Жесткие диски Samsung SP2014N и SP2004C


Помню, ровно два года назад, в апреле 2003, компания Samsung Electronics устроила в Москве пышное пресс-мероприятие, на котором поделилась с собравшейся общественностью своими наполеоновскими планами — добиться мирового господства в области накопителей и стать в 2005 году самым крупным мировым производителем жестких дисков! Общественность тогда со скепсисом покачала головами — ведь для этого корейцам нужно было бы захватить почти 30% рынка ATA-винчестеров, то есть примерно столько, сколько тогда имели такие гиганты, как Maxtor и Seagate (причем, каждый). И, в общем-то, эти гиганты имели в своем активе очень перспективные разработки и мощные заводы, так что было не совсем понятно, за счет чего Samsung собирается теснить конкурентов.

Впрочем, у некоторых менеджеров Samsung тогда было от чего потерять голову. Войдя к тому времени в «первую пятерку» мировых производителей настольных жестких дисков (а после ухода из этого бизнеса Quantum и Fujitsu и проблем с бизнесом настольных дисков у IBM ничего другого просто не оставалось), корейцы умудрялись не только получать выгоду от крайне малоприбыльного тогда сегмента рынка, но даже (не в пример некоторым более именитым, но отошедшим от дел) стойко держаться на плаву, своевременно разрабатывать и регулярно выпускать новые модели накопителей, причем делать это зачастую даже раньше конкурентов. Например, Samsung одной из первых в 2002 году выпустила модели на пластинах 60 Гбайт (незадолго до этого появилась весьма удачная серия семитысячников компании — SpinPoint P40), а летом 2003 года поразила многих, выпустив очень удачную серию SpinPoint P80 на пластинах емкостью 80 Гбайт, применив в них так называемую «elastic bits per inch» технологию (известную также под именем «адаптивное форматирование» — к слову об IBM :)), когда каждая сторона поверхности магнитных пластин форматируется с индивидуально подбираемой линейной плотностью треков, чтобы наиболее полно раскрыть скоростной потенциал существующей на данный момент технологии магнитной записи, не потеряв при этом в надежности (головка с лучшими характеристиками пишет с большей плотностью, и наоборот, что позволяет удерживать на заявленном уровне объявленные величины BER (Bit error rate) и в какой-то мере — среднюю плотность записи для диска в целом, то есть эластичная BPI способствует улучшению качества и, по мере возможности, увеличению производительности винчестеров). Диски SpinPoint P80 оказались действительно удачным продуктом, поскольку сочетали в себе одну из самых высоких на тот момент производительность в традиционных для ПК приложениях и обладали весьма низким уровнем шума (особенно, при активном поиске). А проблемы с надежностью — компании удалось успешно преодолеть, оставив их в прошлом. В результате, Samsung постепенно перестали считать производителем винчестеров исключительно для низкостоимостного сегмента рынка (хотя даже пятитысячники Samsung порой выгодно отличались от аналогов других производителей), и компанию приняли в неофициальный клуб «грандов винчестеростроения». ;) А увеличив за год долю своих дисков на российском рынке с 5% до 23% эта компания, видимо, решила, что за три года сможет повторить этот успех и во всем мире. :)

Чтобы осуществить свои планы, Samsung переняла опыт конкурентов и фактически скопировала многое из существовавшего на тот момент мощного модельного ряда настольных дисков Maxtor. Вдобавок, корейцы активно принялись за разработку 2,5-дюймовых винчестеров для ноутбуков, и летом 2004 года успешно выпустили серию SpinPoint M40, отличавшуюся весьма неплохими параметрами, среди которых — очень низкое потребление по сравнению с аналогичными пятитысячниками конкурентов.

Впрочем, всего этого было еще недостаточно, чтобы стать лидером среди производителей жестких дисков. Тем более что за два года, прошедшие с момента выпуска SpinPoint P80, компания так и не удосужилась выпустить им замену — настольные диски с пластинами 120 Гбайт (SpinPoint P120), хотя такими обещаниями кормила регулярно (первые планы по выпуску P120 относились к концу 2003 года). А ведь бизнес настольных дисков — это именно то, за счет чего Samsung собиралась захватить мировое господство. В результате, с планами на первое место на рынке жестких дисков в 2005 году, компании, видимо, придется пока повременить — дай бог, чтобы вышедшая, наконец, после «долгих раздумий» серия SpinPoint P120 оказалась на конкурентоспособном уровне. Ведь конкуренты все это время не спали и выпустили много интересных продуктов. 

