Hitachi Travelstar 7K60: мобильный винчестер с 7200 об./мин.


Несмотря на то, что компания Hitachi Global Storage Technology уже анонсировала мобильные 2,5-дюймовые диски с пластинами емкостью 50 Гбайт и скоростью вращения шпинделя 5400 об./мин. (серия Travelstar 5K100), такие диски пока до нас не дошли, поэтому на данный момент старшими 2,5-дюймовыми дисками в арсенале компании являются появившиеся зимой-весной 2004 года накопители серий Travelstar 5K80 и Travelstar 7K60. С первыми мы уже частично ознакомились, а со вторыми ближе познакомимся в этой статье. Благо, повод для этого весьма значительный — исторически это первые мобильные диски компании (и индустрии вообще) со скоростью вращения 7200 об./мин. А кроме того, в дисках 7K60 впервые применяется ряд новых интересных технологий.

Прежде всего — несколько слов о том, зачем потребовалось в очередной раз поднимать скорость вращения шпинделя мобильных жестких дисков. Вкратце — это, конечно, больше производительности в различных задачах и приложениях. Поскольку ноутбуки все чаще стали выполнять работу, более характерную для настольных ПК (например, мобильные процессоры Intel Pentium M по производительности порой не хуже настольных Pentium 4, а мобильные AMD Athlon XP/64 — это по сути те же настольные процессоры с уменьшенным тепловым пакетом), то и дисковая подсистема ноутбука нуждается в ускорении. Вместе с тем, традиционные 2,5-дюймовые накопители имеют скорость вращения лишь 4200 и 5400 об./мин. (на столе уже де-факто установилась 7200 об./мин.), среднее время доступа, которое раза в полтора хуже, и примерно вдвое меньшую скорость чтения/записи данных на пластинах, чем 3,5-дюймовые диски того же поколения. Поэтому выпуск ноутбучных дисков со скоростью вращения пластин 7200 об./мин. выглядит, в общем, вполне логичным. Хотя, конечно, из-за меньшего диаметра пластин и других конструкционных ограничений они все же не смогут догнать настольные семитысячники по производительности.

Кроме того, 2,5-дюймовые жесткие диски в последнее время все чаще стали использоваться в составе профессиональных систем — хабов и роутеров, блэйд-серверов, малогабаритных сетевых серверов и RAID-систем и пр. А это накладывает дополнительные обязательства на производительность накопителей. Собственно, по пути наращивания скорости вращения уже много десятилетий неуклонно развиваются как мобильные, так настольные и серверные диски. И будут продолжать развиваться, преодолевая очередные технические проблемы.

Например, по данным аналитической компании IDC, мобильные накопители со скоростью вращений 5400 об./мин. в этом году займут более 30% от всех поставок 2,5-дюймовых жестких дисков (еще недавно практически все мобильные диски были со скоростью 4200 об./мин.), а к 2006 году их доля поднимется до 60%. Более того, доля мобильных накопителей со скоростью вращения 7200 об./мин., ничтожная в этом году, поднимется до десятка процентов к 2006 году (см. график выше).

Примерно то же самое можно сказать и о емкости мобильных накопителей, которая также неуклонно растет — в нынешнем году наиболее востребованные емкости — 40, 60 и 80 Гбайт, дальше — больше (см. слайд). Видимо, поэтому Hitachi посчитала ненужным делать «мелкие» модели своего семитысячника и в серии 7K60 оставила только одну модель — емкостью 60 Гбайт (а в упрощенной серии E7K60 оставила еще и 40-гигабайтную модель).

В общем, как мы уже подчеркивали в предыдущей статье, бизнес малогабаритных накопителей на жестких магнитных дисках сейчас растёт куда быстрее настольного и серверного сегментов и в ближайшие годы станет таким же крупным (и уже стал более прибыльным).

