Samsung SpinPoint M40: первые мобильные винчестеры корейского гиганта


Эта история началась 28 января 2004 года, когда Samsung в своей московской Галерее объявила о начале производства первых в истории компании мобильных винчестеров (жестких дисков форм-фактора 2,5 дюйма) — серии SpinPoint M. Этот шаг явился для корейского гиганта очередным этапом на пути к своей заветной цели — стать в ближайшие годы одним из самых крупных мировых производителей жестких дисков.

На этом пути сначала Samsung «подтянула» до мирового уровня свой модельный ряд настольных винчестеров (форм-фактора 3,5 дюйма с интерфейсами Serial ATA и UltraATA), сделав его очень похожим на внушительный модельный ряд одного из лидеров (параллели с Maxtor тут очевидны). Как отметил Seok Hee Cho, директор отдела информационных систем компании Samsung (на фото): «Если лет пять назад диски Samsung имели у продавцов и потребителей репутацию продуктов с относительно «средненьким» качеством и быстродействием — не плохие, но и не самые лучшие, — то сейчас они уже на равных конкурируют с лидерами отрасли».

Что в целом подтверждается и тестами независимых лабораторий. Да и надежность этих дисков в последние годы находится на высоком уровне (при трехлетней гарантии на все модели). Более того, Samsung не ограничилась простым подражанием лидерам «дискостроения», но внедрила и собственные прогрессивные технологии — например, так называемую «эластичную плотность записи». Да и по акустическому шуму в работе настольные диски Samsung являются сейчас одними из самых тихих. В общем, позиционирование настольных дисков Samsung лишь «для низкостоимостных ПК» нынче безвозвратно уходит в прошлое — основная установка для потребителя смещается от критерия «качество» к критерию «производительность плюс качество», а модельный ряд концентрируется на наиболее производительных и перспективных решениях. В результате, менее чем за год доля винчестеров Samsung, например, на российском рынке возросла с 5% до 23%!

Поэтому следующим вполне логичным шагом для компании, выпускающей к тому же великолепные ноутбуки, было наладить выпуск собственных «ноутбучных» винчестеров. Этому способствует и то, что рынок ноутбуков сейчас является одним из самых быстрорастущих, а объем рынка накопителей для ноутбуков в 2007 году оценивается в 127 млн. штук (и составит почти половину от всех выпускаемых винчестеров в денежном выражении), тогда как в 2003 году он составлял лишь 36 млн. (см. слайд),

да и норма прибыли в сегменте мобильных жестких дисков существенно выше, чем для настольных дисков. Кроме того, диски форм-фактора 2,5 дюйма все активнее проникают в сегменты потребительской электроники (см. слайд),

где Samsung имеет собственный громадный бизнес, и многие конкуренты уже обратили свой взор на этот рынок — год назад Seagate после долгой паузы очень удачно вернулась к производству дисков форм-фактора 2,5 дюйма (серии Momentus и Savvio), а разработка мобильных дисков у Maxtor и Western Digital находится уже на завершающей стадии.

Samsung SpinPoint M40

Первая серия мобильных жестких дисков Samsung, которая поникла на рынок в середине этого года, имеет кодовое имя Magma и официальное название — SpinPoint M40. Диски этой серии имеют скорость вращения шпинделя 5400 об./мин. (диски со скоростью 4200 об./мин. компанией выпускаться не будут вовсе), объем 30, 40, 60 и 80 Гбайт (все модели основаны на технологии 40-гигабайтных пластин; отсюда и появилась цифра в названии серии), буфер 8 Мбайт, среднее время поиска 12 и 14 мс при чтении и записи соответственно и интерфейс UltraATA /100 или SerialATA (последние носят название Magma-S).

