Мобильные винчестеры Fujitsu MHT20xxAH


Продолжаем нашу серию обзоров 2,5-дюймовых жестких дисков образца 2004 года для ноутбуков и других портативных применений. В начале года мы писали про младший из линейки дисков Fujitsu со скоростью вращения 5400 об./мин. — модель MHT2040AH. Несмотря на то, что формально та модель принадлежала к поколению дисков с 40-гигабайтными пластинами (многие производители тогда как раз перешли на них), новинка демонстрировала, прямо скажем, невыдающиеся характеристики — например, скорость линейного чтения скорее соответствовала поколению 30-гигабайтных или даже 20-гигабайтных (!) пластин. Не очень высока была и общая производительность диска в приложениях даже по сравнению с более старыми, чем мы описываем в последний месяц-два, моделями.

Однако с тех пор прошло немало времени и современные пятитысячники Fujitsu все той же серии MHT20xxAH на 40-гигабайтных пластинах, видимо, прошли существенную модернизацию, поскольку их фактические характеристики заметно изменились (хотя формальные, по спецификациям, остались прежними). И, забегая вперед, скажу, что герой сегодняшнего обзора преподносит немало сюрпризов, демонстрируя подчас превосходное быстродействие даже на фоне заметно «окрепших» соперников! Поэтому наш «многосерийный» обзор мобильных пятитысячников как самых интересных сейчас винчестеров для ноутбуков не мог бы считаться полным, если бы мы не включили в него более современную модель одного из многолетних «грандов» винчестерной индустрии — компании Fujitsu.

Участники испытаний

В нынешних испытаниях серию пятитысячников Fujitsu MHT20xxAH на 40-гигабайтных пластинах представляет средняя 60-гигабайтная модель MHT2060AH.


Диск Fujitsu MHT2060AH

По спецификациям (см. таблицу 1) эта модель использует 40-гигабайтные пластины, имеет буфер 8 Мбайт, едва ли не лучшую ударостойкость среди непосредственных аналогов, отличную (лучшую) экономичность, но относительно высокий уровень шума. Диски этой серии используют такие технологии как FDB (Fluid Dynamic Bearing) spindle motor, Head Load/ Unload mechanism и GDT (Glass Direct Texture) Media с плотностью записи до 10,7 Гбит на кв. см (69 Гбит на кв. дюйм). Таким образом, как и некоторые конкуренты, Fujitsu использует не алюминиевые, а стеклянные пластины в своих современных 2,5-дюймовых дисках. Это, в частности, позволяет повысить ударостойкость дисков.

Таблица 1. Основные сравнительные характеристики 2,5-дюймовых дисков со скоростью вращения 5400 об./мин и пластинами 40 Гбайт.

Производитель Fujitsu Hitachi Samsung Seagate Toshiba
Серия MHT20xxAH 5K80 SpinPoint M40 Momentus MKxx26GAX
Емкость, Гбайт 40, 60, 80 20, 40, 60 ,80 40, 60 ,80 20, 40 40, 60 ,80
Скорость вращения, об./мин. 5400 5400 5400 5400 5400
Буфер, Мбайт 8 8 8 2 или 8 16
Среднее время поиска, мс 12ms 12ms 12ms 12ms 12ms
Парковка, циклов
Аварийная 20K 20K 20K 20K
Штатная 300K 300K 300K 300K
Ударостойкость
Хранение (1 мс) 900G 800G 900G 800G 800G
Работа (2 мс) 225G 200G 250G 225G 200G
Вибрации (2 мс) 1G (10-500Hz) 1G (5-500Hz) 1G (5-500Hz) 1G (5-500Hz) 1G (5-500Hz)
Акустика, дБА
1 диск (Idle/Seek) 29 / - 21 / 26 22 / 24 23 / 25 21 / 26
2 диска (Idle/Seek) 29 / - 25 / 29 24 / 26   25 / 29
Температура, С
транспортировка -40...65 -40...65 -40...70 -40...65 -40...70
работа 5...55 5...55 5...55 5...55 5...55
Энергопотребление, ватт
раскручивание 5 5 5 5 5
работа 2,3 2,6 2,4 2,4 2,9/2,5
бездействие 0,85 0,85 0,85 0,97 1,05
сон 0,25 0,25 0,25 0,36 0,25

