Arial Georgia Tahoma Times New Roman Verdana

Seagate Savvio 10K.1 — мал, да удал

Недавно мы подвели итоги череде наших обзоров современных профессиональных жестких дисков форм-фактора 3,5 дюйма со скоростью вращения пластин 10 000 об./мин. и интерфейсом Ultra320 SCSI. Все фигуранты рассмотрены, победители названы и, казалось бы, на некоторое время мы можем «забыть» про эту категорию дисков, поскольку новинки им на смену придут еще не скоро. Если, конечно, не считать таковыми модификации этих же накопителей для интерфейса Serial Attached SCSI, гурьбой повалившие в последнее время. Однако обрисованная нами картина в стане enterprise-десятитысячников была бы не полной без рассмотрения одного уникального, пионерского продукта, который впервые появился на рынке даже чуть раньше современных трехдюймовых SCSI-серий (а точнее — летом-осенью 2004 года) и который достаточно долгое время оставался не слишком востребованным рынком — в силу то ли инерции мышления «пузатых корпоративных дядек», то ли неготовности инфраструктуры к принятию «на грудь» такого заманчивого, но нестандартного предложения...

Как вы уже наверное догадались (а не догадаться было бы непростительно — ведь название-то прочли ;)), речь в данной статье пойдет о первых в мире SCSI-десятитысячниках в форм-факторе 2,5 дюйма, то есть о Seagate Savvio 10K.1. И здесь Seagate снова оказалась впереди конкурентов, как и в былые годы, когда компания первой в отрасли выпустила 3,5-дюймовые накопители со скоростями вращения пластин 7200, 10000 и потом 15000 об./мин.

Преимущества таких 2,5"-дисков вполне очевидны:

• на 70% меньшее занимаемое ими место (115 против 386 куб.см) позволяет создавать более компактные системы хранения данных — как в корпусах серверов (идеальны для 1U- и блэйд-серверов), так и в виде отдельных корпусов СХД. Например, становится возможным создание шестидисковых массивов RAID 5 в серверах формата 1U (с 3,5"-дисками требуется формат 2U);
• большее количество таких дисков в одном объеме (например, 1U-сервере) по сравнению с традиционными накопителями позволяет получить большую производительность в расчете на объем (IOPS/U). Например, 2U-корзина с Savvio заметно превзойдет по производительности 3U-корзину с 3,5-дюймовыми десятитысячниками;
• при определенных условиях возможна ситуация, когда система хранения данных на 2,5" дисках будет обладать большей емкостью из расчета на объем корпуса при том же уровне производительности;
• Seagate утверждает, что у Savvio на 15% снижено время доступа к данным по сравнению с 3,5-дюймовыми десятитысячниками (за счет меньшего диаметра пластин), что ведет к лучшей IOPS-производительности, отчасти сравнимой даже с некоторыми пятнадцатитысячниками (заявленные значения среднего времени поиска составляют 4,1 мс для Savvio 10K, 4,7 мс для Cheetah 10K и 3,6 мс для Cheetah 15K);
• пониженная (на 40%) потребляемая мощность Savvio (см., например, наш обзор) позволяет экономить потребление и снижать тепловыделение систем хранения данных (хотя здесь все и не так однозначно);
• традиционно высокая надежность таких дисков (1,4 миллиона часов MTBF) вкупе с большим их числом на единицу объема позволяет создавать более надежные СХД;
• улучшается масштабируемость storage-решений.

Например, по утверждениям Seagate, массив RAID 5 на дисках Savvio в 1U-сервере (выпуск которых в последние годы резко растет) будет рассеивать меньше мощности и обеспечивать большее IOPS-быстродействие, чем такой же массив на 3,5-дюймовых дисках в 2U-сервере. В целом, с применением Savvio становится возможным создавать серверы и СХД в меньшем формате (скажем, перейти от 2U к 1U или от 3U к 2U) при одновременном увеличении IOPS-производительности и сохранении или некотором увеличении суммарной емкости.

А для блэйд-серверов диски Savvio стали фактически первыми и пока единственными enterprise-накопителями, тогда как прежде там устанавливались обычные ноутбучные накопители с существенно худшими показателями производительности и надежности (один Savvio при круглосуточной работе обеспечит лучшую надежность, чем зеркало из двух 7200-rpm ноутбучных дисков).

Наконец, согласно прогнозам уважаемой IDC к 2008 году потребность в 2,5-дюймовых 10000rpm-дисках enterprise-класса составит около 10 миллионов штук ежегодно!

Даже скромные прогнозы годовой потребности рынка в 1U-серверах оцениваются примерно в миллион штук, то есть при пятидисковом RAID 5 лишь для этого сегмента необходимо около 5 миллионов 2,5-дюймовых enterprise-накопителей в год! Для сравнения, за прошедший квартал Seagate реализовала 3,1 миллиона накопителей Enterprise-класса (пока, в основном, трехдюймовых). Примерно теми же цифрами оценивается нынешняя потребность рынка в блэйд-серверах, где тоже предпочтительно использовать (хотя и в меньших количествах) диски класса Savvio вместо ноутбучных.