 

Серия Samsung SpinPoint P120

Официальным временем появления серии SpinPoint P120, видимо, можно считать октябрь 2004 года, когда Samsung объявила (наконец) «об окончании работ по созданию жесткого диска нового поколения, демонстрирующего скорость транзакций на уровне 3 Гбит/с», то есть с новым интерфейсом Setial ATA II. Помимо перехода на новые более емкие пластины (как заявляется — по 125 Гбайт каждая), корейцы существенно переработали и электронику своих настольных винчестеров и, в частности, для SATA-моделей применили новый контроллер Marvell 88i6525 из серии System-on-Chip (SoC, система на кристалле). Этот по-своему уникальный процессор занимает очень мало места на плате (14×14 миллиметров, см. фото ниже), имеет всего 128 ножек и выполняет почти все необходимые функции. Это позволило сократить занимаемую им на плате площадь и, как говорится, — «существенно ускорить разработку готового продукта» (а что же было бы, если бы в серии, обещанной еще осенью 2003 года, этот «ускоряющий разработку» чип не применили? ;)). Диски серии P120 стали поступать в канал в начале 2005 года, хотя до сих пор (на конец апреля 2005 года) найти их в российской продаже не так просто (да и соответствующие сэмплы двух новых дисков емкостью по 200 Гбайт появились в российском представительстве Samsung только в самом конце марта; когда будут старшие модели по 250 Гбайт, пока неизвестно).

Основные паспортные характеристики дисков Samsung новой серии P120 и их предшественников, также активно продающихся до сих пор, представлены в таблице 1 (за несущественностью в этой таблице мы исключили из рассмотрения модели серии P80 с буфером 2 Мбайт).

Таблица 1. Основные характеристики жестких дисков Samsung SpinPoint P120 и P80.

форм-фактор 3,5" со скоростью вращения 7200 об./мин и буфером 8 Мбайт
Серия SpinPoint P120 SpinPoint P120 SpinPoint P80
Модели SP2504C
SP2004C
SP2514N
SP2014
SP1614C
SP1614N
и младше
Емкость магнитных пластин, Гбайт 125 125 80
Емкость моделей, Гбайт 250
200
250
200
160
120
80
60
Число головок/пластин 4/2 4/2 4/2 и менее
Скорость вращения шпинделя, об./мин. 7200
Размер буфера данных, Мбайт 8 8 8
Интерфейс SerialATA II (заявлен) UltraATA/133 UltraATA/133 и Serial ATA/150
Макс. скорость интерфейса 300 Мбайт/с 133 Мбайт/с 133 Мбайт/с и 150 Мбайт/с соотв.
Макс. скорость чтения/записи данных на пластину, Мбит/с 741
Среднее время поиска при чтении, мс 8,9 8,9 8,9
MTBF, часов 600 000 500 000 500 000
Гарантированное количество старт-стоп циклов 50 000 50 000 50 000
Акустически шум вращения, дБА 25 25 27
Акустически шум поиска, дБА 28 28 28
Ударостойкость в работе (2 мс), G 63 63 63
Ударостойкость при хранении (2 мс), G 350 350 350
Температура, С, вкл.(выкл.) +0…60 (-40…+70) +5…55 (-40…+70)
Потребление, ватт, не более, при:
поиске (seek)
в покое (idle)
и сне (standby)


9,5
7,5


9,0
7,0


8,6
7,0
0,5
Вес, грамм, не более 630 630 630

Особо следует подчеркнуть, что применение интерфейса Serial ATA II может быть полезно даже не столько тем, что он имеет вдвое более высокую скорость передачи данных по шине (3 Гбит/с) — все-таки здесь скорость диска лимитируется на гораздо более низком уровне самими пластинами — сколько тем, что такими дисками поддерживается реорганизация очереди команд внутри диска — так называемая Native Command Queuing (NCQ). Как показывают тесты, NCQ способна заметно увеличить быстродействие винчестера в некоторых задачах (не во всех). Разумеется, SATA-дисками поддерживается и горячее подключение/отключение (если это поддерживается также хост-контроллером).

