Сравнительное тестирование топовых жестких дисков форм-фактора 2,5 дюйма

160 Гбайт перпендикулярной магнитной записи в форм-факторе 2,5 дюйма против прежних 7200 об./мин.


Довольно быстро растет производительность мобильных платформ — появляются новые процессоры и чипсеты, повышается частота системной памяти, обновляются модельные ряды графических ускорителей, даже скорость беспроводной связи за последние годы шагает от 11 Мбит/с через 54 до 300 Мбит/с. И, видимо, лишь жесткие диски для ноутбуков развиваются экстенсивно, не очень торопливо наращивая в основном лишь емкость моделей и почти не прибавляя в скорости.

Действительно, среднее время случайного доступа к информации для мобильных накопителей давно стабилизировалось примерно на одном уровне и не меняется из поколения в поколение — ведь скорость вращения шпинделей остается в этом сегменте на уровне 5400 об/мин. И лишь редкие модели на 7200 об/мин от IBM/Hitachi и Seagate попробовали было нарушить эту традицию. Однако особо в этом они не преуспели, поскольку полторы миллисекунды разницы в среднем времени доступа (благодаря меньшей латентности вращения) не делают погоды на фоне в десятки раз больших абсолютных показателей (15-17 мс). Да и по скорости линейного чтения/записи мобильные семитысячники хоть и опережали пятитысячников одного с ними поколения на 10-20% (что явно меньше прироста в скорости вращения), в приложениях обходили младших братьев, порой, еще меньше.

Видимо, лишь с приходом семитысячника Hitachi Travelstar 7K100 наметился некоторый прорыв. Однако примерно в это же время на рынок стали поступать первые мобильные пятитысячники с перпендикулярной магнитной записью (PMR), которые нельзя сказать, чтобы произвели революцию в скоростных (да и емкостных) показателях, но процентов на 10-20 смогли опередить своих предшественников.

Итак, сейчас на рынке ноутбуков и других дивайсов, использующих 2,5-дюймовые жесткие диски, лидирующие позиции занимают два типа накопителей: семитысячники емкостью 100 Гбайт (см. обзор выше) и пятитысячники с PMR и емкостью до 160 Гбайт. Несколько производителей проанонсировали новые более емкие модели, и мы ожидаем их прибытия в нашу тестовую лабораторию. И если вы заинтересованы в максимальной скорости дисковой подсистемы своего ноутбука, мини-ПК или внешнего накопителя, то есть чтобы эта подсистема не была вопиющим «узким горлышком» в вашей компьютерной деятельности, то есть смысл обратить внимание именно на отмеченные винчестеры. Какова диспозиция в стане современных PMR-пятитысячников емкостью по 160 Гбайт в сравнении со 100-гигабайтными семитысячниками, мы попробуем разобраться в этом обзоре на примере продукции Hitachi, Samsung, Seagate и Western Digital — накануне появления на рынке их последователей, то есть моделей с максимальной емкостью 250 Гбайт, использующих PMR второго поколения. Попутно заметим, что более детальные обзоры каждого из этих PMR-продуктов можно найти на нашем сайте по линкам:

А в данной статье мы сведем их вместе, дополнив наши результаты тестами еще одной модели — SATA-вариантом Seagate Momentus 5400.3, вышедшим несколько позднее своего UATA-аналога и демонстрирующим более высокие скорости в сравнении с ним.

И еще. По мере нашего знакомства с PMR-пятитысячниками от различных производителей мы каждый раз приходили к выводу, что задержка с выводом первых PMR-дисков на рынок (Hitachi относительно Seagate, Samsung относительно двух первых и так далее) шла во благо выпускаемому продукту. Поскольку каждый раз новичок оказывался чуть лучше конкурентов того же класса, в частности, по производительности при выполнении типичных задач пользователей ноутбуков. И это проистекало не столько из заявленных технических характеристик (они одинаковы почти у всех представителей этого класса, см. таблицу 1), сколько из реальных параметров, измеренных нами в тестах и приложениях.

Таблица 1. Основные характеристики 2,5-дюймовых жестких дисков первого PMR-поколения со скоростью вращения шпинделя 5400 об./мин.


Серия

Hitachi Travelstar 5K160

Samsung SpinPoint M80

Seagate Momentus 5400.3

WD Scorpio ML80

Модели

HTS541616J9AT00
HTS541616J9SA00
и др.

HM160JС(JI)
HM120IС(II)
HM080HС(HI)

ST9160821A
ST9160822AS
и др.

WD1600BEVS
WD1600BEAS
и др.

