Современные HDD, или Битва титанов

Стремительное течение технического прогресса, предлагающего изрядно растерявшемуся уже от изобилия новинок пользователю все новые и новые изыски околокомпьютерной индустрии, не обошло стороной и столь консервативную сферу как жесткие диски (HDD). Растет скорость их вращения (диски на 15 000 об./мин. уже запущены или запускаются в серию всеми ведущими производителями, соответственно, модели на 10 000 об./мин. сдвигаются в сектор настольных систем), растет плотность записи (даже в дешевых моделях достигнут рубеж в 400-500 Kbit на дюйм длины дорожки, а число дорожек доведено до 35 000 на дюйм – то есть по 1378 дорожек на миллиметр радиуса диска). Соответственно, современные HDD становятся все быстрее и вместительнее.

Разнообразие современных HDD очень велико – линейка продуктов даже одного производителя насчитывает не один десяток моделей, а сквозной обзор по всем производителям потянет на толстый томик в твердом переплете. Поэтому в нынешнем обзоре я решил ограничиться наиболее интересной большинству  группой продуктов – доступными по цене HDD для рабочих станций.

Поскольку достигнутая лидером отрасли – фирмой IBM – на дешевых сериях со скоростью вращения шпинделя 5400 об./мин. плотность записи означает емкость одного диска (двух поверхностей) около 20 Gb, становится понятно, что диски меньшей емкости в ближайшее время (в течение 3 месяцев) будут сняты с производства как экономически неэффективные, а минимальная стоимость гигабайта хранимой информации будет достигаться на двухдисковых моделях емкостью около 40 Gb. Поэтому для тестов я постарался выбрать не только передовые модели высокой емкости, но и затронуть еще два типоразмера – эффективные по цене за гигабайт винчестеры емкостью 30-40 Gb и дешевые винчестеры на 15-20 Gb.

Тестирование производилось программой DRIVE! for NT на компьютере PIII-700 MHz с материнской платой GIGABYTE GA-6OXM7E на базе i815 чипсета, 64 Mb RAM, для загрузки ОС Windows-2000 Professional использовался HDD Quantum Fireball CR43 на первом канале IDE (ATA-66), тестируемый HDD подключался на второй канал IDE (ATA-100). Одновременно оценивался уровень шума, производимого тестируемым HDD (по сравнению с образцом, за который был принят хорошо известный “середнячок” Quantum Fireball CR), и степень разогрева шасси (то есть гермозоны) и микросхем на плате HDD (для тех моделей, у которых это было возможно). Для выявления перегрева винчестеры выдерживались под тестом последовательного чтения в течение 1 часа без обдува (в условиях естественной конвекции воздуха) в горизонтальном положении.

Я не стану приводить результаты тестов типа WinBench-99, поскольку они слишком завязаны на настройку тестового компьютера и его файловую систему и могут показывать достаточно странные результаты, слабо коррелирующие с техническими характеристиками HDD и на практике непроверяемые. Результаты же, показываемые низкоуровневыми тестами типа DRIVE!, хорошо повторяемы, могут быть легко проверены, и хорошо отражают технический уровень испытываемых HDD.

Из линейки новейших винчестеров IBM для тестов выбраны сравнительно дешевый 40GV (DTLA-305040 на 40 Gb/5400 об./мин.) и два HDD из серии 75GXP – близкий к 40GV по емкости более быстрый DTLA-307045 на 45 Gb, плюс флагман серии DTLA-307075 на 75 Gb (оба 7200 об./мин.). Все изделия имеют новейший интерфейс ATA-100. Серия 40GV была таиландской сборки (электроника из Китая), серия 75GXP – венгерской сборки (электроника из Румынии). Изделия серии 40GV порадовали низким уровнем шума и слабым разогревом гермозоны, серия 75GXP оказалась более “теплой” (особенно сильно разогрелся DTLA-307075) и более шумной (DTLA-307045 был еще довольно тихим, а вот звук позиционирования головок DTLA-307075 оказался существенно громче, чем у образца).