Вместе с тем, по прошествии года после появления этих дисков на рынке можно констатировать, что интерес многих ключевых производителей оборудования и потребителей к дискам Savvio, к сожалению, не был таким однозначно положительным. Многие жалуются, что слабо развиты сопутствующие продукты (например, шасси, корзины и корпуса), предназначенные для установки таких накопителей. А некоторое время назад достаточно крупная партия Savvio у одного из известных российских дистрибьютеров долго сидела «комом в горле» — спрос на них у нас был гомеопатический. Впрочем, такая ситуация — далеко не редкость для принципиально новых и в чем-то революционных продуктов, для которых еще не готова соответствующая инфраструктура. Тем более что разработка Savvio была в свое время инициирована во многом благодаря настойчивости одной компании — HP, одного из главных enterprise-партнеров Seagate. И инженеры HP приняли в создании Seagate Savvio самое непосредственное участие. Собственно, именно HP после создания этих дисков и являлась их основным потребителем и всячески нахваливала новый продукт.

Однако с появлением модификаций Savvio с интерфейсами Fibre Channel и, особенно, Serial Attached SCSI (SAS), впервые показанных как прототипы еще в начале 2004 года (а официальные поставки SAS-варианта Savvio начались лишь недавно),

интерес к этим дискам заметно повысился и ряд производителей стали активнее предлагать шасси для их размещения.

Например, в корзине формата двух пятидюймовых отсеков компьютерных корпусов можно разместить 8 накопителей типа Savvio (см. фото выше и ниже),

а в формате одного (!) пятидюймового отсека выпускаются (например, Supermicro) корзинки для четырех таких накопителей. Выглядят они очень симпатично, да и создание 4-х и 8-дисковых RAID-массивов с такими малютками очень упрощается. Жаль лишь, что эти корзинки предназначены, в основном, для SAS-накопителей, тогда как найти такие же для SCSI-моделей Savvio до сих пор проблематично (знающие могут предложить варианты таких корзинок в ветке обсуждения этой статьи на нашем форуме).

Кстати, множественное число от названия Savvio — это Savvii, а не как-то иначе. :) А само имя Savvio является комбинацией слов Savvy (сообразительность по англ.) + I/O (технология быстрого ввода-вывода данных).

В формате 2U уже существуют корзины для 24 дисков формата Savvio, и есть даже утверждения, что в 2U-корзине можно разместить до 30 таких дисков. Существуют типовые конструктивы и для blade-серверов с использованием дисков этого формата (на фото).

В общем, «процесс пошел» и его теперь уже не остановить — куда важнее вовремя вскочить на этот поезд, чтобы он от тебя не увёз конкурентов. :)

Кстати, вслед за Seagate недавно enterprise-диски форм-фактора 2,5 дюйма объявила и Fujitsu. Эта серия носит название MAV20xxRC и, как и Savvio, насчитывает всего 2 модели такого же объема и с примерно такими же характеристиками. Только у Fujitsu они предназначены лишь для интерфейса SAS (модели для SCSI и FC отсутствуют). В свободной продаже эти диски, к сожалению, пока не замечены. Впрочем, как и SAS-модели Savvio.

Характеристики дисков и участники испытаний

Вот как выглядит накопитель Seagate Savvio 10K.1 ST973401LC объемом 73,4 Гбайт с интерфейсом SCA-80:

Представление о том, что внутри, дает следующая фотография.

Маркировка этого накопителя традиционна для Seagate:

А плата контроллера Savvio занимает всю площадь дна банки:

Кстати, если сравнить контроллер Savvio с контроллером дисков Seagate Cheetah 15K.4 и Cheetah 10K.7, то окажется, что они очень похожи — используется одна и та же элементная база (контроллеры LSI Logic L2D2348, Marvell 88C7500M, драйвер Smooth 100331044 (и 100271388 для Savvio), 6-наносекундная 64 Мбит DRAM и флэш-память от SST). И хотя компоновка плат различается, по сути это один и тот же контроллер с незначительными модификациями в железе и некоторыми отличиями в firmware.

Забегая вперед, отмечу, что SAS-модели Savvio также используют основной процессор от LSI Logiс— точнее даже пару чипов L2C2425 для обеспечения двух независимых каналов (как того требуют спецификации SAS).

В остальном же SCSI и SAS контроллеры дисков Savvio идентичны (правда, возможны варианты использования памяти на 7,5 нс или марвелловского чипа 88C5500):

Диски серии Savvio поставляются в уникальной, то есть не подходящей ни для каких иных накопителей (включая ноутбучные), ударозащитной упаковке Seagate — она, разумеется, существенно меньше, чем стандартные сигейтовские пластиковые коробочки:

Кстати, в традиционную (трехдюймовую) «сигейтовскую» коробочку «поперек» легко помещается до четырех 2,5-дюймовых ноутбучных дисков (а при желании — и до шести!), тогда как с Savvio этот номер не проходит — он длиннее, толще, и даже пара Savvio в такую упаковку не поместится.

Основные паспортные характеристики 2,5- и 3,5-дюймовых дисков Fujitsu и Seagate последнего поколения со скоростью вращения пластин 10000 об./мин. представлены в таблице 1. К сожалению, 2,5-дюймовые накопители Fujitsu еще не успели поступить в продажу, поэтому к их рассмотрению мы постараемся вернуться позднее.

