Тестирование контроллера SATA 6 Гбит/с в чипсете 880G

Методика тестирования

Результаты тестирования

Выводы

 

В конце I квартала 2010 года компания AMD анонсировала новый набор системной логики AMD 880G/890GX для своих процессоров. Среди основных достоинств новых системных плат на базе новых версий чипсетов, помимо усовершенствований в северном мосте RV620 IGP, стоит отметить интеграцию в южный мост нового SATA-контроллера, поддерживающего стандарт SATA Revision 3.x. При этом встроенный контроллер SATA 6 Гбит/с присутствует даже в относительно дешевых системных платах. Также нельзя не отметить тот факт, что в новых системных платах на чипсетах новой серии 8ХХ практически все производители дополнительно устанавливают известный по платам на чипсетах Intel контроллер NEC, реализующий два порта высокоскоростного интерфейса USB 3.0.

К нам в редакцию попала системная плата младшей серии Gigabyte GA-880GMA-UD2H, которая как раз находится посредине между 890GX и платами начального уровня, которые будут анонсированы позже остальных. Новую плату можно рассматривать в качестве улучшенного варианта предыдущего чипа 785G — по своим техническим характеристикам эти чипы практически повторяют друг друга. Но речь в данной статье пойдет не о преимуществах северного моста, а о производительности южного моста чипсета AMD 880G — SB850. Микросхемы южного и северного мостов изготовлены по 55-нм технологическому процессу.

Отметим, что на обоих мостах системной платы Gigabyte GA-880GMA-UD2H установлена пассивная система охлаждения. Рядом с южным мостом расположены пять разъемов SATA, поддерживающих стандарт SATA Revision 3.x. Согласно спецификации чипсета в нем присутствует шесть портов SATA, поэтому оставшийся порт выведен на заднюю панель и имеет разъем e-SATA.

И хотя основные преимущества нового стандарта SATA Revision 3.x мы уже описывали в предыдущем номере, остановимся на основных моментах. Новый стандарт окончательно был сертифицирован в середине прошлого года, но производители системных плат начали интегрировать его в свои продукты только сейчас. Основным достоинством нового стандарта является возможность передавать данные на скорости до 6 Гбит/с (стандарт предыдущего поколения SATA II передает данные со скоростью не более 3 Гбит/с). На практике максимальная скорость достигает 4,8 Гбит/с, что соответствует примерно 600 Мбайт/с. Меньшая скорость объясняется использованием системы кодирования 10/8b, что приводит к потере до 20% пропускной способности на служебную информацию. Среди улучшений SATA Revision 3.0, по сравнению с предыдущей версией спецификации, помимо более высокой скорости, можно отметить усовершенствованное управление питанием, поддержку новых команд NCQ для улучшения работы с потоковыми аудио­ и видеопротоколами, новый разъем для подключения дисков и оптических приводов уменьшенного формата. Новый стандарт полностью совместим с преды­дущими дисками, поэтому у пользователей не будет никаких проблем с подключением дисков с контроллерами старого образца. Диски, поддерживающие новый стандарт, появились уже после того, как сам стандарт был принят окончательно. Первым диском, поддерживающим новый интерфейс передачи данных, стал Seagate Barracuda XT (ST32000641AS). Поскольку в нашей тестовой лаборатории было два таких диска, у нас появилась возможность протестировать SATA-контроллер нового южного моста AMD SB850 не только в режиме одиночного диска, но и в режиме RAID 0.

Методика тестирования

Для тестирования контроллера SATA 6 Гбит/с использовался специальный стенд, собранный на основе системной логики AMD 880G. На первичный HDD-диск устанавливалась операционная система, и он подключался к одному из SATA-каналов, реализованных в SB850. Тестирование проводилось под управлением операционной системы Windows 7 Ultimate (32-bit). Стенд для тестирования имел следующую конфигурацию:

  • системная плата Gigabyte GA-880GMA-UD2H;
  • набор системной логики AMD 880G;
  • процессор AMD Phenom II X4 965 (частота 3,4 ГГц);
  • память Kingston KVR1333D3N8K2 DDR3 1333 МГц (тайминги 8-8-8-27) объемом 1 Гбайт;
  • системный жесткий диск Western Digital WD1002FBYD SATA II (объем 1 Тбайт);
  • блок питания Silencer 750ES12P мощностью 750 Вт.

