SATA-винчестер Hitachi Deskstar 7K1000


После выхода в свет статьи о WD Raptor, в ее обсуждении в очередной раз прозвучала мысль, что винчестер, конечно, хороший, но очень дорогой, так что лучше приобрести несколько «обычных» накопителей, объединить их в RAID-массив и получить такое же быстродействие и большую емкость. Возникло сильное желание проверить это утверждение на практике. Не только для удовлетворения личного любопытства (тем более что сами мы ответы на подобные вопросы давно уже знаем), а дабы всем было на что опираться, решая лично для себя вопрос создания оптимального хранилища данных в личном компьютере. Поскольку одно дело —теоретические построения, другое — полученные на практике результаты. «Сухие цифры» —да, но их полезность и убедительность —гораздо выше, чем пространных разъяснений того, кто и когда окажется лучшим вариантом. Поэтому не будем много говорить — у нас на повестке дня есть чисто практическая задача: тестирование представителя «массовой линейки» в гордом одиночестве и в составе двухдискового массива, и сравнение полученных результатов с аналогичными конфигурациями «десятитысячников».

Какой винчестер взять? Захотелось убить двух зайцев, и протестировать что-нибудь совсем нам незнакомое даже в одиночном режиме. Например, Hitachi. Тем более что компания первой выпустила терабайтный накопитель. Это получилось у нее благодаря использованию дизайна аж с пятью дисковыми пластинами, в то время как конкуренты применяют не более четырех. Причем и Seagate, и Western Digital уже постепенно «осовременивают»  линейки и в терабайтниках, переходя с четырех «блинов» на три, а Samsung сразу с последних и начал. И интересно посмотреть — как будет вести себя пятерка относительно малоемких пластин в виде одного пакета, и отдать должное патриарху данного направления (тем более что первым в мире он был и по объему набортной памяти в 32 МБ, в то время как многие винчестеры до сих пор обходятся 16 или даже иногда и 8 МБ). Поэтому для тестирования мы получили пару винчестеров Hitachi Deskstar 7K1000 HDS721010KLA330.

В конце 2008 года немного архаичным выглядит наличие сразу двух разъемов питания. Это было актуальным на заре внедрения SATA-интерфейса, однако сегодняшние блоки питания в достаточном количестве укомплектованы нужными разъемами (хотя и производители материнских плат до сих пор нередко вкладывают в комплект своих изделий соответствующие переходники). Но если не считать этого и большего, чем обычно принято, количества пластин, эти винчестеры особо не отличаются от конкурентов. Уже не отличаются — на момент выпуска, емкость самого накопителя в 1 ТБ и емкость кэш-буфера в 32 МБ были, конечно, серьезным преимуществом для человека, просматривающего прайс-листы перед покупкой. А 7200 об/мин и интерфейс SATA300 и тогда воспринимались как должное. Сейчас — тем более: винчестер уже не единственный с такой емкостью, а всего лишь один из многих (причем на рынке появились и более вместительные модели). Но в продаже присутствует, благо пока Hitachi не придумала ему замены (хотя пора бы). И продолжает пользоваться устойчивым спросом. Благо то, что в результате использования столь массивного дискового пакета, винчестер оказывается весьма шумным и сильно греющимся, можно выяснить только после покупки. Впрочем, и все другие терабайтники сейчас «нордическим» характером не отличаются. Кроме, разве что, WD Caviar GP, но у тех за счет меньшей скорости вращения и со скоростными показателями дела обстоят неидеально, причем об этом знает каждый, поскольку «обротистость» винчестера в прайс-листах как раз обычно указана.

Методика тестирования

Тестовая платформа

Тестирование проводилось на компьютере следующей конфигурации:

  • ASUS P5Q Deluxe на чипсете Intel P45 (южный мост ICH10R);
  • Intel Core 2 Duo E6750;
  • 2 ГБ РС2 6400 DDR2 SDRAM;
  • видеокарта на базе NVIDIA GeForce 8600GT;
  • системный винчестер Hitachi Travelstar HTS541010G9SA00;
  • Windows XP + SP3.

По техническим причинам, сменилась материнская плата, что, впрочем, не оказывает влияния на результаты тестов — один и тот же дисковый контроллер (благо одинаковый чипсет) с одними и теми же драйверами.