Помимо возросшей емкости и плотности записи новые диски Samsung выгодно отличаются от своих предшественников серии P80 только меньшим уровнем шума вращения (25 дБА против 27) и большим диапазоном рабочих температур. И тем, что SATA-модель оснащена новым интерфейсом SATA II (хотя в ряду P80 недавно тоже появились новые модели с интерфейсом SATA II — они обозначаются как HD1x0JJ/IJ против SP1x1xC). Скорость чтения пластин производитель в спецификациях не указывает (и далее мы поймем почему), объем буфера, среднее время поиска и его шумность, ударостойкость и показатели надежности остались практически на том же уровне, а вот энергопотребление немного возросло — особенно для SATA-модели (все-таки 3 Гбит/с по кабелю передавать не так просто). Хотя при раскрутке шпинделя потребляемый ток от линий +5 В и +12 В уменьшился и составляет не более 650 и 1900 мА соответственно (для P80 эти значения равняются 780 и 2250 мА). Диски новой серии, как и их предшественники, поддерживают спецификации интерфейса ATA-7.

То есть, по большому счету, P120 — это практически те же диски P80, просто использующие более емкие пластины (и еще неизвестно, достоинство ли это в случае Samsung). Впрочем, определенно плюс в том, что Samsung, и ранее не использовавшая в семитысячниках P80 и P40 трехпластинные конфигурации, при помощи таких пластин может делать диски емкостью 200 и 250 Гбайт (причем, 200-гигабайтная модель имеет пластины, отформатированные с плотностью 100 Гбайт на блин, а не 125, как заявлено в спецификациях). Только из этих двух емкостей и состоит новая серия P120, тогда как емкости 160 Гбайт и менее по-прежнему обеспечиваются проверенной временем серией P80. Когда у Samsung появится модель емкостью 300 Гбайт (или даже 400), пока неизвестно. И в этом корейцы сильно отстают от американцев и японцев. К нам на испытания поступили пока лишь 200-гигабайтные модели с обоими интерфейсами. Старшие 250-гигабайтники обещают позднее.

При взгляде на новые диски особых внешних различий со старыми не наблюдается — сверху это те же на вид P80 с ударозащитной черной пластиковой полоской по периметру «банки».





Диски Samsung SP2004C и SP2014N из серии SpinPoint P120 (выпуск — февраль 2005).

Как и у предшественников, с обратной стороны корпуса имеются четыре резиновые ножки, которые смягчают удары о стол при обращении/монтаже (пока это эксклюзивная фича Samsung).


Традиционные резиновые «ножки» на основаниях трехдюймовых дисков Samsung.

Значительно больше отличий наблюдается, если взглянуть на диски с обратной стороны.



Диски Samsung SP2014N (вверху) и SP2004C (внизу) — вид со стороны контроллера (кликните по ним, чтобы посмотреть увеличенные изображения плат контроллеров).

Очевидно, что плата контроллера диска немного уменьшилась в размерах по сравнению с предшественниками серии P80.


Платы контроллеров дисков Samsung SP1614C (слева) и SP1614N (справа).

И само содержимое плат контроллеров претерпело явные изменения, то есть при переходе от 80-гигабайтных к 125-гигабайтным пластинам произошла также смена сигнального процессора: в моделях с параллельным интерфейсом чип Marvell 88i6522 сменил более новый Marvell 88i6523, а о инновационном контроллере Marvell 88i6525 для интерфейса Serial ATA II мы уже упоминали выше. Вот, как он позволяет экономить место на плате (слева на фото — дорожки к «банке») по сравнению с предыдущим двухчиповым решением с применением PATA-контроллера 88i6522 и популярным SATA-мостом Marvell 88i8030:



Платы контроллеров Serial ATA для дисков Samsung SP2004С (вверху) и SP1614С (снизу).

Жаль только, что инженеры Samsung этой возможностью существенно уменьшить размеры самой печатной платы не воспользовались (в отличие, например, от недавних дисков Western Digital) — на ней просто много пустого места.


Плата контроллера диска Samsung SP2004C с обратной стороны.

Сообщается, что нововведения в контроллере Marvell 88i6525 коснулись и организации питания — ток потребления чипа заметно сократился, хотя данные стало возможно передавать с вдвое большей скоростью (то есть мощность буферов PHY заметно возросла по сравнению с контроллерами Serial ATA 1.0). Кстати, этот SoC-процессор обеспечивает и гораздо большую скорость чтения данных с головок — до 1,25 Гбит/с на канал, что стало ещё одним рекордом в технологии винчестеров для настольных ПК.