Выпущенный летом 2004 года данный экземпляр диска MHT2060AH по внутреннему устройству заметно отличается от диска MHT2040AH из нашего февральского обзора — тот был ровно на год старше (от июля 2003 года) и, мне почему-то кажется, использовал на самом деле не 40-гигабайтные, а менее плотные пластины (хотя точного доказательства последнего у меня пока нет). Впрочем, если попробовать пофантазировать на предмет расшифровки «парт-намберов» этих моделей, а точнее — четырех последних цифр P/N (сравните фото обоих дисков из этой и той статей), то можно предположить, что самая последняя соответствует емкости модели в десятках Гбайт, а предпоследняя — количеству головок в модели. Если это так, то прошлогодняя 40-гигабайтная модель использовала 27-гигабайтные пластины (и три головки), а 60-гигабайтная модель этого лета — 30-гигабайтные пластины и 4 головки. И это очень похоже на правду, если взглянуть на графики линейной скорости чтения — у этой, более современной модели он тоже явно недобирает до типичного уровня, демонстрируемого моделями конкурентов на 40-гигабайтных пластинах (см. ниже).

Для сравнения в этом обзоре также участвуют аналогичные модели от Hitachi, Samsung, Seagate и Toshiba, описанные подробно в наших недавних обзорах на www.ixbt.com/storage/samsung-m40-80.shtml, www.ixbt.com/storage/samsung- mp0402h.shtml, www.ixbt.com/storage/hitachi-7k60.shtml и www.ixbt.com/storage/toshiba-mk8026gax.shtml.

Методика тестирования скоростных показателей

Для тестов жестких дисков форм-фактора 2,5 дюйма применялся стенд в составе:

  1. Процессор Intel Pentium 4 3.0C
  2. Материнская плата ABIT IC7-G на чипсете i875P
  3. Системная память 2x256 Мбайт DDR400 (тайминги 2.5-3-3-6)
  4. Видеокарта Matrox Millennium G400
  5. Основной жесткий диск Seagate Barracuda SATA V
  6. Блок питания Zalman ZM400A-APF, 400 ватт
  7. Корпус Arbyte YY-W201BK-A

Мобильные винчестеры жестко закреплялись на металлическом шасси корпуса системного блока и при помощи переходника подключались к контроллеру интерфейса UltraATA/100 моста ICH5 на материнской плате. Основной винчестер был «мастером» на первом канале контроллера чипсета, а испытуемый диск подключался «мастером» на второй канал этого же контроллера. Все без исключения испытанные в данном обзоре диски без проблем проработали по крайней мере в течение трех дней активных тестирований без ухудшения характеристик и не перегревались. Никакого дополнительного отвода тепла от дисков (специальные кулеры и вентиляторы) не осуществлялось. Перед тестированием диски прогревались в течение 30 минут запуском программы с активным случайным доступом.

Испытания проводились под управлением операционной системы MS Windows XP Professional SP1. Винчестеры тестировались как неразмеченными на разделы (в тестах Intel Iometer, H2Benchw и AIDA32), так и разбивались и форматировались штатными средствами операционной системы в зависимости от вида теста: одним NTFS-разделом максимально возможной емкости для тестов среднего времени доступа и снятия графика скорости чтения в WinBench 99 и двумя равновеликими разделами NTFS или FAT32 для остальных тестов (WinBench Disk WinMark 99, копирования файлов различными паттернами, теста ATTO Disk Benchmark, теста многопотокового чтения/записи Nbench 2.4 и теста быстродействия дисков в программе Adobe Photoshop). Разделы NTFS имели размер в половину объема диска каждый (то есть второй раздел начинался ровно со второй половины диска), а разделы FAT32 имели размер по 32768 Мбайт, причем первый начинался в начале диска (на самых «быстрых» дорожках), а второй — ровно со второй половины диска. Размер кластеров NTFS и FAT32 выбирался по умолчанию — 4 и 16 Кбайт соответственно.