Выбор системной платы Gigabyte GA-880GMA-UD2H был продиктован тем, что она первой из системных плат на новом наборе логики AMD поступила в нашу тестовую лабораторию. Еще раз обратим внимание читателей, что компания AMD первой интегрировала в свой чипсет SATA-контроллер с поддержкой SATA Revision 3.0, обеспечивающий создание RAID-массивов уровней 0, 1, 5 и 10. В системных платах на базе процессоров Intel, системная логика которых пока не поддерживает этот новый стандарт, производители устанавливают дополнительный контроллер Marvell 88SE9128, с помощью которого реализуются два порта SATA 6 Гбит/с и возможность организации RAID-массивов уровней 0 и 1. Отметим, что данный контроллер является единственным на момент написания статьи дискретным контроллером, поддерживающим спецификацию SATA Revision 3.0. Все остальные системные платы других производителей (на наборе системной логики Intel), поддерживающие подключение дисков с новым интерфейсом, также имеют этот контроллер.

Для того чтобы получить данные о производительности нового контроллера, мы не только протестировали южный мост SB850 в режиме поддержки SATA Revision 3.0, но и после тестирования отключили поддержку стандарта SATA Revision 3.0 в BIOS и заново протестировали контроллер. Таким образом, были получены результаты тестирования контроллера SB850 в четырех режимах: SATA Revision 3.0 RAID0, одиночный диск SATA Revision 3.0, одиночный диск SATA Revision 2.0 и RAID 0 SATA Revision 2.0.

В качестве бенчмарка для определения производительности дисков мы использовали синтетический тест IOmeter 2006.07.27. Он является общепризнанным отраслевым стандартом и применяется для измерения производительности подсистем хранения данных (дисков, RAID-массивов и т.д.). Тест IOmeter 2006.07.27 позволяет имитировать практически любой тип нагрузки на жесткий диск. Можно менять размер блока запроса чтения/записи, устанавливать глубину очереди задач, менять процентное соотношение между операциями чтения и записи и между последовательными и выборочными операциями и т.д. Кроме того, тест IOmeter 2006.07.27 позволяет работать как с отформатированными дисками, так и с дисками, на которых не созданы логические разделы. Более корректным является тестирование дисков без логических разделов.

В нашем тестировании мы измеряли скорость выполнения операций последовательного чтения и записи, а также скорость выборочного чтения и записи. Размер блока данных изменялся в пределах от 1 Кбайт до 1 Мбайт. Для исследуемого диска было проведено по 56 подтестов с помощью этой программы, по 14 тестов для каждого из четырех режимов работы: линейная запись, линейное чтение, выборочная запись и выборочное чтение. Тес-тирование проводилось при глубине очереди задач операций ввода­вывода (Outstanding I/Os), равной 4.

Результаты тестирования

Результаты сравнительного тестирования дисков в бенчмарке IOmeter представлены на рис. 1-4. Как видно из графиков, в тестах на случайное чтение/запись картина результатов достаточно привычна для жестких дисков. Но прежде чем рассказать о результатах тестирования, необходимо отметить одну важную деталь. В процессе тестирования системная плата Gigabyte GA-880GMA-UD2H проявила себя не с лучшей стороны. Дело в том, что при тестировании в режиме RAID 0 южный мост платы постоянно перегревался, из-за чего система уходила в знакомый всем «синий экран». Установка дополнительного вентилятора, который воздушным потоком охлаждал как южный, так и северный мост платы, дала возможность протестировать систему полностью. Однако нельзя сказать, что это вина инженеров компании Gigabyte — вполне вероятно, что перегрев южного и северного мостов происходил из-за недоработки микросхем управления AMD.