В целом, они напоминают вышедшие примерно год назад накопители Seagate Momentus. Ударостойкость SpinPoint M находится на уровне 250g в работе и до 900g в обесточенном состоянии — и это даже немного лучше, чем в среднем у конкурентов, поскольку серия SpinPoint M проектировалась именно с расчетом на повышенную надежность — механическая платформа и прочный кожух разработаны так, чтобы минимизировать силу внешних воздействий, приходящихся на самые важные части накопителя. Дополняют эти характеристики невысокий уровень акустического шума — 22-24 дБА при вращении и 24-26 дБА при поиске (также слегка лучше, чем у основных соперников), причем новый прогрессивный механизм «защелки» (технология Hybrid Latch, см. слайд), разработанный инженерами компании, устраняет не только традиционный неприятный «рабочий» шум (idle), но также в значительной степени снижает треск в режиме поиска (в зависимости от заданного режима работы).

Все накопители SpinPoint M используют гидродинамические подшипники (Fluid Dynamic Bearing). Диапазон рабочих температур — стандартный от +5 до +55 градусов Цельсия. Заявленная паспортная потребляемая мощность тоже чуть лучше, чем у конкурентов. Основные характеристики дисков серии SpinPoint M в сравнении с некоторыми конкурентами представлены в таблице.

Таблица 1. Основные характеристики дисков серии Samsung SpinPoint M в сравнении с конкурентами от Seagate и Hitachi со скоростью вращения 5400 об./мин. и технологией пластин 40 Гбайт.

Производитель Samsung Seagate Hitachi GST
Серия Magma Momentus Moraga–5K
Емкость моделей, Гбайт 30, 40, 60, 80 20, 40 20, 40, 60, 80
Размер буфера, Мбайт 8 2 и 8 8
Среднее время поиска, мс,
чтение/запись
12/14 10 12/14
Интерфейс UATA/100 UATA/100 UATA/100
Ударостойкость в работе, G 250 (2 мс) 225 (2 мс) 200 (2 мс)
Ударостойкость при хранении, G 900 (1 мс) 800 (2 мс) 800 (2 мс)
Акустически шум вращения, дБА, тип.(макс.) 22-24
(25-27)
22 21-25
(24-27)
Акустически шум поиска, дБА,
тип.(макс.)
24-26
(27-29)
25 (30) 26-29
(28-31)
Температура, С, вкл.(выкл.) +5…55
(-40…+70)
+5…55
(-40…+65)
+5…55
(-40…+65)
Потребление энергии, ватт, при:
запуске-раскрутке
поиске/записи-чтении
в покое (idle)/выкл. (standby)

5
2,4/2,4
0,85/0,25

5
2,4/2,4
0,97/0,36

5
2,6/2,5
0,85/0,25
Emergency/Load (un.) 20K /300K 20K /300K

Отмечу также, что разработка мобильных и настольных дисков ведется в двух лабораториях Samsung — в Сан-Хосе (Калифорния, основана в 1990 году) и в городе Сувон (Южная Корея, начала свою работу в 2000 году). А производятся все жесткие диски компании на заводе в Гуми (Gumi) в Корее — он был запущен в 1996 году, сейчас имеет 5 полностью автоматических и 7 полуавтоматических производственных линий, помещения с классом чистоты 10 и выпускает уже около 15 миллионов накопителей в год. Примечательно, что Magma поставляются не только сборщикам ноутбуков, но и дистрибьюторам для розничной продажи в OEM-упаковках (на момент написания статьи средняя розничная цена, например, 40-гигабайтной модели составляла 85-90 долларов), хотя retail -версии этих накопителей пока не планируется.

Участники тестирования

В данном тестировании приняли участие четыре модели мобильных дисков. Во-первых, это, собственно, сам герой данной статьи, представленный моделью объемом 40 Гбайт — Samsung SpinPoint M MP0402H.

Некоторая информация по нему приведена на экране программы Hitachi Feature Tool.

Во-вторых, это, конечно же, первый современный мобильный диск Seagate — Momentus ST94811A, рассмотренный нами ранее. Здесь мы использовали самую старшую модель «Моментуса» объемом 40 Гбайт с буфером 8 Мбайт — точно под стать Samsung MP0402H.