В заключение этой части отметим, что рассматриваемые диски Samsung используют Fluid Dynamic Bearing Spindle Motor Technology для уменьшения шума вращения и повышения надежности, а также технологию Automatic Acoustic Management для снижения шума поиска за счет незначительного (несущественного для многих применений) увеличения времени поиска (см. ниже). У этих фирменных самсунговских технологий есть свои названия — NoiseGuard и SilentSeek. 

 

Участники испытаний

В настоящем сравнении принимают участие две новые модели Samsung SpinPoint P120 — объемом по 200 Гбайт с интерфейсами UltraATA и SerialATA (SP2014N и SP2004C соответственно). Для сравнения мы привлекли две старшие модели Samsung серии P80 — SP1614N и SP1614C с интерфейсами UltraATA/133 и SerialATA 1.0 соответственно. А также две модели дисков WD Caviar SE с аналогичными интерфейсами (WD2500JB и WD2500JD), старшую SATA-модель Hitachi серии Deskstar 7K250 и пару характерных UltraATA-моделей Maxtor серий MaXLine, которые с тем же успехом представляют и диски серий DiamondMax 10 и DiamondMax Plus 9 аналогичной емкости.

Модель Объем, Гбайт Емкость пластин, Гбайт Буфер, Мбайт Интерфейс
Samsung SpinPoint P120 SP2004C 200 100 8 Serial ATA II
Samsung SpinPoint P120 SP2014N 200 100 8 UltraATA/133
Samsung SpinPoint P80 SP1614C 160 80 8 Serial ATA 1.0
Samsung SpinPoint P80 SP1614N 160 80 8 UltraATA/133
Hitachi Deskstar 7K250 HDS722525VLSA80 250 83 8 Serial ATA 1.0
WD Caviar SE WD2500JD 250 83 8 Serial ATA 1.0
WD Caviar SE WD2500JB 250 83 8 UltraATA/100
Maxtor MaXLine III 7B300R0 300 100 16 UltraATA/133
Maxtor MaXLine Plus II 7Y250P0 250 83 8 UltraATA/133

Чтобы избежать путаницы, результаты для дисков с интерфейсом SerialATA сгруппированы в верхней половине диаграмм ниже, а для UltraATA-дисков — в нижней.

 

Методика тестирования скоростных показателей

Для тестов жестких дисков применялся стенд в составе:

  1. Процессор Intel Pentium 4 3.0C
  2. Материнская плата ABIT IC7-G на чипсете i875P
  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 Arbyte YY-W201BK-A

Диски жестко закреплялись на металлическом шасси корпуса системного блока и подключались к контроллерам интерфейса UltraATA/100 и SerialATA 1.0 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.

Для предварительной оценки применения интерфейса Serial ATA II в новом диске Samsung и влияния NCQ на производительность этого диска мы привлекли также контроллер Silicon Image SiI3124-2 (на фото).


Контроллер Silicon Image SiI3124-2 (референс-плата) с поддержкой интерфейса Serial ATA II и Native Command Queuing, использованный в наших испытаниях.

Этот контроллер штатно поддерживает интерфейс Serial ATA II (он стал одним из первых на рынке для этого интерфейса), а при работе с дисками SATA 1.0 использует NCQ, если таковая поддерживается самим накопителем. Контроллер работает как с высокоскоростной профессиональной шиной PCI-X (именно с ней возможно раскрытие скоростного потенциала интерфейса SATA II), так и с традиционной (для ПК) шиной PCI 32 бит 33 МГц. В последнем случае его «скорострельность» лимитируется именно шиной PCI на уровне около 100 Мбайт/с полезных данных. Мы исследовали оба варианта (для использования PCI-X плата ABIT IC7-G в нашей тестовой системе просто заменялась на плату Gigabyte GA-8KNXP Ultra-64 на том же чипсете i875P, но с «профессиональным» южным мостом 6300ESB). Однако далее в этой статье мы за редким исключением будем демонстрировать результаты для SiI3124 лишь на плате ABIT IC7-G, поскольку результаты, полученные на разных платах, не имели принципиальных различий. Да и сами диски Samsung P120 явно предназначены не для тех систем, которые используют шину PCI-X :), поэтому использование для их испытаний стандартной десктопной конфигурации вполне оправдано.

