Жесткие диски с SATA-интерфейсом

В тестовой лаборатории «КомпьютерПресс» проведено тестирование четырех жестких дисков с SATA-интерфейсом: Seagate Barracuda SATA V ST3120023AS, Seagate Barracuda 7200.7 ST3120026AS, Maxtor DiamondMax Plus 9 6Y120MO, Samsung SpinPoint Р80 SP1614C.

Время активных дискуссий на тему «Нужен ли SATA-интерфейс?», кажется, закончилось. Все основные производители жестких дисков выпустили семейства с новым интерфейсом. Не отстают от них и производители чипсетов и материнских плат. Практически все новые модели материнских плат оборудованы SATA-интерфейсом, реализация которого обеспечивается установкой дополнительного контроллера или непосредственно средствами чипсета. Поддержка двух SATA-каналов с возможностью создания на их основе RAID-массивов включена всеми производителями чипсетов в последние модели южных мостов. Так, южный мост Intel ICH5R (82801ER) поддерживает RAID-массивы уровней 0 и 1, южный мост SiS964 — уровней 0, 1 и JBOD, южный мост VIA VT8237 — уровней 0, 1 и 0+1. Компании SiS и VIA используют новые южные мосты в чипсетах для процессоров Intel и AMD. Новый чипсет компании NVIDIA — nForce 3 Pro, предназначенный для 64-битных процессоров AMD Opteron, поддерживает RAID-массивы уровней 0, 1 и 0+1. Такая поддержка производителей создает хорошую базу для скорейшего распространения нового интерфейса.

Современные жесткие диски с SATA-интерфейсом, кроме Western Digital Raptor WD360G, обладают скоростью вращения пластин равную 7200 об./мин и имеют внутренний кэш-буфер размером 8 Кбайт. При их производстве используется та же механическая часть, что и при производстве дисков с привычным для нас параллельным ATA-интерфейсом, отличие состоит лишь в используемой плате электроники. Кроме участвовавших в тестировании (табл. 1), имеются также жесткие диски с SATA-интерфейсом, выпускаемые компанией Hitachi (в составе новой серии дисков DeskStar 7K250), но на момент написания этой статьи они в Россию еще не поставлялись.

Жесткий диск Raptor WD360G компании Western Digital — это первый в мире жесткий диск с ATA-интерфейсом и скоростью вращения пластин 10 тыс. об./мин. Он также имеет внутренний кэш-буфер размером 8 Кбайт и емкость 36,7 Гбайт. Более подробно с этим диском вы можете ознакомиться в июльском номере нашего журнала, а на врезке к этой статье мы поместили для сравнения некоторые результаты его тестирования.

Методика тестирования

Тестирование проводилось при помощи программных пакетов ZD WinBench 99 версии 2.0 и IOmeter.

Тест ZD WinBench 99 уже давно применяется для измерения производительности винчестеров при работе с реальными приложениями, а также позволяет определить общую производительность дисковой подсистемы в приложениях класса Business и High-End, время доступа к диску, скорость линейного чтения и зависимость этой скорости от расположения блока данных на диске. Хотя используемые в тесте приложения уже сильно изменились и тест в последнее время вызывает много нареканий, альтернативы ему пока нет.

Разработанная компанией Intel утилита IOmeter является синтетическим тестом и работает с не разбитыми на логические разделы жесткими дисками, что позволяет тестировать диски независимо от файловой структуры и свести к нулю влияние операционной системы. Утилита представляет собой, на наш взгляд, очень тонкий инструмент для измерения производительности жестких дисков. Изменением размера запроса на передачу данных, процентного распределения случайных/последовательных запросов, процентного распределения операций чтения/записи и размера очереди запросов можно создавать разнообразные модели доступа к дисковой подсистеме.

При помощи утилиты IOmeter мы исследовали поведение дисков при работе с блоками данных разного размера в ходе выполнения отдельных операций: последовательной записи, последовательного чтения, записи в случайном порядке и чтения в случайном порядке. Кроме того, был проведен тест в модели доступа WorkStation, рекомендованной компанией StorageReview. Модель доступа WorkStation характеризуется тем, что все операции производятся с блоком данных размером 8 Кбайт, процент операций чтения — 80, а также 80% операций носят случайный характер. Из этого следует, что такая модель доступа подразумевает господство случайных обращений и предполагает, что в основном будут иметь место операции чтения. Дополнительно изменялась нагрузка на жесткий диск за счет изменения количества одновременно выполняемых операций. Рассматривалось различное количество параллельно выполняемых задач: 1, 2, 4, 8, 16, 32.

Тестирование проводилось на стенде следующей конфигурации:

• материнская плата — MSI 875P Neo (южный мост ICH5R);

• процессор — Intel Pentium 4 3,06 ГГц (533 FSB);

• память — DDR433 (2х256 Мбайт) Kingston;

• графический контроллер — GeForce4 MX440;

• жесткий диск с ОС — Hitachi Deskstar IC35L090AVV207.