Третья компания, представленная в этом обзоре мобильных дисков, — конечно, Hitachi Global Storage Technologies, наследница изобретателя «винчестеров» — IBM. От HGST конкуренцию пятитысячникам Samsung и Seagate составит представитель того же поколения дисков — серии Travelstar 5K80 — диск HTS 548080M9AT00 со скоростью вращения 5400 об./мин., 8-мегабайтным буфером и 40-гигабайтными пластинами, но объемом 80 Гбайт. Мы в своих обзорах его еще не рассматривали, тем интереснее будет с ним познакомиться на практике.

Вторым представителем HGST в данном обзоре является диск разработки еще IBM — знаменитый Travelstar 80GN, модель IC25N040ATMR04 со скоростью вращения 4200 об./мин., буфером 2 Мбайт и емкостью 40 Гбайт.

Несмотря на то, что она принадлежит как бы к предыдущему (прошлогоднему) поколению, в ней также используются 40-гигабайтные пластины, а эти жесткие диски до сих пор устанавливаются в некоторые новые ноутбуки (уже не говоря о плеерах и переносных накопителях). А нам на его примере будет интересно посмотреть, как далеко пятитысячники этого года выпуска ушли от хороших прошлогодних четырехтысячников с меньшим объемом кэш-памяти.

Методика тестирования скоростных показателей

Для тестов жестких дисков форм-фактора 2,5 дюйма применялся тот же стенд, что и для испытаний настольных 3,5-дюймовых дисков. В него входят:

  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

На первый взгляд может показаться, что применение «настольной» тестовой платформы вместо мобильной не совсем оправдано, однако это не так. Во-первых, данная тестовая платформа обладает более гибкими возможностями, нежели какой-нибудь ноутбук, она более надежна (даже в ноутбуках на Intel Centrino порой встречаются баги, которые могут негативно повлиять на объективность тестирования). Во-вторых, по сути эта настольная платформа не так уж далека от некоторых мобильных — ноутбуки на Pentium 4 Northwood нынче весьма популярны, двухканальный контроллер системной памяти скоро появится и в мобильной платформе Intel (чипсет Alviso), да и дисковый UltraATA-контроллер используемого нами хаба ICH5 по сути тот же самый, что применяется и в мобильном ICH4M (за исключением лишь энергосберегающих функций). Более того, общая тестовая платформа позволяет корректно сопоставлять данные по мобильным и настольным накопителям, а в будущем, когда мобильные диски в массовом масштабе начнут переходить на интерфейс SerialATA — обеспечить простую преемственность и сопоставимость результатов с ранее полученными. Таким образом, не имея принципиальных отличий в «железе» (те же процессор, память, хаб-линк и дисковый контроллер), данная настольная тестовая платформа способна обеспечить большую гибкость и объективность для тестирования мобильных накопителей, нежели какой-либо конкретный ноутбук. Я уже не говорю о тенденции размещать 2,5-дюймовые диски в малогабаритных настольных ПК и тонких серверах, которая все активнее развивается в последнее время (а ведь там часто используются именно Pentium 4 с чипсетами i875/865).

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 AIDA 32, H2benchw и WinBench 99 и почти полностью отказались от популярного теста HD Tach. Для оценки общей производительности мы используем многочисленные паттерны в Intel Iometer, существенно переработанный многопараметрический тест копирования файлов, неплохой тест C'T H2Benchw, работа с диском программы Adobe Photoshop, многопотоковые чтение и запись файлов и общепризнанный WinBench 99 (хотя на последний мы не очень опираемся в выводах, поскольку неоднократно была замечена оптимизация дисков именно под него).