Испытуемый диск жестко закреплялся в металлическом шасси корпуса системного блока (без использования резиновых прокладок). Никакого дополнительного отвода тепла от дисков (специальные кулеры и вентиляторы) не осуществлялось. Перед тестированием диски прогревались в течение 20 минут запуском программы с активным случайным доступом. Все без исключения испытанные в данном обзоре диски без проблем проработали, по крайней мере, в течение шести дней активных тестирований без ухудшения характеристик и не перегреваясь.

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 с середины диска по объему. 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) использовались тесты AIDA32, H2benchw и WinBench 99. Для оценки общей производительности мы используем многочисленные паттерны в Intel Iometer, неплохой тест C'T H2Benchw, работу 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 и контроллеров именно под него).

 

Результаты тестов физических параметров

Сначала — графики скорости линейного чтения для дисков Samsung.

Samsung SP2004C
Samsung SP2014N
Samsung SP1614C

Вид графиков новых дисков существенно изменился по сравнению со старыми — исчезли те самые периодические скачки, которые характеризовали технологию Elastic Bits per Inch. Судя по графикам, «обрезания» хвостов 125-гигабайтных пластин в случае 200-гигабайтных дисков не происходит, то есть пластины для этих дисков исходно форматируются на плотность 100 Гбайт на диск от начала до конца полезной поверхности пластины. А учитывая, что средняя скорость чтения у новых пластин примерно такая же, как у старых, я склонен думать, что в Samsung для этих дисков просто слегка модифицировали прежние 80-гигабайтные пластины, сжав ширину дорожек и совсем не повысив при этом плотность записи вдоль дорожек.

В результате, такой переход Samsung на якобы 100-гигабайтные пластины не увеличил скорость чтения/записи пластин по сравнению с предшественниками (см. диаграмму), тогда как конкуренты за эти два года заметно повысили линейную скорость своих дисков. Поэтому SP20x4 фактически плетутся в хвосте прогресса, существенно отставая от конкурентов.

По скорости работы интерфейсов UltraATA/100 и Serial ATA новые диски Samsung также отстают от конкурентов и даже от своих предшественников!

Спасти SATA-модель SP2004C, проигрывающую на контроллере ICH5 более 20 Мбайт/с современным лидерам (здесь не показаны :)), может лишь применение интерфейса Serial ATA II (причем, в «нечипсетном» варианте только на «профессиональной» шине PCI-X или PCI64). И даже в таком «дорогом» исполнении скорость в 135-147 Мбайт/с явно не соответствует заявленным в спецификациях 300 Мбайт/с. Если учесть, что даже у SATA 1.0 в принципе «доступны» 150 Мбайт/с (хотя пока что в реальности я не встречал диска, который по интерфейсу SerialATA 1.0 работал бы быстрее, чем 128 Мбайт/с для потоковой передачи полезных данных), то может создаться впечатление, что у SP2004C интерфейс SATA II не работает… Однако думаю, что это не так — пределом потоковой передачи полезных данных по SATA/150 можно считать где-то 130 Мбайт/с — и в лице связки SP2004C + SiI3124-2 + PCI-X мы являемся свидетелями одного из первых примеров массовых продуктов с работающим интерфейсом Serial ATA II 3 Гбит/с (см. также этот скриншот).

Впрочем, у конкурентов диски с SATA II тоже ожидаются со дня на день, да и «бытовые» чипсеты для материнских плат с поддержкой SATA II уже начинают проникать на рынок (Intel ICH7, VIA VT8251, Nvidia nForce4 старших модификаций).

По реальному среднему времени доступа диски Samsung остались на прежнем уровне — как диски серии P80. И в этом они не так плохи на фоне соперников.

В режиме тихого медленного поиска (128dec в регистре AAM) диски серии P120 увеличивают среднее время доступа примерно на 2 мс по сравнению с дефолтным вариантом. Поиск при этом становится почти бесшумным, но все же не настолько тихим, как у современных винчестеров WD Caviar SE, Maxtor и Hitachi в режиме тихого поиска, где среднее время доступа повышается до 18-21 мс.

Об эффективности работы алгоритмов отложенной записи firmware диска и кэширования записываемых данных в буфере диска можно попытаться судить по тому, как падает среднее, измеренное операционной системой, время доступа при записи относительно чтения при включенном write-back кэшировании накопителя. Для этого мы используем результаты теста C'T H2benchW.

Оказывается, что для новых моделей Samsung эффективность кэширования немного улучшилась по сравнению с предшественниками (если верить такому методу оценки) и является сейчас одной из наиболее высоких, уступая лишь дискам Maxtor с 16-мегабайтным буфером и Hitachi. Эффективность остается высокой даже при тихом поиске, хотя, в отличие от дисков некоторых конкурентов, здесь при замедлении поиска среднее эффективное время доступа при записи все же несколько возрастает.

Другим показательным тестом «внутреннего устройства» и эффективности firmware 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).

Сперва сравним результаты этого теста для двух поколений UltraATA-дисков Samsung — моделей SP2014N и SP1614N (обе с буфером 8 Мбайт).

Тестовый файл 128 Кбайт:
Samsung SP2014N
Samsung SP1614N
Тестовый файл 1 Мбайт:
Samsung SP2014N
Samsung SP1614N
Тестовый файл 4 Мбайт:
Samsung SP2014N
Samsung SP1614N
Тестовый файл 32 Мбайт:
Samsung SP2014N
Samsung SP1614N

Результаты теста ATTO Disk Benchmark для UATA-дисков Samsung.

Здесь налицо явное улучшение алгоритмов кэширования у дисков последнего поколения — улучшилась скорость записи блоками самого малого размера (правда, не совсем понятно, зачем это нужно в реальных системах, если под Windows кластеры файловых систем, как правило, имеют размер несколько килобайт), а также явно улучшилось упреждающее чтение крупных объемов данных (это видно по тестовым файлам от 1 Мбайт до 4 Мбайт)! Но с другой стороны, немного упала скорость чтения небольшими блоками на файлах еще большего размера (8-32 Мбайт).

Теперь перейдем к SerailATA-моделям Samsung SP1614C и SP2004C, причем для последней из них тесты проведены как на контролере моста Intel ICH5 (без поддержки NCQ), так и на отдельном PCI-контроллере Silicon Image SiI3124 с поддержкой NCQ.

Тестовый файл 128 Кбайт:

Samsung SP2004C
SP2004C on SiI3124
Samsung SP1614C
Тестовый файл 1 Мбайт:

Samsung SP2004C
SP2004C on SiI3124
Samsung SP1614C
Тестовый файл 4 Мбайт:

Samsung SP2004C
SP2004C on SiI3124
Samsung SP1614C
Тестовый файл 32 Мбайт:

Samsung SP2004C
SP2004C on SiI3124
Samsung SP1614C

Результаты теста ATTO Disk Benchmark для SATA-дисков Samsung.

Разницы между режимами быстрого и медленного поиска практически нет, между дисками серий P120 и P80 отличия те же, что мы отметили выше для UATA-моделей, да и для диска SP2004C на разных контроллерах помимо ограничений, связанных с меньшей эффективной скоростью интерфейса, других заметных отличий не видно. По результатам этого теста (а он проводился в режиме QD=9) нельзя определить, работает ли NCQ в случае с SiI3124 или нет (хотя по всем признакам — работать должна, поскольку поддерживается с обеих сторон).  

 

Быстродействие в приложениях

Теперь посмотрим, как отмеченные выше особенности устройства дисков проявляются при работе в приложениях. И 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 — как близко, так и далеко отстоящими друг от друга на диске (в данном случае используется FAT32).

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. Безусловно, с традиционными лидерами отложенной записи — настольными дисками Maxtor (да еще с буфером 16 Мбайт у одного из них) соперничать очень сложно. Но диски Samsung, позаимствовав многое у дисков Maxtor, переняли у них и мощную отложенную запись. И это легко видно по данной диаграмме — SP2004C + SiI3124 оказывается быстрее всех, кроме Maxtor, да и в остальных случаях диски серии P120 работают быстрее соперников и своих предшественников, подтверждая результаты теста времени доступа при записи (см. выше).

При многопотоковом чтении победы Samsung P120 продолжаются: уступая лишь MaxLine III с буфером 16 Мбайт, они явно опережают соперников и предшественников (отметим, что линейная скорость чтения у них не улучшилась, поэтому прогресс обязан улучшению firmware). Впрочем, и на старуху бывает проруха — с контроллером SiI3124 наблюдается неожиданный провал, хотя при задействовании NCQ должно было бы наблюдаться (и наблюдается с другими NCQ-дисками и этим же контроллером) явное улучшение в этом тесте. Неужто это свидетельство работы NCQ с SP2004C — эдакое антисвидетельство? А может в данном случае мы видим некую несовместимость?

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 результаты усредняем.

Прежде всего, отметим феноменально высокие результаты в этом тесте при использовании контроллера SiI3124. Это может быть результатом как работы NCQ, так и оптимизации драйверов самого контроллера SiI3124 на кэширование под Windows (безотносительно NCQ). В данном случае, видимо, имеет место именно последнее.

На контроллере ICH5 диски Samsung не показывают выдающихся результатов: впереди уверенно идут WD Caviar SE и последний Maxtor. Впрочем, своих непосредственных предшественников диски SpinPoint P120 тут немного обгоняют.

Теперь — более свежие комплексные тесты оценки производительности дисков 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, после чего 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. Снова впереди Хитачи, Максторы и Вестерны.

Похожий «трековый» тест C'T H2benchW более чувствителен к различиям между моделями, но картина тут та же — Hitachi, Maxtor и WD впереди, а диски Samsung существенно отстают от современных соперников! И даже SiI3124 с NCQ не помогает! Есть над чем задуматься.

По скорости работы дисков с временным файлом программы Adobe Photoshop новички от Samsung также не в фаворе, немного обгоняя лишь своих непосредственных предшественников. От использования NCQ в данном случае мы снова не видим пользы.

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 — DataBase, File Server, Web Server и Workstation. Поскольку диски Samsung вряд ли кто-то всерьез захочет использовать в серьезных серверах, мы приведем лишь усредненные данные по трем серверным паттернам и четырем очередям запросов (1, 4, 16 и 64). Усреднение проводилось геометрически без весовых коэффициентов. Проигрыш — всем, кроме Maxtor. Впрочем, проигрывают они WD и Hitachi не так уж много — лишь 5-10%, тогда как максторы отстают от основной группы более заметно.

Примерно та же картина — и в паттерне «рабочая станция» (который на самом деле не очень заметно, по сути, отличается от показанных выше серверных паттернов). Диски P120 и P80 тут примерно равны между собой с малосущественными вариациями.

Теперь — паттерны для IOmeter, более близкие по назначению пользователям обычных настольных ПК и тем применениям, для которых, собственно, и предназначает эти диски сам производитель.

При имитации случайных чтения и записи крупных файлов (типа mp3, видео, больших фотографий и пр.) для наших героев картина повторяется с той разницей, что тут они уступают не только дискам Hitachi и WD, но и обоим Максторам — новому и старому! Причем, проигрывают Самсунги на этот раз гораздо больше, чем в серверных паттернах — 20-30%.

При имитации случайных чтения и записи мелких файлов — так же картина, что и на крупных файлах, только в процентах отставание меньше. Да и по сравнению с P80 небольшая (5%) прибавка есть. Значит, определенные улучшения алгоритмов микропрограммы у новичков присутствуют.

А вот при имитации копирования файлов мы видим фантастический прорыв: диски SpinPoint P120 оказываются наголову выше ВСЕХ конкурентов, даже традиционных лидеров. Уж «заточили» firmware, так заточили — крупные файлы копируются новичками от Samsung в несколько раз быстрее, чем предшественниками (а они тоже были в этом сильны) и даже вдвое быстрее, чем великолепный MaXLine III с 16-мегабайтным буфером. Браво! Да и применение NCQ-контроллера SiI3124 тут дает определенную пользу — 20% прибавки скорости копирования крупных файлов на одиночной очереди запросов он обеспечивает, хотя для мелких файлов на большой очереди запросов он дает осечку (а следовало бы как раз наоборот, если бы NCQ в данном случае нормально работала). Думаю, снова дело не в NCQ, а в кэширующих драйверах Silicon Image.

По результатам геометрического усреднения трех предыдущих диаграмм новые диски Samsung смотрятся неплохо, хотя этим они обязаны исключительно копированию файлов.

При имитации дефрагментации снова с отрывом лидируют новые диски Samsung (и контроллер SiI3124 тут идет на пользу).

