Обзоры
Винчестеры крупного калибра: 500-750 GB
3

Винчестеры крупного калибра: 500-750 GB

Мысль о том, что хорошего много не бывает, очень точно выражает наше отношение к устройствам хранения данных. А если это хорошее еще и задаром?

В 2006-ом мы покупали винчестеры емкостью 300 GB за $120. Теперь нам предлагают за те же деньги 500 GB, в чем можно убедиться, заглянув в товарный каталог www.hotline.ua. Более того, прошел год, и мысль о терабайте в домашнем компьютере перестала ассоциироваться со стопкой жужжащих и греющихся винчестеров: на рынке появились модели емкостью 750 GB по довольно приятным ценам. Как раз за этот период домашняя видеотека пополнилась фильмами HD-качества, а соответствующие видеокамеры стали если еще не продуктом массового потребления, то уже совсем не роскошью.

Винчестеры емкостью 500 и 750 GB сегодня можно отнести к разряду наиболее дешевых – если, конечно, посчитать стоимость одного гигабайта. Например, возьмем среднюю стоимость жесткого диска объемом 500 GB равную $135, то цена составит $0,27 за гигабайт. В случае 750 GB средние $255 за накопитель соответствуют $0,34/GB, но эти модели сравнительно недавно на рынке, и поставщики пока еще снимают сливки. Ближайшие конкуренты по соотношению емкости и цены – HDD на 320 и 400 GB, стоимость одного гигабайта у них будет 25 центов.

В тестировании принимают участие жесткие диски производства Hitachi Global Storage Technology, Samsung, Seagate и Western Digital, предназначенные как для домашнего, так и для корпоративного использования. Пока готовился этот материал, лидеры индустрии успели представить первые накопители емкостью 1 TB, однако в связи с их дороговизной на текущий момент они не являются оптимальным вариантом для создания персонального файлового хранилища.

Как видим, все производители, кроме Samsung, в данном случае используют магнитные пластины сверхвысокой плотности и перпендикулярную запись. Hitachi и Seagate первыми начали применять эту технологию записи на пластины, что позволило им добиться емкости в 188 GB на пластину, недостижимой при параллельном методе записи. Более того, Seagate уже представила новую серию Barracuda 7200.11, в которой применяется второе поколение технологии, разработанной в лабораториях корпорации. Это дало возможность выпускать накопители емкостью 1 TB, основанные всего на 4 пластинах. Продукт Hitachi аналогичной емкости построен на 5 пластинах и, следовательно, несколько уступает в эксплуатационных характеристиках конкуренту (он тяжелее и горячее). Также на рынке есть и третья модель емкостью 1 TB – Samsung F1, первый продукт южнокорейского гиганта с технологией перпендикулярной записи. Причем инженеры не теряли времени зря: объем пластин F1 равен 334 GB, и их в самой емкой модели всего 3.

Сразу оговоримся, что мы будем испытывать устройства с точки зрения привычного прикладного использования. Методика тестирования включает два теста на копирование данных, в первом из которых с одного раздела проверяемого диска на другой копируется один файл .mpg размером 8,3 GB, а во втором – директория со 100 тыс. мелких файлов (преимущественно сохраненных Web-страниц) размером 725 MB, занимающая на диске 0,97 GB. Таким образом мы получаем интегральную оценку скорости записи и чтения, актуальную для большинства пользователей: высокоемкий винчестер, как правило, один в системе, либо на него приходится основная нагрузка при работе с файлами и приложениями. Кроме того, эмулируется обычное функционирование компьютера (загрузка ОС, работа приложений, антивирусное сканирование и т. д.) с помощью пакета PCMark05.

Hitachi

Hitachi Deskstar 7K1000 750 GB

Жесткий диск Deskstar 7K1000 от Hitachi Global Storage Technology Corp. обладает довольно высокими для современного уровня развития технологий характеристиками: пластины по 188 GB и 32 MB буфера должны обеспечить хорошую производительность. Hitachi не гонится за рекордными показателями плотности записи на пластины, предпочитая установить 4 пластины в накопитель на 750 GB, однако заботится о его надежности, применяя сложный сплав германия, иридия и марганца в магнитных элементах головок чтения, что является гордостью инженеров компании.

