Диски Hitachi Deskstar T7K500 и 7K500

500 Гбайт, Serial ATA II и буфер 16 Мбайт,
или Vancouver 5 против Kurofune 2


После серии наших обзоров десктопных жестких дисков объемом 400 Гбайт, см. статьи по ссылкам:

  1. Винчестеры Hitachi Deskstar 7K400 и 7K250 и новый рекорд объема накопителя — 400 Гбайт
  2. Seagate Barracuda 7200.8 и 7200.7 Plus — с пластинами 100 и 133 Гбайт в сравнении с UltraATA-моделями конкурентов
  3. Seagate NL35 ST3400832NS — 400 Гбайт для профессиональных применений
  4. WD Caviar RE2 WD4000YR и Caviar SE16 WD4000KD — 400 Гбайт для работы и развлечений
  5. WD4000YR против WD4000KD и WD2500KS и влияние NCQ на их производительность
  6. Диски Samsung HD400LD и HD400LJ — старшие модели серий SpinPoint T133 и T133S емкостью 400 Гбайт
  7. Диск Samsung HD401LJ с буфером 16 Мбайт — флагман серии SpinPoint T133S

подошла пора познакомиться и с их более новыми и емкими собратьями объемом 500 Гбайт. Тем более что в последнее время цена на полтерабайтные модели становится все привлекательнее, используют они самые что ни на есть прогрессивные технологии, да и собственно терабайтные диски не за горами…

И начать наше знакомство с полтерабайтниками имеет смысл с моделей Hitachi GST: во-первых, потому что серия Deskstar 7K500 стала в свое время первой на рынке, покорившей данный рубеж емкости, а во-вторых, потому что совсем недавно Hitachi выпустила новую серию 500-гигабайтников Deskstar T7K500 на пластинах большей емкости, и новенький сэмпл самой старшей модели сходу оказался в нашей тестовой лаборатории.




Диски Hitachi Deskstar изнутри: 7K500 (вверху) и T7K500 (внизу) .

Напомню, что ранее мы уже знакомились с десктопными накопителями Hitachi GST — например, в обзорах:

И к данным обзорам, при необходимости, мы будем отсылать читателя по ходу нашего знакомства с более новыми и емкими дисками серий T7K500 и 7K500.

 

Характеристики и устройство дисков серий T7K500 и 7K500

Хотя по обозначениям, да и по ряду заявленных характеристик эти две серии Hitachi очень похожи, на самом деле, различия между ними глубоки, а ведут они свою историю от совершенно разных продуктов.

Серия Deskstar 7K500 является прямым продолжателем традиций накопителей Deskstar 7K400, получивших в свое время весьма символическое японское имя Kurofune. Соответственно, серия 7K500 получила внутреннее имя Kurofune 2. Основным отличием этой линейки дисков является использование 5 магнитных пластин (и 10 пар головок) в стандартном 3,5-дюймовом дизайне (см. фото выше), то есть возврат к традициям именитых в прошлом серий IBM Deskstar 75GXP, 34GXP/37GP, 22GXP/25GP и 14GXP/16GP. Правда, в отличие от последних, накопители Deskstar 7K400 и 7K500 состоят только из пятипластинных моделей, отдавая меньшие емкости на откуп другим линейкам дисков Hitachi (Vancouver, Pathfinder и пр.). То есть серия 7K500 (Kurofune 2) состоит только из двух моделей емкостью по 500 Гбайт — с параллельным и последовательным интерфейсами. Серия 7K500 появилась на рынке чуть более года назад с единственной целью — побить существующий тогда на рынке рекорд емкости одного 3,5-дюймового накопителя (поставленный, кстати, самой Hitachi) и предложить потребителю непревзойденную емкость (и заодно высокую производительность), используя уже обкатанные технологии (пластины емкостью по 100 Гбайт). Кстати, именно на базе SATA-модели серии 7K500 Hitachi недавно выпустила пятипластинную серию E7K500 с MTBF в 1 млн. часов, предназначенную для корпоративных и RAID-применений (аналог линеек Maxtor MaXLine, Seagate NL и WD Caviar RE).


Диск Hitachi Deskstar 7K500 (Kurofune 2) с интерфейсом Serial ATA (кликните для просмотра фото обратной стороны).

Серия Deskstar T7K500, напротив, была анонсирована компанией совсем недавно, и диски эти начали производиться и отгружаться потребителям лишь осенью 2006 года. Ее принципиальным отличием от 7K500 является использование не 5-пластинного, а максимум 3-пластинного дизайна для достижения емкости 500 Гбайт (см. фото в начале статьи). То есть новая серия взяла на вооружение новейшие 3-дюймовые магнитные пластины емкостью до 167 Гбайт, хотя такая плотность записи достигается все еще без использования перпендикулярной магнитной записи (PMR). Вторым отличием стало то, что T7K500 не ограничивается только полутерабайтными моделями, но предлагает рынку широкую линейку десктопных продуктов с разной емкостью — от 250 и 320 Гбайт до 400 и 500 Гбайт (на 2 и 3 пластинах). То есть фактически покрывает все емкостные сегменты, за исключением самых бюджетных (80 и 160 Гбайт), которые, в свою очередь, заняты новой однопластинной серией Hitachi Deskstar 7K160, наследницей Pathfinder 7K80. Таким образом, T7K500 продолжает традиции отнюдь не Kurofune, а линейки дисков Vancouver (и непосредственно предшественницы Vancouver 4 — Deskstar T7K250). И носит неофициальное имя Vancouver 5 (встречаем бурными аплодисментами! ;)), в чем несложно убедиться хотя бы даже из обозначения прошивок (V5xxxxxx).