Из линейки новейших винчестеров Western Digital доступны на момент тестирования оказались только 10 Gb устройства – WD100EB Protege (5400 об./мин.) и WD100BB Caviar (7200 об./мин.), однако можно надеяться, что их характеристики окажутся достаточно близкими к “старшим братьям” (WD200EB и WD200BB, соответственно, – поскольку WD100 представляют собой так называемые “половинки” от этих моделей, технологическую отбраковку с одной отключенной поверхностью). Оба образца серии были малайзийской сборки, с шпинделями JVC и одинаковым прочным литым основанием. Серия EB выпускается с типичной для новых Western Digital алюминиевой крышкой гермозоны, серия BB укомплектована стальной крышкой в стиле IBM. Оба изделия имеют новейший интерфейс ATA-100. WD100EB оказался довольно тихим (тише образца), но наиболее удивил WD100BB – он оказался самым тихим винчестером в тесте, и это при скорости вращения 7200 об./мин! Хорошо работает логика снижения шума – звук движения головок всегда достаточно заметный, но звук вращения шпинделя после нескольких секунд отсутствия обращений к винчестеру снижается до практически неслышимого. Оба изделия порадовали низким тепловыделением и слабым разогревом всех микросхем (кроме драйвера шпинделя).

Fujitsu представлена в тесте своим новейшим HDD MPF3204AH (20 Gb, 7200 об./мин.) таиландской сборки. Обратили на себя внимание достаточно значительный разогрев шасси и заметный разогрев некоторых микросхем на плате (прежде всего драйвера шпинделя и микропроцессора контроллера). Шум аналогичен образцу.

Фирма Seagate представлена в тесте своим достаточно известным изделием Barracuda ATA-II ST-330630A (30 Gb, 7200 об./мин.) сингапурской сборки. Как всегда у “Барракуды”, разогрев гермозоны наивысший из всех участников теста – даже IBM на 75 Gb грелся меньше. Я ожидал услышать также и характерный барракудин “свист” от вращающихся дисков – но нет, этот недостаток конструкторам Seagate удалось побороть, и теперь ее уровень шума не превышает уровень шума образца, разве что головки ходят погромче.

Quantum представлен в тесте своим новым изделием Fireball Plus LM (20 Gb, 7200 об./мин.) также сингапурской сборки. Порадовало, что Quantum наконец справилась с перегревом своих изделий – температура всех микросхем на плате невелика, и гермозона греется даже меньше, чем у образцового Quantum Fireball CR на 5400 об./мин. Отличный результат! К тому же он оказался еще и сравнительно тихим – тише образца, только звук движения головок относительно громкий.

Ну и, наконец, новичок нашего обзора – корейский электронный гигант Samsung представлен в тесте своим винчестером SpinPoint SV-2044D (20 Gb, 5400 об./мин.). Сборка, естественно, корейская. Изделие довольно “холодное” – ни гермозона, ни микросхемы на плате существенно не греются. Шум на уровне образца.

Результаты испытаний сведены в таблицу:

Испытания выявили несколько интересных моментов:

1. Совершенно необязательно, что винчестер с самой высокой максимальной скоростью чтения окажется самым быстрым. Например, WD100BB показал максимальную скорость чтения 32.1 Mb/s – существенно меньше, чем DTLA-307045 (37.1 Mb/s), однако по средней скорости чтения опередил всех. Дело в том, что график зависимости скорости чтения от номера сектора у новых винчестеров Western Digital достаточно оригинален (см. рис. 1) и отражает тот факт, что на первой половине своей емкости он сохраняет скорость чтения близкой к максимальной, в то время как у винчестеров других фирм скорость быстро падает (см. рис. 2 – типичный случай на примере IBM DTLA-307045). Соответственно, и минимальная скорость чтения у винчестеров WD оказывается выше, чем у всех остальных.

Таким образом, при тестировании современных HDD следует прежде всего измерять среднюю скорость чтения на всей его емкости – именно этот параметр наиболее точно характеризует производительность изделия. Цифры же максимальной и минимальной скорости чтения теперь имеют скорее теоретический интерес, чем практическое значение.

2. Испытания показали, что продукция IBM по-прежнему держит лидерство по характеристикам, причем со значительным отрывом от конкурентов. Это обусловлено прежде всего технологическим опережением IBM, доведшей плотность записи до 1378 дорожек на миллиметр. На этом фоне заметно совершенно необьяснимое отставание такого “гиганта винчестеростроения”, как Seagate. В то же время инженерам Western Digital удалось нащупать обходной путь – проигрывая конкурентам в плотности упаковки дорожек (отсюда большое время доступа), они смогли добиться увеличения плотности записи на дорожке, благодаря чему их продукция становится вполне конкурентоспособной и опережает многих именитых соперников.