Испытуемые

Как мы уже сказали, для тестирования мы получили пару винчестеров Hitachi Deskstar 7K1000 HDS721010KLA330. Они подключались к портам чипсетного контроллера (есть на этой плате еще один, но очень специфичный, так что особенности его работы мы отдельно рассмотрим позже) в двух конфигурациях: одиночный винчестер и массив RAID0. А для сравнения результатов мы возьмем ранее протестированные Seagate Barracuda 7200.11 ST31000340AS, а также пару Western Digital VelociRaptor WD3000GLFS в «гордом одиночестве» и в массиве RAID0. 

В обоих случаях, при создании RAID-массива по умолчанию использовался предлагаемый размер блока в 128 КБ.

Тестовые приложения

Мы взяли наш традиционный набор для тестирования ВЖД и несколько его расширили. Скорость выполнения буферизованных операций, а также время доступа при записи и чтении (что нам суммарно дает четыре теста) измерялись при помощи Lavalys Everest 4.5 (размер блока почти во всех тестах был фиксирован на 64 КБ — иногда это имеет значение). А линейные и случайные операции записи и чтения тестировались 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 крайне интересно. Кроме того, мы воспользовались дисковыми тестами пакета PCMark05. Официально они тестируют производительность «реальной работы». Насколько последняя в понимании FutureMark близка к реальности —вопрос отдельный, но для сравнения накопителей в одинаковых условиях результаты PCMark вполне сгодятся.

Everest — низкоуровневые тесты

Скорость обмена данными между буфером винчестера и контроллером —ниже, чем у более «свежих» моделей винчестеров, однако все равно заметно превосходит возможности механики практически любых накопителей. Так что чуть больше или чуть меньше — роли не играет. И опять видим, что блок, размером 64 КБ, для RAID-массивов точно не оптимален. А подходит ли он хотя бы для одиночных SATA-винчестеров? Или мы зря выбрали именно его? И если не подходит, то какой размер блока стоит использовать? Для ответа на эти вопросы мы провели оба теста со всеми возможными размерами блока.

У одиночного винчестера скорость чтения из буфера монотонно растет до 128 КБ, затем стабилизируется. Для массива —скорость такая же до размера блока в 128 КБ (а это, кстати, выбранный нами при создании массива размер его блока), затем резкий рост на 256 КБ и небольшое снижение при блоках большего размера.

В случае записи, вначале картина похожая, но и у одиночного винчестера, и у массива наблюдается заметное снижение скорости после максимума, который у первого достигается на блоке в 128 КБ, а у второго — 256 КБ. Как раз тестирование с этими размерами блоков мы добавим в будущем (сохранив и 64 КБ, на всякий случай).

Если не пытаться цепляться к точности до сотых долей миллисекунды, а предположить, что погрешность данного теста, скорее, ближе к единице, то можно сделать выводы, что, во-первых, время доступа при чтении у современных винчестеров близких поколений при равной скорости вращения и геометрической площади пластин (поскольку оба этих параметра являются определяющими) одинаковое. И, во-вторых, объединение накопителей в массив с чередованием его практически не улучшает.

Для времени доступа при записи первый вывод верен, но второй — нет: в массиве RAID0 результаты улучшаются примерно вдвое. В результате, мы видим, что пара 3,5″ винчестеров на 7200 об/мин догоняет «десятитысячник» с урезанными пластинами. Получился вполне оптимистичный результат.

IOMeter — последовательное чтение и запись данных

Имея низкую для сегодняшнего дня плотность записи, винчестер от Hitachi закономерно оказался аутсайдером. Результаты его, кстати (если рассматривать не только принявшие в тестировании модели), примерно эквивалентны WD Caviar GP на четырех пластинах и хуже, чем у новых модификациях последних на трех — вот вам и 5400 об/мин. А уже снимаемый с производства четырехпластинный Seagate на 7200 об/мин заметно быстрее, VelociRaptor — тем более, поскольку в его случае малый диаметр дисков компенсируется высокой скоростью вращения.

Но объединение дисков в массив с чередованием —сильно улучшает картину. Тут уже не только одиночный «Раптор» отстает — фактически, два наших «старичка» при совместной работе способны составить конкуренцию даже дискам со скоростью вращения 15000 об/мин. Разумеется, у последних тоже никто не отнимал возможности работы в массивах, так что «победу» можно фиксировать только в таких условиях: два диска против одного. В сравнимых конфигурациях массовым накопителям ловить нечего даже в тестах последовательных операций.