Для определения физических характеристик дисков (среднего времени доступа, скорости интерфейса и линейной скорости чтения/записи пластин) использовались тесты AIDA32, H2benchw и WinBench 99. Для оценки общей производительности мы используем многочисленные паттерны в Intel Iometer, неплохой тест C'T H2Benchw, работу с диском программы Adobe Photoshop, многопотоковые чтение и запись файлов и общепризнанный WinBench 99 (хотя на последний мы не очень опираемся в выводах, поскольку неоднократно была замечена оптимизация дисков именно под него).

Результаты тестов физических параметров

Сперва — график скорости линейного чтения диска (кликните по иконке, чтобы посмотреть полноразмерный вариант).

Fujitsu MHT2060AH

График идеально гладкий — как «хорошее стекло». Но проходит он намного ниже, чем графики у аналогичных дисков конкурентов. И действительно, даже модель MHT2060AH (уже не говоря о прошлогодней MHT2040AH) явно уступает всем современным пятитысячникам как по максимальной, так и по средней и минимальной скоростям линейного чтения.

Впрочем, справедливости ради отмечу, что отставание от недавно вышедших винчестеров Samsung Magma не такое уж высокое — менее 5% по средней скорости пластины.

По скорости работы интерфейса UltraATA/100 пятитысячник Fujitsu также оказался формально на последнем месте, хотя при современных буферах 8 Мбайт и скорости пластины 30-35 Мбайт/с разница между 77 и 80 Мбайт/с у интерфейса практически никак не скажется на производительности диска в приложениях.

А вот что скажется — так это скорость поиска (перемещения головок от трека к треку). Но увы, по среднему времени доступа Fujitsu MHT2060AH также оказался немного хуже всех своих аналогов: 18 мс против 16,7-17,7 у конкурентов. И нам остается лишь надеяться, что этот мизерный (менее 1 мс) проигрыш не скажется на производительности диска, поскольку будет компенсироваться прогрессивными алгоритмами кэширования в firmware модели.

Накопитель Fujitsu MHT2060AH поддерживает управление акустиков через регистр Acoustics Management.

По умолчанию «акустик-менеджмент» активирован, но установлен в режим быстрого поиска (в регистре — 254dec). Но если его перевести в режим тихого медленного поиска (128dec), то среднее время доступа возрастет до 23 мс и диск станет «стрекотать» совсем неслышно (хотя он и без этого весьма тих). А скажется ли ощутимая разница в 5 мс на производительности диска в приложениях, мы и посмотрим ниже. Тем более что...

И тут нас поджидает еще один сюрприз — на сей раз хороший! Сопоставление среднего времени доступа, измеренного отдельно для чтения и записи, показывает, что у диска Fujitsu — самый выдающийся показатель эффективности отложенной записи среди аналогов! Даже когда поиск при чтении возрастает на 5 мс, поиск при записи остается почти на прежнем уровне! С таким превосходным кэшированием записи мы можем ожидать от диска Fujitsu хороших показателей производительности в приложениях.

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 нескольких размеров тестового файла — от 128 Кбайт до 32 Мбайт. Если небольшие файлы, 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 промежуточных зависит не только от объема буфера, но и от специфики работы firmware накопителя (кстати, результаты данного теста практически не зависят от выбора между FAT и NTFS).

При размере файла от 128 до 512 Кбайт все прозрачно — все они эффективно и практически полностью кэшируются диском Fujitsu MHT2060AHна чтение и запись (скорость —80-90 Мбайт/с). Правда, можно отметить неважнецкую (по сравнению с некоторыми конкурентами) оптимизацию микропрограммы диска Fujitsu для работы с блоками малого и сверхмалого размера. Но для файлов от 1 Мбайт начинается форменная «катавасия». Мы приводим тут графики для быстрого и медленного режимов поиска.