Все тесты выполнялись под управлением операционной системы Windows XP Professional.SP1. Тестируемый диск подключался к первому каналу (SER1) SATA-контроллера южного моста ICH5R. Диск с операционной системой и тестовыми программами был подключен как Master к первичному IDE-каналу.

Для тестов ZD WinMark испытуемый диск сначала форматировался средствами операционной системы под файловую систему NTFS с размером кластера по умолчанию, а затем файловая система изменялась на FAT32 при помощи программы Partition Magic 8.0.

Результаты тестирования

Результаты тестирования дисков утилитой ZD WinBench 99 приведены в табл. 2.

Обращает на себя внимание очень высокое время доступа у диска Samsung SP1614C, однако рейтинги производительности в тестах Business Disk WinMark и High-End Disk WinMark у него лучшие.

Результаты тестирования утилитой IOmeter в операциях последовательного и случайного чтения и записи (рис. 1-4) приведены для линейной нагрузки (очередь равна 1). С увеличением глубины очереди соотношение производительности различных дисков практически не меняется.

Отметим хорошую работу диска Maxtor 6Y120MO с запросами малого размера при последовательных операциях, особенно при последовательной записи. В паттерне Workstation, благодаря хорошему выполнению операции случайного чтения, лучший результат показал жесткий диск Seagate ST3120026AS (рис. 5).

Сравнение производительности жестких дисков проводилось по результатам всех пяти тестов IOmeter и общим индексам производительности теста ZD WinBench 99.

Для сравнения жестких дисков интегрально, а не по отдельным характеристикам результаты всех тестов приводились к безразмерному виду (нормировались), при этом результат каждого участника делился на максимальное значение в тесте. В итоге получалась оценка в баллах, которая давалась участнику за выполнение теста, а сумма баллов за выполнение всех тестов являлась интегральной оценкой производительности жесткого диска (табл. 3). Результаты тестов IOmeter перед нормированием усреднялись. Полученные в ходе тестирования результаты характеризуют некоторую среднюю производительность жесткого диска при различных размерах запроса и глубине очереди.

Для повышения информативности по ходу описания каждой модели жесткого диска мы приводим также более подробные результаты тестов IOmeter и графические результаты теста Disk Transfer Rate, иллюстрирующие зависимость скорости передачи считываемых данных от их расположения на диске.

Выбор редакции

Выбор редакции проводился в номинации «Самый производительный жесткий диск» на основе интегрального показателя производительности.

Выбора редакции были удостоены жесткие диски Samsung SpinPoint SP1614C и Maxtor DiamondMax Plus 9 6Y120MO.

Участники тестирования

Maxtor DiamondMax Plus 9

Серия жестких дисков DiamondMax Plus 9 компании Maxtor включает диски с интерфейсами Ultra ATA/133 и SATA. В состав серии входят 13 моделей, пять из которых оснащены SATA-интерфейсом. Модели с SATA-интерфейсом имеют индексы 6Y060M0, 6Y080M0, 6Y120M0, 6Y160M0 и 6Y200M0, их емкость равна 60, 80, 120, 160 и 200 Гбайт соответственно.

В конструкции всех дисков этой серии применяются гидродинамические подшипники (Fluid Dynamic Bearing, FDB). Все диски оснащены фирменными технологиями защиты от удара (Shock Protection System, SPS) и защиты данных (Data Protection System, DPS). Диски с последовательным интерфейсом отличаются от своих собратьев с параллельным интерфейсом только платой электроники. Наличие на плате электроники микросхемы 88i8030, представляющей мост ATA—SATA производства компании Marvell, говорит о том, что электроника построена по традиционной ATA-схеме и лишь на выходе происходит конвертация интерфейса. Особенностью конструкции SATA-дисков Maxtor является наличие привычного четырехконтактного разъема питания, позволяющего подключить диск к любому блоку питания без специального переходника.

Результаты тестирования диска Maxtor 6Y120M0 приведены в табл. 4 и на рис. 6.

Таблица 4. Результаты тестирования диска Maxtor 6Y120M0

Рис. 6. График линейной скорости чтения для диска Maxtor 6Y120M0

По интегральному показателю производительности диск занял второе место. Высокая скорость работы с запросами малого размера на последовательных операциях давала самую большую загрузку процессора. При работе с запросами размером более 32 Кбайт он немного уступил в производительности моделям Samsung SP1614C и Seagate ST3120026AS.

Samsung SpinPoint

Серия жестких дисков SpinPoint включает диски с интерфейсами Ultra ATA/133 и SATA, отличающиеся друг от друга только платой электроники. У SATA-дисков, как и у дисков Maxtor, электроника построена по традиционной ATA-схеме и лишь на выходе происходит конвертация интерфейса при помощи ATA—SATA-моста 88i8030 производства Marvell. Для подключения дисков к источнику питания необходим специальный переходник.