IOMeter — случайные операции

На случайных операциях Hitachi вполне способен обогнать Seagate, а два Hitachi обходят даже одиночный VelociRaptor. Правда, при больших нагрузках. При малых —все определяется временем доступа, и выигрыш от массивов невелик. Да и победа, скажем так, не сильно внушительная — пара «Рапторов» высоту набирает гораздо более резво. Можно даже предположить, что и «четверкой» массовые диски «запрягать» не очень и полезно, если вам нужна максимальная производительность — тут в обязательном порядке придется потратиться на «высокооборотистые» винчестеры... или переходить на SSD: случайное чтение —как раз то, что даже недорогим моделям последних дается легко.

Несмотря на практически одинаковое время доступа, массив из 7К1000 все же не сумел догнать даже одиночный VelociRaptor. Поскольку его мало — еще сама по себе скорость передачи блоков небольшого размера имеет значение, а с этим (как мы выше убедились) у «десятитысячников» от WD все гораздо лучше. Но в целом, прирост от RAID0 есть, и он весьма внушительный — превышает два раза.

IOMeter — шаблон Database при разной нагрузке

При линейной нагрузке польза от чередования начинает наблюдаться при увеличении количества операций записи до 60%, и далее — когда начинает сказываться время доступа при записи. Но даже в этом случае два 7К1000 все равно медленнее одного VelociRaptor.

При увеличении нагрузки, графики одиночного винчестера и массива «расходятся», причем пара 7К1000 по производительности уже ближе к VelociRaptor, чем к одиночному 7К1000. Но все равно не догоняет последний.

Но при очень большой нагрузке иногда его обгоняет. Иногда — наоборот. Графики сходятся в точке, соответствующей 50% записи, — этакое «равновесное состояние».

PCMark05 — «реальное» быстродействие

Не так и плох 7К1000 — несколько более «свежего» 7200.11 взял и немного обошел. А массив на его базе обошел и одиночный VelociRaptor, причем в целых полтора раза. Единственное, что смущает, — это не полное время загрузки системы, а лишь дисковая трасса этого процесса. В реальности есть еще инициализация драйверов и т. п., так что на практике все протестированные накопители могут и одновременно прийти к финишу. Но потенциал у RAID0 есть и немалый.

Когда речь идет о запуске популярных приложений, тут уже массовым дискам даже в составе массивов особо нечего ловить — даже одиночный «десятитысячник» недостижим. Заметим, что система загружается один раз за сеанс работы (плюс поправка на задержки, с винчестером не связанные), но приложения — обычно чаще.

Результаты нас очень удивили. Пришлось обратиться к «коллективному разуму», который быстро подсказал, что PCMark практически во всех тестированиях несказанно «любит» винчестеры от Hitachi. Имеет такое отношение основание или нет, сказать трудно, однако теперь точно выяснилось, что, согласно этому тестовому пакету, накопители компании не только способны конкурировать с одноклассниками, но и винчестерам более высокого уровня смело могут бросить вызов. Пусть и не победить, но все же, с точки зрения PCMark, 7К1000 лишь немного уступает VelociRaptor, а при объединении в RAID0 последний ощутимо обгоняет. Разумеется, одиночный, а не так же в паре, но все равно — очень серьезная демонстрация силы.

А что меряет этот тест —мы, честно сказать, уже перестаем понимать. Слишком атипичные результаты у 7К1000: и одиночный диск быстрее справляется со сканированием файлов, чем просто с чтением с пластины, и RAID0 прирост демонстрирует, да еще какой! Без комментариев.

Здесь, к счастью, все более-менее укладывается в приемлемую для нас «картину мироздания».

Цены

В таблице перечислены средние розничные цены всех протестированных сегодня накопителей в Москве, актуальные на момент чтения вами данной статьи:

Seagate ST31000340AS WD3000GLFS Hitachi 7K1000
Н/Д(0) Н/Д(0) Н/Д(0)

