В первой части мы подробно ознакомились с характеристиками и особенностями SCSI-накопителей нового класса Seagate Savvio 10K.1 форм-фактора 2,5 дюйма. Анализ результатов тестов физических характеристик и специфики работы микропрограммы этих дисков при чтении и записи позволяет ожидать весьма интересных и неоднозначных результатов по производительности при работе Savvio в различных приложениях. Выяснением этого мы и займемся далее.
Методика испытаний и основные участники данного сравнения описаны в предыдущей части статьи. Для удобства анализа результатов диски на диаграммах следуют в одной и той же последовательности, а три варианта работы героя нашего обзора Seagate Savvio 10K.1 73 Гбайт приведены в трех нижних строчках. Но как мы убедимся далее, это отнюдь не означает, что диски Savvio — самые медленные среди современных накопителей со скоростью вращения пластин 10 000 об./мин. :)
Быстродействие в приложениях
Первым делом, попробуем выяснить, 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.
Данная диаграмма позволяет нам судить об эффективности алгоритмов многопотоковой отложенной записи жестких дисков в реальных (а не синтетических, как было на диаграмме со средним временем доступа) условиях при работе операционной системы с файлами. Лидерство дисков Hitachi, Maxtor и WD Raptor при записи несколькими одновременными потоками подавляюще, а вот диски Savvio в среднем всего на 10% отстают от своих «полновесных» сестриц Cheetah 10K (и это — при на четверть меньшей линейной скорости!), причем видно, что характер их работы с несколькими потоками на запись точно такой же, как у Чит. Режим фиксированной сегментации Performance Mode в данном случае никак не влияет на производительность, хотя с обновлением прошивки скорость Savvio слегка снижается (как мы видели ранее, при этом несколько ухудшается кэширование крупных блоков). Однако Savvio в этом тесте не самый медленный — он обгоняет накопитель от Fujitsu.
Заметно иная картина для Savvio при многопотоковом чтении — в этом тесте уверенно лидируют диски Hitachi и Fujitsu, а Seagate Cheetah 10K.7 в Server Mode надежно закрепилась на третьем месте (хотя в Desktop Mode она же показывает весьма низкие результаты в этом тесте). Явным аутсайдером здесь оказался другой диск Seagate — Cheetah 10K.6. Тем более отрадно, что Savvio с прошивкой 0001 демонстрирует среднюю скорость на уровне таких грандов как Maxtor Atlas 10K V и WD Raptor, обгоняя старую Читу и новую в Performance Mode. Причем, у Savvio, в отличие от Cheetah 10K.7, не наблюдается такого катастрофического ухудшения быстродействия в данной задаче при переводе накопителя в режим фиксированной сегментации (Desktop Mode), хотя трехпроцентное ухудшение все же есть. Любопытно и то, что с новой прошивкой 0002 (где, как мы помним по тесту ATTO Disk Benchmark, явно ухудшено кэширование чтения крупных файлов, видимо, из-за большего минимально возможного числа сегментов) производительность Savvio на многопотоковом чтении заметно ухудшается.
Теперь посмотрим, как диски ведут себя в «преклонных», но до сих пор популярных тестах Disk WinMark 99 из 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, а на диаграммах приведены усредненные результаты. Безусловно, данные тесты не являются «профильными» для SCSI-накопителей со скоростью вращения, и мы, приводя их результаты, апеллируем не столько к желанию определить «наиболее быстрый профессиональный диск», сколько отдаем дань уважения самому тесту и тем читателям, которые привыкли судить о скорости диска по тестам WinBench99. В качестве «утешения» заметим, что эти тесты с определенной долей достоверности покажут нам, какова производительность этих enterprise-накопителей при выполнении задач, более характерных для настольного компьютера.