Емкость моделей, Гбайт

160
120
80
60
40

160
120
80

160
120
100
80
60
40

160
120
100
80
60
40

Число головок/пластин

4/2
3/2
2/1
1/1

4/2
3/2
2/1

4/2
3/2
2/1
1/1

4/2
3/2
2/1

Размер буфера, Мбайт

8

8

8

8 или 2

Среднее время поиска, мс, чтение/запись

11/13

12/14

12,5/—

12/—

Макс. внутренняя скорость чтения данных, Мбит/с

540 (466)

530

44 Мбайт/с

600

Интерфейс

SATA/150 и UltraATA/100

SATA/150 и UltraATA/100

SATA/150 и UltraATA/100

SATA/150

Ударостойкость в работе (2 мс), G

325

325

350

300

Ударостойкость при хранении (1 мс), G

1000

1000

900

900

Акустически шум вращения, дБА, тип.

22 (25 макс.)

24 (2 диска)
22 (1 диск)

23

22

Акустически шум поиска, дБА, тип.

24 (27 макс.)

26 (2 диска)
25 (1 диск)

29

25

Температура, С, вкл.(выкл.)

+5…55
(-40…+65)

+5…55
(-40…+70)

+0…60
(-40…+70)

+0…60
(-40…+65)

Потребление энергии, ватт, при:
запуске-раскрутке
поиске/записи-чтении
в покое (idle)/выкл. (standby)


5,0
1,8
0,8/0,25


4,5
2,1/2,0
0,6/0,25


5,0
2,0/2,0-1,8
0,8/0,2


5,0
2,5
1,3(2,0)/0,25

Поэтому, опуская анализ спецификаций этих дисков (желающие это легко проделают сами, пользуясь таблицей) и применяемых в них технологий (например, парковки головок, благодаря чему все фигуранты имеют гарантированное количество Load/Unload-циклов в 600 000), мы перейдем непосредственно к практическому сравнению в тестах. 

 

Участники наших испытаний:

  1. Hitachi Travelstar 5K160 HTS541616J9SA00, 160 Гбайт SATA
  2. Hitachi Travelstar 7K100 HTS721010G9AT00, 100 Гбайт SATA, 7200 rpm
  3. Samsung SpinPoint M80 HM160JI, 160 Гбайт с интерфейсом SATA
  4. Samsung SpinPoint M80 HM160JC, 160 Гбайт с интерфейсом UATA
  5. Seagate Momentus 5400.3 ST9160821AS, 160 Гбайт SATA
  6. Seagate Momentus 5400.3 ST9160821A, 160 Гбайт UATA
  7. Seagate Momentus 7200.1 ST910021A, 100 Гбайт UATA, 7200 rpm
  8. WD Scorpio ML80 WD1600BEVS, 160 Гбайт SATA

Все рассматриваемые накопители имеют буфер объемом 8 Мбайт, SATA-обладают поддержкой NCQ (однако в данных тестах мы NCQ не используем, отсылая читателя за подробностями на сайт), семитысячники представлены UATA-моделями, а PMR-пятитысячники (шесть моделей) — дисками с обоими интерфейсами. Хотя, например, WD и Hitachi стараются поставлять как можно меньше PATA-моделей этих дисков на рынок, заменяя их SATA-аналогами.

Hitachi Travelstar 5K160 HTS541616J9SA00

Hitachi Travelstar 7K100 HTS721010G9AT00

Samsung SpinPoint M80 HM160JI

Samsung SpinPoint M80 HM160JC

Seagate Momentus 5400.3 ST9160821AS

Seagate Momentus 5400.3 ST9160821A

Seagate Momentus 7200.1 ST910021A

WD Scorpio ML80 WD1600BEVS

Наша методика тестирования производительности накопителей пока изменений не претерпела (поэтому вы можете самостоятельно сравнить результаты новичков с дисками из наших предыдущих обзоров). Для тестов применялся стенд в составе:

  • Процессор Intel Pentium 4 3.0C
  • Материнская плата ABIT IC7-G на чипсете i875P с южным мостом ICH5R
  • Системная память 2x256 Мбайт DDR400
  • Видеокарта Matrox Millennium G400
  • Основной жесткий диск Seagate Barracuda SATA V
  • Блок питания Zalman ZM400A-APF, 400 Вт

Мобильные винчестеры жестко закреплялись на металлическом шасси корпуса тестового системного блока и подключались к портам UltraATA/100 или SerialATA моста ICH5 на материнской плате; специальное охлаждение дисков во время тестов не использовалось.

 

Результаты базовых тестов

Графики скорости линейного чтения дисков представлены на рисунках.