Прежде всего, необходимо подчеркнуть, что хотя накопители серии Savvio и выполнены в форм-факторе 2,5 дюйма (то есть их ширина составляет стандартные 70 мм и посадочные отверстия расположены относительно основания диска строго в соответствии со стандартами на данный типоразмер), их остальные массогабаритные показатели не вписываются в традиционные представления о дисках данного формата (таких, как винчестеры для мобильных применений). Во-первых, Savvii имеют несколько «нестандартную» по нынешним меркам толщину — 15 мм (для «ноутбучных» 2,5-дюймовых дисков сейчас характерна толщина около 9,8 мм, а несколько лет назад стандартом были также 12 мм). Во-вторых, длина SCSI-дисков Savvio составляет не традиционные для мобильных дисков 96 мм по корпусу и 100 мм с разъемом, а несколько больше — 100 мм по корпусу и 110 мм по габаритам (вместе с разъемом SCSI SCA-2; впрочем, SAS-модели будут покороче). В-третьих, по массе Savvii более чем вдвое тяжелее своих современных мобильных собратьев (весящих менее 100 грамм), хотя используют такую же формулу — максимум 2 пластины и 4 головки. Впрочем, справедливости ради отметим, что при всем этом Savvii остаются почти вчетверо легче и на 70% более компактными (по занимаемому объему — 70х110х15=115,5 куб. см против 101х147х26=386 куб. см), чем их традиционные 3,5-дюймовые SCSI-собратья с той же скоростью вращения.

Для этих дисков используются те же самые 65-мм магнитные пластины емкостью по 36,7 Гбайт и макс. плотностью записи около 70 Гбит на кв. дюйм, что и для дисков Seagate Cheetah 15K.4 со скоростью вращения 15 000 об./мин. (а также некоторые другие компоненты). Вместе с тем, среднее заявленное время поиска у Savvio 10K.1 заметно хуже, чем у Cheetah 15K.4 — 4,1 мс против 3,5 мс при чтении и 4,5 против 4,0 мс при записи. Видимо, это связано с тем, что в данном случае не ставилась цель снизить время поиска любыми средствами, и поэтому экономичность соленоидного мотора (производящего миллисекундные перемещения кронштейна с головками) не была принесена в жертву времени доступа. С другой стороны, по заявленному производителем среднему времени поиска 2,5-дюймовые десятитысячники (как Seagate, так и Fujitsu) на 0,5-0,8 мс быстрее современных 3,5-дюймовых десятитысячников этих же производителей. То есть среднее время доступа у них примерно на 7-10% лучше.

Диски линейки Savvio используют новый миниатюрный 15-мм шпиндельный мотор на жидкостных подшипниках (FDB), более короткий и надежный кронштейн с головками, а уменьшенная формула (максимум 2 диска и 4 головки) снижает энергопотребление до 5 ватт при вращении (против ~8 ватт у Cheetah 10K.7) и до 8 ватт в среднем при обращениях (против ~12-16 ватт у Cheetah 10K.7). К слову, FC- и SAS-варианты Savvio не настолько экономичны, как первенцы с интерфейсом SCSI — они потребляют при вращении 6,8(FC)—7,5(SAS) ватт и 8,8(FC)—11,2(SAS) ватт при обращениях!

Шум вращения и поиска у Savvio тоже значительно меньше, чем даже у Seagate Cheetah 10K.7. А ударостойкость при хранении — лучше.

Среди недостатков дисков Savvio 10K.1 можно отметить относительно маленькую по нынешним временам емкость моделей (36,7 и 73,4 Гбайт), достаточно низкую линейную скорость чтения (63 Мбайт/с на внешних дорожках против 80-89 Мбайт/с у современных 3,5-дюймовых десятитысячников), а также то, что минимальное (объявленное) время поиска при чтении и записи у Savvio заметно хуже, чем у дисков Seagate Cheetah 10K.7 (перемещение между соседними дорожками при чтении происходит вдвое медленнее!). К слову, у Cheetah 15K.4 значения минимального времени поиска такие же низкие, как и у Cheetah 10K.7, то есть это особенность именно Savvio и она, видимо, связана с экономией потребления и применением немного другой микросхемы драйвера Smooth (см. выше).

Разумеется, Savvio поддерживают все те же фирменные технологии Seagate, что и накопители линеек Cheetah. А рекомендуемые производителем области применения этих дисков включают:

• Rack-optimized servers
• Blade servers
• Rack-optimized storage arrays
• Size-constrained specialty applications

Другими словами — все те устройства корпоративного класса, где требуется минимизировать размер при сохранении высокой производительности и надежности системы хранения данных.

Для тестирования мы использовали диск Seagate Savvio 10K.1 ST973401LC емкостью 73 Гбайт, причем мы испытали этот диск в трех (как минимум) вариантах работы firmware — с исходной версией firmware 0001, с ней же в режиме Performance Mode (Desktop Mode, 32 постоянных сегмента кэш-памяти, детали см. в нашем обзоре) и с обновленной версией прошивки 0002 (в режиме Server Mode), чтобы посмотреть, изменилось ли что-то в плане производительности с новой версией firmware, а также насколько быстрее или медленнее в различных приложениях это диск работает при постоянной (вместо адаптивной) сегментации буфера диска. Для Seagate Cheetah 10K.7 мы также приводим результаты в двух режимах работы firmware — Desktop Mode (PM) и Server Mode.

Для сравнения мы использовали ранее полученные результаты для всех современных 3,5-дюймовых SCSI-дисков со скоростью вращения пластин 10000 об./мин. (линки см. ранее), а также знаменитый SATA-десятитысячник WD Raptor WD740GD. Все эти диски, кроме последнего и Seagate Cheetah 10K.7, имели объем по 147 Гбайт, тогда как отмеченные (WD и Cheetah) были вдвое меньше, то есть такого же объема, как и образец Savvio. Как мы могли убедиться недавно на примере той же Cheetah 10K.7, разница в производительности между моделями объемом 74 и 147 Гбайт одной серии не настолько существенна, чтобы на нее обращать внимание при подобных сравнениях.