Hitachi Travelstar 7K60 и E7K60

Первая серия мобильных жестких дисков со скоростью вращения 7200 об./мин. замышлялась в недрах IBM еще несколько лет назад, и вот эти идеи получили, наконец, свое воплощение в рыночном продукте Hitachi, вышедшем на прилавке в этом году. Теоретически, при неизменной линейной плотности записи (BPI) простое увеличение скорости вращения до 7200 об./мин. должно дать прирост скорости записи-чтения данных на 71% или 33% по сравнению с дисками на 4200 и 5400 об./мин. соответственно, а латентность доступа к данным при этом улучшится на 42% и 25%. Кроме того, дополнительное повышение производительности в новых дисках может быть достигнуто за счет улучшения префетча данных (другими словами — лучшего кэширования в буфере диска). Насколько эта теория совпадает с практикой, нам и предстоит выяснить.

Основные характеристики дисков Hitachi серий Travelstar 7K60 и E7K60 в сравнении с пятитысячниками Travelstar 5K80 (того же поколения) представлены в таблице 1.

Таблица 1. Основные характеристики дисков Hitachi Travelstar 7K60 и E7K60 в сравнении с Hitachi Travelstar 5K80.

Производитель 7K60 E7K60 5K80
Скорость вращения шпинделя, об./мин. 7200 7200 5400
Емкость моделей, Гбайт 60 40 и 60 20, 40, 60, 80
Количество головок/пластин 4/2 4/2 и 4/2 4/2 макс.
Размер буфера, Мбайт 8 8 8
Среднее время поиска, мс 10 10 12
Интерфейс UATA/100 UATA/100 UATA/100
Ударостойкость в работе, G 200 (2 мс) 200 (2 мс) 200 (2 мс)
Ударостойкость при хранении, G 1000 (1 мс) 1000 (1 мс) 800 (1 мс)
Акустически шум вращения, дБА, тип.(макс.) 27 (30) 27 (30) 21-25
(24-27)
Акустически шум поиска, дБА,
тип.(макс.)
33 (35) 33 (35) 26-29
(28-31)
Температура, С, вкл.(выкл.) +5…55
(-40…+65)
+5…40
(-40…+65)
+5…55
(-40…+65)
Потребление энергии, ватт, при:
запуске-раскрутке
поиске/записи-чтении
в покое (idle )/выкл. (standby)

5,5
2,6/2,5
0,85/0,25

5,5
2,6/2,5
2,0/0,36

5
2,6/2,5
0,85/0,25

Прежде всего, отмечу, что максимальная плотность записи у серий 7K60 и 5K80 отличается — 50 и 70 гигабит на квадратный дюйм соответственно! Иными словами, диски одного поколения с разной скоростью вращения используют пластины разной емкости — 30 и 40 Гбайт. То есть при переходе на большую скорость вращения в диске того же поколения разработчикам пришлось пожертвовать именно плотностью записи. Впрочем, это отчасти компенсировалось уменьшением среднего времени поиска на 2 мс (при этом минимальное время поиска упало с 2,5 до 1,0 мс, а максимальное — с 23 до 18 мс), что вкупе с понизившейся на 1,6 мс средней задержкой вращения должно дать ощутимый результат — около 3,5 мс снижения среднего времени доступа к диску. Несмотря на измененную емкость пластин, у семитысячников Hitachi такое же количество зон записи, что и у ее пятитысячников —16 (это же количество зон заявлено и для 40-гигабайтной модели серии E7K60 с урезанной до 20 гигабайт пластиной).

Зато у семитысячников Hitachi закономерно возросла максимальная скорость чтения с пластины — до 518 Мбит/с. по сравнению с 450 Мбит/с. для 5K80; кстати, тоже НЕ пропорционально росту скорости вращения — последняя возросла на 33%, а скорость чтения — всего на 15%. То есть, держа в уме 40-процентное преимущество 5K80 над 7K60 по средней плотности записи (см. выше), получаем (в предположении, что полезная площадь пластин у них одинакова), что продольная, вдоль треков, плотность записи у 7K60 уменьшилась по сравнению с 5K80 примерно на 20% и поперечная — на столько же, то есть одинаково в обоих направлениях. И уменьшение поперечной плотности записи сопровождалось тем же 20-процентным снижением среднего времени поиска. В общем, все вполне логично.

