Скорость + объем = Seagate Cheetah 73LP
Скорость + объем = Seagate Cheetah 73LP
Как известно, жесткие диски подразделяются на три больших класса. Те, что мы привыкли видеть внутри наших персоналок, называют настольными (desktop) винчестерами. Мобильные (mobile) жесткие диски, имеющие меньшую скорость, емкость и размер, устанавливаются в ноутбуки. Недавно они освоили другие области — нашли применение в плеерах, цифровых камерах, наладонниках (карманных компьютерах) и других персональных цифровых устройствах. Третий класс жестких дисков — дорогостоящие высокопроизводительные диски для ответственных задач (класса enterprise), применяемые в рабочих станциях и серверах, а также в качестве сетевых хранилищ данных.
Настольные диски достаточно часто мелькают в обзорах "железа", поскольку об их особенностях нужно знать каждому, кто связан с компьютерами. А вот диски класса enterprise для обычного пользователя представляют интерес скорее гипотетический, поскольку их область применения ограничена корпоративными серверами и рабочими станциями. Однако в них реализованы передовые технологии, заслуживающие пристального внимания. К тому же интересно посмотреть, как будет вести себя такой жесткий диск при выполнении обычных офисных задач.
Особенности серверных винчестеров
Чтобы понять, почему настольные и серверные диски так сильно отличаются друг от друга (в том числе и по цене), необходимо представить себе, какие задачи они выполняют. Настольный компьютер в общем случае работает под управлением пользователя, выдавая данные по запросу одного или нескольких работающих приложений. Есть, конечно, случаи, когда он работает в непрерывном режиме — например, при дефрагментации, переписывании файлов, просмотре видео высокого качества. Однако в основном настольный жесткий диск простаивает.
А сервер тем и отличается от персоналки, что он обслуживает запросы множества компьютеров и устройств. Установленный в нем жесткий диск должен практически непрерывно считывать и записывать данные, из-за чего он подвергается высокой степени износа. Если же рассматривать настоящую рабочую станцию, то тут ситуация несколько иная: с жестким диском работают "тяжелые" приложения, использующие аппаратные ресурсы компьютера куда интенсивнее, чем программы из пакета Microsoft Office. Поэтому жесткий диск класса enterprise должен обеспечивать очень высокую скорость доступа и линейную скорость чтения и записи данных — от этого напрямую зависит эффективность работы системы в целом.
Кроме того, ценность данных на винчестере отдельно взятого пользователя не сравнить с ценностью информации большой компании. Уровень надежности серверных жестких дисков должен намного превосходить аналогичный параметр настольных собратьев.
Теперь, я думаю, понятно, почему серверные жесткие диски:
— имеют высокую скорость вращение шпинделя;
— оснащены кэш-буфером большой емкости;
— имеют меньшую плотность данных на пластинах, за счет чего возрастает стабильность чтения и записи;
— имеют более точную механику;
— требуют особых условий работы — в частности, дополнительного охлаждения;
— снабжены системами самоконтроля и протоколирования ошибок.
При тех же габаритах (форм-фактор 3.5", половинная высота), что и у настольных дисков, серверные винчестеры устроены гораздо сложнее. Кроме того, они используют другой интерфейс для подключения к компьютеру — SCSI (Small Computer System Interface), в отличие от стандартного настольного ATA/ATAPI.
Дело в том, что интерфейс ATA (IDE) изначально разрабатывался по принципу "чем проще — тем лучше". Фактически он "вырос" из шины ISA, напрямую соединяющей контроллер жесткого диска с остальными компонентами системы. В дальнейшем, с появлением локальных шин, интерфейс ATA стал использоваться для подключения жесткого диска к PCI-контроллеру, встроенному в чипсет материнской платы.
Интерфейс SCSI устроен гораздо сложнее. Он допускает подключение и одновременную работу нескольких устройств (до 16 в стандарте Wide SCSI), не имеет привязки к физическому интерфейсу, позволяет работать с несколькими видами устройств, обеспечивает большие скорости передачи данных. И хотя его реализация обходится дороже, в определенных условиях он оправдывает свою стоимость.
Cheetah 73LP
Жесткие диски семейства Cheetah 73LP относятся к пятому поколению высокоскоростных enterprise-винчестеров Cheetah, выпускаемых мировым лидером в области средств хранения данных, компанией Seagate. Основная особенность новой серии — высокая (по меркам дисков этого класса) емкость при сохранении производительности. Старший диск семейства имеет объем 73,4 трлн байт (около 68 Гб) при четырех пластинах и восьми головках, то есть плотность записи составляет 18 Гб на пластину. Не так уж и много по нынешним меркам, однако не стоит забывать о том, что эти пластины вращаются со скоростью 10 тыс. об/мин. Объем встроенного буфера составляет 4 Мб. При необходимости жесткий диск оснащается увеличенным до 16 Мб буфером, который вкупе с новой технологией кэширования V-code позволяет успешно применять диск для задач обработки видео и графики, требующих обработки больших объемов непрерывных данных.
Другие характеристики тоже впечатляют: скорость произвольного доступа к дорожке — 5.1 мс, что составляет 8.1 мс при доступе к сектору; скорость внутренней передачи данных — от 400 до 670 Мбит/с, или 38-64 Мбайт/с (полезные данные, не включающие служебную информацию). Кроме того, новое поколение Cheetah имеет низкое энергопотребление — 10.2 Вт, низкий уровень шума — 3,6 Белл при простое. Выпускаются варианты с интерфейсами Ultra160 SCSI и FC/200 (оптоволокно, 200 Мб/с). Также использованы некоторые фирменные технологии Seagate, такие как G-Force (устойчивость к ударам), Advanced Multidrive System (снижение влияния вибрации, особенно существенной при работе нескольких дисков в одном корпусе), Sound Barrier и др.
В общем, семейство Cheetah 73LP ориентировано на задачи, для которых требуется высокая надежность и производительность, большая емкость и вместе с тем невысокое потребление энергии и низкий уровень шума.
Испытания
Зная о беспрецедентно высокой производительности такого винчестера при работе в составе сервера или рабочей станции, для которых он создан, попробуем проверить его работу в условиях настольного компьютера.
Перед тем, как начать анализ результатов, замечу, что для подключения Cheetah 73LP недостаточно одной материнской платы. Как минимум нужен еще и SCSI-контроллер. В качестве контроллера я использовал Mylex AcceleRAID 170 — довольно сложное устройство, имеющее "на борту" даже 32 Мб ECC-памяти.
Кстати, хочу развеять миф о сложности подключения и настройки SCSI-винчестеров. На самом деле установить контроллер SCSI даже проще, нежели правильно настроить встроенный в чипсет ATA-контроллер. Достаточно проинсталлировать один небольшой драйвер — и контроллер возьмет все вопросы производительности и совместимости на себя, не перекладывая это дело на хрупкие плечи Windows.
Я испытал жесткий диск, сделав обычный прогон тестов HDTach и WinBench'99. К сожалению, других более-менее серьезных тестов не создано до сих пор. Диск объемом 68 Гб разбивался на один раздел, который форматировался под NTFS5. В качестве тестовой платформы использовалась машина на базе процессора AMD Athlon 1.33 и платы Epox 8KHA+ (KT266A), был установлен необходимый в таких случаях PCI Latency Patch 1.05.
Посмотрим на результаты, показанные жестким диском, и сравним его с Cheetah X15 (серверный диск с 15 тыс. об/мин) и Barracuda ATA 4 (настольный диск, 7200 об/мин). У первого ниже плотность записи, но выше обороты, у второго, наоборот, плотность гораздо выше, а обороты — ниже. Скорость позиционирования у Cheetah 73LP по результатам тестов практически соответствует заявленной. У Cheetah X15 позиционирование выполняется лучше на 2 мс, так как у этого диска, во-первых, выше обороты и ниже задержка на вращение (среднее время, за которое нужный сектор появляется под головкой), а во-вторых, меньше диаметр диска. Скорость позиционирования Barracuda ATA IV намного выше, чем у серверных дисков.
Скорость линейного считывания, как и следовало ожидать, наиболее высока у Cheetah 73LP — к высоким оборотам добавилась большая плотность. Впрочем, к концу диска, в зонах с низкой плотностью, скорость чтения снижается, но все равно на уровне средней скорости двух других дисков. К сожалению, скорость записи достоверно измерить не удалось — тест HDTach неправильно измерял (занижал) линейные скорости, потому его результаты были аннулированы.
Посмотрим на быстродействие дисков при выполнении фрагментов кода реальных приложений. WinBench'99 Business Diskmark отражает ситуацию с обычными офисными программами. Лидирует Cheetah X15, Cheetah 73LP показывает очень близкий результат, Barracuda ATA IV отстает. Впрочем, мой опыт показывает, что сильное "проседание" ATA-винчестеров связано с недостатками встроенных драйверов Windows, поскольку в Hi-End программах все винчестеры работали практически одинаково. Правда, Cheetah 73LP оказался на 10% медленнее, что опять-таки связано, скорее всего, с драйверами либо BIOS контроллера. Исследование графика линейного чтения (WinBench'99 Disk Inspection) выявило некоторую аномалию — "зубчатость", связанную, скорее всего, с особенностями работы контроллера. Однако скорость чтения держалась на очень высоком уровне, недостижимом для настольных винчестеров.
Итог
Очевидно, что в условиях настольных систем Cheetah 73LP не может полностью реализовать свой потенциал, что и требовалось доказать. Этот жесткий диск должен работать с полной нагрузкой, либо постоянно обращаясь к множеству файлов (сервер), либо прокачивая большие массивы данных (рабочая станция). Его особенность в том, что при высоком быстродействии он имеет достаточно большой объем, что значительно расширяет сферу его применения.
Жесткий диск Seagate Cheetah 73LP, SCSI-контроллер Mylex AcceleRAID 170,
другое оборудование и технические консультации предоставлены фирмой ASBIS
Макс Курмаз, hardware@kv.by
Настольные диски достаточно часто мелькают в обзорах "железа", поскольку об их особенностях нужно знать каждому, кто связан с компьютерами. А вот диски класса enterprise для обычного пользователя представляют интерес скорее гипотетический, поскольку их область применения ограничена корпоративными серверами и рабочими станциями. Однако в них реализованы передовые технологии, заслуживающие пристального внимания. К тому же интересно посмотреть, как будет вести себя такой жесткий диск при выполнении обычных офисных задач.
Особенности серверных винчестеров
Чтобы понять, почему настольные и серверные диски так сильно отличаются друг от друга (в том числе и по цене), необходимо представить себе, какие задачи они выполняют. Настольный компьютер в общем случае работает под управлением пользователя, выдавая данные по запросу одного или нескольких работающих приложений. Есть, конечно, случаи, когда он работает в непрерывном режиме — например, при дефрагментации, переписывании файлов, просмотре видео высокого качества. Однако в основном настольный жесткий диск простаивает.
А сервер тем и отличается от персоналки, что он обслуживает запросы множества компьютеров и устройств. Установленный в нем жесткий диск должен практически непрерывно считывать и записывать данные, из-за чего он подвергается высокой степени износа. Если же рассматривать настоящую рабочую станцию, то тут ситуация несколько иная: с жестким диском работают "тяжелые" приложения, использующие аппаратные ресурсы компьютера куда интенсивнее, чем программы из пакета Microsoft Office. Поэтому жесткий диск класса enterprise должен обеспечивать очень высокую скорость доступа и линейную скорость чтения и записи данных — от этого напрямую зависит эффективность работы системы в целом.
Кроме того, ценность данных на винчестере отдельно взятого пользователя не сравнить с ценностью информации большой компании. Уровень надежности серверных жестких дисков должен намного превосходить аналогичный параметр настольных собратьев.
Теперь, я думаю, понятно, почему серверные жесткие диски:
— имеют высокую скорость вращение шпинделя;
— оснащены кэш-буфером большой емкости;
— имеют меньшую плотность данных на пластинах, за счет чего возрастает стабильность чтения и записи;
— имеют более точную механику;
— требуют особых условий работы — в частности, дополнительного охлаждения;
— снабжены системами самоконтроля и протоколирования ошибок.
При тех же габаритах (форм-фактор 3.5", половинная высота), что и у настольных дисков, серверные винчестеры устроены гораздо сложнее. Кроме того, они используют другой интерфейс для подключения к компьютеру — SCSI (Small Computer System Interface), в отличие от стандартного настольного ATA/ATAPI.
Дело в том, что интерфейс ATA (IDE) изначально разрабатывался по принципу "чем проще — тем лучше". Фактически он "вырос" из шины ISA, напрямую соединяющей контроллер жесткого диска с остальными компонентами системы. В дальнейшем, с появлением локальных шин, интерфейс ATA стал использоваться для подключения жесткого диска к PCI-контроллеру, встроенному в чипсет материнской платы.
Интерфейс SCSI устроен гораздо сложнее. Он допускает подключение и одновременную работу нескольких устройств (до 16 в стандарте Wide SCSI), не имеет привязки к физическому интерфейсу, позволяет работать с несколькими видами устройств, обеспечивает большие скорости передачи данных. И хотя его реализация обходится дороже, в определенных условиях он оправдывает свою стоимость.
Cheetah 73LP
Жесткие диски семейства Cheetah 73LP относятся к пятому поколению высокоскоростных enterprise-винчестеров Cheetah, выпускаемых мировым лидером в области средств хранения данных, компанией Seagate. Основная особенность новой серии — высокая (по меркам дисков этого класса) емкость при сохранении производительности. Старший диск семейства имеет объем 73,4 трлн байт (около 68 Гб) при четырех пластинах и восьми головках, то есть плотность записи составляет 18 Гб на пластину. Не так уж и много по нынешним меркам, однако не стоит забывать о том, что эти пластины вращаются со скоростью 10 тыс. об/мин. Объем встроенного буфера составляет 4 Мб. При необходимости жесткий диск оснащается увеличенным до 16 Мб буфером, который вкупе с новой технологией кэширования V-code позволяет успешно применять диск для задач обработки видео и графики, требующих обработки больших объемов непрерывных данных.
Другие характеристики тоже впечатляют: скорость произвольного доступа к дорожке — 5.1 мс, что составляет 8.1 мс при доступе к сектору; скорость внутренней передачи данных — от 400 до 670 Мбит/с, или 38-64 Мбайт/с (полезные данные, не включающие служебную информацию). Кроме того, новое поколение Cheetah имеет низкое энергопотребление — 10.2 Вт, низкий уровень шума — 3,6 Белл при простое. Выпускаются варианты с интерфейсами Ultra160 SCSI и FC/200 (оптоволокно, 200 Мб/с). Также использованы некоторые фирменные технологии Seagate, такие как G-Force (устойчивость к ударам), Advanced Multidrive System (снижение влияния вибрации, особенно существенной при работе нескольких дисков в одном корпусе), Sound Barrier и др.
В общем, семейство Cheetah 73LP ориентировано на задачи, для которых требуется высокая надежность и производительность, большая емкость и вместе с тем невысокое потребление энергии и низкий уровень шума.
Испытания
Зная о беспрецедентно высокой производительности такого винчестера при работе в составе сервера или рабочей станции, для которых он создан, попробуем проверить его работу в условиях настольного компьютера.
Перед тем, как начать анализ результатов, замечу, что для подключения Cheetah 73LP недостаточно одной материнской платы. Как минимум нужен еще и SCSI-контроллер. В качестве контроллера я использовал Mylex AcceleRAID 170 — довольно сложное устройство, имеющее "на борту" даже 32 Мб ECC-памяти.
Кстати, хочу развеять миф о сложности подключения и настройки SCSI-винчестеров. На самом деле установить контроллер SCSI даже проще, нежели правильно настроить встроенный в чипсет ATA-контроллер. Достаточно проинсталлировать один небольшой драйвер — и контроллер возьмет все вопросы производительности и совместимости на себя, не перекладывая это дело на хрупкие плечи Windows.
Я испытал жесткий диск, сделав обычный прогон тестов HDTach и WinBench'99. К сожалению, других более-менее серьезных тестов не создано до сих пор. Диск объемом 68 Гб разбивался на один раздел, который форматировался под NTFS5. В качестве тестовой платформы использовалась машина на базе процессора AMD Athlon 1.33 и платы Epox 8KHA+ (KT266A), был установлен необходимый в таких случаях PCI Latency Patch 1.05.
Посмотрим на результаты, показанные жестким диском, и сравним его с Cheetah X15 (серверный диск с 15 тыс. об/мин) и Barracuda ATA 4 (настольный диск, 7200 об/мин). У первого ниже плотность записи, но выше обороты, у второго, наоборот, плотность гораздо выше, а обороты — ниже. Скорость позиционирования у Cheetah 73LP по результатам тестов практически соответствует заявленной. У Cheetah X15 позиционирование выполняется лучше на 2 мс, так как у этого диска, во-первых, выше обороты и ниже задержка на вращение (среднее время, за которое нужный сектор появляется под головкой), а во-вторых, меньше диаметр диска. Скорость позиционирования Barracuda ATA IV намного выше, чем у серверных дисков.
