и режиме idle) почти на 20% (0,2 ватта) выше, чем у таких же PATA-моделей этого производителя. Впрочем, проигрывают здесь диски Samsung лишь SATA-накопителям Fujitsu, оказываясь экономичнее остальных современных дисков с последовательным интерфейсом. Зато по энергопотреблению в режиме активной работы с диском наши герои оказываются очень хороши, существенно опережая (по экономичности) почти всех конкурентов, кроме, разве что, PATA-дисков самой Samsung и накопителей той же Fujitsu. Впрочем, самые современные SATA-диски Hitachi Travelstar 5K160 тоже имеют потребление на уровне 2,41 ватта при активной работе, так что «Варяг не сдается без боя». :)
Выводы
Итак, диски Samsung SpinPoint M60, наконец-то обзавелись и последовательным интерфейсом Serial ATA. Тесты показывают, что SATA-модели емкостью 120 и 100 Гбайт от Samsung почти не отстают по производительности и экономичности от своих близнецов с интерфейсом UltraATA/100. А по ряду паспортных характеристик даже немного превосходят их, хотя это и не всегда подтверждается на практике. Впрочем, мы лишний раз убеждаемся, что использование SATA вместо PATA пока не способно принести потребителю заметных преимуществ (а иногда даже наоборот).
По сравнению с конкурентами данные накопители Samsung смотрятся в целом уверенно, несмотря на худшие «физические кондиции» зачастую одолевая соперников при выполнении потребительских задач — благодаря специально оптимизированной микропрограмме кэширования. Хотя дополнительно поработать над этой программой производителю не помешает. Популярность этих накопителей с последовательным интерфейсом у потребителей, однако, будет определяться не только тем, что они предлагают хорошую емкость при достойной в целом производительности и одних из лучших в классе экономичности, надежности/ударостойкости и тишине работы. Важной также здесь будет цена, которая на SATA-модели поначалу оказывается заметно выше, чем на PATA-модели (хотя Samsung'у почти всегда удается сделать цену на свои диски привлекательной). И в этих условиях только давление производителей оборудования, принудительно переходящих на хост-контроллеры SATA, способно переместить спрос на SATA-модели 2,5-дюймовых накопителей.