 

Рисунок

Рис. 1. Скорость последовательного чтения

Рисунок

Рис. 2. Скорость последовательной записи

Рисунок

Рис. 3. Скорость выборочного чтения

Рисунок

Рис. 4. Скорость выборочной записи

Но вернемся к результатам тестов. В режиме последовательного (линейного) чтения для всех дисков скорость чтения зависит от размера блока данных (см. рис. 1). Сначала скорость последовательного чтения возрастает с увеличением блока данных, но при достижении определенного максимального значения перестает расти. При этом для отдельно протестированных дисков ST32000641AS насыщение происходит при блоке 8 Кбайт. При тестировании RAID-конфигурации насыщение наступает позже — при 32 Кбайт. В ходе тестирования было установлено, что скорость линейного чтения не меняется в зависимости от используемого стандарта передачи данных. В данном тесте скорости практически идентичны и различаются только при размере блока данных 8 Кбайт в режиме RAID 0.

При выполнении операций последовательной записи (см. рис. 2) наблюдается идентичная зависимость. Результаты этого теста повторяют результаты, полученные в ходе теста на скорость линейного чтения. Так, скорость последовательной записи диска Barracuda XT (ST32000641AS) при обоих методах подключения была идентичной.

В операциях выборочного чтения (см. рис. 3) для жестких дисков скорость выборочного чтения постепенно возрастает по мере увеличения размера блока данных. Собственно, это понятно, поскольку для диска с увеличением размера блока данных операции становятся всё более последовательными. Для всех дисков и массивов RAID показатели скорости отличаются незначительно. Довольно низкие скоростные показатели в этом тесте объясняются необходимостью перепозиционирования головок чтения/записи при операции выборочного чтения. Скорость выборочного чтения в RAID-массиве выше скорости при использовании одиночного диска при размере блока более 512 Кбайт. Это объясняется тем, что при большом размере блока в этом тесте обращения становятся более похожими на линейное чтение.

В операциях выборочной записи (см. рис. 4) зависимость скорости выполнения операций от размера блока данных практически повторяет аналогичную зависимость для операций выборочного чтения.

Выводы

Итак, по результатам тестирования можно сделать следующие выводы. Жесткие диски, имеющие новый интерфейс SATA Revision 3, не обеспечивают ощутимого прироста в производительности для дисковой подсистемы. На данный момент наличие нового интерфейса SATA Revision 3.0 не дает каких­либо преимуществ по сравнению с подключением по интерфейсу предыдущего поколения SATA Revision 2.0, и это касается не только подключения одиночных дисков, но и работы в режиме RAID-массива. В предыдущем исследовании мы получили аналогичные результаты для чипа Marvell, а теперь, исходя из результатов текущего тестирования, можно сказать, что преимуществ для платформы AMD на базе чипсетов 880G/890GX также нет. Если для плат Intel это объясняется в первую очередь наличием у производиетелей системных плат только одного контроллера Marvell 88SE9128, который еще достаточно сырой и недоработанный, то для плат AMD контроллер уже вшит в южный мост. Учитывая это, можно утверждать, что компания AMD поспешила интегрировать контроллер с поддержкой SATA Revision 3.0 и его замена или модернизация будет значительно позже, нежели для плат Intel, где производитель может даже в одной серии сменить чип. Вообще создавшуюся ситуацию можно назвать переходным периодом, так как новый стандарт SATA Revision 3.0 на практике не готов к внедрению в современные системные платы. Поэтому сейчас мы рекомендуем воздержаться от покупки таких гибридных системных плат (на базе чипсетов Intel или AMD) и дождаться, когда контроллер SATA Revision 3 будет реализован в контроллере PCH для Intel или выйдет более стабильная версия южного моста SB850. Отметим, что пользователь сможет ощутить прирост в скорости лишь при переписывании файлов большого объема с диска на диск (например, HD-фильмы, образы и т.п.). В остальных случаях прирост в скорости работы будет совсем незначительным. В целом компьютерная индустрия хотя и готова к работе с новым стандартом передачи данных, но его потенциал еще не раскрыт до конца.

 

В начало В начало

КомпьютерПресс 5'2010