Использование четырех магнитных пластин не повлияло на уровень шума жесткого диска: он оказался самым тихим из участвовавших в тестировании (шум винчестеров оценивался на слух за неимением звукоизолированного помещения). Благодарность за это следует объявить фирменной технологии управления механикой Thermal Monitoring. Специальная подпрограмма в моменты длительного простоя диска инициализирует остановку сервопривода «штанги», парковку считывающих головок за пределами магнитных пластин и замедление двигателя до 4500 об/мин. Кроме того, специальный термодатчик на плате контроллера следит за температурой диска, плавно регулируя скорость вращения пластин для предотвращения перегрева и ошибок.

Samsung

Samsung HD501LJ

Корейский гигант не стал гнаться за новизной и применил традиционную технологию параллельной записи в своей линейке SpinРoint T166S, в том числе и в самой емкой версии HD501LJ. Плотность записи на пластины составила 167 GB, и это позволило установить в 500-гигабайтовую модель три пластины.

Как и ранее, диски Samsung интересны набором используемых технологий, делающих их если не самыми быстрыми, то, по крайней мере, самыми тихими и холодными. Установка на плате сразу двух сигнальных процессоров позволяет параллельно передавать логике контроллера два запроса. За борьбу с шумом отвечают уже давно применяемые NoiseGuard и SilentSeek. Первая представляет собой улучшенный алгоритм управления двигателем шпинделя и продвинутую конструкцию самого шпинделя. SilentSeek – методика перемещения актуатора при поиске сектора, при которой на шаговый двигатель сервопривода актуатора подается ток синусоидальной формы. Это позволяет уменьшить шум, издаваемый головками при старте и остановке штанги за счет незначительной потери во времени поиска, к тому же увеличивается ресурс HDD. Надежность винчестера повышают ShockSkinBumper и ImpacGuard, защищающие головки и пластины от разрушения в случае резкой перегрузки (удара, падения).

Western Digital

Western Digital WD5000AAKS
 
Western Digital WD7500AAKS

У нас побывали три самых емких накопителя Western Digital, причем все они относятся к разным линейкам продуктов. WD5000ABYS принадлежит к серии Caviar RAID Edition 2 и отличается от своих собратьев большей заявленной надежностью, позволяющей производителю рекомендовать его для использования в корпоративных хранилищах данных. Caviar SE16 WD5000AAKS пришел на смену первому 500-гигабайтовому диску Western Digital Caviar SE WD5000KS, теперь он оборудован более емкими пластинами по 167 GB. Это в лучшую сторону отразилось как на скорости работы, так и на шумности и уровне нагрева. Наконец, самая емкая на сегодня модель накопителя Western Digital – WD7500AAKS, в которой применены новые пластины по 188 GB (она принадлежит к серии Caviar SE16), оказалась одним из лучших экземпляров в нашем тестировании как по скорости, так и по уровню шума и нагрева.

Во всех дисках используются собственные разработки, повышающие устойчивость дисков к перегрузкам – SecurePark, паркующая головки в момент запуска и остановки пластин, и StableTrack, улучшающая позиционирование актуатора и вибрационные показатели. Фактически в StableTrack ничего сложного нет, просто вал двигателя шпинделя, на который надеты магнитные пластины, закреплен с обоих концов.

Seagate

Seagate Barracuda 7200.10 750 GB
 
Seagate Barracuda ES 500 GB
 
Seagate Barracuda ES 750 GB

Поглотив Maxtor, корпорация Seagate получила неплохой прирост как в производственных мощностях, так и в научно-исследовательском потенциале. В результате она оказалась первой компанией, вышедшей на рынок настольных и ноутбучных жестких дисков с перпендикулярной записью.