Кроме того, у семитысячников выше шумность (хотя в мобильных накопителях Hitachi уже довольно давно применяются только жидкостные динамические подшипники, Fluid Dynamic Bearing), чуть больше стартовый ток, зато явно лучше ударостойкость при хранении, а у серии E7K60 — еще и более узкий температурный диапазон работы — всего до 40 градусов Цельсия вместо традиционных 55 и гораздо большее энергопотребление в режиме idle — до 2 ватт вместо 0,85 ватт у «полноценных» моделей серий 7K60 и 5K80.


Жесткий диск Hitachi Travelstar 7K60 HTS726060M9AT00

Некоторая информация по этой модели приведена на экране программы Hitachi Feature Tool.

Разумеется, диском поддерживается не только Power management, но и Acoustic Management — через соответствующий регистр. По умолчанию «акустика» этой модели была отключена (точнее — 254dec в регистре, громкий быстрый поиск). Но мы для полноты картины оттестировали модель в двух режимах — обычном и при тихом поиске (128dec в регистре, см. фото выше). Как мы увидим позднее, активирование тихого поиска практически не ухудшает скоростных показателей накопителя.

Среди интересных новаторских технологий, которые применяются в этих жестких дисках, стоит отметить, прежде всего, фемто-слайдеры, на которых, собственно, и находятся магнитные головки. Фемто-слайдеры впервые появились именно в 7K60/E7K60 и пришли на смену пико-слайдерам (см. рисунок).

Технология фемто-слайдеров позволяет не только повысить в перспективе плотность записи и скорость дисков (ведь их линейные размеры на 30% меньше, чем у предшественников, а вес — почти втрое меньше!), но и снизить энергопотребление мобильных жестких дисков, повысить их ударостойкость (помимо массы, вдвое снижаются и аэродинамические силы). В результате, диск 7K60 оказался практически таким же экономичным, как 5K80, и на четверть более ударостойким при хранении. Более того, меньшие размеры фемто-слайдеров позволяют размещать большее их количество на пластине кремния при производстве, что снижает их себестоимость.

Участники тестирования

В данном тестировании приняли участие три модели мобильных дисков HItachi — серий 7K60, 5K80 и 80GN (последняя — 4200 об./мин.). Все они используют технологию адаптивного форматирования (см. ниже).


Диски Hitachi: слева направо Travelstar 7K60 HTS726060M9AT00, Travelstar 5K80 HTS 548080M9AT00 и Travelstar 80GN IC25N040ATMR04 (модель со скоростью вращения 4200 об./мин., буфером 2 Мбайт и емкостью 40 Гбайт)


Они же, вид снизу в том же порядке

Для сравнения мы также используем ранее полученные данные по накопителям Seagate Momentus ST94811A и Samsung SpinPoint MP0402H со скоростью вращения 5400 об./мин. и 40-гигабайтными пластинами.

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 i 875 P
  3. Системная память — 2×256 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 Clio II

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) мы перешли на использование тестов AIDA32, H2benchw и WinBench 99 и почти полностью отказались от популярного теста HD Tach. 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 популярный WinBench 99. Диск Hitachi 7K60 тестировался в двух режимах поиска — быстром и медленном.

Результаты тестов физических параметров

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

Hitachi 7K60 HTS726060M9AT00

Зубчатый график скорости чтения у этого диска вместо привычного гладкого объясняется применением фирменной технологии адаптивного форматирования. Напомню, что адаптивное форматирование применяется пока только в мобильных накопителях Hitachi — дисках серий Travelstar 80GN, 5K80 и 7K60/E7K60 (представители всех трех присутствуют в данном обзоре и на этом сводном графике).