Тестовый файл 128 Кбайт

Тестовый файл 1 Мбайт

Тестовый файл 2 Мбайт
Тестовый файл 4 Мбайт
Тестовый файл 8 Мбайт

Тестовый файл 16 Мбайт

Тестовый файл 32 Мбайт

Результаты теста ATTO Disk Benchmark для диска Fujitsu MHT2060AH в режимах обычного (слева) и тихого (справа) поиска

Честно говоря, такого «безобразия» и разнобоя показаний для файлов от 1 до 8 Мбайт, какое наблюдается здесь, я очень давно не видывал. Порой даже сложно выявить какие-то общие закономерности (желающие могут попытаться сделать это самостоятельно). И лишь для файлов крупнее 16 Мбайт можно видеть четкую и закономерную картину. Впрочем, я не исключаю, что такие странные порой результаты в этом тесте можно отнести на счет «слишком продвинутых» алгоритмов кэширования, которые просто сбивают тест ATTO с толку. :)

Быстродействие в приложениях

Теперь посмотрим, как отмеченные выше преимущества и недостатки устройства накопителей проявляются при работе в приложениях. И 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 (в данном случае используется FAT32, хотя на NTFS результаты этого теста аналогичны).

Данная диаграмма позволяет нам судить об эффективности алгоритмов отложенной записи жестких дисков в реальных (а не синтетических, как было на диаграмме со средним временем доступа) условиях при работе операционной системы с файлами. Как видно, многопотоковая запись у Fujitsu на достаточно хорошем уровне — хотя и не так хороша, как у Hitachi и Samsung, но получше, чем у Toshiba (если учесть, что у последней гораздо более высокая линейная скорость пластин). Да и от медленного поиска Фуджик практически ничего не теряет, иначе на разнесенных на полдиска потоках разница в 5 мс во времени поиска должна была бы проявиться.

А вот при многопотоковом чтении ситуация в корне меняется и «Фуджик» вырывается вперед с большим отрывом от всех соперников! Причем и даже тут медленный поиск почти не портит картины. Налицо торжество алгоритмов firmware этой модели по части упреждающего чтения (в подтверждение взгляните также на графики теста ATTO).

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.


Воистину выдающиеся результаты: в четырех тестах офисной и профессиональной работы диск Fujitsu занял два первых, два вторых, одно третье и одно четвертое места, опередив в среднем всех остальных! И это при том, что Фуджик имеет самую низкую скорсть линейного чтения (и записи) и худшее время поиска! Хорошее firmware действительно способно творить чудеса.

Да и при «медленном» поиске этот диск смотрится тоже очень хорошо, часто опережая самсунги и тошибы с куда более быстрым поиском.

Весьма неплох Фуджик и в тесте PCMark04, уступая лишь Hitachi и Seagate.

А вот в другом «трековом» тесте H2benchW наш герой явно не в фаворе, хотя и быстрее дисков Toshiba с самыми быстрыми пластинами.

По скорости работы дисков с временным файлом программы Adobe Photoshop мы снова наблюдаем великолепные, не поддающиеся корреляции с худшими «физическими характеристиками» результаты — Fujitsu наголову опережает конкурентов, не оставляя им никаких шансов даже в режиме медленного поиска!

 

Тесты в Intel Iometer

Для имитации работы дисков в различных приложениях мы также используем специальные паттерны в программе Intel IOmeter. Сперва — традиционные распространенные паттерны, предложенные Intеl и сайтом Storagereview.com:




Тут уже критичным становится неважная «физика» Фуджика (особенно — медленный поиск), хотя даже в этих профессиональных приложениях наш герой умудряется дважды побывать в призерах, а в режиме медленного поиска (когда средний доступ к нему на 5 мс медленнее, чем у всех остальных) — не проиграть ни одного теста! И снова я вынужден констатировать торжество программистов из Fujitsu.

Теперь — наши собственные паттерны для IOmeter, более «близкие» по назначению к пользователям ноутбуков и других возможных применений двухдюймовых дисков:

При имитации чтения и записи крупных файлов (типа mp3, видео, больших фотографий и пр.) последнее место Fujitsu легко объяснимо самой медленной «потоковой» скоростью его пластин. Но уже на мелких файлах от отыгрывается, занимая сразу первое место!

При имитации копирования крупных и мелких файлов наш главный фигурант снова достойно выступил, уступив на больших файлах лишь Hitachi, а на мелких — только Тошибе. Заслуженное «серебро» по сумме с минимальным отставанием в тихом режиме!