Старший диск Hitachi Deskstar T7K500 (Vancouver 5) c интерфейсом Serial ATA (кликните для просмотра фото обратной стороны).

Внешние отличия серий 7K500 и T7K500 между собой также видны невооруженным глазом (сравните фото выше и ниже).

 
 

Диски Hitachi Deskstar 7K500 (Kurofune 2, слева) и Deskstar T7K500 (Vancouver 5, справа), модели соответственно HDS725050KLA360 и HDT725050VLA360 емкостью по 500 Гбайт с интерфейсом Serial ATA II и буфером 16 Мбайт.

Особенно это касается внутренностей и обратной стороны корпуса дисков, а также плат контроллеров.

Платы контроллеров дисков Hitachi Deskstar T7K500 HDT725050VLA360 (вверху) и Deskstar 7K500 HDS725050KLA360 (внизу).

Можно заметить, что по разводке контроллер T7K500 почти идентичен таковому для предшественника T7K250 (Vancouver 4) и заметно отличается от контроллера 7K500 (Kurofune 2). Впрочем, основной DSP от Infineon у двух последних, что интересно, совершенно одинаков (UAB-M3059-HT; он же используется для серии 7K80), тогда как для T7K500 применяется его более новая версия UAB-M3064-S. Микросхема кэш-памяти 16 Мбайт в «Ванкуверах» спрятана с обратной стороны платы (в отличие от пятипластинных 7K500, где лимит толщины платы контроллера критичен). Контакт платы с «гермобанкой» Hitachi производится традиционной (многократно критикованной) игольчатой колодкой. Кроме того, можно отметить, что на платах «Ванкуверов» разведен, но не распаян датчик ускорения (VR2), тогда как у Kurofune 2 (и 7K400) он присутствует. Скажется ли это на вибростойкости новых десктопных накопителей Hitachi с существенно возросшей плотностью записи? Ведь если верить данным WD, то вибростойкость Kurofune 7K400 была на очень хорошем уровне именно благодаря этому…

Полезной особенностью контроллеров SATA-дисков Hitachi является использование не только стандартного SATA-разъема питания, но и прежнего 4-контактного Molex.


«Двойное» питание SATA-дисков Hitachi.

Разумеется, одновременно их использовать не стоит, о чем предупреждает наклейка на корпусе диска (см. фото) и красочная картинка в руководстве по установке.

Основные паспортные характеристики дисков Hitachi серий Deskstar T7K500, 7K500, T7K250 и 7K400 представлены в таблице 1.

Таблица 1. Спецификации жестких дисков Hitachi Deskstar T7K500, 7K500, T7K250 и 7K400.

Серия T7K250 T7K500 7K500
E7K500
7K400
Внутреннее имя серии Vancouver 4 Vancouver 5 Kurofune 2 Kurofune
Емкость моделей, Гбайт
250
160
500
400
320 (300)
250
500
400
Число головок/пластин
4/2
3/2
6/3
6/3
4/2
4/2
10/5
10/5
Плотность записи, Гбайт на пластину (Гбит/кв. дюйм)
125 (92,1)
160 (118 max)
100 (76)
80 (62)
Максимальная скорость чтения/записи данных на пластине, Мбит/с
843
998
817
757
Скорость чтения/записи данных на пластине, Мбайт/с
67,8—32,9
(зоны с 0 по 29)
Зависит от модели, см. ниже
64,8—31
(зоны с 0 по 29)
61,4—29,8
(зоны с 0 по 29)
Среднее время поиска при чтении, мс, вкл. command overhead
8,5
8,8 (OEM spec)
8,5
8,5
Логический интерфейс
ATA-7
ATA-7
ATA-7
ATA-7
Физический интерфейс
Serial ATA II 3Gb/s или UltraATA/133
Serial ATA 1.0 или UATA/133
Скорость передачи данных по интерфейсу, Мбайт/с
300, 150 (sata) и 133 (pata)
133 (pata) и 150 (sata)
Размер буфера данных, Мбайт
8
16 (sata) или 8 (sata, pata)
16 (sata) или 8 (pata)
8
Размер области буфера под firmware, Кбайт
270
270
271
271
Гарантированное количество старт-стоп циклов
50 000
50 000
50 000
50 000
Акустический шум вращения, дБА, тип. (макс.)
28 (32)
30 (34) (3 диска)
28 (32) (2 диска)
31 (35)
31 (35)
Акустический шум поиска, дБА, тип. (макс.)
34 (37)
Quiet seek:
29 (33)
32 (35) (3 диска)
30 (33) (2 диска)
Quiet seek:
31 (35) (3 диска)
29 (33) (2 диска)
35 (38)
Quiet seek:
33 (36)
35 (38)
Quiet seek:
33 (36)
Ударостойкость в работе (2 мс), G
55
70
55
55
Ударостойкость при хранении (2 мс), G
350
350 (2 пластины)
300 (3 пластины)
225
225
Температура, С, вкл.(выкл.)
+5…55
(-40…+65)
+0…60
(-40…+65)
+5…55 (-40…+65)
Потребление энергии, не более, ватт, при:
запуске-раскрутке
и в покое (idle)
28,5 (1.88A@12V)
5,2(pata)-6,2(sata)
30 (2A@12V)
5-6(pata)/ 6-7(sata) — в зависимости от числа пластин
30 (2A@12V)
9,0(pata)/ 9,6(sata)