Итого

Hitachi 7K1000 и его место в мировом порядке

Стоит отметить, что винчестер у HGST оказался крайне удачным. Несмотря на то, что подобный винчестер был первым на рынке и использует рекордное количество пластин низкой емкости, все равно — до сих пор остается конкурентоспособным в плане быстродействия. Во всяком случае, при сравнении с четырехпластинным Seagate —он гораздо хуже, а когда и лучше. Однако поводов для радости все-таки мало. Во-первых, «благодаря» конструкции винчестер крайне прожорливый. Следовательно — очень горячий: лучше во время активной работы его не трогать. Обжечься не получится, но дискомфорт будет. Так что для этой модели настоятельно рекомендуется применять активное охлаждение, причем с нормальной эффективностью, а не для галочки подвешенный вентилятор. Во-вторых, и шумит он весьма заметно. В-третьих (и в главных), конкуренты уже отказываются даже от четырех пластин в терабайтных винчестерах. Samsung такую конструкцию никогда не применял. Seagate благодаря переходу «выгадал» 10 МБ/с на последовательных операциях, попутно снизив шум и энергопотребление. Активнее всего «сработали» специалисты Western Digital. Переход на три пластины позволил Caviar GP стать еще быстрее (несмотря на скорость вращения 5400 об/мин), тише и холоднее, а также дал пополнение в линейку Caviar Black — долгожданный терабайтник от WD со скоростью вращения пластин 7200 об/мин. А Hitachi на этом фоне выглядит как-то странно, продолжая «хранить верность» пятипластинному дизайну со всеми его недостатками.

Политика компании выглядит странной не только на освоенной ниве терабайтников. Имея такой козырь, как способность заставлять работать пять пластин, ранее, компания всегда лидировала в гонке емкостей. Она первой освоила выпуск винчестеров на 400 ГБ, на 500 ГБ, да и на 1 ТБ тоже. Но ей уже не довелось шагнуть за терабайт первой — это сделал Seagate, на дизайне с четырьмя пластинами.

Что будет дальше? Сложный вопрос. Либо в лабораториях HGST уже куется новое «оружие победы». Допустим, именно поэтому компания просто решила не спешить с 1,5 ТБ, и в новой линейке мы увидим объемы до 2 ТБ, высокую скорость работы и массу инноваций. Либо... компании просто «наскучил» такой неблагодарный сегмент рынка, так что вскоре она, по примеру Fujitsu, перестанет им заниматься, сконцентрировавшись на серверных и мобильных накопителях. Печально, если все так сложится — чем больше на рынке производителей, чем выше уровень конкуренции, тем быстрее внедряются новые, прогрессивные технологии и снижаются цены.

Впрочем, все это —уже гадание на кофейной гуще. Будем надеяться, что реализованным окажется первый (оптимистичный) вариант развития событий.

RAID0 vs. быстрый винчестер

Тут особо не о чем теоретизировать — результаты тестов говорят сами за себя. В ряде случаев, действительно, выгоднее купить два терабайтника, объединить их в RAID-массив и радоваться бескрайним дисковым просторам и экономии средств. Это особенно актуально для некоторых задач обработки данных. Так, например, занимающиеся видеомонтажом давно уже заметили, что дисковая система часто является «узким местом». Причем критичными для работы с видео являются линейные скорости чтения и записи, а тут одиночный винчестер массиву не конкурент. И потребности в объемах еще те. Разумеется, когда речь идет об извлечении прибыли, наилучшим вариантом увеличения производительности дисковой системы являются массивы на быстрых дисках, так что заголовок этого раздела теряет смысл. Но если «для дома, для семьи», то имеет смысл экономить.

Но стоит ли ориентироваться на массивы «для всего» —вопрос уже спорный. Да, если корпус компактный, и в него не вмещается больше двух винчестеров, но при этом нужна и емкость, и скорость, —это вариант. Хотя не факт, что по всей совокупности параметров —более правильный, чем установка просто двух винчестеров — одного быстрого, второго емкого. Второе, конечно, дороже, но точно удобнее. Даже если не затрагивать проблему надежности. Да, RAID0 считают потенциально менее безопасным, чем одиночный винчестер, хотя в сегодняшних условиях —всего два варианта развития событий. Либо вы не забываете о создании резервных копий, так что все важные данные хранятся не менее чем в двух экземплярах — тогда вы их сохраните, независимо от того, что используется для каждой копии. Либо вы храните данные в единственном экземпляре — в этом случае рано или поздно вы, с очень большой вероятностью, их лишитесь. То же независимо от носителя, на котором они хранятся. Но  как раз организовать резервное копирование в системе с независимыми дисками проще. Да и не только это.

В итоге, выбор решения всегда остается за вами. Главное, что стоит помнить, — даже если рассматривать только производительность, то дисковый массив с чередованием не всегда быстрее, чем один, но более быстрый винчестер. В некоторых задачах быстрее — и тогда есть смысл его использовать. Иногда такой же или медленнее — и тут уже надо подумать. Причем, не забывая, что кроме производительности и емкости, у системы хранения данных есть и другие немаловажные параметры.



Винчестеры Hitachi Deskstar 7K1000 HDS721010KLA330
предоставлены на тестирование компанией «Ф-Центр»





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.