Результаты тестов физических параметров

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

Samsung SpinPoint M40 MP0402H Seagate Momentus ST94811A Hitachi 5K80 HTS548080M9AT00 IBM/Hitachi IC25N040ATMR04

Здесь можно отметить переменную скорость линейного чтения у диска Samsung — в полном соответствии с применяемой технологией «эластичную плотность записи», ранее появившейся в настольных дисках этой компании. И если учесть, что у Hitachi тоже применяется похожая технология, то лишь у Seagate Momentus в этом обзоре — «гладкий» график.

По максимальной и средней скорости чтения данных с пластины диски расположились в следующем порядке:

Как видно, новичок от Samsung по этому параметру заметно уступает соперникам, вышедшим полгода-год ранее. Причем проигрыш лидеру — диску Hitachi Travelstar 5K80 — составляет в среднем 7% и до 12% на самых быстрых участках в начале диска. Кстати, диск Hitachi 5K80 обошел и «Моментуса», а свой 4200-й прошлогодний аналог на пластинах той же плотности опередил по этому параметру на 25% — то есть меньше, чем прирост скорости вращения шпинделя (то есть продольная плотность записи битов на пластине при переходе на 5400 об./мин. у Hitachi немного снизилась).

По скорости работы интерфейса UltraATA/100 закономерно и традиционно лидируют диски IBM/Hitachi, а Samsung и Seagate, к сожалению, немного (~10%) недобирают до максимальных возможностей этого протокола. Впрочем, при большом объеме кэш-памяти и реальной скорости записи/чтения пластин как минимум вдвое меньше скорости интерфейса этот недобор вряд ли скажется на общей производительности накопителей в приложениях.

По среднему времени доступа, как и ожидалось из спецификаций, лидирует диск от Seagate. А Samsung Magma «ищет» почти вровень с Hitachi 5K80. Кстати, если из времени доступа вычесть среднюю латентность, то окажется, что среднее время поиска у старенького IBM 80GN со скоростью вращения 4200 оказалось даже немного (на 0,2-0,3 мс) лучше, чем у нынешнего пятитысячника 5K80.

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. Здесь хуже всего выглядит Momentus, а Samsung почти догнал лидеров — оба диска Hitachi.

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 Samsung SpinPoint MP0402H.

Результаты теста ATTO Disk Benchmark для диска Seagate Momentus ST94811A.

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

Результаты теста ATTO Disk Benchmark для диска Hitachi Travelstar 80GN.

По результатам этого теста можно констатировать, что у Samsung MP0402H отличная оптимизация firmware для работы с блоками малого размера — скорость на блоках 512, 1024 и 2048 байт для этого диска самая высокая среди участников этого обзора, а на максимум скорости чтения и записи диск Samsung выходит уже начиная с блоков 4 Кбайт, тогда как другие диски — лишь с 8 Кбайт. При этом у MP0402H «полка» (4-1024 КБ) для записи и чтения ровная, без провалов, чего, увы, нет для Hitachi Seagate. Вместе с тем, кэширование файлов объемом 1 Мбайт и выше у диска Samsung не такое эффективное, как у Seagate и Hitachi. Если Momentus отлично кэширует на отложенную запись даже файлы объемом 1 и 4 Мбайт (скорость из записи по тесту фактически равна скорости ATA-интерфейса), а Hitachi мегабайтные файлы хорошо кэширует и на запись, и на чтение (и 4-мегебейтные — на чтение!), то Samsung на 1- и 4-МБ-файлах работает фактически со скоростью физического носителя — даже хуже, чем Travelstar 80GN с вчетверо меньшим буфером, который хоть чтение мегабайтных файлов кэширует уверенно.