Суть технологии адаптивного форматирования заключается в том, что каждый экземпляр накопителя индивидуально настраивается на заводе таким образом, чтобы обеспечить лучшую производительность и надежность. Для этого каждая пара «головка-поверхность пластины» собранного диска тестируется на определение характеристик быстродействия, и затем каждая сторона магнитной пластины индивидуально форматируется (размечается на дорожки и сектора) так, чтобы обеспечить наилучшие характеристики при работе именно с данной головкой. В результате, линейная плотность записи на каждой стороне каждой пластины может не совпадать с соседними (быть ниже или выше), что и приводит к таком графику.

Чтобы продемонстрировать это нагляднее, ниже я привел участки графиков для 2-х и 4-х гигабайтного фрагментов каждой пластины всех испытанных здесь дисков (здесь — именно в пересчете на одну пластину, а не для диска в целом). Так, наглядно видно, что диски Hitachi 7K60 и 5K80, имеющие по 4 головки каждый, имеют четко прослеживающийся периодический рисунок с четырьмя участками с разной скоростью передачи данных в каждом из «периодов» («полочками», наиболее ясно они видны у 7K60). А у более «древнего» диска серии 80GN (у меня была модель с двумя головками) эти полочки сильно «зашумлены», хотя «периодичность» очевидна.



Напомню, что аналогичная технология «эластичной плотности записи» используется и в дисках Samsung — уже год, как в настольных и с этого года — в мобильных. Причем по графикам четко видно, что у Samsung «период» «полочек» в несколько раз больше. Вполне возможно, что скоро на такой путь повышения производительности дисков (и «выжимания» последних соков из текущих технологий магнитной записи) перейдут и остальные производители. Но в памяти-то народной останутся имена «первопроходцев»... :)

А диски тестировать станет все сложнее и сложнее — ведь если каждый накопитель форматируется индивидуально, то их производительность даже в пределах одной партии может заметно отличаться, то есть по одному-двум экземплярам уже будет сложно делать выводы обо всех моделях серии и даже об одной модели! Впрочем, как показывает практика, сейчас на первый план в борьбе за «попугаи» бенчмарков все чаще выступает не линейная скорость записи, а оптимизация микропрограммы дисков под те или иные задачи. Поэтому диски с немного разной скоростью чтения, но одинаковым firmware, вполне возможно, будут иметь и очень близкую производительность в приложениях...

Теперь переходим к более рутинным и традиционным вещам. По максимальной (усредненной за несколько «периодов» в начале диска), средней и минимальной скорости чтения данных с пластины диски расположились в следующем порядке:

Разумеется, семитысячник Hitachi лидирует, хотя его отрыв от пятитысячников с более «плотными», как выясняется, пластинами не такой и большой, и тот же Hitachi 5K80 почти наступает нашему герою на «ахиллесовы» пятки, уступая всего-то 7,7% в средней по пластине скорости чтения-записи.

По скорости работы интерфейса UltraATA/100 закономерно и традиционно лидируют диски Hitachi и конкурентам (и обозревателям ;)) тут «ловить» нечего. Впрочем, повторюсь, при большом объеме кэш-памяти (а 8 Мбайт уже стал стандартом у дисков этого класса) и реальной скорости записи/чтения пластин как минимум вдвое меньше скорости интерфейса небольшой недобор Burst Read Speed вряд ли скажется на общей производительности накопителей в приложениях.

По среднему времени доступа, как и ожидалось из спецификаций, лидирует диск Hitachi 7K60, хотя Seagate Momentus почти так же быстр. Учитывая латентность вращения, получаем, что 7K60 даже немного «перебирает» заявленные 10 мс и уступает по скорости поиска Моментусу! Интересно также, что в режиме «тихого медленного» поиска (и действительно немного тише на слух) скорость поиска падает крайне незначительно — всего на доли миллисекунды. Так что от «тихого» 7K60 мы вправе ожидать практически такой же производительности в приложениях, что и от его «громкого» (дефолтного) варианта.

Дополнительную пищу для размышлений дает сопоставление среднего времени доступа, измеренного отдельно для чтения и записи. В данном случае мы демонстрируем результаты теста H2benchW, хотя аналогичные данные могут быть получены и в других программах (например, Iometer).