Методика тестирования скоростных показателей

Для тестов жестких дисков применялся стенд в составе:

1. Процессор Intel Pentium 4 3.0C
2. Материнская плата Gigabyte GA-8KNXP Ultra-64 на чипсете Intel E7210 (i875P с южным мостом Hance Rapids 6300ESB с шиной PCI-X)
3. Системная память 2x256 Мбайт DDR400 (тайминги 2.5-3-3-6)
4. Контроллер Ultra320 SCSI Adaptec AIC-7902B на шине PCI64
5. Основной жесткий диск Maxtor 6E040L0
6. Блок питания Zalman ZM400A-APF, 400 ватт
7. Корпус Arbyte YY-W201BK-A

Диски жестко закреплялись на металлическом шасси корпуса системного блока и обдувались небольшим «торцевым» вентилятором для 5-дюймового отсека корпуса. SCSI-диски подключались к системе (по одиночке!) коротким 20-сантиметровым кабелем, причем для моделей с разъемом SCA-2 (SCA-80) использовался переходник SCA-WIDE (не влияющий на скорость).

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. Перед тестированием диски прогревались в течение 20 минут запуском программы с активным случайным доступом.

Результаты тестов физических параметров

Сначала — графики скорости линейного чтения (кликните по иконкам, чтобы посмотреть полноразмерные графики).

Seagate Savvio 10K.1 ST973401LC	Seagate Cheetah 10K.6 ST3146807LW
Maxtor Atlas 10K V 8D147J0	Seagate Cheetah 10K.7 ST3146707LW

Очевидно, что Seagate Savvio 10K.1 проигрывает по линейной скорости всем современным 3,5-дюймовым дискам со скоростью вращения 10 000 об./мин. И проигрывает много, как и ожидалось из спецификаций. Лучшие представители десятитысячников обгоняют Savvio на 40%, то есть почти в полтора раза! Более того, оказывается, что Savvio здесь заметно уступает даже дискам прошлого поколения с 37-гигабайтными пластинами (как у Savvio) — например, Seagate Cheetah 10K.6 и WD740GD.

Любопытно, что если мы умножим эти значения скорости для Savvio на полтора (15000/10000), то получим близкие величины к тем, что измерены для накопителя Cheetah 15K.4 (как мы помним, он использует те же 65-мм магнитные пластины). Особенно это касается максимальной скорости (в начале диска), тогда как минимальная скорость и отношение максимальной к минимальной заметно отличаются — у Savvio отношение равно 1,46, а у Читы 15K.4 оно 1,64 (объяснений этому может быть два, взаимоконкурирующих).

Вместе с тем, линейная скорость у Savvio находится примерно на уровне современных 3,5-дюймовых SATA-дисков с 7200 об./мин. (среди которых немало и профессиональных моделей, в том числе, для RAID). И тем более приятно, что Savvio по этим параметрам аж на 60-80% быстрее самого быстрого (в недавнем прошлом) ноутбучного винчестера — Hitachi Travelstar 7K60, который многие любят ставить в blade-серверы и аналогичные профессиональные продукты.

Будем надеяться, что в недалеком будущем мы увидим новое поколение дисков Savvio (уже с перпендикулярной записью и, возможно, адаптивным форматированием), где устоявшаяся скорость линейного чтения (и записи) кардинально повысится и подойдет вплотную к 90 Мбайт/с.

По скорости работы интерфейса Ultra320 SCSI диск Savvio ведет себя также, как и другие современные SCSI-продукты Seagate — ведь контроллер-то у них один и тот же. Скорость интерфейса — на высоком уровне, какими бы способами мы ни пытались ее измерять. Исключение составляет лишь работа в Desktop Mode, где (как, впрочем, и для дисков Cheetah) некоторые способы измерений выдают нереально низкие значения (наиболее капризна тут Sandra):

Второе (после линейной скорости) небольшое разочарование поджидает нас при измерении среднего времени доступа к диску Savvio при чтении: несмотря на заявленное значение 7,1 мс (и 0,6 мс преимущества над Cheetah 10K.7) наш герой демонстрирует лишь 7,4-7,5 мс и всего на 0,4 мс опережает Читу 10K.7, уступая при этом «полновесному» лидеру-десятитысячнику от Maxtor.

Таким образом, ожидания относительно небывало малого времени поиска из-за миниатюрных пластин Savvio не очень-то оправдывается — разница с большинством современных 3,5-дюймовых десятитысячников здесь минимальна. Отметим также, что в режиме Performance Mоde среднее измеренное под Windows время доступа заметно (на 0,8 мс) возрастает для обоих серий Seagate, хотя «электромеханические» параметры поиска при этом меняться не должны. То есть алгоритмы кэширования и сегментирование кэш-памяти могут оказывать прямое влияние даже на такие «простейшие» измеряемые в операционной среде «физические» параметры дисков.

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 следующей диаграмме реально отражает данную физическую характеристику накопителей! Это лишь некий программно измеряемый при помощи теста параметр, по которому можно судить об эффективности кэширования записи в буфере диска.)

И здесь Savvio немного реабилитируется, показывая значительно лучшие значения, чем Cheetah 10K.7 в обоих режимах сегментирования кэш-памяти, и заметно опережая всех остальных соперников!

Примерно та же тенденция сохраняется и при измерениях в тесте IOMeter, хотя в последнем случае диску Maxtor все же удается обогнать Savvio при записи, а цифры для среднего времени случайного доступа при чтении, во многих случаях (особенно, для Savvio и Cheetah) существенно отличающиеся (в худшую сторону) от таковых, измеренных в других программах, наводят на мысль о недостаточной аккуратности процедуры таких измерений при помощи IOMeter. Так что данная диаграмма приводится нами скорее для разнообразия, нежели для демонстрации правдивых значений. Кстати, разницы между разными версиями firmware для Savvio мы до сих пор не наблюдали.

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 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 (результаты данного теста практически не зависят от выбора между FAT и NTFS).

Тестовый файл 128 Кбайт:
	Seagate Savvio 10K.1 ST973401LC
	Seagate Cheetah 10K.7 ST3146707LW
	Maxtor Atlas 10K V 8D147J0
Тестовый файл 1 Мбайт:
	Seagate Savvio 10K.1 ST973401LC
	Seagate Cheetah 10K.7 ST3146707LW
	Maxtor Atlas 10K V 8D147J0
Тестовый файл 4 Мбайт:
	Seagate Savvio 10K.1 ST973401LC
	Seagate Cheetah 10K.7 ST3146707LW
	Maxtor Atlas 10K V 8D147J0
Тестовый файл 32 Мбайт:
	Seagate Savvio 10K.1 ST973401LC
	Seagate Cheetah 10K.7 ST3146707LW
	Maxtor Atlas 10K V 8D147J0

По данным этого теста можно сделать выводы, что firmware накопителя Savvio по принципам и результатам своей работы сильно напоминает таковое для Seagate Cheetah 10K.7 — оно неважно оптимизировано для кэширования потоковой записи, для работы с мелкими блоками и для кэширования чтения файлов размером более 2 Мбайт. Режим фиксированной сегментации Performance Mode (при дефолтной настройке в 32 сегмента) приводит к ухудшению кэширования чтения блоков размером от 256 Кбайт (8 Мбайт делить на 32 сегмента — это как раз чуть меньше 256 Кбайт на сегмент).

Что касается разницы между версиями микропрограммы для Savvio, то и здесь их практически не было бы заметно, если бы не один нюанс — при размере тестового файла 2 Мбайт у более свежей версии (0002) кэширование чтения перестает быть эффективным, тогда как версией 0001 такие файлы кэшировались на чтение очень хорошо.

Из сравнения этих данных с результатом для Performance Mode можно сделать вывод, что в новой версии микропрограммы Savvio немного «подкрутили» алгоритмы адаптивного сегментирования/кэширования (в Server Mode) таким образом, чтобы при работе с потоковыми данными (в частности, файлами размером более 1 Мбайт) увеличить число выделяемых сегментов кэш-памяти, уменьшив при этом их размер (другими словами — был увеличен до 4-6 нижний порог числа сегментов, тогда как ранее он, по-видимому, мог достигать всего 2-3 сегментов при работе с потоковыми данными при чтении). В результате такой модернизации кэширование чтения крупных (от 1 до 2 Мбайт) блоков данных у диска ухудшилось. Кстати, у SCSI-диска Maxtor при чтении потоковых данных число сегментов, возможно, способно снижаться даже до одного-двух (если судить по эффективному кэшированию 4-мегабайтного файла). Оборотной стороной этого в новой прошивке, видимо, стало почти двукратное улучшение скорости записи 512-байтных блоков и примерно 10-20-процентное улучшение скорости чтения мелких блоков. Чего нельзя не приветствовать.

Что ж, эти тесты показывают, что от диска Seagate Savvio можно ожидать весьма интересных и неоднозначных результатов по производительности при работе в различных приложениях. Выяснением этого мы и займемся далее.

Для удобства анализа результатов диски на диаграммах следуют в одной и той же последовательности, а три варианта работы героя нашего обзора Seagate Savvio 10K.1 73 Гбайт приведены в трех нижних строчках. Но как мы убедимся далее, это отнюдь не означает, что диски Savvio — самые медленные среди современных накопителей со скоростью вращения пластин 10 000 об./мин. :)

Быстродействие в приложениях

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 дисков Hitachi, Maxtor и WD Raptor при записи несколькими одновременными потоками подавляюще, а вот диски Savvio в среднем всего на 10% отстают от своих «полновесных» сестриц Cheetah 10K (и это — при на четверть меньшей линейной скорости!), причем видно, что характер их работы с несколькими потоками на запись точно такой же, как у Чит. Режим фиксированной сегментации Performance Mode в данном случае никак не влияет на производительность, хотя с обновлением прошивки скорость Savvio слегка снижается (как мы видели ранее, при этом несколько ухудшается кэширование крупных блоков). Однако Savvio в этом тесте не самый медленный — он обгоняет накопитель от Fujitsu.

Заметно иная картина для Savvio при многопотоковом чтении — в этом тесте уверенно лидируют диски Hitachi и Fujitsu, а Seagate Cheetah 10K.7 в Server Mode надежно закрепилась на третьем месте (хотя в Desktop Mode она же показывает весьма низкие результаты в этом тесте). Явным аутсайдером здесь оказался другой диск Seagate — Cheetah 10K.6. Тем более отрадно, что Savvio с прошивкой 0001 демонстрирует среднюю скорость на уровне таких грандов как Maxtor Atlas 10K V и WD Raptor, обгоняя старую Читу и новую в Performance Mode. Причем, у Savvio, в отличие от Cheetah 10K.7, не наблюдается такого катастрофического ухудшения быстродействия в данной задаче при переводе накопителя в режим фиксированной сегментации (Desktop Mode), хотя трехпроцентное ухудшение все же есть. Любопытно и то, что с новой прошивкой 0002 (где, как мы помним по тесту ATTO Disk Benchmark, явно ухудшено кэширование чтения крупных файлов, видимо, из-за большего минимально возможного числа сегментов) производительность Savvio на многопотоковом чтении заметно ухудшается.