И еще лучше — при имитации дефрагментации: уверенное первое место по всем номинациям и третье — в режиме тихого поиска. Мне уже надоело хвалить этот с виду «такой невзрачный» диск!

Наконец, паттерн потоковых чтения-записи (50% на 50%) файлов крупными или мелкими блоками ставит финальную точку: с Hitachi на мелких блоках здесь конечно не поспоришь, но наголову лучший результат при типичных для подобных операций 64-килобайтных блоках у Fujitsu заставляет остальных соперников крепко задуматься, что же можно выжать из «жалкой» на вид «физики», если у программистов мозги работают так, как доктор прописал.

 

Энергопотребление и тепловыделение

По спецификациям мы праве ожидать от пятитысячника Fujitsu хорошей экономичности и малого тепловыделений. Особенно если учесть, что даже двухгодичной давности четырехтысячник этого производителя — до сих пор один из самых экономичных дисков. Применяемая нами методика оценки энергопотребления и тепловыделения мобильных винчестеров использует непосредственное измерение типичных токов (и мощности) потребления дисков в различных режимах работы: при простое (только вращение), чтении, записи, активном поиске, работе ATA-интерфейса, при включении питания и пр. Эти параметры в комплексе наиболее полно отражают картину как с нагревом диска (произведение тока на напряжение питания дает рассеиваемую диском тепловую мощность, а измерять нагрев диска внутри конкретного ноутбука тоже было бы малоинформативно), так и с экономичностью его работы в составе того или иного ноутбука с примерно известным «тепловым пакетом». А будучи сопоставленными с мощностью потребления каждого ноутбука в различных режимах, это позволяет легко произвести соответствующие подсчеты. Результаты измерений среднего тока потребления дисков в основных режимах приведены в таблице 2.

Здесь: Idle — это режим простого вращения диска (без обращения к данным); Pre-idle — это режим активности, в котором диск находится несколько секунд после окончания обращения к нему перед переходом в режим Idle (видимо, головки еще не припаркованы с краю пластины); ATA Transfer — это режим передачи данных по шине ATA без обращения к самой пластине; Seek — активный поиск (хаотическое перемещение головок по всей пластине); Start — максимальный ток в момент старта (усредненный с постоянной времени около 0,1 с). Результаты для записи и чтения приведены для диапазона тока потребления — первая цифра соответствует началу (внешним дорожкам) диска, последняя — концу диска. Все режимы, кроме Start, измерялись во время прохождения соответствующих этапов тестов HD Tach 2.61 (именно этой, а не более поздних версий) и AIDA32 Disk Benchmark (в скобках показаны результаты для теста AIDA32, если они не совпадают с таковыми для HD Tach 2.61).

Таблица 2. Ток потребления (в мА) жестких дисков от источника питания +5В, измеренный в различных режимах работы.

Модель диска / Режим работы диска Скорость вращения шпинделя, об./мин. Idle Pre-idle ATA transfer Write Read Seek Start
Fujitsu MHT2060AH 5400 140 260 250 (380) 520-480 590-510 590 790
Fujitsu MHT2060AH Quiet Seek 5400 140 260 250 (380) 520-480 590-510 500 790
Hitachi 5K80 HTS548080M9AT00 5400 140 190 370 (250) 620-600 750-580 630 700
IBM/Hitachi IC25N040ATMR04 4200 105 140 280 (180) 520-460 630-490 540 700
Toshiba MK8026GAX 5400 170 200 420 (470) 580-520 820-660 640 830
Toshiba MK6026GAX 5400 160 190 410 (460) 540-510 780-650 630 830
Toshiba MK4026GAX 5400 150 180 400 (450) 580-500 820-630 600 820
Samsung MP0402H 5400 150 300 330 (420) 480-410 470-400 480 750
Samsung MP0804H 5400 150 300 330 (420) 490-450 500-440 480 790
Samsung MP0603H 5400 150 300 330 (430) 490-450 500-440 480 780
Seagate Momentus ST94811A 5400 190 220 540 (400) 570-540 630-540 540 870
Toshiba MK4019GAX 5400 185 209 500 650 730 680 870
Toshiba MK4018GAS 4200 130 155 440 550 630 590 720
Fujitsu MHR2020AT 4200 100 141 508 570 520 530