WD Scorpio ML80 WD1600BEVS

Hitachi Travelstar 5K160 HTS541616J9SA00

Samsung SpinPoint M80 HM160JI
Samsung SpinPoint M80 HM160JC

Seagate Momentus 5400.3 ST9160821AS

Seagate Momentus 5400.3 ST9160821A

Сравнивая графики, отметим немного различные подходы производителей к использованию возросшей за счет применения PMR плотности записи: одни (особенно на начальном этапе) в большей степени уплотняли дорожки вдоль радиуса пластин (Seagate, Samsung), тогда как другие (Hitachi, WD) в большей мере увеличивали линейную плотность записи вдоль дорожек, что закономерно приводило к большему росту скорости линейного чтения/записи, чем у конкурентов, и лидерство PMR-пятитысячников WD и Hitachi по этому параметру — лучшее тому подтверждение (см. диаграмму).

Вместе с тем, диски Seagate Momentus 5400.3, произведенные с разницей в год, также демонстрируют заметный прирост линейной скорости относительно друг друга. Так что применение адаптивного форматирования вкупе с отлаженной технологий PMR способно со временем улучшать скоростные показатели накопителей в рамках одной модели/серии. Здесь также интересно отметить, что 160-гигабайтные пятитысячники практически догнали семитысячников прошлого поколения по скорости линейного доступа, и лишь Hitachi 7K100 еще имеет еще некоторую фору.

Среднее время случайного доступа при чтении у наших героев несколько различно:

Можно отметить, что диски Samsung здесь самые неторопливые, хотя накопители WD недалеко ушли вперед. Чуть лучше результаты у Hitachi, но лишь пятитысячники Seagate Momentus 5400.3 демонстрируют в данной задаче выдающиеся показатели, почти догоняя семитысячников с меньшей на 1,5 мс латентностью! За Seagate M5400.3 в этом тесте можно только порадоваться (догнали даже M7200.1), однако нельзя не отметить, что при этом у них самый заметный среди аналогов шум активного поиска (его реально слышно, в отличие от дисков конкурентов). И управление акустикой поиска со стороны конечного пользователя поддерживается всеми, кроме строптивого Seagate.

Проверить эффективность работы кэширования при записи можно, в частности, при помощи теста на скорость случайного доступа при записи под Windows.

Здесь диски Seagate, наоборот, не радуют, уступая конкурентам. Лучше других вновь выступают накопители WD и Hitachi. Именно от них мы вправе ожидать лидирующих результатов в тестах потребительских приложений. 

 

Тесты в приложениях

Впрочем, в тестах многопотоковых записи и чтения 100-мегабайтных файлов лучше себя проявляют PMR-накопители Samsung — благодаря хорошей оптимизации алгоритмов их микропрограммы кэширования.

Самыми медленными на многопотоковом чтении оказываются накопители Seagate, а на многопотоковой записи — Hitachi. Важно отметить, что главенство алгоритмов firmware в этом тесте (несмотря на его «потоковость») приводит к отставанию (!) семитысячников от лидеров-пятитысячников. И это стоит учитывать при выборе накопителя для компактных систем.

Производительность винчестеров при типичной работе персонального пользователя мы оцениваем как по тестам WinBench 99 Disk WinMark в Business и High-End паттернах (см. диаграммы по линкам), так и по двум другим популярным комплексным трековым тестам — Futuremark PCmark04 и C'T H2benchW.

В первом из них все наши фигуранты расположились очень кучно, так то если даже лидеры и есть (семитысячник Hitachi и PMR-пятитысячники Samsung и WD), то не стоит считать их безусловными фаворитами.

Несколько иное дело — тест C'T H2benchW. Здесь Hitachi Travelstar 7K100 лидирует безоговорочно, однако на второе место неожиданно вырывается… SATA-пятитысячник Seagate M5400.3, явно опережая даже диск M7200.1 того же производителя! Впрочем, вполне достойно в этом тесте выступают и многие другие 160-гигабайтные пятитысячники, особенно Samsung и Hitachi.

Наконец, в тесте на скорость работы с временным файлом программы Adobe Photoshop мы в очередной раз обнаруживаем живое соперничество нынешних пятитысячников с прошлогодними семитысячниками: WD Scorpio ML80, явно лидируя среди «соплеменников», почти догнал здесь великолепного семитысячника Hitachi 7K100, а диски Samsung настигли семитысячника от Seagate.

 

Тесты в IOmeter

Далее посмотрим, как наши герои ведут себя в различных паттернах в программе IOmeter, хотя это относится к непрофильной для них профессиональной нагрузке. Впрочем, использование, например, баз данных на ноутбуках не является чем-то экзотическим, поэтому данные паттерны имеют и практический резон. Сначала — усредненные результаты по традиционным серверным паттернам File Server, Web Server и Database.

Как видим, малое время поиска не обязательно способствует победе в этих тестах — хотя семитысячники здесь лидируют (если не брать в расчет результаты SATA-пятитысячников с NCQ на контроллере SiI3124), наиболее ретивые пятитысячники (среди которых WD с немалым временем поиска) дышат им в спину. Снова отмечаем важность алгоритмов firmware, а не только «физики» накопителей.

В более «персональных» задачах типа чтения, записи и копирования крупных и мелких файлов, производительность в которых мы оцениваем по собственным паттернам для IOmeter со случайным характером обращений в пределах всего накопителя (на диаграмме приведены усредненные по всем паттернам результаты),

наконец, мы можем наблюдать почти безоговорочное лидерство семитысячников (кстати, в основном за счет более высоких результатов при копировании крупных файлов), хотя пятитысячник Hitachi приближается к семитысячнику Seagate, да и диски Samsung здесь очень резвы в среднем, а «обновленный» Seagate M5400.3 явно подтянулся к лидерам (WD, к слову, отличился очень быстрой записью файлов и сильно просел на копировании).

Более подробные результаты по каждому из этих тестов можно посмотреть по следующим линкам:

Не менее любопытные результаты наблюдаются и при выполнении паттернов потоковых чтения-записи (одновременно) крупными или мелкими блоками (имитирующим, например, работу цифрового магнитофона с функцией timeshifting или нагрузку на диск при редактировании видео), где на крупных блоках отлично смотрятся оба Hitachi (7K100 и 5K160). А на мелких блоках лидируют пятитысячники Samsung и Hitachi, в очередной раз, подтверждая, что «физика» 2,5-дюймовых дисков все не так важна для быстроты исполнения приложений, как оптимальные алгоритмы кэширования в firmware накопителей. 

 

Энергопотребление и тепловыделение

Энергопотребление и тепловыделение мобильных жестких дисков – не менее важная порой, их характеристика, чем производительность. Следуя нашей традиционной методике, мы измерили непосредственно типичные токи потребления дисков в различных режимах работы, см. таблицу 2.

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

Модель диска / Режим работы диска

Idle

ATA transfer

Write

Read

Seek

Start

Label

Fujitsu MHV2120BH

140

380

460

440

480

710

600

Hitachi TS 7K100 HTS721010G9AT00

120

370

570

690

580

830

1100

Hitachi TS 7K100 HTS721010G9SA00

280

540

750

850

740

850

1100

Hitachi TS 5K160 HTS541616J9SA00

170

370

530

460

500

810

700

Hitachi TS 7K60 HTS726060M9AT00

150

370

650

850

650

830

1100

Samsung SpinPoint M80 HM160JI

155

380

530

490

460

630

850

Samsung SpinPoint M80 HM160JС

100

350

530

480

440

610

850

Seagate Momentus 7200.1 ST910021A

190

430

630

690

570

720

580

Seagate Momentus 5400.3 ST9160821AS

170

520

630

630

530

670

487

Seagate Momentus 5400.3 ST9160821A

130

310

510

560

460

580

487

WD Scorpio ML80 WD1600BEVS

175

410

670

650

550

800

550

Как видим, SATA-накопители в среднем потребляют на 0,2-0,3 Вт больше при типичном использовании диска ноутбука и на полватта (в среднем) больше при интенсивных обращениях. Семитысячники пока потребляют значительно больше пятитысячников последнего поколения (при сравнимом в целом быстродействии!), а самыми экономичными среди 160-гигабайтников следует признать UATA-модели Samsung и Seagate (да и SATA-диск Hitachi экономен при интенсивной нагрузке), тогда как WD Scorpio неожиданно огорчили относительно высоким нагревом, сравнимым с SATA-семитысячниками (подробнее см. обзоры на сайте). 

 

Выводы

Приход на рынок первого поколения мобильных PMR-дисков со скоростью вращения 5400 об./мин. и максимальной емкостью 160 Гбайт не совершил революцию (а многие ее ждали, уповая на новый принцип записи), но потревожил определенные устои. И сейчас выбор самого производительного винчестера для ноутбука не так прост, поскольку мобильные семитысячники не являются безусловными лидерами, уступая порой, 160-гигабайтным пятитысячникам не только в емкости и экономичности, но и в быстродействии в ряде потребительских задач. Впрочем, прогресс на месте не стоит, и на очереди у Hitachi и Seagate первое поколение PMR-семитысячников, от которых можно ожидать многого. Да и конкуренты наращивают «мускулы» пятитысячников, предлагая рынку 250-гигабайтные модели…






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.