И успех наших героев повторяется в паттерне потокового одновременного чтения-записи крупными или мелкими блоками (что характеризует, например, работу ПК при редактировании цифрового видео или в режиме цифрового магнитофона с таймшифтингом — одного из модных нынче устройств потребительской электроники): хотя непререкаемый авторитет тут MaXLine III вне конкуренции, диски SpinPoint P120 в целом прибавили по сравнению со SpinPoint P80 (опять только за счет firmware) — несколько (15-17%) потеряв по сравнению со SpinPoint P80 на крупных блоках 64К, они колоссально (в 7 раз!) улучшили результаты на менее употребимых в этих задачах мелких блоках 4 кбайт. С другой стороны, если ограничиться только 64-килобайтными блоками, наиболее характерными для таких задач, то новички Samsung P120 окажутся на последнем месте. В общем, firmware-писателям дисков Samsung тут есть, на чем «почесать корейскую репу».

 

Акустический шум и энергопотребление

По спецификациям шум вращения у дисков P120 явно улучшился по сравнению с P80. Это не пустые слова — диски реально стали вращаться менее шумно, особенно по части низкочастотного гула. Да и звон стал поменьше. Вместе с тем, стрекот поиска остался примерно на том же уровне (все же чуть тише), что и у предшественников, хотя дополнительно его утишить можно за счет режима тихого поиска, почти не потеряв при этом в производительности (см. тесты выше).

Что касается энергопотребления и тепловыделения, то паспортные значения мощности дисков вы можете посмотреть в таблице характеристик в начале статьи, и они действительно весьма впечатляют на фоне основных конкурентов, хотя по сравнению с предшественником немного возросли (уменьшился лишь максимальный стартовый ток). В работе при грамотном пассивном охлаждении новые диски Samsung не разогревались выше 43 градусов.

Выводы

Спустя два года после появления очень удачных SpinPoint P80 компания Samsung Electronics, наконец, подновила линейку своих настольных винчестеров серией P120, которая по спецификациям использует пластины емкостью 125 Гбайт. Двухлетний срок обновления линейки по нынешним временам — очень долго. Кроме того, обновление-то оказалось каким-то странным. Во-первых, оно почти не коснулось моделей с емкостью 160 Гбайт и менее, да и 300-гигабайтных дисков, которые уже есть у всех конкурентов, у Samsung пока не предвидится. Во-вторых, пока мы еще не видели пластины по 125 Гбайт, а фигурируют лишь 100-гигабайтные. В-третьих, это даже не 100-гигабайтные, а слегка «сжатые по радиусу» 80-гигабайтные, поскольку средняя линейная скорость чтения/записи у новых дисков не улучшилась по сравнению с предшественниками. В четвертых, фактически единственным реально заметным улучшением у новых дисков (если не считать чуть меньший шум) стала модернизация алгоритмов firmware дисков, что привело к тому, что в некоторых приложениях новички стали работать явно быстрее старичков, но в ряде других — наоборот, медленнее. В-пятых, общую (среднюю) производительность новых дисков Samsung нельзя признать выдающейся на фоне конкурентов, которые за это время заметно шагнули вперед, хотя в отдельных, избранных задачах (например, при копировании файлов) их результаты действительно впечатляют. И нам остается только дождаться действительно 125-гигабайтных пластин, чтобы окончательно утвердиться в этом или, наоборот, увидеть заметное улучшение. В-шестых, диски P120 одними из первых стали использовать интерфейс Serial ATA II со скоростью передачи до 300 Мбайт/с. Однако и тут оказалось, что реальная потоковая скорость передачи полезных данных в данном случае не превышает 150 Мбайт/с, а Native Command Queuing почему-то не работает (или работает крайне неэффективно — явно хуже, чем у других дискостроителей)… Надо продолжать этот список?

Один из начинающих обозревателей жестких дисков употребил по отношению к Samsung P120 аллегорию — «робкий шепот 200 гигабайт», видимо, желая этим подчеркнуть тишину его работы. Однако он попал в точку — более «робкого шепота» от нового продукта, который вынашивался 2 года и «голоса», которого вообще практически не слышно на фоне более проворных (в плане производительности) соперников, я еще не встречал. Неужели Samsung возвратит себе репутацию производителя дисков для ПК самого начального уровня, не претендующих на большие объемы данных и высокую производительность систем их хранения, но претендующих на лучшую цену? Тем более что текущая розничная цена чуть менее 100 долларов за 200-гигабайтную UATA-модель SP2014N этому сценарию очень способствует.  



Благодарим компьютерный супермаркет «Никс» за предоставленные для тестирования накопители Western Digital





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.