560

Отметим самое низкое среди пятитысячников энергопотребление в режиме Idle и одно из самых низких (уступая только Samsung) — при чтении-поиске-записи. Да и по пусковому току Fujitsu MHT2060AH далеко не самый худший диск. Чтобы привести цифры таблицы к практически полезному знаменателю, мы вычислили два параметра: усредненную потребляемую мощность мобильных дисков при типичной работе пользователя и при интенсивной (постоянной) работе с винчестером. Для вычисления этих оценочных показателей применяются две характерные модели использования дисков. При типичной неспешной работе пользователя (например, офисной или при редактировании графики) модель среднего потребления диска описывается формулой:

Ptyp=5V*(Idle*85%+Preidle*4.9%+Start*0.1%+Write*2.5%+Read*7.5%)/100%,

где буквенные режимы означают ток потребления диском в соответствующих режимах обращения к нему, а цифры, на которые эти токи умножаются — процент по времени, в течение которого диск находится в этом режиме (для чтения и записи берутся максимальные значения тока потребления, соответствующие начальным участкам диска; режим Seek здесь фактически учитывается через чтение и запись). В основу этой модели положено, в частности, то, что при типичной работе ноутбука диск читает/пишет в течение примерно 10% от общего времени, а обращение к нему происходит в среднем раз в минуту. Аналогично, для интенсивной работы с диском (например, дефрагментация, сканирование поверхности, копирование файлов и пр.) среднее потребление численно описывается формулой:

Pmax=(Write+Seek+Read*3),

где ток приведен в амперах. По вычисленным данным потребляемой мощности построена следующая диаграмма.


Усредненная потребляемая мощность мобильных дисков при типичной работе пользователя ноутбука и при интенсивной (постоянной) работе с винчестером

Таким образом, пятитысячник Fujitsu стал самым экономичным среди аналогов при неспешной работе пользователя ноутбука и вторым по экономичности (после Samsung) в интенсивной работе ПК или иного мобильного устройства с диском. Хороший результат.

Акустический шум

Субъективно этот диск работает достаточно тихо — не громче большинства непосредственных аналогов других производителей, хотя небольшой стрекот все же прослушивается. Впрочем, этот стрекот можно уменьшить, переведя накопитель в режим тихого медленного поиска — и при этом диск почти не потеряет производительности в большинстве потребительских задач. Несколько хуже, на мой взгляд, у него обстоит дело со «звоном» вращения — под некоторыми углами высокий тон (писк) достаточно отчетливо слышен и в ночной жилой комнате порой привлекает недоброе внимание. Впрочем, этот эффект не настолько силен, чтобы из-за него ставить диску жирный минус по акустике.

Выводы

Судя по модели Fujitsu MHT2060AH, представляющей «мэйнстрим» (60 Гбайт сейчас самая популярная емкость у сборщиков ноутбуков), пятитысячники этого производителя очень интересны. Несмотря на худшие в классе скорость линейного чтения и время доступа, эти диски снабжены очень интересным firmware, позволяющим сгладить «физические недостатки» и вывести это диск в лидеры в отдельных дисциплинах (особенно тех, где особенно важны отложенная запись и упреждающее чтение). Ведь, по сути, этот диск не «провалил» ни одного теста, чего не скажешь о многих его соперниках! Да и экономичность накопителя находится на очень высоком уровне, что тоже дает Fujitsu фору при выборе в качестве мобильного накопителя — не только для ноутбуков, но и для внешних дисков или консьюмерских применений.



Диск Fujitsu MHT2060AH был предоставлен для испытаний компанией «Теле-Сервис МС»







Дополнительно

iXBT BRAND 2016

«iXBT Brand 2016» — Выбор читателей в номинации «Процессоры (CPU)»:
Подробнее с условиями участия в розыгрыше можно ознакомиться здесь. Текущие результаты опроса доступны тут.

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.