По тому, насколько меньше оказывается среднее время доступа при записи, можно судить, в частности, об эффективности работы алгоритмов отложенной записи и кэширования записываемых данных в буфере диска. И здесь, о чудо!, оказывается, что «тихий» 7K60, видимо, переходит на более эффективные алгоритмы отложенной записи! То есть в каких-то приложениях он может даже обгонять свой «громкий» аналог!

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


Результаты теста ATTO Disk Benchmark для диска Hitachi 7K60 HTS726060M9AT00.


Результаты теста ATTO Disk Benchmark для диска Hitachi Travelstar 5K80.

По результатам этого теста можно констатировать, что алгоритмы firmware дисков Hitachi 7K60 и 5K80 очень сходны — обоим присуща не очень высокая скорость при работе малыми блоками. Вместе с тем, кэширование файлов объемом 1 Мбайт и выше у дисков Hitachi весьма эффективное — мегабайтные файлы они хорошо кэшируют и на запись, и на чтение, и даже 4-мегабайтные хорошо кэшируют на чтение.

Быстродействие в приложениях

Теперь посмотрим, как подмеченные выше преимущества и недостатки внутреннего устройства накопителей проявляются при работе в приложениях.

Первым делом, выясним, как хорошо диски оптимизированы для многопотоковой работы. Для этого мы используем тесты в программе NBench 2.4, где файлы размером 100 Мбайт записываются на диск и читаются с него несколькими одновременными независимыми потоками (в данном случае используется FAT32, хотя на NTFS результаты этого теста практически те же).

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 (кэширование Windows здесь не задействовано). Кроме того, этот тест позволяет оценить оптимизацию этих алгоритмов для независимой многопотоковой работы. Как я и предвидел выше, «тихий» вариант Hitachi 7K60 оказался на этой задаче быстрее «громкого»! Хотя и не намного — в среднем лишь на 1,2%, что близко к погрешности измерений. Можно также видеть, что у дисков Hitachi последнего поколения великолепная отложенная запись — даже на четырех одновременных потоках, записываемых на пластине вблизи друг друга, скорость записи «проседает» относительно максимальной очень мало, да и при одновременной записи на удаленные участки диска (половина потоков — в начало диска, половина — в его середину) потери скорости на многопотоковости составляют менее 35%! Такими достижениями, к сожалению, не могут похвалиться ни их предшественники с меньшим буфером, ни соперники с такими же «большими буферами».

При многопотоковом чтении картина повторяется — снова тихий 7K60 в среднем чуточку быстрее громкого, хотя на «разнесенных» потоках, где в игру вступает меньшее время поиска, «громкий» все же вырывается вперед. Опережение семитысячником остальных менее «оборотистых» соперников, в принципе, удивления не вызывает. А вот что удивление вызывает — так это тот крайне несущественный отрыв, который семитысячник Hitachi имеет перед заведомо более медленными дисками Samsung и Seagate. «Тщательнее» надо бы программистам IBM/Hitachi...

Теперь посмотрим, как диски ведут себя в древних, он до сих пор популярных тестах Disk WinMark 99 из популярнейшего 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.

В офисной производительности (где, кстати, кэширование диском играет, порой, весьма существенную роль) снова «тихоня» Hitachi 7K60 лидирует на обеих файловых системах, а отрыв семитысячника от преследователей составляет от 5 до 10%.

В тестах профессиональной производительности High-End Disk WinMark 99 лидер тоже очевиден, а разницы между тихой и громкой реинкарнацией Hitachi 7K60, в общем-то, нет никакой.

Отрыв семитысячника от «пелотона» (в лице Hitachi 5K80) здесь возрастает до 15%.

Несмотря на мое недоверие к тестам Disk WinMark 99 (уж очень велико у производителей дисков и контроллеров искушение оптимизировать свои микропрограммы с целью получения лучшей производительности именно в данных самых популярных и маркетингово-значимых бенчмарках) преимущество семитысячника Hitachi тут не вызывает сомнений.

