на главную страницуна главную страницуна главную страницу

Новости | 3D-Видео, тюнеры и LCD | iT-Среда | MacLife | Мобильные устройства | Ноутбуки | Носители информации | Платформа ПК | Приложения и утилиты | Принтеры и периферия | ProAudio | Проекторы и ТВ | Сети и серверы | Цифровой звук | Цифровое видео | Цифровое фото | Карта сайта | Поиск


WD4000YR против WD4000KD и WD2500KS

и влияние NCQ на их производительность



Установите себе проигрыватель Flash для отображения графического оформления статьи
 

Продолжаем знакомиться с жесткими дисками WD емкостью 400 Гбайт — моделями WD4000KD и WD4000YR серий Caviar RE2 и Caviar SE16. В первой части мы выяснили, что NCQ в этих накопителях работает, но при записи возникает ряд спорных моментов, что может негативно повлиять на производительность этих дисков в приложениях. Так это или нет, мы попробуем выяснить далее.

 

Быстродействие в приложениях

Сначала посмотрим, насколько диски оптимизированы для многопотоковой работы. Здесь преимущества и недостатки работы NCQ в дисках должны наглядно проявиться. 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). На первой диаграмме показаны только усредненные по нескольким паттернам результаты для чтения и записи.

При многопотоковой записи без использования NCQ результаты для WD4000KD оказываются хуже почти на 20%, чем с поддержкой NCQ, то есть и для WD4000KD, и для WD4000YR результаты теста многопоточной записи с NCQ явно положительны (и практически идентичны друг другу), в отличие от поведения в тесте ATTO Disk Benchmark. Более того, если мы посмотрим на детальную диаграмму теста многопоточной записи (ниже), то выяснится, что скорость записи практически не страдает, как бы мы ни увеличивали число потоков (то есть записываемых одновременно файлов) и как мы их не разносили по разным разделам винчестера!

Очень агрессивное кэширование записи в 16-мегабайтном буфере дисков WD4000xx здесь подтверждается и тем фактом, что для двух из шести паттернов (один поток и 4 разнесенных между разделами потока) скорость выполнения операции записи 100-мегабайтных файлов оказывается даже выше, чем скорость физического носителя. То есть, как только последний фрагмент записываемого файла со скоростью интерфейса был загружен в большой дисковый кэш, винчестер сообщил операционной системе об окончании записи, хотя физически данные будут еще некоторое время записываться на пластины. Вместе с тем, операционная система уже получила сигнал об окончании производимой ею операции записи, и ее ресурсы могут быть освобождены от этой задачи. То есть тест сообщает нам именно ту скорость выполнения данных операций, какую видит пользователь, работая в операционной системе с подобными реальным объектами на файловой системе (а не некий гипотетический предел, который можно было бы сымитировать, скажем, на неразмеченном диске при помощи IOmeter с синтетическим, как ни крути, характером обращений). Попутно замечу, что подобная агрессивность кэширования записи дисками проявляется в этом тесте далеко не для всех исследуемых объектов и как раз является доказательством сильной write-back-оптимизации firmware накопителя. Например, аналогичную дискам WD4000 картину (когда скорость сразу двух паттернов явно выше линейной скорости диска) мы можем видеть только для винчестера Samsung SP2504C, который тоже славится своей агрессией к кэшированию записи, тогда как для остальных из рассмотренных здесь дисков лишь у Maxtor 7B300R0 для одного единственного потока скорость записи заметно превышает скорость носителя (а ведь этот диск тоже славится своей оптимизацией под отложенную запись). То есть данный тест дает нам, помимо собственно скорости многопотоковой работы с реальными файлами под Windows, фактически еще один критерий для оценки эффективности write-back-кэширования буфером винчестера.

Нет нужды говорить, что WD4000YR и WD4000KD в этом тесте при записи именно с использованием NCQ демонстрируют одну из лучших в классе производительность, немного уступая только великолепному диску Samsung SP2504C и опережая в среднем даже знаменитый Maxtor MaXLine III и 400-гигабайтный диск Seagate NL35, также получающий заметное преимущество от применения NCQ в данном тесте записи.