В конструкции всех дисков этой серии применяются гидродинамические подшипники и используется несколько фирменных технологий. Технология NoiseGuard существенно уменьшает уровень шумности, особенно на тех частотах, к которым наиболее восприимчиво человеческое ухо. Технологии SSB (Shock Skin Bumper) и ImpacGuard защищают привод от ударных воздействий и вибрации. Технология SilentSeek разработана для сведения к минимуму акустического шума при поиске данных, что достигается благодаря использованию при позиционировании головки оптимизированного по эффективности сигнала синусоидальной формы.

В состав серии SpinPoint входят следующие диски с SATA-интерфейсом: SP0211C, SP0411C, SP0612C, SP0812C, SP1213C и SP1614C, их емкость равна 20, 40, 60, 80, 120 и 160 Гбайт соответственно.

Результаты тестирования диска Samsung SP1614C приведены в табл. 5 и на рис. 7.

Таблица 5. Результаты тестирования диска Samsung SP1614C

Рис. 7. График линейной скорости чтения для диска Samsung SP1614C

По интегральному показателю производительности диск занял первое место, однако следует отметить, что он показал низкие результаты в паттерне Workstation и при случайном чтении. Низкие результаты в этих тестах, вероятно, связаны с большим временем доступа. Отметим также, что, как нам показалось, диск во время тестов нагревался меньше других и работал очень тихо.

Seagate Barracuda ATA V (SATA V)

Некогда популярная серия дисков Barracuda ATA V уже устаревает. В настоящее время в ее состав входят десять моделей с интерфейсами Ultra ATA/100 и SATA. Диски с SATA-интерфейсом носят обозначения ST380023AS и ST3120023AS и имеют емкость 80 и 120 Гбайт соответственно. Отличительной особенностью этой серии является наличие металлической крышки, закрывающей плату электроники. Для подключения дисков к источнику питания необходим специальный переходник.

Диски Barracuda SATA V первыми появились на рынке. В отличие от дисков Maxtor и Samsung, у которых SATA-интерфейс реализован при помощи ATA—SATA-моста, в конструкции этих дисков используется выделенный контроллер-трансивер последовательного интерфейса производства LSI, который связывает основной контроллер винчестера c SATA-Host-контроллером. Таким образом, винчестеры Barracuda SATA V являются первыми SATA-винчестерами с полной поддержкой Serial ATA-интерфейса (не использующие преобразования интерфейсов).

В конструкции дисков применяются двигатель с гидродинамическими подшипниками шестого поколения SoftSonic и фирменные технологии защиты диска и данных 3D Defense System и снижения шума SBT (Sound Barrier Technology).

Результаты тестирования диска Seagate ST3120023AS приведены в табл. 6 и на рис. 8.

Таблица 6. Результаты тестирования диска Seagate ST3120023AS

Рис. 8. График линейной скорости чтения для диска Seagate ST3120023AS

Как показывают результаты тестов, этому диску уже трудно состязаться с новыми моделями, однако благодаря хорошему времени доступа он показал второй результат в паттерне Workstation.

Seagate Barracuda 7200.7

Новая серия дисков Barracuda 7200.7 пришла на смену дискам Barracuda ATA V. В состав новой серии входят десять моделей с интерфейсами Ultra ATA/100 и SATA. Диски с SATA-интерфейсом носят обозначения ST380013AS, ST3120026AS и ST3160023AS и имеют емкость 80, 120 и 160 Гбайт соответственно. В отличие от предыдущей серии — ATA V, у дисков Barracuda 7200.7 отсутствует фирменная крышка SeaShield, закрывающая плату электроники. Для подключения дисков к источнику питания также необходим специальный переходник.

Основные отличия от серии ATA V — это применение пластин с более высокой плотностью записи, благодаря чему увеличились скорости чтения и записи и уменьшилось время доступа.

SATA-интерфейс также реализован при помощи выделенного контроллера-трансивера последовательного интерфейса производства LSI. Используется тот же набор технологий: двигатель с гидродинамическими подшипниками шестого поколения SoftSonic, защита диска и данных 3D Defense System и система снижения шума SBT (Sound Barrier Technology).

Результаты тестирования диска Seagate ST3120026AS приведены в табл. 7 и на рис. 9.

Таблица 7. Результаты тестирования диска Seagate ST3120026AS

Рис. 9. График линейной скорости чтения для диска Seagate ST3120026AS

Диск показал лучшие результаты по скорости при случайной записи и в паттерне Workstation, однако при выполнении последовательных операций с запросами малого размера скорость работы оказалась даже ниже, чем у предыдущей модели. При высокой нагрузке диск сильно нагревался.