Для интересующихся приведем, без претензии на объективность отражения действительности, результаты дискового теста пакета PCMark04 — тут накопители расположились почти в полном соответствии с их ранжиром по скорости линейного чтения.

А в более «доверительном» тесте C'T H2benchW, который любят использовать немецкие коллеги из журнала C'T и сайта Tom's Hardware Guide, выдал нам немного отличающиеся результаты — с огромным отрывом лидирует Hitachi Travelstar 7K60, более чем вдвое опережая прошлогодний Hitachi Travelstar 80GN со скоростью вращения 4200 об./мин. и буфером 2 Мбайт. Хотя отрыв от непосредственно соперника, Hitachi 5K80, в этом тесте — лишь 15%, что, впрочем, явно больше, чем 7-10% по линейной скорости чтения.

Еще одной вполне независимой мерой быстродействия дисков в приложениях может являться скорость работы с временным файлом программы Adobe Photoshop. В данном случае снова тихий вариант Hitachi 7K60 оказался чуть быстрее громкого, а преимущество над Hitachi 5K80 доходит до 13,5% (и до 35% — над Hitachi 80GN).

Тесты в Intel Iometer

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




Собственно, иного я и не ожидал — Hitachi 7K60 всегда с заметным (от 8 до 13%) отрывом впереди самых шустрых пятитысячников, причем вариант с меньшим временем поиска тут однозначно лучше, хотя разница и не фатальна — от 0 до 2,6%. Несмотря на немалую разницу в «ворклоаде» этих четырех паттернов, картина везде очень похожа. Так что для использования 2,5-дюймового семитысячника в разноплановых профессиональных системах и компактных серверах есть все предпосылки.

Далее — 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 HItachi 7K60 опередил 5K80 всего на 7% (примерно равно разнице в средней скорости чтения пластины), причем тихий вариант немного отстал от громкого только на чтении.

При имитации чтения и записи мелких файлов отрыв семитысячника куда более впечатляющ — на 20% от Seagate Momentus (в большей степени — за счет записи) и от Hitachi 5K80. Притом, что Hitachi 80GN отстал от лидера всего на 35%. И здесь, кстати, тихий вариант снова немного выходит вперед.

При имитации дефрагментации, где скорость поиска важна, «тихоня», конечно, чуть медленнее, но все равно отрыв от Hitachi 5K80 равен 23%, что существенно больше разрыва в линейной скорости чтения пластины (7-10%). Весьма неплохо!

Причем при имитации копирования крупных и даже мелких файлов этот разрыв в 23% сохраняется! В общем, семитысячник показывает явно выдающиеся результаты.

Наконец, паттерн потоковых чтения-записи файлов крупными или мелкими блоками, имитирующий, например, работу цифрового магнитофона с отложенной записью, ставит финальную точку — 18% в среднем отрыв от 5K80 и 35% — от 80GN. Не говоря уже о дисках конкурентов. Очевидно, все дело — именно в оптимизации firmware дисков для подобных задач (особенно в случае 4-килобайтных блоков), а не в простейших физических характеристиках накопителей. Впрочем, справедливости ради, замечу, что задачи такого плана чаще выполняются именно крупными блоками, поэтому результат для блоков 4 Кбайт представляет скорее академический интерес и лишь подтверждает общее концептуальное преимущество firmware от IBM/Hitachi и мои высказывания выше о «главенстве» именно микропрограмм в деле борьбы за производительность дисков.

Энергопотребление

Энергопотребление семитысячника заявлено на уровне пятитысячника. Производитель в этой связи особенно расхваливает технологии фемто-слайдера и Enhanced Adaptive Battery Life Extender 3.0 (интеллектуальное энергосбережение в режиме idle, ориентирующееся на определенные паттерны доступа к диску). Что же, проверим. Методика «проверки» уже описана мной подробно в предыдущей статье, поэтому безлишних слов переходим к результатам.