Впрочем, если сравнивать с Seagate NL35, то у WD4000YR/KD есть еще одно важное преимущество — при многопотоковом чтении эти диски WD также получают большой прирост производительности, если используется NCQ, в отличие от Seagate NL35, который этим похвастать не может. Средний прирост производительности «от NCQ» в этом тесте для WD4000KD достигает целых 52%, что, согласитесь, не понюшка табаку. Благодаря этому наши герои при многопотоковом чтении также оказываются в лидирующей группе, уступая только Maxtor MaXLine III с 16-мегабайтным буфером и своему собрату по серии WD2500KS с одночиповым контроллером (кстати, оба без NCQ).

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. Подчеркнем, что драйвер контроллера SiI3124 в данном случае имеет оптимизацию на файловой системе, кэшируя обращения операционной системы и укрупняя блоки обращений, поэтому сверхвысокие показатели на этом контроллере в тесте Business не стоит принимать близко к сердцу. :)

В целом наличие NCQ играет с обоими 400-гигабайтниками WD здесь злую шутку, существенно снижая производительность как в Business, так и в High-End-тесте по сравнению со случаем, когда NCQ отключена (для WD4000KD) или диском не поддерживается (WD2500KS). Впрочем, даже без NCQ диски WD в Business-тесте не могут похвастать скоростью перед основными конкурентами, хотя в профессиональном Hogh-End-тесте WD4000KD (без NCQ) делит второе-третье место с диском Samsung SP2504C, а WD2500KS опережает всех.

Теперь — комплексные тесты оценки производительности дисков в пакетах PCMark04 и C'T H2BenchW. Оба они используют «проигрывание» предварительно записанных скриптов активности накопителей в соответствующих приложениях и измеряют скорость прохождения каждого из скриптов, после чего результаты усредняются.

В дисковом тесте популярного Futuremark PCMark04, как и указывала WD в своих «агитках», накопитель WD4000KD с отключенной поддержкой NCQ оказался быстрее всех остальных дисков сходного профиля. При наличии NCQ производительность WD4000KD падает на 2%, а для WD4000YR она еще ниже — примерно на уровне WD2500KS, что тоже весьма неплохо.

Та же тенденция, только более подчеркнуто, видится нам и в сходном трековом тесте C'T H2benchW, где без NCQ диск WD4000KD недосягаем для конкурентов, а с NCQ теряет примерно 8% быстродействия, хотя при этом не перестает опережать всех остальных. Тесты данного профиля — это вполне заслуженный «конек» старших моделей WD, и с данного пьедестала сместить их будет очень непросто.

Продолжает негативное впечатление от использования NCQ для WD4000 тест на скорость работы с временным файлом программы Adobe Photoshop: здесь снова WD4000KD без NCQ работает на пару процентов быстрее, чем с NCQ, а WD4000YR оказывается еще неторопливее, хотя, например, WD2500KS с более прогрессивным контроллером демонстрирует в этом тесте чудеса скорости, уступая только дискам Maxtor и Hitachi и опережая Samsung SP2504C.

В заключение этой главы заметим, что пока нигде, кроме тестов многопоточной работы, выигрыша от использования NCQ в этих дисках WD не наблюдается — скорее наоборот, есть некоторое замедление работы, если NCQ с WD4000KD используется! То есть для типичных задач настольного персонального компьютера NCQ в данных дисках WD, видимо, лучше все же не использовать, если это не касается специфической многопоточной работы (например, с мультимедиа-контентом). 

 

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, характеризующие в большей степени профессиональную работу накопителей в серверах и серьезных рабочих станциях.