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 я традиционно использую тесты в программе NBench 2.4, где файлы размером 100 Мбайт записываются на диск и читаются с него несколькими одновременными 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). Можно видеть, что у пятитысячника Hitachi великолепная отложенная запись — даже на четырех одновременных потоках, записываемых на пластине вблизи друг друга, скорость записи «проседает» относительно максимальной очень мало — лишь на 20%. И при одновременной записи на удаленные участки диска (половина потоков — в начало диска, половина — в его середину) потери скорости на много потоковости составляют менее 35%! Такими достижениями не может похвалиться ни старый IBM 80GN с маленьким буфером (37% и 52% соответственно), ни Momentus (здесь он просто опозорился, потеряв более трех четвертей своей быстроты, хотя отложенная запись в ATTO Disk Benchmark у него блистала). А вот Samsung M40 оказался весьма неплох — потери составляют лишь 24% и 28% соответственно, то есть по далеко разнесенным потокам записи он обошел даже Hitachi 5K80, хотя низкая линейная скорость не позволяет ему стать абсолютным победителем (по усредненному показателю много потоковой записи).

При многопотоковом чтении ситуация заметно меняется. Упреждающее чтение значительно хуже «вылизано» у дисков IBM/Hitachi (во всяком случае, если судить по данному тесту — ведь в ATTO Disk Benchmark у них как раз было заметное преимущество по этой категории). А лидируют с заметным отрывом мобильные диски Samsung и Seagate.

Теперь посмотрим, как диски ведут себя в древних, он до сих пор популярных тестах Disk WinMark 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) новичок от Samsung уверенно «бьет» конкурентов даже с более быстрыми показателями скорости чтения/записи и поиска.

Причем делает это одинаково успешно на обеих файловых системах — FAT32 и NTFS. Что-то мне подсказывает, что корейские инженеры очень усердно работали над оптимизацией микропрограммы своих дисков под эти бенчмарки, поскольку больше ни в одном из тестов приложений такого «подавляющего» преимущества SpinPoint M40 не наблюдается... Остальные диски расположились примерно в соответствии со своими «физическими» характеристиками.

Впрочем, тесты профессиональной производительности High-End Disk WinMark 99 более адекватны — явно впереди пятитысячник Hitachi, а Momentus и Magma борются за «серебро» с переменным успехом — на FAT32 чуть быстрее Seagate, а на NTFS — Samsung.

Честно говоря, я не очень доверяю этим WinBench-тестам — 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 от Ziff Davis/PC Magazine. Так что привожу я их для порядка, но не рекомендую очень уж на них ориентироваться в своих выводах.

Несколько менее «заезжены» в этом плане комплексные тесты оценки производительности дисков в типичных задачах в пакетах PCMakr04 и C'T H2BenchW. Оба они используют «проигрывание» предварительно записанных треков активности накопителей в соответствующих приложениях и измеряют скорость прохождения каждого из треков, а затем результаты усредняются.

Дисковый тест популярного Futuremark PCMark04 часто используется обычными пользователями для экспресс-оценки, хотя он и не свободен от недостатков. Мы приведем его результаты не столько для получения объективной картины, сколько для того, чтобы пользователи могли просто сориентироваться по своим данным. Как видим, ранжир дисков в этом тесте очень напоминает результаты теста линейной скорости чтения.

Похожий «трековый» тест 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 5K80, а Samsung M40 снова обогнал «Моментуса» и взял серебро.

Еще одной вполне независимой мерой быстродействия дисков в приложениях может являться скорость работы с временным файлом программы Adobe Photoshop. В данном случае я покажу результаты только одного из снятых мной тестов в Photoshop — ресемплинг огромной картинки, который происходит фактически полностью на временном файле этой программы (использование оперативной памяти сведено к минимуму).

Результаты закономерны — снова Hitachi 5K80 вне конкуренции, а успех Seagate Momentus объясняется не в последнюю очередь малым временем поиска, поскольку в процессе этого тесте диск активно «трещит» головами. Samsung же тут скатился почти до уровня прошлогоднего IBM с 4200 об./мин. и 2-мегабайтным буфером.