В данном случае накопители Seagate (кроме старенькой Cheetah 10K.6) особо не блещут скоростью, хотя использование для них Desktop Mode вместо Server Mode позволяет заметно, процентов на 20, поднять их производительность. В качестве утешения можно заметить, что Savvio в Business-тесте практически не уступает своей «полновесной» сестрице Cheetah 10K.7 и даже обгоняет десятитысячник Hitachi Ultrastar 10K300. Впрочем, если для Savvio не использовать Performance Mode, то его средняя производительность в High-End Disk WinMark оказывается самой низкой из современных десятитысячников. Хотя и ее можно понизить, применив более новую прошивку версии 0002 — отставание от лидера может достигнуть двукратного!
Более свежие комплексные «трековые» тесты оценки «настольной» производительности дисков в пакетах PCMakr04 и C'T H2BenchW снова ввергают Savvio в пучину почти двукратного проигрыша лидерам от Fujitsu, Maxtor и WD.
Тем не менее, все не так уж плохо, поскольку здесь Savvio оказывается всегда быстрее, чем полновесная сестрица Cheetah 10K.7! И это не может не радовать. Причем при использовании Performance Mode скорость Savvio (как и Читы) резко возрастает (на треть!) и они уже опережают диск Hitachi и стремятся подтянуться к лидерам.
Еще больший выигрыш от перехода к Performance Mode наблюдается в тесте H2BenchW. Скорость обоих дисков Seagate (кстати, Savvio и здесь не хуже, чем Cheetah 10K.7) возрастает более чем на 60% (!), хотя и не дотягивает до производительности старенькой Cheetah 10K.6. Впрочем, в Server Mode проигрыш лидерам у современных дисков Seagate почти троекратный в этом уважаемом тесте. И такие результаты уже никак не объяснить меньшей линейной скоростью дисков, тем более что по времени случайного доступа Savvio — один из лучших. А значит, вина за эти неприглядные результаты лежит исключительно на микропрограмме накопителей в части политики кэширования чтения и записи.
По скорости работы дисков с временным файлом программы Adobe Photoshop накопитель Seagate Savvio особой прытью не отличается — он явно уступил всем остальным десятитысячникам, включая Читу 10K.7, и даже Performance Mode не помогает ему догнать соперников.
Тесты в Intel Iometer
Но хватит теребить душу дисков задачами, которые для них не очень характерны. Переходим к задачам, ради которых, собственно эти накопители и существуют. Для имитации работы дисков в различных приложениях enterprise-класса мы используем специальные паттерны в программе Intel IOmeter. Сперва — традиционные распространенные паттерны, предложенные Intеl и сайтом Storagereview.com — имитация работы различных серверов (DataBase, File Server, Web Server) и рабочей станции — Workstation.
Чтобы не перегружать детальные графики, мы на них приводим результаты лишь для дисков Seagate, а также для Maxtor Atlas 10K V как самого быстрого на данный момент серверного десятитысячника. На диаграмме ниже будут показаны усредненные результаты для всех остальных накопителей.
И здесь мы, наконец, наблюдаем первые плоды удачного дизайна Seagate Savvio — если при малых очередях (более характерных для настольных применений) диски Seagate не блещут скоростью, то уже при глубине очереди 16 Savvio догоняет нынешнего лидера от Maxtor, а при QD=64 и явно обгоняет его! И это несмотря на то, что у Maxtor среднее время случайного доступа даже чуть лучше, чем у Savvio! То есть микропрограмма последнего имеет явные достоинства в этом плане — и тут уместно будет вспомнить лучший показатель Savvio при случайной записи в тесте H2BenchW (см. первую часть обзора). При этом обе пошивки Savvio демонстрируют практически одинаковый результат, а вот в Performance Mode малютка резко сдает позиции на очередях 8-64. Более того, Savvio здесь явно быстрее своих полновесны сестриц Cheetah 10K — особенно на большой глубине очереди запросов.
Сходная картина наблюдается и при имитации работы файлового сервера — Savvio удается немного обогнать диск Maxtor на очереди 64 (хотя по линейной скорости и времени поиска преимущество Maxtor неоспоримо) и все время удерживать преимущество над Cheetah 10K. Performance Mode здесь также противопоказана.