Скорость линейного считывания, как и следовало ожидать, наиболее высока у Cheetah 73LP — к высоким оборотам добавилась большая плотность. Впрочем, к концу диска, в зонах с низкой плотностью, скорость чтения снижается, но все равно на уровне средней скорости двух других дисков. К сожалению, скорость записи достоверно измерить не удалось — тест HDTach неправильно измерял (занижал) линейные скорости, потому его результаты были аннулированы.
Посмотрим на быстродействие дисков при выполнении фрагментов кода реальных приложений. WinBench'99 Business Diskmark отражает ситуацию с обычными офисными программами. Лидирует Cheetah X15, Cheetah 73LP показывает очень близкий результат, Barracuda ATA IV отстает. Впрочем, мой опыт показывает, что сильное "проседание" ATA-винчестеров связано с недостатками встроенных драйверов Windows, поскольку в Hi-End программах все винчестеры работали практически одинаково. Правда, Cheetah 73LP оказался на 10% медленнее, что опять-таки связано, скорее всего, с драйверами либо BIOS контроллера. Исследование графика линейного чтения (WinBench'99 Disk Inspection) выявило некоторую аномалию — "зубчатость", связанную, скорее всего, с особенностями работы контроллера. Однако скорость чтения держалась на очень высоком уровне, недостижимом для настольных винчестеров.
| Заявленные параметры жестких дисков | Seagate Barracuda-4 | Seagate Cheetah 73LP | Seagate Cheetah X15 |
| Скорость вращения шпинделя, об/мин | 7200 | 10000 | 15000 |
| Плотность записи, Гб на пластину | 40 | 18 | 3.7 |
| Объем кэш-буфера, Мб | 2 | 4 | 4 |
| Средняя скорость позиционирования, мс | 13.2 | 8.1 | 6.1 |
| Скорость позиционирования по полному радиусу, мс | – | – | 9.7 |
| Устойчивость к удару в нерабочем состоянии, G | 350 | 225 | 250 |
| Устойчивость к удару в рабочем состоянии, G | 63 | ? | 65 |
| Уровень фонового шума, Бел | 2 | 3.6 | 4 |
| Barracuda ATA IV | Cheetah 73LP | Cheetah X15 | |
| Низкоуровневые тесты* | |||
| Скорость произвольного позиционирования, мс | 14.6 | 8.5 | 6.6 |
| Скорость позиционирования на треть диска, мс | 10.4 | ||
| Скорость линейного чтения в начале диска, Мб/с | 42.8 | 55.5 | 41.5 |
| Скорость линейного чтения в конце диска, Мб/с | 27.4 | 34.4 | 32.4 |
| Средняя скорость линейного чтения, Мб/с | 36.7 | 36.7 | |
| Скорость линейной записи в начале диска, Мб/с | 22.3 | 33.4 | |
| Скорость линейной записи в конце диска, Мб/с | 14 | 23.3 | |
| Средняя скорость линейной записи, Мб/с | 19 | 17.8 | 29.4 |
| Пропускная способность канала чтения, Мб/с | 59.6 | 48.4 | 66.7 |
| Высокоуровневые тесты | |||
| WinBench'99 бизнес-приложения, Мб/с | 6910 | 8910 | 9310 |
| WinBench'99 Hi-End приложения, индекс | 23800 | 20400 | 23500 |
| * - по данным тестов HDTach, WinBench'99 Disk Inspection |
Очевидно, что в условиях настольных систем Cheetah 73LP не может полностью реализовать свой потенциал, что и требовалось доказать. Этот жесткий диск должен работать с полной нагрузкой, либо постоянно обращаясь к множеству файлов (сервер), либо прокачивая большие массивы данных (рабочая станция). Его особенность в том, что при высоком быстродействии он имеет достаточно большой объем, что значительно расширяет сферу его применения.
Жесткий диск Seagate Cheetah 73LP, SCSI-контроллер Mylex AcceleRAID 170,
другое оборудование и технические консультации предоставлены фирмой ASBIS
Макс Курмаз, hardware@kv.by
Компьютерная газета. Статья была опубликована в номере 07 за 2002 год в рубрике hard :: hdd