 

 

 

 

Во всех четырех рассмотренных выше паттернах явные лидеры — это WD4000YR и WD4000KD с поддержкой NCQ: между собой они практически равны (KD на йоту лучше при высоких очередях) и существенно быстрее, чем когда NCQ отключена. Кстати, с дезактивированной NCQ диск WD4000KD демонстрирует почти такую же производительность, как и его собрат по серии WD2500KS, в котором NCQ просто не используется. Для сравнения здесь показаны также результаты для 400-гигабайтного накопителя Seagate NL35, который и с NCQ, и без NCQ работает явно медленнее соответствующих дисков WD. Хотя и по скорости линейного доступа, и по среднему времени поиска (с NCQ) этот диск Seagate заметно лучше, чем рассматриваемые винчестеры WD.

Приведем и усредненные данные по этим паттернам и четырем очередям запросов (1, 4, 16 и 64). Усреднение проводилось геометрически без весовых коэффициентов.

Таким образом, 400-гигабайтные винчестеры WD, как и в агитке самой WD, в данных задачах демонстрируют самую высокую среди непосредственных конкурентов производительность, причем WD4000KD с поддержкой NCQ оказывается даже немного шустрее, чем профессиональный WD4000YR. Если же NCQ в данных дисках отключить, то среднее быстродействие упадет почти на 30%!!! Есть, над чем задуматься. Видимо, с NCQ в данных дисках WD все не так плохо, как могло показаться из десктопных тестов.

Это подтверждают и тесты в паттерне Рабочая станция.

Теперь — наши паттерны для IOmeter, более близкие по назначению пользователям настольных ПК и near-line-применений, хотя случайный характер обращений в пределах всего физического носителя в данных паттернах адекватен и профессиональному профилю использования накопителей.

 

 

При имитации случайных чтения и записи крупных файлов явный лидер — это WD4000KD, но уже с отключенной NCQ! Тогда как при наличии NCQ гиганты от WD теряют в скорости очень неприлично. А при записи с использованием NCQ мы находим подтверждение проблемам, обнаруженным нами ранее в тесте ATTO Disk Benchmark для этих накопителей. Впрочем, все равно, эти диски WD оказываются быстрее, чем диск Seagate NL35 аналогичной емкости. :)

 

 

Чтение мелких файлов чуть лучше дается 400-гигабайтнику Seagate NL35, хотя оба гиганта от WD идут с ним практически вровень, если используют NCQ. Если не используют, то их производительность при этом существенно снижается. Случайная запись мелких файлов снова возвращает нас к результатам теста ATTO: без использования NCQ диски WD Caviar SE16 (то есть WD4000KD и WD2500KS) ведут себя отлично, но как только появляется NCQ и возникает очередь команд на запись (в данном случае — относительно мелкими блоками), производительность WD4000KD и WD4000YR стремительно падает. Кстати, уже не в первый раз мы наблюдаем, что поведение этих двух якобы близнецов при записи с NCQ заметно различается. И на примере WD4000KD с NCQ мы здесь можем наглядно наблюдать, что чем выше очередь запросов, тем больше конфликтует NCQ «от WD» с традиционными write-back-алгоритмами firmware этого диска, а скорость записи на диск падает.

 

 

При имитации копирования крупных файлов по случайным адресам в пределах всего диска можно наблюдать некоторое отставание дисков WD от накопителя Seagate NL35, а поддержка NCQ в целом (как и при чтении или записи крупных файлов) оказывает скорее негативное действие на производительность дисков WD (да и Seagate кстати). Заметим, что без NCQ графики практически горизонтальны, то есть явной зависимости от глубины очереди не прослеживается. Зато при имитации случайного копирования мелких файлов именно у дисков WD мы видим благотворное (если не сказать — животворящее :)) действие поддержки NCQ: скорость копирования резко возрастает с ростом глубины очереди. И это неспроста. ;)

Усредненные по очередям запросов показатели для всех дисков в этих шести предыдущих тестах представлены на трех следующих диаграммах. Здесь, в частности, видно, что ни на записи, ни на чтении крупных файлов, ни на записи мелких файлов поддержка NCQ в данных дисках WD не дает положительного эффекта, а если быть точнее — дает отрицательный эффект. Правда, с другой стороны, положительный эффект от NCQ в дисках WD прослеживается при случайном чтении и копировании мелких файлов.