В ассортименте компании Seagate сегодня уже три актуальные линейки 3,5-дюймовых накопителей: уже довольно давно присутствующие на рынке Barracuda 7200.10, ориентированные на корпоративных клиентов Barracuda ES и новые модели Barracuda 7200.11. У нас в гостях оказались одна Barracuda 7200.10 и две Barracuda ES, эти «рыбки» основаны на одинаковых пластинах емкостью 188 GB. Barracuda ES, по словам разработчиков, отличается от своих более доступных собратьев 7200.10 улучшенным конструктивом и процессом изготовления, хотя, скорее всего, на деле это означает лишь более строгий выходной контроль и измененный микрокод контроллера. Тем не менее, кроме пятилетней гарантии на всю свою продукцию, в случае ES производитель гарантирует еще и минимальное время наработки на отказ в 1,2 млн часов. В процессе тестирования подтвердились еще и наши подозрения о том, что корпоративные версии данных накопителей функционируют немного медленнее обычных аналогов. Возможно, это связано с более щадящим режимом работы актуатора, который и обеспечивает большее время наработки на отказ.

Результаты и комментарии

Результаты тестирования довольно неоднозначны, но в очередной раз подтверждают тот факт, что, кроме совершенной аппаратной, нужно иметь еще и правильную программную часть – в данном случае firmware. Это нам демонстрирует Samsung HD501LJ, который, несмотря на использование пластин с меньшей, чем у конкурентов, плотностью записи выигрывает во времени копирования мелких файлов и тесте записи файла в PCMark05 с очень заметным отрывом.

Также скоростью порадовал Hitachi Deskstar 7K1000: замена микрокода контроллера, по сравнению с первыми образцами данной модели, пошла ему на пользу, и в PCMark05 он занял лидирующие места в четырех тестах из пяти.

Отметим и Western Digital WD7500AAKS: этот накопитель быстрее всех справился с копированием большого видеофайла и занял первые места при работе со значительным потоком данных. Тем не менее, перекосы в оптимизации прошивки не позволили ему показать такую же производительность и с мелкими файлами.

Протестированные накопители от Seagate очутились ближе к концу списка во всех тестах. При этом, как мы уже упоминали, серия ES медленнее, чем 7200.10 скорее всего за счет искусственного замедления актуатора для большей надежности. Такой подход проявляется и в других сериях Seagate – за высокую надежность в классе (700 тыс. ч MBTF для не RAID-моделей) приходится платить не лучшей производительностью.

В целом же хочется отметить, что, по сравнению с предыдущими поколениями, новые высокоемкие винчестеры оказались значительно быстрее. Например, Hitachi Deskstar 7K1000 750 GB в профиле Virus Scan превзошел показатель скорости передачи данных, продемонстрированный массивом RAID 0 из двух Samsung SP2504C 250 GB на интегрированном контроллере NVIDIA nForce4 Ultra. Скорость работы с мелкими файлами тоже заметно увеличилась. Так, Samsung HD501LJ справился с 100 тыс. файлов на 20 секунд быстрее, чем лидер аналогичного подтеста в прошлом  – Hitachi HDT725032VLA360 с 65 тыс. файлов. Таким образом, за те же деньги, что и год назад, сегодня мы получаем не только в полтора раза более высокую емкость, но и значительно возросшую производительность.

От параллельной технологии записи к перпендикулярной

Начиная с 1956 года, когда IBM представила свой первый накопитель на жестких дисках IBM Model 350, емкость HDD не переставала увеличиваться. На пути к неслыханным ранее объемам разработчикам пришлось столкнуться с проблемой суперпарамагнитного предела – уровня плотности магнитных доменов на пластине, при котором стабильный заряд уже не сохраняется на протяжении приемлемого времени. Чтобы отодвинуть этот предел, производители задействовали как традиционные методы, вроде «утончения» литографического процесса, используемого при изготовлении пластин, так и различные ухищрения вроде применения редкоземельных металлов в записывающих головках и магнитных слоях пластин. Однако бесконечно оттягивать неизбежное невозможно, и вот пару лет назад ведущие производители жестких дисков пришли к неутешительным для традиционной технологии параллельной записи выводам: придется переходить на перпендикулярную запись.