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 (усреднение в данном случае производилось простым сложением — однозначного подхода, «какая глубина очереди важнее», тут сообщество пока не выработало):

Как видим, во всех четырех «серверных» паттернах (к коим отнесем и рабочую станцию ;)) уверенно лидирует Seagate Momentus — видимо, малое время доступа тут очень важно. Серебро (а иногда на большой глубине очереди — и золото) — уверенно за Hitachi 5K80, Samsung всегда третий. Впрочем, эти тесты — скорее для компании, поскольку ставить SpinPoint M40 в блэйд-серверы вряд ли кто-то подумает. А от Seagate Momentus или Hitachi 5K80 — почему бы и нет?

Теперь — 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 (типа mp3, видео, больших фотографий и пр.) HItachi 5K80 вне конкуренции (хотя Seagate впереди по чтению), а вот Samsung Magma отстал даже от прошлогоднего четырехтысячника IBM 80GN. Причем, уж отстал, так отстал — особенно, при записи (вспомним результаты теста ATTO)!

При имитации чтения и записи мелких фалов, напротив, побеждает Seagate Momentus (за счет чтения — ведь по записи первый снова Hitachi 5K80), а Samsung Magma — уверенно третий, незначительно отставая от лидеров.

При имитации дефрагментации диски Hitachi явно лучше соперников на NTFS, тогда как на FAT32 быстрее Seagate, да и Samsung неплох. В среднем по этому тесту Magma — аутсайдер.

При имитации копирования крупных и мелких файлов диски IBM/Hitachi великолепны на крупных файлах и уступают Seagate и Samsung на мелких файлах. В среднем, Samsung Magma снова в аутсайдерах — именно за счет провала на больших файлах, как было и в паттерне чтения/записи на крупном «файло».

Наконец, паттерн потоковых чтения-записи файлов крупными или мелкими блоками, имитирующий, например, работу цифрового магнитофона с отложенной записью, дает результаты, похожие на копирование файлов, хотя тут уже выигрыш Hitachi и проигрыш остальных просто вопиющ! Очевидно, все дело здесь — 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.

Энергопотребление

Энергопотребление дисков в различных режимах является одной из наиболее важных характеристик накопителей для ноутбуков. Ведь при современной «повальной» экономии ватт на всех деталях ноутбуков, появлении «дотрехваттных» дисплеев и всеобщей программе «восьмичасовых батарей» экономичности мобильных дисков не может не уделяться должного внимания. Как мы видели ранее (см. таблицу в начале статьи) диски Samsung SpinPoint M40 по спецификациям имеют, по крайней мере, не худшую экономичность, чем основные соперники. Но паспорт паспортом, а что происходит на практике, нам и предстоит выяснить.

Безусловно, использовать для целей оценки экономичности мобильных винчестеров тесты времени жизни целого ноутбука (например, в программах MobileMark или BatteryMark) было бы совершенно нерационально и непоказательно. Ведь ноутбуки бывают самыми разными, с пакетом потребления от 5-7 до 35-40 ватт (а порой и выше), поэтому та мизерная экономия времени жизни целого ноутбука (как правило — минуты на фоне нескольких часов работы) за счет применения более «холодного» диска, которую мы измерили бы на одном из ноутбуков, совсем не обязательно будет такой же (и даже сопоставимой в процентном отношении) для другого ноутбука. Да и измерить с точностью до третьей цифры (что необходимо для корректного «вычленения» вклада диска) общий «тепловой пакет» даже конкретного экземпляра ноутбука вряд ли возможно вне заводских условий, особенно если учесть, что в реальности многие ноутбуки используют различные адаптивные технологии энергосбережения.

Поэтому я поступил проще, нагляднее и надежнее — измерил непосредственно типичные токи (и мощность) потребления дисков в различных режимах работы: при простое (только вращение), чтении, записи, активном поиске, работе ATA-интерфейса, при включении питания и пр. На мой взгляд, именно эти параметры в комплексе наиболее полно отражают картину как с нагревом диска (произведение тока на напряжение питания 5 В напрямую дает рассеиваемую диском тепловую мощность, а измерять нагрев диска внутри конкретного ноутбука тоже было бы малоинформативно), так и с экономичностью его работы в составе того или иного ноутбука с примерно известным «тепловым пакетом». А будучи сопоставленными с мощностью потребления каждого ноутбука в различных режимах, это позволит легко произвести соответствующие подсчеты. Результаты измерений среднего тока потребления дисков в основных режимах приведены в таблице (амперметр с внутренним сопротивлением 0,1 Ом включался в цепь питания +5 В).