30 (2A@12V)
9,0(pata)/ 9,6(sata)
Вес, грамм, не более
640
640
700
700

Безусловно, главным признаком и достоинством T7K500 является явно возросшая плотность записи и связанные с этим скоростные преимущества. Паспортная линейная скорость чтения у старших моделей серии T7K500 возросла до 22% по сравнению с 7K500 и на 18% по сравнению с 250-гигабайтником серии T7K250. При этом плотность записи на пластину у Vancouver 5 возросла на 28% по сравнению с Vancouver 4, и более чем в полтора раза по сравнению с Kurofune 2. То есть линейная плотность вдоль треков (BPI) выросла на 13,6% и 21% соответственно, а поперечная плотность записи или плотность дорожек вдоль радиуса пластин (TPI) — на 12,5% и 29% соответственно (см. также данные из таблицы 2 ниже). И мы можем сделать вывод, что Hitachi примерно в равной степени уменьшала продольный и поперечный размер магнитных битов на пластинах своих последних дисков, тогда как чаще производители идут последним путем (то есть линейная скорость растет медленнее, чем корень из прироста плотности записи).

В старшей модели T7K500 на каждой из внешних дорожек размещается уже до полутора тысяч секторов с данными, то есть их информационная емкость достигает 750 Кбайт (а одного цилиндра — 4500 Кбайт соответственно). При этом продольный размер области одного бита составляет менее 30 нм, а расстояние между центрами соседних дорожек («ширина» бита) — менее 190 нм. Это, кстати, достаточно хорошо соответствует эффективным размерам затворов современных полевых транзисторов, изготавливаемых по технологическим нормам 65 нм. Тем не менее, даже плотность записи 118 Гбит на кв. дюйм все же меньше таковой для недавно выпущенных 2,5-дюймовых дисков с применением перпендикулярной магнитной записи, где плотность доходит до 131,5 Гбит на кв. дюйм. Впрочем, у последних скорость вращения все же ниже.

Итак, судя по спецификациям, новички серии T7K500 вместе с существенно более емкими пластинами получили и намного возросшую скорость линейного доступа (чтения и записи). Правда, платой за это стало немного ухудшившееся среднее время поиска: OEM-спецификации для T7K500 сообщают о 8,8 мс (с учетом command overhead), тогда как у непосредственных предшественников, включая 7K500, T7K250 и 7K400 там же значатся лишь 8,5 мс (или типичные значения соответственно 8,5 мс и 8,2 мс без учета command overhead).

В этой связи стоит отметить, что упомянутое нами в обзоре T7K250 снижение времени на Command Overhead с ранее фигурировавших для дисков Hitachi 0,5 мс до 0,3 мс для T7K250 в серии T7K500 не получило дальнейшей поддержки: параметр Command overhead для операций «Read (cache not hit) (from Command Write to Seek Start)» и «Seek (from Command Write to Seek Start)» у Vancouver 5 снова равен 0,5 мс (типичное значение), как и для серий Deskstar 7K500, 7K250, 7K400, тогда как для T7K250 это время составляло 0,3 мс (несмотря на применение той же микросхемы контроллера, см. выше). К счастью, остальные временные параметры поиска для всех этих серий остались практически тем же. Напомним, что Command overhead определяется как время от момента записи команды хоста в регистр команд диска до выставления флага DRQ (Data Request) в регистре статуса для первого байта данных команды чтения (чтобы их можно было использовать дальше) за вычетом времени физического поиска и латентности. Условно говоря, это измеренное системой (хостом) время поиска диска, если бы механический поиск происходил мгновенно. :) И его ухудшение на пару десятых миллисекунды способно внести свою лепту в снижение производительности накопителя даже при перемещениях между соседними дорожками. К слову, среднее время поиска при записи у рассматриваемых дисков Hitachi на 1 мс больше, чем при чтении, а в режиме тихого поиска согласно спецификациям его типичное значение при чтении составляет 14,0 мс (для 7K500 и T7K250 это время по спекам равно 19,5 мс, хотя на практике меньше).

Управление акустикой поиска накопители поддерживают через регистр AAM (доступно для управления потребителем при помощи популярных утилит типа Hitachi FeatureTool, HDDLife и пр.). По дефолту был установлен быстрый поиск (AAM disabled, скриншот программы HDD Life слева), но мы оттестировали эти диски также в режиме медленного поиска при AAM=128dec (скриншот справа).

 

Объем кэш-памяти у старших моделей дисков серий T7K500 и 7K500 возрос до 16 Мбайт. При этом PATA-модели обеих серий, а также часть SATA-моделей T7K500 по-прежнему оснащаются буфером 8 Мбайт. Количество сегментов кэш-памяти для этих дисков адаптивно меняется во время работы и в зависимости от задач может составлять, по данным производителя, до 128 при чтении и до 63 при записи. Из других параметров новых дисков серии T7K500 можно отметить явно увеличившуюся ударостойкость в работе (до 70G против 55G у предшественников) и расширившийся диапазон рабочих температур — теперь от 0 до +60 С. Следствием добавления третьей пластины у Vancouver 5 по сравнению с Vancouver 4 стали: снизившаяся ударостойкость при хранении, немного возросшее энергопотребление и немного возросший шум вращения (только у трехпластинных моделей). При этом, однако, шум поиска у T7K500 снизился по сравнению с остальными десктопными дисками Hitachi и субъективно стал весьма тихим даже в режиме быстрого поиска.

Подробные паспортные данные по энергопотреблению моделей Deskstar T7K500 и 7K500 с разными интерфейсами можно посмотреть по линкам: T7K500 PATA, T7K500 SATA, 7K500 PATA, 7K500 SATA.

Еще одним важным фактом является различие указанной в спецификациях плотности записи между моделями T7K500 разной емкости. Очевидно, что они используют пластины емкостью 125, 133, 160 и 167 Гбайт, и логично было бы предположить, что 125-ки и 133-ки — это «укороченные» c края 160-ки. Однако если основываться на паспортных данных, то выясняется, что это далеко не так, и пластины разных моделей действительно форматируются на разную линейную и поперечную плотность (см. таблицу 2), то есть 250-гигабайтники базируются на 125-гигабайтных пластинах (вспомним T7K250), а 400-гигабайтники — на 133-гигабайтных

Таблица 2. Параметры дисков Deskstar T7K250, 7K500 и T7K500 разной емкости.
Серия и ёмкость модели, Гбайт 250
T7K250
500
7K500
250
T7K500
300
T7K500
320
T7K500
400
T7K500
500
T7K500
Обозначение моделей HDT722525DL HDS725050KL HDT725025VL HDT725030VL HDT725032VL HDT725040VL HDT725050VL
Количество пластин
2
5
2
2
2
3
3
Количество головок
4
10
4
4
4
6
6
Секторов на дорожку
630-1296
594-1242
672-1280
720-1440
720-1440
672-1320
720-1500
Секторов на цилиндр
2520-5184
5940-12420
2688-5120
2880-5760
2880-5760
4032-7920
4320-9000
Цилиндров в зоне
1810-8341
2000-4500
1664-7680
2432-8960
2432-8960
1792-8320
1792-8832
Количество зон форматирования
30
30
30
30
30
30
30
Areal density - max (Gbits/in2)
92.1
76
95
113
113
96
118
Data transfer rates (Mbps)
843.2
817
824
957
957
848
998
Recording density - max (Kbpi)
767.7
720
762
837
837
768
872
Track density [kTPI]
120
105
125
135
135
125
135

А следствием такого подхода является то, что модели серии T7K500 емкостью 250 и 400 Гбайт существенно уступают старшим 500-кам и даже 320-кам по скорости линейного чтения и записи и приближаются к дискам серий 7K500 и T7K250. Фактически, линейная плотность записи и скорость линейного доступа у 250-к и 400-к Vancouver 5 почти на 20% меньше (!), чем у 500-ок этой же серии. И любителям максимальных скоростей следует обращать внимание именно на 500-ки и 320-ки серии T7K500.

Диски Deskstar T7K500 предназначены производителем для таких применений как персональные компьютеры, внешние стораджи, компьютеры геймеров и энтузиастов, дисковые массивы для редактирования видео и даже Low duty cycle серверы. Особенностями этих дисков являются технологии Thermal Monitoring и Fly Height Control, что улучшает надежность работы дисков. Кроме того, в них, как и в накопителях серии 7K500/E7K500, применяется Advanced Power Management с дополнительным состоянием Low RPM, в котором пластины диска вращаются с пониженной скоростью 4500 об./мин. вместо штатных 7200. Переход из этого маломощного состояния в режим idle происходит за 4-7 секунд (в зависимости от количества пластин в пакете).

Последнее поколение Ванкуверов и Курофунов используют интерфейсы Serial ATA II 3 Гбит/с и UltraATA/133. Диски 7K500 и T7K500 поддерживают и набор команд Streaming feature set, оптимизирующих работу накопителя c потоковыми данными (например, аудио/видео). Стоит отметить, что если SATA-диски серии T7K250 отгружаются с предустановленной скоростью 1,5 Гбит/с, то T7K500, напротив, поставляются с предустановленной скоростью 3,0 Гбит/с. Напомню, что скорость интерфейса (как параллельного, так и последовательного — например, для лучшей совместимости со старыми хостами) пользователь может менять при помощи утилиты Hitachi Feature Tool.



Экран переключения SATA-режима утилиты Hitachi Feature Tool.

Там же можно задать режим размывания спектра интерфейса SATA. После пары предупреждений



Предупреждения при переключении интерфейса в Hitachi Feature Tool.

и выключения питания утилита изменит скорость интерфейса SATA. Работа NCQ при этом никак не «задевается», то есть NCQ одинаково функционирует при обеих скоростях интерфейса.

Мы оттестировали накопители Deskstar T7K500 и 7K500 с дефолтной предустановкой интерфейса — при скорости 1,5 Гбит/с c контроллерами ICH5 (южный мост чипсета Intel 875P) и при скорости 3,0 Гбит/с — с PCI-контроллером SiI3124-2 (правда, на шине PCI32/33 МГц, лимитирующей скорость на уровне 110 Мбайт/с). Проблем в работе интерфейсов нами обнаружено не было.

Производятся эти диски на заводах Hitachi GST в Таиланде (код 21xh) и Китае (код 31xh). И поставляются, как и 7K500, в традиционной фирменной антиударной упаковке.

Обозначения моделей дисков Hitachi GST можно расшифровать, руководствуясь, например, следующей подсказкой:

 

Участники и методика тестирования скоростных показателей

Участники и методика тестирования в этой статье те же, что и при недавнем рассмотрении нами накопителей Samsung HD400LJ и HD401LJ. Серию Hitachi Deskstar T7K500 представляла у нас старшая модель HDT725050VLA360 (см. этикетку и информацию по HD Tune) с интерфейсом SATA II и буфером 16 Мбайт, а серия Deskstar 7K500 была представлена двумя экземплярами модели HDS725050KLA360 (см. этикетку и информацию по HD Tune) с таким же интерфейсом и объемом буфера (результаты для двух дисков приводятся далее для сравнения).

Диски жестко закреплялись на металлическом шасси корпуса системного блока и подключались к контроллерам SiI3124-2 (на шине PCI32/33) и моста ICH5R на материнской плате. Результаты на разных контроллерах приведены на разных частях диаграмм. На контроллере SiI3124-2 диски были оттестированы как по дефолту (с поддержкой NCQ), так и с отключенной (в драйверах) поддержкой NCQ на стороне контроллера, чтобы в чистом виде наблюдать пользу или вред от использования NCQ на тех или иных задачах (а также недостатки реализации NCQ в рассматриваемых дисках).

 

Результаты базовых тестов

Сначала — графики скорости линейного чтения для дисков (кликните по ним, чтобы посмотреть полные рисунки).

Hitachi Deskstar T7K500 (500GB)
Hitachi T7K250 HDT722525DLA380
Hitachi Deskstar 7K500, disk 1
Hitachi Deskstar 7K500, disk 2
Hitachi Deskstar 7K400
WDC SE16 WD4000KD
Samsung SpinPoint T133S HD401LJ
Samsung SpinPoint T133 HD400LJ
Seagate NL35 ST3400832NS v5.00
Seagate B7200.8 ST3400832AS v3.02

Как видим, 100-гигабайтные пластины 7K500 с максимальной скоростью линейного чтения около 65 млн. байт/с (да и то только в самом начале диска) едва опережают по скорости своих 80-гигабайтных предшественниц из серии 7K400, и уступают в быстродействии пластинам большинства современных дисков конкурентов емкостью 400 Гбайт. Между тем, 167-гигабайтные блины старшей модели серии T7K500, развивают, напротив, отличную скорость при линейном обращении и опережают подавляющее большинство современных дисков, демонстрируя на внешних дорожках показатели выше 80 млн. байт/с и «привозя» почти 20% 125-гигабайтным пластинам старших дисков Hitachi T7K250 (то есть предыдущему поколению ванкуверов). Разумеется, при этом не обходится и без адаптивного форматирования, хотя зонная структура графика при этом все же четко прослеживается (чего не скажешь, например, об аналогичных дисках Samsung и Seagate). Графики двух экземпляров модели 7K500 совпали с хорошей точностью.

Графики скорости линейной записи при подробном (а не ускоренном) измерении практически повторяют таковые для чтения (см., например, скриншот HD Tach 3.0.1.0).

По скорости работы интерфейса Serial ATA неожиданностей почти нет:

диски Hitachi традиционно демонстрируют лучшие в классе показатели. Впрочем, одна неожиданность все же есть — на контроллере SiI3124 при использовании NCQ эта скорость для T7K500 и 7K500 явно падает, хотя, например, для дисков WD и Seagate такого эффекта не прослеживается (а для Samsung он есть, но выражен гораздо слабее). То есть, связан он, видимо, именно с данными дисками и реализацией NCQ в них (возможно, присутствием неких задержек на обработки запросов при наличии NCQ).

По измеренному среднему времени доступа при чтении диск T7K500, как и ожидалось из спецификаций, демонстрирует худшие показатели, чем другие диски этого производителя. Интересно, что и 7K500, который должен был сохранить скорость поиска модели 7K400, оказывается в этом чуть медленнее своего предшественника. Впрочем, диски Hitachi в этом тесте по-прежнему на хорошем счету, хотя им на пятки наступают модели WD и Seagate большой емкости. В режиме тихого поиска T7K500 и 7K500 замедлили случайный доступ к данным в среднем на 5 мс.

Об эффективности работы алгоритмов отложенной записи firmware диска и кэширования записываемых данных в буфере диска можно попытаться судить по тому, как падает среднее, измеренное под операционной системой время доступа при записи относительно чтения при включенном write-back кэшировании накопителя. Для этого мы используем результаты тестов H2benchW и Iometer.

Кэширование случайной записи у дисков 7K500 оказалось существенно лучше, чем у предшественника серии 7K400 — и это не удивительно, учитывая вдвое возросший объем кэш-памяти (хотя максимальное количество сегментов на запись и осталось прежним). К слову, очень близкие показатели здесь демонстрирует и диск T7K250 с вдвое меньшим буфером, но тем же самым микроконтроллером: видимо, в этом заслуга все же не увеличенного буфера, а именно данного процессора и алгоритмов работы его firmware. Настораживает, что две одинаковые модели 7K500 (с одинаковой прошивкой) демонстрируют здесь показатели, различающиеся на 0,2-0,4 мс. Однако все это меркнет перед тем, что для 500-гигабайтной модели серии T7K500 с таким же объемом кэш-памяти и сегментацией буфера, что и у 7K500, показатели в этом тесте оказались существенно хуже, чем для 7K500 и даже хуже, чем у 7K400! И объяснить это чем-то иным, кроме как переходом на иной управляющий процессор (с соотв. firmware), сложно. Таким образом, новичок T7K500 проигрывает своим предшественникам 7K500 и T7K250 по скорости случайного доступа и при чтении, и при записи (кэшировании случайной записи).

В режиме тихого поиска 7K500 несколько ухудшает свои показатели по кэшированию записи, тогда как T7K500, наоборот, улучшает. То есть, мы снова находим подтверждение некоей «неоптимальности» алгоритмов для нового процессора в контроллере T7K500. И это полностью подтверждается аналогичными тестами в программе Iometer.

Другим показательным тестом эффективности firmware дисков является тест на скорость чтения и записи файлов различного объема блоками разного размера — от 512 байт до 1 Мбайт. Для этого мы используем тест ATTO Disk Benchmark. На скриншотах далее показаны результаты для 6 размеров тестового файла — 128 Кбайт, 1 Мбайт, 4, 8, 16 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 в него «не влезает», а кэширование остальных зависит не только от объема буфера, но и от специфики работы firmware накопителя.

Тестовый файл 128 Кбайт:
T7K500 (NCQ)
T7K500 (non-NCQ)
7K500 (NCQ)
Тестовый файл 1 Мбайт:

T7K500 (NCQ)
T7K500 (non-NCQ)
7K500 (NCQ)
Тестовый файл 4 Мбайт:

T7K500 (NCQ)
T7K500 (non-NCQ)
7K500 (NCQ)
Тестовый файл 8 Мбайт:

T7K500 (NCQ)
T7K500 (non-NCQ)
7K500 (NCQ)
Тестовый файл 16 Мбайт:

T7K500 (NCQ)
T7K500 (non-NCQ)
7K500 (NCQ)
Тестовый файл 32 Мбайт:

T7K500 (NCQ)
T7K500 (non-NCQ)
7K500 (NCQ)

Результаты теста ATTO Disk Benchmark 2.02 для дисков Hitachi на контроллере SiI3124 (PCI32/33МГц). QD=4.

По результатам этого теста можно сделать следующие выводы. Во-первых, скорость работы этих дисков с файлами 128 Кбайт и 1 Мбайт практически одинакова, причем SATA-модели серий T7K500 и 7K500 демонстрируют здесь практически идентичную производительность. При этом одинаково хорошо кэшируется и чтение, и запись, однако при использовании NCQ результаты для обоих дисков оказываются несколько хуже (особенно на мелких блоках), чем когда NCQ отключено на стороне хоста (для 7K500 результаты «без NCQ» оформлены в виде ссылок «под» правыми диаграммами). Таким образом, мы вновь находим подтверждение тому, что с NCQ в данных дисках появляются некоторые задержки в обработке команд (наиболее ощутимые именно на мелких блоках), которые и снижают общее быстродействие.

Во-вторых, при объеме файлов 4 Мбайт их кэширование на запись данными дисками становится неэффективным (фактически отсутствует, и скорость записи падает до уровня физического носителя), тогда как при чтении кэширование все еще эффективно! Более того, наличие 16-мегабайтного буфера позволяет дискам Hitachi T7K500 и 7K500 с той же высокой эффективностью кэшировать на чтение и 8-мегабайтные файлы! Хотя запись при этом уже не получает совсем никаких бонусов (в отличие от дисков некоторых конкурентов с таким же объемом буфера). И при этом мы снова замечаем, что без NCQ у дисков все это получается несколько быстрее (особенно на мелких блоках), чем с NCQ.

В-третьих, файлы объемом 16 Мбайт и выше уже не кэшируются буфером диска (скорость работы с ними определяется физическим носителем, то есть пластинами). При этом, однако, наличие NCQ является более предпочтительным при потоковой записи, хотя и по-прежнему негативно влияет при работе блоками от 512 байт до 8 Кбайт и чтении блоками 16 Кбайт.

Посмотрим, как все это скажется на быстродействии жестких дисков в потребительских задачах.

 

Быстродействие в приложениях

Сначала посмотрим, насколько 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 — как близко, так и далеко отстоящими друг от друга на диске (в данном случае используется FAT32). На первой диаграмме показаны усредненные по нескольким паттернам результаты для чтения и записи.

При многопотоковой записи десктопные диски Hitachi прежде не блистали рекордными показателями. Тем приятнее видеть, что новинки серий 7K500 и, особенно, T7K500 здесь подтянулись, и старшая 500-гигабайтная модель T7K500 уже не выглядит неуклюже на фоне «большегрузных» моделей остальных производителей, хотя и проигрывает некоторым из них (см. также детальные результаты). Более того, на многопотоковом чтении наши герои тоже явно улучшили свои показатели (это в большей степени связано все-таки с ростом скорости линейного доступа пластин) и теперь уступают в данном тесте только лучшим дискам Maxtor и Samsung (см. также детальные результаты).

NCQ оказывает положительное влияние для обеих 500-х серии Hitachi при многопотоковом чтении, однако при записи эффект не всегда прослеживается. Интересно, что в режиме тихого поиска производительность пятисоток Hitachi на записи практически не страдает, хотя на чтении эффект замедления заметен.

Теперь посмотрим, как диски ведут себя в «преклонных», но до сих пор популярных тестах Disk WinMark 99 из пакета WinBench 99. Мы проводим эти тесты не только для «начала», но и для «середины» (по объему) физического носителя для двух файловых систем, а результаты усредняем. Подчеркнем, что драйвер контроллера SiI3124 в данном случае имеет оптимизацию на файловой системе, кэшируя обращения операционной системы и укрупняя блоки обращений, поэтому сверхвысокие показатели на этом контроллере в тесте Business не стоит принимать близко к сердцу.

Здесь мы можем констатировать практически одинаковые показатели накопителей T7K500 и 7K500 (чуть лучшие без NCQ на SiI3124), однако на менее кэширующем контроллере ICH5 вдвое больший буфер 500-к Hitachi все-таки дает о себе знать, хотя аналогичный диск Samsung и оказывается немного быстрее. В целом поддержка NCQ здесь, скорее, негативна, нежели позитивна, причем для дисков всех производителей (Hitachi, Samsung, Seagate, WD).

В тесте профессиональной производительности High-End Disk WinMark 99 накопитель Hitachi T7K500 с буфером 16 Мбайт демонстрирует отличную скорость, много прибавляя относительно 7K500, но все же проигрывая диску Samsung HD401LJ (и только ему).

Теперь — комплексные «трековые» тесты оценки производительности дисков в пакетах PCMark04 и C'T H2BenchW.

В дисковом тесте популярного Futuremark PCMark04 удвоение объема буфера помогло дискам Hitachi одолеть очередные рубежи быстродействия, опередив даже прежних лидеров от WD (впрочем, WD5000KD мы рассмотрим в другом обзоре ;)). Разница между T7K500 и 7K500 в этом тесте минимальна, что лишний раз подтверждает значение 16-мегабайтного буфера и собственно объема диска, а также «непринципиальность» скорости линейного чтения/записи в этом тесте. А высокие результаты этих же дисков в режиме тихого поиска говорят о небольшом влиянии скорости случайного доступа для PCmark04 при условии эффективного кэширования буфером диска. NCQ здесь оказывает положительное влияние для дисков Hitachi — наилучшее среди «большой четверки» производителей.

В сходном трековом тесте C'T H2benchW положительный эффект от роста буфера для дисков Hitachi также явно есть, и они лидируют, показывая почти одинаковую скорость для старших моделей T7K500 и 7K500 и уступая только диску WD4000KD без NCQ. Кстати, без NCQ диски Hitachi в этом комплексном тесте выступают чуть лучше.

Тест на скорость работы с временным файлом программы Adobe Photoshop выявляет нового безусловного лидера среди SATA-дисков большой емкости: это старшая модель Hitachi Deskstar T7K500, намного опередившая всех остальных конкурентов, включая многолетнего лидера от Maxtor. Диски Hitachi 7K500 здесь тоже на хорошем счету, уверенно опережая подавляющее большинство соперников. Влияния поддержки NCQ дисками Hitachi в данном тесте практически не отмечается, а в режиме тихого поиска они фактически не теряют производительности: пожинаем плоды эффективности 16-мегабайтного буфера.

 

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, — DataBase, File Server, Web Server и Workstation, характеризующие в большей степени профессиональную работу накопителей в серверах и серьезных рабочих станциях.




К сожалению, диски Hitachi, прежде нередко лидировавшие в данных серверных тестах, здесь оказались не на высоте, уступив и 400-гигабайтникам WD, и даже дискам Seagate NL35 аналогичной емкости. И виновато в этом не только умеренное время доступа у T7K500 и 7K500, но и алгоритмы кэширования их firmware, очевидно, потерявшие сугубо серверную оптимизацию. Результаты паттерна Web Server, не использующего операции записи, в котором диски Hitachi как раз выглядят лучше, чем на других паттернах, показывают, что со случайной записью (точнее, с ее кэшированием, см. тесты выше) у дисков Hitachi T7K500 не все радужно, и разработчикам есть, над чем поработать на досуге. :)

Усредненные данные по этим паттернам и четырем очередям запросов (1, 4, 16 и 64) подтверждают тенденцию: буфер 16 Мбайт никак не повлиял на производительность дисков T7K500 и 7K500 в активной профессиональной/серверной работе, поскольку и 7K400, и T7K250 показывают лучшие результаты! Зато поддержка NCQ здесь дает явный положительный эффект.

Теперь — наши паттерны для Iometer, более близкие по назначению пользователям настольных ПК и near-line-применений, хотя случайный характер обращений в пределах всего физического носителя в данных паттернах адекватен и профессиональному профилю использования накопителей.


При имитации случайных чтения и записи крупных файлов зависимость производительности дисков от глубины очереди команд не очень велика и неоднозначна, а порой и немонотонна. Тем не менее, влияние NCQ явно прослеживается, и для обеих 500-гигабайтных моделей Hitachi в данных двух паттернах оно однозначно негативно. Без NCQ обе модели Hitachi оказываются лучшими при случайном чтении крупных файлов и уступают только дискам WD при их записи.


Скорость случайного чтения мелких файлов этими дисками Hitachi, напротив, благоволит к поддержке NCQ, и диску 7K500 даже удается обойти всех на больших очередях команд. При случайной записи мелких файлов 7K500 также на хорошем счету благодаря поддержке NCQ, тогда как более новая и прогрессивная старшая модель серии T7K500 оказывается середнячком (даже с NCQ).

Копирование крупных файлов по случайным адресам в пределах всего диска отлично дается как раз диску T7K500, причем без NCQ результаты в целом лучше. Да и предшественник 7K500 здесь также выглядит хорошо. Необычен сильный провал скорости этих дисков Hitachi при высокой глубине очереди команд, что связано, очевидно, с неоптимальной реализацией NCQ в firmware данных накопителей (без NCQ провалов не наблюдается).

Копирование мелких файлов по случайным адресам в пределах всего накопителя, напротив, очевидно ускоряется и от поддержки NCQ дисками Hitachi (как и для Seagate с WD), однако старичок 7K500 здесь смотрится явно лучше, чем новичок T7K500 — снова недоработки нового firmware?

Отмеченные выше закономерности наглядно проступают на диаграммах с усредненными по очередям запросов показателями, где приведены результаты по паттернам и для многих других накопителей.



Если усреднить показатели винчестеров по всем шести паттернам (чтение, запись и копирование крупных и мелких файлов),

то окажется, что в среднем на этом классе задач старший диск Hitachi T7K500 оказывается весьма неплохим, хотя и проигрывает накопителю 7K500 того же производителя, являющемуся сейчас, безусловно, лучшим (в среднем и пока) диском на данных задачах. Преимущество обоих 500-гигабайтников Hitachi над старшими накопителями серий Hitachi T7K250 и 7K400 очень заметно, что оправдывает в целом усилия производителя по разработке новинок. ;) Эффект от использования NCQ в целом для дисков Hitachi серий T7K500 и 7K500 здесь преимущественно негативен (что и отражено на диаграмме).

Имитация дефрагментации подтверждает преимущество 7K500 над T7K500, но в целом результаты наших героев здесь достаточно скромны.

Зато в паттерне потокового одновременного чтения-записи крупными или мелкими блоками (что может характеризовать, например, работу систем сбора, хранения и выдачи мультимедиа-данных в near-line-СХД и серверах, а также работу ПК или рабочей станции при редактировании видео-аудио) ситуация для диска Hitachi T7K500 в целом очень благоприятная: он прибавил более чем вдвое по сравнению с очень невыразительными результатами дисков 7K500 и T7K250 на 64-килобайтных блоках, а прогресс на 4-килобайтных блоках относительно дисков 7K400 и T7K250 почти десятикратный! В результате, T7K500 сейчас лучший при такой RW-работе 64К-блоками и даже побил рекорды прежнего лидера от Samsung на 4К-блоках. Учитывая, что на базе серии T7K500 компанией выпускается и серия дисков С7K500 для мультимедийных и бытовых применений, подобные улучшения потоковой работы и оптимизацию firmware этих накопителей нельзя не приветствовать!

 

Ценовая информация

Средняя текущая цена (количество предложений) на рассмотренные диски объемом 500 и 400 Гбайт в московской рознице:

Hitachi Deskstar 7K500 HDS725050KLA360 Н/Д(0)
Hitachi Deskstar 7K500 HDS725050KLAT80 Н/Д(0)
Hitachi Deskstar T7K500 HDT725050VLA360 Н/Д(0)
Hitachi Deskstar T7K500 HDT725050VLA380 Н/Д(0)
Hitachi Deskstar T7K500 HDT725050VLAT80 Н/Д(0)
Hitachi Deskstar T7K500 HDT725040VLA360 Н/Д(0)
Hitachi Deskstar T7K500 HDT725040VLA380 Н/Д(0)
Hitachi Deskstar T7K500 HDT725040VLAT80 Н/Д(0)
Hitachi Deskstar 7K400 HDS724040KLSA80 Н/Д(0)
Hitachi Deskstar 7K400 HDS724040KLAT80 Н/Д(0)
Samsung SpinPoint T133S HD401LJ Н/Д(0)
Samsung SpinPoint T133S HD400LJ Н/Д(0)
Samsung SpinPoint T133 HD400LD Н/Д(0)
Seagate Barracuda 7200.8 ST3400832AS Н/Д(0)
Seagate Barracuda 7200.8 ST3400832A Н/Д(0)
Seagate Barracuda 7200.9 ST3400833AS Н/Д(0)
Seagate Barracuda 7200.9 ST3400633AS Н/Д(0)
Seagate Barracuda 7200.9 ST3400833A Н/Д(0)
Seagate Barracuda 7200.9 ST3400633A Н/Д(0)
WD Caviar RE2 WD4000YR Н/Д(0)
WD Caviar SE16 WD4000KD Н/Д(0)

 

Заключение

Итак, Hitachi выпустила свой первый (7K500) и «второй» (T7K500) накопители с буфером 16 Мбайт и емкостью 500 Гбайт, предложив рынку весьма привлекательные продукты с хорошей производительностью и большой вместительностью. Оба продукта получились, бесспорно, выдающимися и отчасти даже пионерскими. Хотя после знакомства с ними у меня остались противоречивые ощущения. С одной стороны, Vancouver 5 (T7K500) радует высочайшей скоростью линейного доступа и 167-гигабайтными пластинами, а Kurofune 2 (7K500) — «уникальным» 5-пластинным дизайном, при помощи которого Hitachi скоро планирует явить рынку и терабайтный жесткий диск. ;) Однако рост плотности записи оставил и негативные отпечатки: скорость случайного чтения у T7K500 оказалась (даже по спецификациям) несколько хуже, чем у ближайших предшественников и того же 7K500. С одной стороны, усовершенствованные контроллеры накопителей серий T7K500 и 7K500 оснащены не только кэш-памятью 16 Мбайт (вместо прежних 8), но и новым процессором (для T7K500). А оптимизированная микропрограмма дисков позволяет им стать безусловными лидерами по производительности в ряде задач десктопного и мультимедийного плана. С другой стороны, некоторые непонятные изменения в коде дисков (особенно это касается T7K500) вынуждают их проигрывать даже своим предшественникам в ряде профессиональных (и не только) приложений. Да и по поводу полезности применения NCQ в данных накопителях возникают порой большие вопросы. Можно, конечно, уповать на то, что разработчики найдут возможность исправить «косяки» в новых прошивках для T7K500, но мне думается, что кардинально это картины, отмеченной нами выше, не исправит. И продукт Deskstar T7K500, идущий на смену популярной серии Hitachi Deskstar T7K250, будет востребован только теми (настольными) нишами, в которых он чувствует себя достаточно уверенно, радуя многолетних поклонников Айбиэмовских «Ванкуверов» очередным достойным, но все же не универсальным и, бесспорно, лучшим (как бывало в лучшие годы :)) представителем.



Диски Hitachi Deskstar 7K500 предоставлены компанями Asbis и ELKO





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.