В паттерне Web-сервера, где полностью исключены команды на запись (и преимущество Savvio по времени доступа при записи над остальными дисками не влияет на результат), наш герой уже не может обогнать лидера от Maxtor (что лишний раз подтверждает правоту наших выводов). Однако все не так уж плохо — если для первой прошивки (0001) показатели Savvio в этом тесте были весьма скромными и он уступал даже всем дискам Cheetah 10K, то с обновлением прошивки до версии 0002 ситуация в паттерне вэб-сервера кардинально улучшилась и Savvio смог обогнать не только всех Чит, но и вплотную приблизиться к Atlas 10K V. Таким образом, мы нашли, наконец, причину, по которой программисты Savvio изменили политику адаптивного кэширования чтения во второй прошивке — ухудшив кэширование чтения крупных блоков данных они одновременно явно улучшили скорость чтения мелких блоков (и это мы уже отмечали по результатам теста ATTO Disk Benchmark). Особенно сильно это стало заметно на большой глубине очереди запросов чтения, где выигрыш от смены прошивки может доходить до 35%!
В результате усреднения серверных нагрузок получаем, что для подобных задач накопитель Savvio 10K.1 сейчас один из самых быстрых, уверенно обгоняя большинство 3,5-дюймовых SCSI-дисков со скоростью вращения 10000 об./мин. При этом рекомендуется использовать прошивку версии 0002, а Performance Mode оставить в покое. :)
В паттерне «рабочая станция» ситуация для Savvio несколько менее «звездная» — хотя с прошивкой 0002 он и становится немного быстрее на большой глубине очереди, а в режиме Performance Mode диск работает даже еще быстрее (в отличие от серверных паттернов), его отставание от лидеров Maxtor и Fujitsu и даже от героя прошлых лет Seagate Cheetah 10K.6 совершенно явно.
Впрочем, с диском Cheetah 10K.7 наш малютка идет вровень (опережая его лишь в режиме PM). И здесь мы в очередной раз видим подтверждение тому, что политики кэширования в режиме PM для Savvio и Cheetah 10K.7 несколько различны.
Теперь перейдем к более простым и понятным нагрузкам типа случайного чтения и записи больших и мелких файлов, что также очень характерно для профиля работы накопителей данного класса.
Чтение крупных (под 1 Мбайт) файлов по случайным адресам в пределах всего диска лучше всего дается диску Fujitsu (здесь не показан), Savvio 10K.1 в режиме PM и старенькому Cheetah 10K.6. По скорости два последних почти вдвое опережают как Savvio в режиме Server Mode, так и Cheetah 10K.7. Вполне закономерно (см. ранее), что с прошивкой 0002 Savvio явно сдает свои позиции в этом тесте (голубой график для этого случая располагается почти точно под зеленым для Cheetah 10K.7). В общем, несмотря на случайных характер доступа, эта нагрузка лучше подходит для Desktop-оптимизированных дисков.
При случайной записи крупных файлов конкуренцию дискам Fujitsu и WD также составить сложно, однако Savvio выглядит не так уж плохо, в целом опережая Maxtor Atlas 10K V, Seagate Cheetah 10K.7 и слегка уступая лишь старой Чите 10K.6. Со обновленной прошивкой Savvio здесь немного сдает позиции, а в режиме PM работает точно так же, как и в Server Mode (графики фактически совпадают!). Посмотрим, что будет на мелких файлах, где у Savvio есть гораздо больше козырей.
При случайном чтении мелких файлов снова с Fujitsu спорить сложно, хотя Savvio вполне способен оказаться в числе достойных пьедестала, если будет использовать Performance Mode. Если же он работает по дефлоту (то есть в Server Mode), то его производительность здесь невелика и находится на уровне Seagate Cheetah 10K.7.
К сожалению, ситуация для Savvio не намного лучше и при записи мелких файлов — все три исследованных нами варианта его работы здесь показывают совершенно одинаковые результаты, которые явно лучше, чем для Cheetah 10K.7, но в среднем немного хуже, чем для Cheetah 10K.6 и, тем более, чем для лидеров вроде накопителей Fujitsu и Maxtor.