 

 

 

У Seagate NL35, кстати, картина с пользой и вредом от использования NCQ в чем-то похожа, а в чем-то и отлична от ситуации WD.

По результатам геометрического усреднения шести предыдущих паттернов (чтение, запись и копирование файлов по случайным адресам) при глубине очереди от 1 до 64 быстрее всех оказывается диск Samsung SP2504C (за счет великолепных результатов при копировании крупных файлов), а накопители WD дружно идут следом за лидером, причем WD4000KD чуть лучше смотрится без NCQ, а WD4000YR явно уступил и WD4000KD, и WD2500KS, и даже годовалому старичку WD3200JD. Зато диски остальных конкурентов остались позади! :)

Наконец, в паттерне потокового одновременного чтения-записи крупными или мелкими блоками (что может характеризовать, например, работу систем сбора, хранения и выдачи мультимедиа-данных в near-line-СХД и серверах, а также работу ПК или рабочей станции при редактировании видео-аудио) ситуация для WD4000 с NCQ неоднозначная. С одной стороны, на крупных блоках мы наблюдаем некоторое улучшение скорости для дисков с NCQ при росте глубины очереди, но с другой — одновременно явное замедление работы мелкими блоками. Для мультимедиа, видимо, стоит ориентироваться именно на крупные блоки, где эффект от NCQ для WD положительный, что, кстати, перекликается и с положительным эффектом от NCQ в тестах многопотоковых чтения и записи для этих дисков (см. выше). В целом рассматриваемые накопители WD здесь не лидеры, уступая винчестерам Samsung и Maxtor, хотя по сравнению с аналогами той же емкости от Seagate и Hitachi у WD есть, чем похвастать. 

 

Акустический шум и энергопотребление/тепловыделение

Производитель утверждает, что данные диски разработаны так, чтобы иметь более низкую температуру в процессе работы (то есть выделять меньше тепла). К сожалению, наши собственные подробные исследования этого вопроса данное положение не подтверждают: в противоположность менее емким моделям WD этих серий, которые действительно рассеивают в процессе работы заметно меньше тепла, чем большинство конкурентов (см., например, здесь: 6-7 ватт в режиме idle и 9-10 ватт при активном поиске), диски WD емкостью 400 Гбайт оказались достаточно прожорливыми (8 ватт для idle и 11,5 ватт при поиске) и более «горячими» в работе, чем многие конкуренты того же или близкого объема. Хотя, конечно, все же не самыми прожорливыми, особенно при поиске.

То же самое касается и шума 400-гигабайтных моделей WD: производитель говорит, что они очень тихие, но практика показывает, что они куда менее тихие, чем даже 250-320-гигабайтные модели WD — и по вращению пластин, и по поиску. К сожалению, если мелкие модели WD действительно можно назвать одними из самых малошумящих настольных дисков в данный момент, то к WD4000KD и WD4000YR эти слова неприменимы. Особенно явственно слышен гул от вращения пластин этих накопителей и «низкий» стрекот при активном поиске (всего нами испытано 6 экземпляров этих накопителей).

Так что если вы планируете использовать эти диски «для дома, для семьи», то приготовьтесь мириться с повышенным уровнем шума и озаботиться лучшим охлаждением этих моделей (возможно даже — при помощи дополнительного вентилятора).