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 на диаграммах приведены усредненные результаты. Безусловно, данные тесты не являются «профильными» для SCSI-накопителей со скоростью вращения, и мы, приводя 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.

В данном случае накопители Seagate (кроме старенькой Cheetah 10K.6) особо не блещут скоростью, хотя использование для них Desktop Mode вместо Server Mode позволяет заметно, процентов на 20, поднять их производительность. В качестве утешения можно заметить, что Savvio в Business-тесте практически не уступает своей «полновесной» сестрице Cheetah 10K.7 и даже обгоняет десятитысячник Hitachi Ultrastar 10K300. Впрочем, если для Savvio не использовать Performance Mode, то его средняя производительность в High-End Disk WinMark оказывается самой низкой из современных десятитысячников. Хотя и ее можно понизить, применив более новую прошивку версии 0002 — отставание от лидера может достигнуть двукратного!

Более свежие комплексные «трековые» тесты оценки «настольной» производительности дисков в пакетах PCMakr04 и C'T H2BenchW снова ввергают Savvio в пучину почти двукратного проигрыша лидерам от Fujitsu, Maxtor и WD.

Тем не менее, все не так уж плохо, поскольку здесь Savvio оказывается всегда быстрее, чем полновесная сестрица Cheetah 10K.7! И это не может не радовать. Причем при использовании Performance Mode скорость Savvio (как и Читы) резко возрастает (на треть!) и они уже опережают диск Hitachi и стремятся подтянуться к лидерам.

Еще больший выигрыш от перехода к Performance Mode наблюдается в тесте H2BenchW. Скорость обоих дисков Seagate (кстати, Savvio и здесь не хуже, чем Cheetah 10K.7) возрастает более чем на 60% (!), хотя и не дотягивает до производительности старенькой Cheetah 10K.6. Впрочем, в Server Mode проигрыш лидерам у современных дисков Seagate почти троекратный в этом уважаемом тесте. И такие результаты уже никак не объяснить меньшей линейной скоростью дисков, тем более что по времени случайного доступа Savvio — один из лучших. А значит, вина за эти неприглядные результаты лежит исключительно на микропрограмме накопителей в части политики кэширования чтения и записи.

По скорости работы дисков с временным файлом программы Adobe Photoshop накопитель Seagate Savvio особой прытью не отличается — он явно уступил всем остальным десятитысячникам, включая Читу 10K.7, и даже Performance Mode не помогает ему догнать соперников.

Тесты в Intel Iometer

Но хватит теребить душу дисков задачами, которые для них не очень характерны. Переходим к задачам, ради которых, собственно эти накопители и существуют. Для имитации работы дисков в различных приложениях enterprise-класса 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.

Чтобы не перегружать детальные графики, мы на них приводим результаты лишь для дисков Seagate, а также для Maxtor Atlas 10K V как самого быстрого на данный момент серверного десятитысячника. На диаграмме ниже будут показаны усредненные результаты для всех остальных накопителей.

И здесь мы, наконец, наблюдаем первые плоды удачного дизайна Seagate Savvio — если при малых очередях (более характерных для настольных применений) диски Seagate не блещут скоростью, то уже при глубине очереди 16 Savvio догоняет нынешнего лидера от Maxtor, а при QD=64 и явно обгоняет его! И это несмотря на то, что у Maxtor среднее время случайного доступа даже чуть лучше, чем у Savvio! То есть микропрограмма последнего имеет явные достоинства в этом плане — и тут уместно будет вспомнить лучший показатель Savvio при случайной записи в тесте H2BenchW (см. выше). При этом обе пошивки Savvio демонстрируют практически одинаковый результат, а вот в Performance Mode малютка резко сдает позиции на очередях 8-64. Более того, Savvio здесь явно быстрее своих полновесны сестриц Cheetah 10K — особенно на большой глубине очереди запросов.

Сходная картина наблюдается и при имитации работы файлового сервера — Savvio удается немного обогнать диск Maxtor на очереди 64 (хотя по линейной скорости и времени поиска преимущество Maxtor неоспоримо) и все время удерживать преимущество над Cheetah 10K. Performance Mode здесь также противопоказана.

В паттерне Web-сервера, где полностью исключены команды на запись (и преимущество Savvio по времени доступа при записи над остальными дисками не влияет на результат), наш герой уже не может обогнать лидера от Maxtor (что лишний раз подтверждает правоту наших выводов). Однако все не так уж плохо — если для первой прошивки (0001) показатели Savvio в этом тесте были весьма скромными и он уступал даже всем дискам Cheetah 10K, то с обновлением прошивки до версии 0002 ситуация в паттерне вэб-сервера кардинально улучшилась и Savvio смог обогнать не только всех Чит, но и вплотную приблизиться к Atlas 10K V. Таким образом, мы нашли, наконец, причину, по которой программисты Savvio изменили политику адаптивного кэширования чтения во второй прошивке — ухудшив кэширование чтения крупных блоков данных они одновременно явно улучшили скорость чтения мелких блоков (и это мы уже отмечали по результатам теста ATTO Disk Benchmark). Особенно сильно это стало заметно на большой глубине очереди запросов чтения, где выигрыш от смены прошивки может доходить до 35%!