При имитации копирования крупных файлов по случайным адресам в пределах всего диска (случайный характер также более типичен для серверных, нежели для десктопных нагрузок) диск Maxtor снова вне конкуренции, в разы опережая многих соперников. Диск Savvio здесь ведет себя скромно, немного опережая лишь Читу 10K.7 (особенно в режиме Performance Mode).
При имитации копирования мелких файлов разрыв между соперниками заметно сокращается, хотя лидеры остаются прежними. И здесь Savvio работает быстрее, чем Cheetah 10K.7, и имеет шансы спорить с конкурентами, если использует Performance Mode.
По результатам геометрического усреднения шести предыдущих графиков получаем, что на данных операциях (случайные чтение, запись и копирование крупных и мелких файлов) в среднем современные SCSI-десятитысячники от Fujitsu и Maxtor уверенно лидируют, следом идут старички WD Raptor и Seagate Cheetah 10K.6, а вот на пятое место неожиданно вырывается Savvio 10K.1, работающий в режиме Performance Mode! При этом он обгоняет Читу 10K.7 (также в PM), диск Hitachi Ultrastar 10K300 и почти в полтора раза быстрее себя же в режиме Server Mode. Новая прошивка 0002 в данном случае работает несколько медленнее, чем старая 0001. В целом — это очень неплохой результат для накопителя, который существенно медленнее остальных по скорости линейного чтения/записи.
Оставшиеся паттерны довершают картину о производительности Savvio 10K.1.
Наш герой немного быстрее Читы 10K.7 при имитации дефрагментации, уступая всем остальным (режим PM здесь благоприятен и добавляет 23% производительности).
Ну а на потоковых чтении/записи крупными и мелкими блоками он ведет себя так же, как и Cheetah 10K.7 — скромненько, лишний раз подтверждая свое предназначение для сугубо серверных нагрузок в ущерб потребительским. Впрочем, уже одно то, что он фактически не уступает здесь Чите 10K.7, имеющей гораздо большую линейную скорость, уже достойно похвалы.
Акустический шум и энергопотребление
Субъективно двухпластинный накопитель Saeagate Savvio 10K.1 шумит в работе значительно меньше, чем все остальные современные SCSI-диски. Причем, как при активном поиске, так и при простом вращении, хотя звон от вращения пластин у него все же далеко не такой тихий, как у большинства современных настольных трехдюймовых дисков со скоростью вращения 7200 об./мин., и в жилой комнате на ночь его не оставишь. :)
Мощность потребления Savvio существенно меньше, чем у 3,5-дюймовых десятитысячников — как за счет более компактного шпиндельного мотора (легче пластины, меньшее их число), так и за счет более короткого кронштейна с головками, требующего меньшей силы для перемещения. Savvio потребляет весьма мало при старте (детали см. ранее), измеренное нами его типичное потребление в режиме Idle составляет 4,5 ватта (по спецификациям — 5,1 ватта), что намного меньше, даже чем у всех 3,5-дюймовых ATA-дисков! А при активном поиске потребление Savvio возрастает до 9,1 ватта (хотя по спецификациям должно быть 8,1 ватта), что, впрочем, все равно существенно меньше, чем у остальных десятитысячников (ближайший и самый экономичный из SCSI — это однопластинный 74-гигабайтный Cheetah 10K.7 с 12,5 ватта при поиске; к слову, у WD Raptor WD740GD здесь 11,3 ватта). При типичной интенсивной работе системы с диском (обращения занимают 100% времени, хотя на поиск тратится примерно 20% всего времени) Savvio потребляет около 7 ватт, тогда как те же 74-гигабайтные Cheetah 10K.7 и WD740GD — около 9 и 10 ватт соответственно.