Некоторые режимы нуждаются в пояснении. 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 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 несколько моментов. Потребление диска Samsung Magma в режиме бездействия (а именно в этом состоянии диск работает в ноутбуке основную часть времени) лучше, чем у многих ноутбучных «пятитысячников» (за исключением Hitachi 5K80), но хуже, чем у «четырехтысячников». Однако при чтении/записи/поиске диск Samsung оказался самым экономичным, обогнав, в том числе, и более медленные по скорости вращения модели конкурентов. К сожалению, максимальный пусковой ток MP 0402 H нельзя назвать малым, что может иногда помешать старту этого диска при работе 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 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, вообще говоря, 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.

Оказалось, что в режиме постоянной (активной) работы ноутбука с диском Samsung SpinPoint M40 оказался самым экономичным, существенно опередив в этом диски конкурентов со скоростью вращения не только 5400, но и 4200 об./мин! И этим он обязан именно малому току потребления при чтении и записи. Вместе с тем, при типичной работе ноутбука (когда обращения к диску происходят эпизодически) потребление SpinPoint M40 увеличивается почти до уровня других пятитысячников (из-за высокого тока потребления в режиме idle), хотя диск и остается пока лучшим в своем классе, опережая аналоги от Hitachi, Seagate и Toshiba (впрочем, из данного рассмотрения выпали пятитысячники Fujitsu, которые могли бы поколебать позиции Samsung).

Акустический шум

Для субъективной оценки акустических свойств дисков проводилось сравнительное прослушивание дисков Samsung и Hitachi. 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, 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 («гульче» :)).

Все диски из данного обзора (кроме Momentus) поддерживали управление акустикой поиска через специальный регистр. Однако по дефолту управление акустикой поиска этих дисков было отключено (disabled, содержимое регистра равно 255dec). Именно в этом режиме мы и тестировали их быстродействие, хотя экспресс-оценка показала, что существенной разницы в быстродействии дисков при «медленном» и «быстром» поиске не наблюдается. Например, для накопителя Hitachi HTS 546060 M 9 AT 00 при «тихом» поиске (в регистре — 128dec) среднее время доступа к диску возрастало с 17 мс лишь до 18 мс. Что касается «шумности» поиска, то он был примерно одинаково тих у Magma и 4200rpm-диска Hitachi и немного громче — у пятитысячника Hitachi. В целом, на фоне шума вращения шум поиска у подавляющего большинства современных мобильных дисков едва различим.

Выводы

Поговорку про «первый блин» мы все хорошо знаем. Однако в случае с Samsung Magma она, видимо, не работает. Диск получился достаточно хорошим для своего сегмента рынка. Конечно, в среднем по тестам быстродействия он уступает и Seagate Momentus (по скорости чтения/записи, доступа и оптимизации firmware в профессиональных приложениях), и, тем более, — великолепному Hitachi Travelstar 5K80, видимо, самому удачному мобильному пятитысячнику с пластинами 40 Гбайт. Однако от диска ноутбука, плеера или переносного накопителя не требуется большой скорости. Важнее надежность, ударостойкость, потребление и тишина работы. А по этим показателям диск от Samsung вполне достойный, уступая в скорости лидерам не так уж много (а изредка — и опережая их). Если при этом Magma немного дешевле конкурентов, сопровождается трехлетней гарантией и доступен на прилавках, то рыночный успех у mainstream-пользователя ему вполне «грозит». Ну а взыскательному пользователю можно порекомендовать Hitachi Travelstar 5K80, а также мобильный семитысячник Hitachi 7K60, о котором речь пойдет в следующей статье.






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.