В результате усреднения серверных нагрузок получаем, что для подобных задач накопитель Savvio 10K.1 сейчас один из самых быстрых, уверенно обгоняя большинство 3,5-дюймовых SCSI-дисков со скоростью вращения 10000 об./мин. При этом рекомендуется использовать прошивку версии 0002, а Performance Mode оставить в покое. :)

В паттерне «рабочая станция» ситуация для Savvio несколько менее «звездная» — хотя с прошивкой 0002 он и становится немного быстрее на большой глубине очереди, а в режиме Performance Mode диск работает даже еще быстрее (в отличие от серверных паттернов), его отставание от лидеров Maxtor и Fujitsu и даже от героя прошлых лет Seagate Cheetah 10K.6 совершенно явно.

Впрочем, с диском Cheetah 10K.7 наш малютка идет вровень (опережая его лишь в режиме PM). И здесь мы в очередной раз видим подтверждение тому, что политики кэширования в режиме PM для Savvio и Cheetah 10K.7 несколько различны.

Теперь перейдем к более простым и понятным нагрузкам типа случайного чтения и записи больших и мелких файлов, что также очень характерно для профиля работы накопителей данного класса.

Чтение крупных (под 1 Мбайт) файлов по случайным адресам в пределах всего диска лучше всего дается диску Fujitsu (здесь не показан), Savvio 10K.1 в режиме PM и старенькому Cheetah 10K.6. По скорости два последних почти вдвое опережают как Savvio в режиме Server Mode, так и Cheetah 10K.7. Вполне закономерно (см. ранее), что с прошивкой 0002 Savvio явно сдает свои позиции в этом тесте (голубой график для этого случая располагается почти точно под зеленым для Cheetah 10K.7). В общем, несмотря на случайных характер доступа, эта нагрузка лучше подходит для Desktop-оптимизированных дисков.

При случайной записи крупных файлов конкуренцию дискам Fujitsu и WD также составить сложно, однако Savvio выглядит не так уж плохо, в целом опережая Maxtor Atlas 10K V, Seagate Cheetah 10K.7 и слегка уступая лишь старой Чите 10K.6. Со обновленной прошивкой Savvio здесь немного сдает позиции, а в режиме PM работает точно так же, как и в Server Mode (графики фактически совпадают!). Посмотрим, что будет на мелких файлах, где у Savvio есть гораздо больше козырей.

При случайном чтении мелких файлов снова с Fujitsu спорить сложно, хотя Savvio вполне способен оказаться в числе достойных пьедестала, если будет использовать Performance Mode. Если же он работает по дефлоту (то есть в Server Mode), то его производительность здесь невелика и находится на уровне Seagate Cheetah 10K.7.

К сожалению, ситуация для Savvio не намного лучше и при записи мелких файлов — все три исследованных нами варианта его работы здесь показывают совершенно одинаковые результаты, которые явно лучше, чем для Cheetah 10K.7, но в среднем немного хуже, чем для Cheetah 10K.6 и, тем более, чем для лидеров вроде накопителей Fujitsu и Maxtor.

При имитации копирования крупных файлов по случайным адресам в пределах всего диска (случайный характер также более типичен для серверных, нежели для десктопных нагрузок) диск Maxtor снова вне конкуренции, в разы опережая многих соперников. Диск Savvio здесь ведет себя скромно, немного опережая лишь Читу 10K.7 (особенно в режиме Performance Mode).

При имитации копирования мелких файлов разрыв между соперниками заметно сокращается, хотя лидеры остаются прежними. И здесь Savvio работает быстрее, чем Cheetah 10K.7, и имеет шансы спорить с конкурентами, если использует Performance Mode.

По результатам геометрического усреднения шести предыдущих графиков получаем, что на данных операциях (случайные чтение, запись и копирование крупных и мелких файлов) в среднем современные SCSI-десятитысячники от Fujitsu и Maxtor уверенно лидируют, следом идут старички WD Raptor и Seagate Cheetah 10K.6, а вот на пятое место неожиданно вырывается Savvio 10K.1, работающий в режиме Performance Mode! При этом он обгоняет Читу 10K.7 (также в PM), диск Hitachi Ultrastar 10K300 и почти в полтора раза быстрее себя же в режиме Server Mode. Новая прошивка 0002 в данном случае работает несколько медленнее, чем старая 0001. В целом — это очень неплохой результат для накопителя, который существенно медленнее остальных по скорости линейного чтения/записи.

Оставшиеся паттерны довершают картину о производительности Savvio 10K.1.

Наш герой немного быстрее Читы 10K.7 при имитации дефрагментации, уступая всем остальным (режим PM здесь благоприятен и добавляет 23% производительности).

Ну а на потоковых чтении/записи крупными и мелкими блоками он ведет себя так же, как и Cheetah 10K.7 — скромненько, лишний раз подтверждая свое предназначение для сугубо серверных нагрузок в ущерб потребительским. Впрочем, уже одно то, что он фактически не уступает здесь Чите 10K.7, имеющей гораздо большую линейную скорость, уже достойно похвалы.