 

Ценовая информация

Средняя текущая цена (количество предложений) на рассмотренные диски объемом 400 Гбайт в московской рознице:

WD Caviar RE2 WD4000YR Н/Д(0)
WD Caviar SE16 WD4000KD Н/Д(0)
Seagate NL35.1 ST3400832NS Н/Д(0)
Seagate NL35.1 ST3400632NS Н/Д(0)
Seagate NL35.2 ST3400833NS Н/Д(0)
Seagate NL35.2 ST3400633NS Н/Д(0)
Seagate Barracuda 7200.8 ST3400832AS Н/Д(0)
Seagate Barracuda 7200.9 ST3400833AS Н/Д(0)
Seagate Barracuda 7200.9 ST3400633AS Н/Д(0)
Hitachi Deskstar 7K400 HDS724040KLSA80 Н/Д(0)
Hitachi Deskstar 7K400 HDS724040KLAT80 Н/Д(0)

Данная «усредненная» ценовая информация, конечно, достаточно условна, но если все же исходить из нее, то можно отметить, что цена на 400-гигабайтные модели WD сейчас ниже, чем на аналогичные диски Seagate, а профессиональная модель RE2 обойдется вам примерно на 20-30 долларов дороже, чем десктопная SE16. Стоит ли столько переплачивать за повышенную надежность (при, как оказывается, слегка сниженном быстродействии), - решать вам.  

 

Заключение

Итак, жесткие диски Western Digital емкостью 400 Гбайт разных серий — WD4000YR Caviar RE2 и WD4000KD Caviar SE16 — оказались очень похожи друг на друга. И можно было бы подумать, что они совершенные близнецы, если бы не несколько различная (в некоторых задачах) производительность (не в пользу профессиональной модели WD4000YR), и не ряд особенностей модели WD4000YR, связанных с ее предназначением (RAID-оптимизация, лучшая надежность, больше срок гарантии).

Безусловно, компанию WD можно поздравить с освоением очередных рубежей дискостроения: емкости 400 Гбайт (через год после Hitachi и Seagate), четырехпластинной конфигурации (благодаря которой WD теперь может «малой кровью» выпустить и аналогичные 500-гигабайтные модели; мы их очень ждем, поскольку рассчитываем на новые непревзойденные скорости в тестах ;)), да и NCQ стала впервые поддерживаться WD именно в этих двух моделях. Впрочем, что касается NCQ, то WD недаром «мудрит» с ее поддержкой для своих настольных накопителей: как показывают наши многочисленные тесты (да и тесты самого производителя), в нынешних дисках этой компании при поддержке NCQ заметно падает производительность при выполнении большинства задач, типичных для настольного ПК. И более детальный анализ, проведенный нами, в частности, в этой статье, выявляет причину этого падения — на ряде операций записи поддержка NCQ в firmware дисков WD явно конфликтует с хорошо выверенными и высокоэффективными алгоритмами write-back-кэширования в этих дисках, имеющих к тому же и возросший до 16 Мбайт буфер данных. Кстати, по части операций чтения претензий к реализации NCQ в этих накопителях WD у нас практически не возникло. И это, в частности, способствует тому, что во многих профессиональных приложениях (среди которых — серверные нагрузки и многопотоковая работа с крупными файлами) использование NCQ идет 400-гигабайтникам WD только на пользу, в некоторых случаях добавляя от 20 до 50% производительности! Да и в типичной настольной работе эти диски WD могут вести себя не хуже лидеров (а то и вовсе лидерами), если поддержку NCQ для этих дисков просто отключить на уровне хост-контроллера.

Впрочем, мы с этими дисками WD не прощаемся и в другой раз постараемся проверить их оптимизацию для работы в RAID-массивах в сравнении с непосредственными конкурентами.

 

Алекс Карабуто (lx@ixbt.com)
Опубликовано — 1 июня 2006 г.
 
 
 
Комментарии? Поправки? Дополнения? lx@ixbt.com

на главную страницуна главную страницуна главную страницу

Новости | 3D-Видео, тюнеры и LCD | iT-Среда | MacLife | Мобильные устройства | Ноутбуки | Носители информации | Платформа ПК | Приложения и утилиты | Принтеры и периферия | ProAudio | Проекторы и ТВ | Сети и серверы | Цифровой звук | Цифровое видео | Цифровое фото | Карта сайта | Поиск

Copyright © by iXBT.com, 1997—2012. Produced by iXBT.com