3. Винчестеры на 7200 об./мин. далеко не всегда читают данные существенно быстрее своих “меньших братьев” на 5400 об/мин. Например, Quantum Fireball Plus LM хотя и имеет немного более высокую среднюю скорость чтения, чем медленнее вращающийся WD100EB, но разрыв настолько незначителен, что им можно пренебречь (23.1 Mb/s против 22.0 Mb/s – разница менее 5%). Да и разница во времени доступа не так уж значительна – тот же Quantum Fireball Plus LM показывает 13.7ms против 14.6ms у медленнее вращающегося Samsung SV-2044D (то есть менее 7%).

В результате, первые места распределяются так.

В группе 7200 об./мин. лидируют оба IBM Deskstar 75GXP (модель 75 Gb немного быстрее, чем 45 Gb). На втором месте – Western Digital WD100BB.

В группе 5400 об./мин. лидирует IBM Deskstar 40GV. На втором месте – Samsung SV2044D, вырвавший это место у WD100EB за счет меньшего времени доступа. Впрочем, по средней скорости чтения WD100EB опережает в этой группе всех.

Про такие продукты, как Quantum Fireball Plus LM и Seagate Barracuda ATA-II, можно начать забывать – они явно не стоят своих денег, у конкурентов винчестеры более дешевые и при том более быстрые. Оказавшийся в тесте по Disk Speed Index самым медленным Western Digital WD100EB тем не менее забвения не заслуживает – он дешевый, и притом его скорость чтения даже выше, чем у IBM Deskstar 40GV, что позволяет рекомендовать его как дешевое решение для домашних (прежде всего игровых) компьютеров, для которых характерно в основном чтение больших файлов (ресурсы игрушек и DLL).

На удивление неплохо показал себя Samsung, всегда имевший славу “всемирного тормоза” – тестируемая модель оказалась вполне приличной, этакий бодренький середнячок, его время доступа даже чуть лучше, чем у IBM Deskstar 40GV, а средняя скорость чтения в 19.2 Mb/s хотя и самая низкая в тесте, но вполне достаточна для офисного компьютера, что в совокупности с низкой ценой может сделать его довольно привлекательной покупкой. Вообще приятен сам факт, что в группе дешевых HDD для рабочих станций с IDE-интерфейсом даже наихудшая средняя скорость составила более 19 Mb/s – цифра, еще недавно бывшая недостижимой мечтой для серверных HDD высшего класса.

В любом случае следует иметь в виду, что представленные в тесте продукты – это лучшие изделия в своих линейках, все они имеют чрезвычайно достойные характеристики, и тот выбор, о котором я говорил выше, – это выбор лучшего из лучших.

Отдельно следует остановиться на таком “скользком” параметре, как надежность изделий. К сожалению, практически все фирмы – производители HDD имеют в своей истории печальные факты выпуска неудачных, бракованных или крайне ненадежных моделей. Все хорошо помнят серии HDD Western Digital, выходившие из строя при резком наклоне корпуса компьютера, и проколы Quantum с изделиями Fireball ST и большими партиями Bigfoot, у которых рассыпались подшипники шпинделя, более узкому кругу лиц известны крупные партии Seagate Barracuda с проблемами перегрева и вибрации шпинделя, что приводило к быстрому выходу из строя поверхностей, и партии винчестеров IBM с разнообразными технологическими дефектами. Однако все течет, все меняется – в настоящее время наилучшую статистику отказов по рассматриваемой категории продуктов (HDD для рабочих станций) показывают изделия Western Digital, а наихудшую – изделия Quantum и IBM. Однако не стоит думать, что у двух последних все плохо – их отказы распределяются неравномерно, и большинство приходится на несколько определенных неудачных моделей.

К сожалению, по рассматриваемым в данном обзоре изделиям статистики отказов практически нет – это новые, а в ряде случаев новейшие продукты (например, WD100BB настолько новый, что даже на сайте Western Digital о нем нет никакой информации), поэтому об их долговечности остается только строить догадки (например, на основе анализа уровней разогрева гермозоны и шума) и ждать накопления статистики. В целом, практика показывает, что модели на 5400 об./мин. более надежны, чем модели на 7200 об./мин., и что “холодные” и “тихие” модели более надежны, чем “горячие” и “шумные”. Известны и исключения из этого правила, но они достаточно редки.

Как бы там ни было, выбор за вами. Характеристики современных HDD высоки как никогда, и при этом их цена вполне умеренна – это и есть настоящий триумф высоких технологий, позволяющих уже сейчас решать ваши задачи быстрее и за меньшую цену.

Владимир В. Федоров fedorov@rekvizit.ru