Акустический шум и энергопотребление

Субъективно двухпластинный накопитель Saeagate Savvio 10K.1 шумит в работе значительно меньше, чем все остальные современные SCSI-диски. Причем, как при активном поиске, так и при простом вращении, хотя звон от вращения пластин у него все же далеко не такой тихий, как у большинства современных настольных трехдюймовых дисков со скоростью вращения 7200 об./мин., и в жилой комнате на ночь его не оставишь. :)

Мощность потребления Savvio существенно меньше, чем у 3,5-дюймовых десятитысячников — как за счет более компактного шпиндельного мотора (легче пластины, меньшее их число), так и за счет более короткого кронштейна с головками, требующего меньшей силы для перемещения. Savvio потребляет весьма мало при старте (детали см. ранее), измеренное нами его типичное потребление в режиме Idle составляет 4,5 ватта (по спецификациям — 5,1 ватта), что намного меньше, даже чем у всех 3,5-дюймовых ATA-дисков! А при активном поиске потребление Savvio возрастает до 9,1 ватта (хотя по спецификациям должно быть 8,1 ватта), что, впрочем, все равно существенно меньше, чем у остальных десятитысячников (ближайший и самый экономичный из SCSI — это однопластинный 74-гигабайтный Cheetah 10K.7 с 12,5 ватта при поиске; к слову, у WD Raptor WD740GD здесь 11,3 ватта). При типичной интенсивной работе системы с диском (обращения занимают 100% времени, хотя на поиск тратится примерно 20% всего времени) Savvio потребляет около 7 ватт, тогда как те же 74-гигабайтные Cheetah 10K.7 и WD740GD — около 9 и 10 ватт соответственно.

В общем, выигрыш по энергопотреблению у Savvio, безусловно, есть (при той же емкости диска и примерно такой же производительности), и это явно благоприятствует их использованию в 1U-серверах и blade-серверах, однако если мы прикинем, сколько будет потреблять типичная корзинка из 8 дисков Savvio, закрепленная в двух пятидюймовых отсеках корпуса сервера (см. фото в начале этой статьи), то окажется, что даже при неспешной работе (почти Idle) корзинка (суммарной емкостью массива RAID 50 около 440 Гбайт) потребует 8х4,7=37,6 ватт, а при активной работе ее потребление возрастет примерно до 60 ватт, и к этому надо быть готовым! Ведь, скажем, примерно аналогичная по емкости и производительности стандартная корзинка из четырех 147-гигабайтных SCSI-дисков (RAID 5 емкостью 440 Гбайт) в трех пятидюймовых отсеках корпуса получается даже экономичнее — 30-50 ватт. А уж о цене и говорить не приходится — первая только по дисками обойдется сейчас в $2400, а вторая легко уложится в $1700-2000.

Выводы

Итак, новаторский продукт Seagate Savvio 10K.1, безусловно, очень интересен и обладает рядом неоспоримых достоинств, среди которых — малые размеры и вес, высокая удельная емкость (впрочем, у 300-гигабайтных 3,5-дюймовых SCSI-моделей она все же чуть выше), сниженное энергопотребление и тепловыделение, более тихая работа, более высокая производительность в расчете на занимаемое место и многое другое. Появление Savvio позволяет кардинально пересмотреть подход к созданию малогабаритных серверов (1U, blade) и устройств хранения данных, предлагая фактически новое качество таких систем, которое без него воплотить было бы нереально. Применение Savvio способно заметно улучшить масштабируемость и более традиционных систем хранения данных среднего размера. Хотя все же основным полем применения Savvio пока что следует признать именно малогабаритные системы, поскольку в более крупных СХД лучшими ценовыми показателями (при прочих равных) обладают системы на современных 3,5-дюймовых накопителях (емкость которых достигла 300 Гбайт), да и в самом высокопроизводительном сегменте спорить с 15000-rpm-дисками даже большим массивам Savvio будет затруднительно.

Радует и то, что по результатам наших тестов диски Seagate Savvio 10K.1 в среднем оказались даже более производительными, чем их «полновесные» собратья Seagate Cheetah 10K.7, хотя конкурировать в быстродействии с лучшими представителями современных enterprise-десятитысячников диски Savvio все же не могут. Весьма оригинальной оказалась и микропрограмма дисков Savvio, обеспечивая им великолепные результаты по скорости при выполнении типичных серверных нагрузок, где Savvii оказались одними из наиболее быстрых на данный момент дисков со скоростью вращения пластин 10000 об./мин.

По совокупности этих качеств серия Seagate Savvio 10K.1 определенно заслуживает нашей награды «За оригинальный дизайн».

Причем, долгой и успешной жизни этих продуктов будет способствовать и то, что они выпускаются не только для традиционного параллельного интерфейса SCSI, но также для глубоко профессионального Fibre Channel и новомодного перспективного Serial Attached SCSI.

Вместе с тем, диски Savvio не безупречны, и среди видимых их недостатков можно отметить и малую по нынешним временам емкость моделей, и достаточно низкую линейную скорость чтения/записи, и не очень быстрый (по сравнению с потенциально возможным) поиск данных, и некоторые странности с микропрограммой, наследующей от Cheetah 10K.7 недостатки неторопливой работы во многих прикладных задачах. К сомнительным достоинствам относится и текущая розничная цена на эти продукты в Москве — от 200 долларов за младшую модель Savvio емкостью 37 Гбайт и от $300 за старшую 74 Гбайт (для сравнения, однопластинная Cheetah 10K.7 на 74 Гбайт стоит в районе $230, а за $300 с хвостиком сейчас можно найти и 147-гигабайтную SCSI-модель). Впрочем, ценовая политика на эксклюзивные enterprise-продукты — это отдельная песня, и мы можем только порадоваться, что Seagate не заломила цены на Savvio еще выше.

Однако, финальную точку в обзоре Savvio 10K.1 мы еще не ставим. Со временем мы надеемся оттестировать и SAS-модели, а в скором времени появится статья с испытанием дисков Seagate Savvio при работе в RAID-массивах, поскольку именно дисковые массивы — их основное предназначение.