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 примерно 2-3 секунды 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
Hitachi 7K60 HTS726060M9AT00 7200 150 200 370 (230) 650-590 850-620 650 830
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
Samsung SpinPoint M40 MP0402H 5400 150 300 330 (420) 480-410 470-400 480 750
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

При анализе результатов этой таблицы интересно отметить, что ток потребления диском Hitachi 7K60 в покое меньше, чем у пятитысячников Samsung и Seagate и едва больше, чем у Hitachi 5K80. Зато при обращении к диску семитысячник оказался прожорливее почти всех. К сожалению, его максимальный пусковой ток тоже нельзя назвать малым, что может иногда помешать при использовании этого диска в качестве внешнего накопителя при питании от порта USB (без дополнительной подпитки — например, на старых материнских платах или PCI -контроллерах).

Чтобы привести цифры таблицы к общему и полезному для читателя знаменателю :), мы, как и ранее, вычислили два практически полезных параметра: усредненную потребляемую мощность мобильных дисков при типичной работе пользователя и при интенсивной (постоянной) работе с винчестером. Для вычисления этих оценочных показателей, не претендующих на какую-то «истину в конечной инстанции», я применил 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

Видно, что в режиме постоянной (активной) работы ноутбука с диском Hitachi Travelstar 7K60 оказался самым прожорливым — почти 4 ватта для некоторых ноутбуков (с суммарным тепловым пакетом 8-10 ватт) могут заметно повлиять на продолжительность жизни от батареи! Правда, в этом наш герой не настолько хуже ближайших соперников — Hitachi 5K80 и Toshiba MK4019GAX, пожирающих до 3,5 ватт в постоянной работе, — чтобы по этому поводу сильно сокрушаться. Зато в «неспешной» работе ноутбука семитысячник оказался лучше некоторых (но не всех) пятитысячников — 1 ватт благодаря технологиям, о которых так долго говорили «большевики», — это вполне приемлемо даже для тонкого и легкого ноутбука.

Акустический шум

Для субъективной оценки акустических свойств дисков проводилось сравнительное прослушивание. В звуке, издаваемом дисками в режиме вращения (без поиска), мы выделили две четко различимые компоненты, по которым отдельно оценивался каждый из дисков — это высокочастотный «звон» (подшипников и иных компонентов дисков) и низкочастотный «гул» (вибрации, характеризующие балансировку шпинделя с пластинами). По «звону» самым тихим оказался накопитель Samsung Magma, а следом за ним шли диски Hitachi в порядке возрастания их скорости вращения — 4200, 5400 и 7200 об./мин. По низкочастотному «гулу» самыми тихими оказались побывавшие у нас экземпляры накопителей Hitachi со скоростью 4200 и 7200 об./мин., Samsung и Hitachi 5400 rpm оказались громче. Что касается «шумности» поиска, то он примерно был одинаково тих у Magma и 4200-rpm-диска Hitachi и немного громче — у пятитысячника и семитысячника Hitachi. В целом, на фоне шума вращения шум поиска у 7K60 не очень заметен и уж точно неназойлив. Как и шум в режиме idle.

Выводы

Что же, можно констатировать, что первый мобильный семитысячник у IBM, пардон, у Hitachi получился вполне достойным — под стать знаменитым настольным семитысячникам этой компании в прошлом и настоящем. Конечно, напрямую сравнивать производительность Travelstar 7K60 с современными настольными семитысячниками не получится — у последних и скорость чтения данных, как минимум, раза в полтора выше, и время поиска заметно меньше. Хотя применение современных «больших буферов» и сходных алгоритмов firmware и делает их всё ближе. В целом, 7K60 примерно соответствует по производительности настольным семитысячникам IBM двухлетней давности. И заметно превосходит в большинстве тестов нынешние мобильные пятитысячники (но не во всех — действительно намного). При этом, почти не отличаясь от них в экономичности и шумности и даже превосходя — в ударостойкости. В общем, за такими дисками — мобильное будущее. И в свой «такой тонкий и легкий» ноутбук я бы его поставил не задумываясь. :)

;)






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.