Вкратце остановимся на сравнении традиционной параллельной технологии записи и новой перпендикулярной. При параллельной технологии записи намагниченные частицы-домены, собственно и хранящие информацию в двоичном виде, расположены в одной плоскости с самой пластиной. Вектор направленности магнитного поля, вызванного наведенным на этот домен зарядом, также параллелен плоскости пластины. Каждый такой домен, а их на одной пластине немыслимое количество, фактически является магнитом, закрепленным на субстрате пластины. Как известно из школьного курса физики, если два магнита сблизить одинаковыми полюсами, они будут отталкиваться. Кроме того, постепенно взаимодействие двух полей приведет к ослаблению создающих их зарядов. Учитывая, что заряд на доменах мизерный, а плотность их очень высока, на данном этапе развития технологии невозможно добиться стабильности хранения информации.

Перпендикулярная запись в этом аспекте значительно выигрышнее, потому что домены располагаются перпендикулярно плоскости пластины, давая возможность разместить на пластине намного большее количество ячеек памяти, повышая плотность записи. Из-за того что векторы направленности магнитных полей также направлены параллельно друг другу, а не «в стык» как ранее, проблема взаимного подавления эффективного сигнала не стоит так остро. Основная сложность этого метода записи заключается в том, что из-за ориентации доменов перпендикулярно пластине один из полюсов частицы оказывается дальше от магнитной головки, чем другой. Это вынуждает разработчиков изобретать способы радикального повышения чувствительности магнитных элементов, алгоритмы исправления ошибок, распознавания сигнала и т. д. В общем и целом, новая технология записи уже введена в эксплуатацию, ведущие производители накопителей на жестких дисках выпустили высокоемкие HDD на ее основе. Что интересно, первым продуктом, в котором использовалась перпендикулярная запись, был 1,8-дюймовый винчестер Toshiba. Затем новую методику взяли на вооружение в Seagate при производстве 2,5" жестких дисков, и лишь сравнительно недавно она пришла на рынок 3,5-дюймовых накопителей.

Есть ли сегодня смысл в EIDE?

Большинство компьютеров, приобретенных пару лет назад, оборудовано жесткими дисками с интерфейсом EIDE. И когда речь заходит о модернизации, может возникнуть вопрос: а стоит ли покупать SATA-винчестер, если по-прежнему широкодоступны высокоемкие EIDE-модели (например, те же 500 или 750 GB)? В конце концов, никакой разницы между HDD одной марки и емкости, отличающихся только интерфейсом, нет. Кроме того, предел пропускной способности EIDE – 133 MBps – пока не позволяет назвать его бутылочным горлышком, так как скорость чтения, как видно из сегодняшнего тестирования, еще не достигла такого уровня. В чем же тогда преимущества SATA II?

Давно известно, что кроме пропускной способности в 3 Gbps, стандарт SATA II содержит в себе требования по поддержке «горячего» подключения накопителя (hot plug) и поддержки очереди команд NCQ (Native Command Queuing). С первым все понятно, а вот в пользе NCQ можно убедиться на простом опыте.

В качестве типичного емкого EIDE-накопителя мы выбрали Western Digital Caviar SE WD5000AAJB емкостью 500 GB, оборудованный привычными для EIDE-винчестеров 8 MB кэш-буфера. Противостоял ему Western Digital Caviar SE RAID Edition WD5000ABYS, основанный на таких же магнитных пластинах, имеющий ту же конструкцию подвеса головок и вместе с тем поддерживающий технологию NCQ и оснащенный 16-мегабайтовым кэш-буфером.

Как показал экспресс-тест, при копировании большого файла 16 MB кэш-буфера позволили увеличить производительность на 41%. Зато при копировании мелких файлов, когда содержимое буфера довольно быстро записывается на пластины, преимущество составило лишь 11%. Однако комплексная нагрузка снова отдает лавры победителя SATA: дефрагментация раздела общей емкостью в 20,5 GB заняла у WD5000AAJB почти в 8 раз больше времени, чем у SATA-аналога. Очевидна полезность NCQ, поддержки которой нет у накопителей с интерфейсом EIDE.

Читайте также:
Компьютеры и комплектующие: лучшие покупки. Винчестеры
Винчестеры крупного калибра: два лучше одного?
Винчестеры крупного калибра: 300-400 GB


Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: