Методика тестирования производительности внутренних накопителей образца 2009 года


Какая из потребительских характеристик обычного внутреннего винчестера является основной с точки зрения пользователя? Ответ очевиден — объем. Все-таки основное предназначение этих устройств — хранение данных. Последних с каждым годом становится все больше и больше, вследствие чего растут и объемы накопителей. Тем более что улучшать прочие показатели архисложно. Рынок накопителей на жестких магнитных дисках крайне конкурентен, так что «вырваться» за общие рамки не так-то просто. Да, разумеется, винчестеры разных классов существенно отличаются друг от друга, но в пределах одного сегмента рынка все они очень похожи. Да и сравнение сегментов часто ведется исходя из таких параметров, как общая емкость или стоимость хранения гигабайта данных в первую очередь, а потом уже начинают говорить о производительности, энергопотреблении или шумовых характеристиках.

Из этого не следует, что отличные от емкости параметры пользователей не интересуют — интересуют, разумеется. Поэтому никуда от необходимости тестирования накопителей по ним не деться. Это с емкостью все просто — именно она всегда написана в технических спецификациях, да и прайс-листах, а вот все остальное нужно измерять. Сейчас вашему вниманию предлагается наша методика тестирования производительности накопителей. Со временем мы добавим к ней еще и измерение шума работы, а также энергопотребления (что наиболее актуально для «ноутбучных» винчестеров, но не только для них). Но последнее требует проведения достаточно большого объема работы, да и не так просто корректно измерить эти параметры. А вот с производительностью — все решаемо разумными силами. Таким образом, в ближайшее время наши тестирования внутренних накопителей (винчестеров или SSD — в общем, всего, что устанавливается внутрь компьютера и используется как основное хранилище данных и программ, в отличие от внешних накопителей) будут упирать в основном на производительность. Со временем же мы освоим и тестирование других интересных характеристик этих устройств.

Тестирования сравнительные

Описывая нашу прошлогоднюю методику тестирования ВЖД, мы перечислили те причины, согласно которым эти устройства имеет смысл изучать по-одиночке или малыми группами. Другими словами, ориентироваться на индивидуальные обзоры, а не сравнительные тестирования. Однако те же причины заставляют в случае внутренних моделей делать именно последние. Дело в том, что «предметные области» здесь весьма ограничены и четко разделены. Есть винчестеры высокой емкости, есть высокой производительности, есть портативные и ультрапортативные модели. Внутри же каждой группы все накопители очень похожи друг на друга. И даже при сравнении представителей разных классов всегда можно найти «общий знаменатель». Например, в крайнем случае, на роль последнего прекрасно подходит та самая неформатированная емкость. Да и потребителей обычно волнует не вопрос, что собой представляет такая-то модель винчестера, а «Какой винчестер на 500 ГБ лучше выбрать для компьютера» (а еще чаще — «Что стоит купить за 200 долларов»). Соответственно, даже тестируя всего один винчестер, его имеет смысл сравнивать с уже изученными «одноклассниками» или другими потенциальными конкурентами. Но еще лучше брать на тестирование сразу несколько накопителей — например, все представленные на рынке настольные винчестеры на те же 0.5 ТБ и проводить большое тестирование. Именно этим мы чаще всего и будем заниматься. Иногда же мы будем и пытаться «сравнить несравнимое» — винчестеры разных классов или какие-то уникальные для рынка модели. В этом случае вопрос подбора конкурентов для испытуемого однозначного решения не имеет, так что поступать мы будем волюнтаристски, но в разумных рамках (например, не пытаясь сводить в одном материале WD VelociRaptor и портативные накопители на 2.5" пластинах со скоростью вращения 5400 об/мин, лишь на основании того, что у них пластины одинакового диаметра и объем примерно равный). Впрочем, использование для тестов жестко зафиксированной методики, а также аппаратного и программного обеспечения легко позволит сравнивать друг с другом и модели из разных статей. И даже делать «обзоры без тестирования» — на базе ранее полученных результатов.

Дизайн и технические характеристики

В отличие от внешних накопителей, которые всегда на виду, а посему все разные, вопрос внешнего дизайна встраиваемых накопителей не касается. Их никто не видит — следовательно, как-то украшать устройство не имеет смысла. Да и невозможно это обычно — посадочные места для винчестеров жестко стандартизованы, так что в рамках своего класса все одинаковые. Бывают, впрочем, некоторые отступления от этого правила, но они редки и непоказательны.

А вот по внутреннему устройству накопители легко могут различаться. В частности, пакет дисков может иметь разное количество пластин, объем кэш-памяти различается ныне в разы (в одном классе встречаются винчестеры с 8 МБ и с 32 МБ), да и технический прогресс не стоит на месте, сказываясь на технологии производства магнитных головок и самих «блинов». Не все изменения очевидным образом прямо влияют на производительность (даже в рамках тестовых приложений), но это тем более интересно — можно оперируя результатами попробовать сделать выводы о том, какой прирост и где дают (и дают ли) технические усовершенствования. Таким образом, в рамках знакомства с испытуемыми мы обязательно будем приводить их ТТХ. Ну и внешний вид, конечно, в виде фотографий всегда можно будет оценить. Хотя в нем-то что-либо интересное углядеть почти никогда не получится :)

Собственно тестирование

Общие вопросы

Перегружать обзор тестами занятие опасное — в этом случае, очень часто, за деревьями перестает быть виден лес :) Самостоятельно разобраться с несколькими десятками диаграмм сложно. К тому же, разные программы зачастую одни и те же (по названию) характеристики измеряют разным образом, что способно еще более запутать ситуацию: если в статье приведено три разных значения времени доступа на операциях чтения, например, то на какое следует ориентироваться? :) Поэтому в данном случае мы предпочитаем исходить из политики разумного минимализма. Но разумного — целиком и полностью доверять результатам всего одной программы (пусть даже популярной и позиционируемой как «средство от всего») является излишне оптимистичным подходом. Кроме того, далеко не все способны оперируя лишь низкоуровневыми характеристиками составить полное представление о том, как накопитель будет вести себя в тех задачах, которые в наибольшей степени интересуют. Поэтому никуда не деться от «высокоуровневой синтетики», а количество используемых нами программ равно четырем. Первые две из них (Everest и IOMeter) рассчитаны на работу с диском на физическом уровне, поэтому используются без разбиения накопителя на разделы и форматирования. PCMark же и NASPT в особенности активно работают с файловой системой (причем результаты в значительной степени могут зависеть от последней). Для них мы создаем на диске один раздел, размером 100% от емкости, и форматируем его в NTFS с размером кластера по-умолчанию.

Lavalys Everest 5.0

Со времен версии 4.0 описанный нами плагин для тестирования накопителей не изменился мало — были лишь подправлены некоторые замеченные ошибки. Причем сделано это было еще до выхода версии 4.5, которую мы использовали для тестирования винчестеров и SSD в прошлом году, так в 4.5 и в 5.0 плагин по-прежнему имеет основной номер версии 2.06. Впрочем, применение последнего релиза программы оправдано — нам ей долго еще пользоваться :)

Что мы измеряем при помощи Everest? Шесть низкоуровневых параметров: среднее время доступа на операциях записи и чтения, а также скорость чтения и записи в/из кэш-памяти накопителя. Последние тесты выполняются по два раза — с размером тестового блока 64К и 256К байт, время доступа программа, как и ранее, тестирует только с использованием блоков по 64К байт.

IOMeter

А вот линейные и случайные операции записи и чтения уже будут тестироваться при помощи IOMeter. Большинство ее «стандартных» шаблонов интереса не представляют, поскольку практически всегда пропорциональны скорости случайного чтения (эти операции занимают львиную их долю), но поведение шаблона Database при разной нагрузке мы изучать будем. В общей сложности это дает нам семь тестов.

PCMark05

Данный пакет официально предназначен для тестирования всех подсистем компьютера в условиях, максимально приближенных к реальности. Насколько это близко к правде — вопрос сложный и однозначному ответу практически недоступный: типичный «черный ящик». С другой стороны, для целей сравнения разных накопителей друг с другом в одинаковых условиях годны и «черные ящики». Во всяком случае, тогда, когда их результаты не сильно противоречат картине, «нарисованной» на базе других источников. К тому же пакет очень популярный, активно используется как тестовыми лабораториями, так и индивидуальными пользователями, так что игнорировать его было бы неправильным :) И не будем, что дает нам еще пять дисковых тестов в общую копилку.

Использовалась именно эта версия, а не последний PCMark Vantage просто из-за требований оного к операционной системе, о чем чуть позже.

Intel NAS Performance Toolkit

Этот пакет уже подробно описан на страницах нашего сайта, так что здесь повторим лишь основные моменты. Предназначен он для тестирования «реальной» производительности накопителей, упирая именно на их использование в качестве хранилища данных. Несмотря на название, пригоден для любых «дисков», а не только NAS. Да и некоторые из стандартных шаблонов тестов, вообще говоря, более ориентированы на внутренние накопители, нежели на внешние хранилища (например, Office Productivity). Поэтому в рамках нашей методики мы будем использовать все тесты, которых двенадцать в версии 1.7.0 (последней на данный момент; именно ее мы и будем применять до смены методики). Вообще говоря, программа позволяет создавать и свои шаблоны тестирования, но пока на это мы особого внимания обращать не будем. Хотя в будущем не исключено, что воспользуемся данной возможностью.

Аппаратная платформа и операционная система

Оборудование для тестов, возможно, со временем будет меняться, однако частые смены его нежелательны — одинаковая тестовая платформа позволяет непосредственно сравнивать результаты из разных обзоров, а вот при изменении оборудования делать это нужно куда осторожнее. Впрочем, пока особых предпосылок к модернизации нет — если нам понадобится SAS-контроллер, то все равно придется устанавливать карту расширения, а используемая материнская плата ограничений на это не накладывает, имея аж три полноразмерных слота PCI-E 16x (один из которых, правда, поддерживает лишь четыре линии PCI-E 1.1, но в общем нам этого всего будет достаточно), а переход от SATA300 к SATA600 пока еще лишь брезжит на горизонте.

  • ASUS P5Q Deluxe на чипсете Intel P45 (южный мост ICH10R)
  • Intel Core 2 Duo E6750
  • 2 ГБ РС 2 6400 DDR2 SDRAM
  • видеокарта на базе NVIDIA GeForce 8600GT
  • системный винчестер Hitachi Travelstar HTS541010G9SA00
  • Windows XP + SP3

Единственное, что может вызвать вопрос, так это применение уже далеко не самой «свежей» операционной системы. Однако, если при тестировании видеокарт применение Vista практически безальтернативно (из-за DirectX 10), то дисковые накопители более «консервативны». К тому же, под Vista x64 не работает IOMeter, а Vista x86 особых преимуществ для не-геймера не имеет. Со временем, разумеется, мы перейдем на применение более новых версий ОС, но сделано это будет лишь после того, как Windows XP перестанет быть самой распространенной, либо появятся какие-то существенные оптимизации в плане работы с дисковой подсистемой (например, обещанная в Windows Seven «более качественная» поддержка SSD). Очевидно, что произойдет это точно не в текущем году, почему и было принято решение пока использовать самую распространенную ОС, а не самую современную. Да и, в конце-концов, на винчестерах операционная система сказываться попросту не должна. Вот на тестовых приложениях может, из-за чего мы пока лишились PCMark Vantage, однако считать эту «потерю» столь уж критичной не стоит. Дело в том, что три десятка тестов (некоторые из которых достаточно сложные и мультипараметрические, так что на практике число комбинаций дисковых операций и нагрузок близко к сотне) позволяют оценивать быстродействие накопителей в любых задачах с достаточно высокой точностью, которую добавление еще нескольких тестов принципиально увеличить неспособно.

Для тестирования даже одиночных дисков применяется RAID-режим контроллера с соответствующим драйвером. Это позволяет не меняя конфигурации тестировать как одиночные диски (для них все просто «вырождается» в режим, полностью эквивалентный AHCI), так и массивы, включающие в себя до шести дисков (наличие на плате дополнительного SATA-контроллера позволяет при необходимости освободить все порты чипсета для нужд тестирования).

Общий средний балл

Из всего вышенаписанного следует, что окончательный тестовый отчет содержит большой объем информации, выраженный немалым количеством диаграмм. Те, кого интересует вопрос сравнения производительности различных дисков в подробностях, с удовольствием их изучат. А для всех остальных, кому достаточно лишь грубого качественного (а не количественного) ответа на вопрос, какой винчестер лучше, мы вводим и общий балл по тестированию. Получается он следующим образом:

  1. За эталон принимается винчестер Seagate Barracuda 7200.11 ST31000340AS — 3,5", скорость вращения 7200 об/мин, емкость 1 ТБ, кэш-память 32 МБ, интерфейс SATA300
  2. Результаты всех тестов пересчитываются из размерных единиц в безразмерные относительные путем деления на результаты эталонного накопителя в том же тесте. Точнее, для мегабайтов в секунду (где больший результат лучше) используется такая схема, а для выраженных в миллисекундах результаты тестов времени доступа (меньше – лучше) используется обратная операция.
  3. По всем тестам высчитывается среднее геометрическое, умножается на 1000 и округляется до ближайшего целого.
  4. Полученное число и является итоговой оценкой накопителя

Несложно понять, что «эталонной единицей» в данном случае является 1000 баллов, каковой результат и показывает наш референсный винчестер. А вот результаты всех остальных будут либо меньше, либо больше этого числа. И глядя на общий балл, можно примерно оценить, насколько в среднем один винчестер (или SSD, или дисковый RAID-массив) лучше другого по производительности. Оценка, разумеется, достаточно грубая, особенно при сравнении накопителей разного класса, но и весьма показательная — куда более чем выигрыш/проигрыш в одном конкретном тесте. Если интересуют последние, то их можно в любой момент посмотреть и оценить исходя из своих критериев и предполагаемой сферы применения накопителя.

Цена

Технические характеристики, емкость, производительность и прочее представляют собой абстрактный интерес всегда, но для покупателя крайне важным является вопрос цены любого товара. К сожалению, цены имеют тенденцию меняться в зависимости от времени и места приобретения, поэтому делать какие-либо далеко идущие выводы на основании цены — занятие небезопасное. Поэтому и не будем. В большинстве случаев, хотя иногда пару-тройку замечаний по поводу цены на момент написания статьи мы делать будем. А в качестве некоего ориентира мы будем приводить среднюю розничную цену накопителей в Москве, актуальную на момент чтения вам статьи (благо таковая техническая возможность есть).

Итого

В конце статьи, как и положено, будем делать выводы. Весьма важная часть, поскольку, как показала практика, многие читают только введение и заключение. Здесь же будем определять и победителя по производительности, что, впрочем, при наличии сводного балла по всем тестам особой проблемы не представляет. Однако и особо выдающиеся результаты в каких-то конкретных тестах также будут отмечены особо — не всем ведь важна «средняя температура по больнице», поскольку винчестер может приобретаться для решения какой-то определенной задачи (к примеру, в качестве дополнительного хранилища для видеотеки — в этом случае не так уж важна скорость загрузки приложений, зато интересны тесты копирования файлов большого объема). И, разумеется, во всех случаях, когда мы столкнемся с чем-то выделяющимся на общем фоне, именно в заключительной части будет проводиться раздача наших традиционных наград (если кто забыл, их у нас целых две).






Дополнительно

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.