В общем, выигрыш по энергопотреблению у Savvio, безусловно, есть (при той же емкости диска и примерно такой же производительности), и это явно благоприятствует их использованию в 1U-серверах и blade-серверах, однако если мы прикинем, сколько будет потреблять типичная корзинка из 8 дисков Savvio, закрепленная в двух пятидюймовых отсеках корпуса сервера (см. фото в начале первой части этой статьи), то окажется, что даже при неспешной работе (почти Idle) корзинка (суммарной емкостью массива RAID 50 около 440 Гбайт) потребует 8х4,7=37,6 ватт, а при активной работе ее потребление возрастет примерно до 60 ватт, и к этому надо быть готовым! Ведь, скажем, примерно аналогичная по емкости и производительности стандартная корзинка из четырех 147-гигабайтных SCSI-дисков (RAID 5 емкостью 440 Гбайт) в трех пятидюймовых отсеках корпуса получается даже экономичнее — 30-50 ватт. А уж о цене и говорить не приходится — первая только по дисками обойдется сейчас в $2400, а вторая легко уложится в $1700-2000.
Выводы
Итак, новаторский продукт Seagate Savvio 10K.1, безусловно, очень интересен и обладает рядом неоспоримых достоинств, среди которых — малые размеры и вес, высокая удельная емкость (впрочем, у 300-гигабайтных 3,5-дюймовых SCSI-моделей она все же чуть выше), сниженное энергопотребление и тепловыделение, более тихая работа, более высокая производительность в расчете на занимаемое место и многое другое. Появление Savvio позволяет кардинально пересмотреть подход к созданию малогабаритных серверов (1U, blade) и устройств хранения данных, предлагая фактически новое качество таких систем, которое без него воплотить было бы нереально. Применение Savvio способно заметно улучшить масштабируемость и более традиционных систем хранения данных среднего размера. Хотя все же основным полем применения Savvio пока что следует признать именно малогабаритные системы, поскольку в более крупных СХД лучшими ценовыми показателями (при прочих равных) обладают системы на современных 3,5-дюймовых накопителях (емкость которых достигла 300 Гбайт), да и в самом высокопроизводительном сегменте спорить с 15000-rpm-дисками даже большим массивам Savvio будет затруднительно.
Радует и то, что по результатам наших тестов диски Seagate Savvio 10K.1 в среднем оказались даже более производительными, чем их «полновесные» собратья Seagate Cheetah 10K.7, хотя конкурировать в быстродействии с лучшими представителями современных enterprise-десятитысячников диски Savvio все же не могут. Весьма оригинальной оказалась и микропрограмма дисков Savvio, обеспечивая им великолепные результаты по скорости при выполнении типичных серверных нагрузок, где Savvii оказались одними из наиболее быстрых на данный момент дисков со скоростью вращения пластин 10000 об./мин.
По совокупности этих качеств серия Seagate Savvio 10K.1 определенно заслуживает нашей награды «За оригинальный дизайн».
Причем, долгой и успешной жизни этих продуктов будет способствовать и то, что они выпускаются не только для традиционного параллельного интерфейса SCSI, но также для глубоко профессионального Fibre Channel и новомодного перспективного Serial Attached SCSI.
Вместе с тем, диски Savvio не безупречны, и среди видимых их недостатков можно отметить и малую по нынешним временам емкость моделей, и достаточно низкую линейную скорость чтения/записи, и не очень быстрый (по сравнению с потенциально возможным) поиск данных, и некоторые странности с микропрограммой, наследующей от Cheetah 10K.7 недостатки неторопливой работы во многих прикладных задачах. К сомнительным достоинствам относится и текущая розничная цена на эти продукты в Москве — от 200 долларов за младшую модель Savvio емкостью 37 Гбайт и от $300 за старшую 74 Гбайт (для сравнения, однопластинная Cheetah 10K.7 на 74 Гбайт стоит в районе $230, а за $300 с хвостиком сейчас можно найти и 147-гигабайтную SCSI-модель). Впрочем, ценовая политика на эксклюзивные enterprise-продукты — это отдельная песня, и мы можем только порадоваться, что Seagate не заломила цены на Savvio еще выше.
Однако, финальную точку в обзоре Savvio 10K.1 мы еще не ставим. Со временем мы надеемся оттестировать и SAS-модели, а в скором времени появится статья с испытанием дисков Seagate Savvio при работе в RAID-массивах, поскольку именно дисковые массивы — их основное предназначение.
