Новый жесткий диск WD Caviar Green объемом 3 Тбайт
Western Digital — одна из старейших в мире фирм, производящих различные типы магнитных носителей. Эта американская компания была основана в 1970 году, а разработка и производство жестких дисков были начаты ею в 1988-м. Главная штаб-квартира Western Digital находится в г. Лэйк-Форест (шт. Калифорния). В различных подразделениях этой корпорации, расположенных во многих странах мира, работает порядка 50 тыс. человек. Основные производственные мощности Western Digital находятся в Малайзии и Таиланде, а исследовательские центры — в Южной и Северной Калифорнии. Продажа продукции этой фирмы осуществляется по всему миру. Выпускаемые компанией средства хранения данных поставляются ведущим производителям систем, а также ряду реселлеров и розничных торговых организаций под фирменными марками Western Digital и WD.
Поскольку позиции основного конкурента Western Digital — компании Seagate в прошлом году нескольку ослабли, продукция компании WD приобрела еще большую популярность у конечных пользователей благодаря качеству и невысокой цене. Нельзя не отметить, что Western Digital также является новатором в сфере производства и разработки современных магнитных носителей. Так, в прошлом году компания анонсировала новые жесткие диски из экономичной серии Caviar Green, базирующейся на технологии Advanced Format. Первый диск данной серии мы уже рассматривали на страницах нашего журнала в прошлом году, поэтому не будем подробно рассказывать об этой революционной технологии, отметим лишь наиболее важные моменты. В данной статье речь пойдет о новом диске WD30EZRSDTL, который отличается от других дисков этой серии объемом дискового пространства. В WD30EZRSDTL он составляет 3 Тбайт, то есть психологический барьер в 3 Тбайт успешно преодолен. Далее мы вкратце рассмотрим технологию Advanced Format и расскажем о проблемах с дисками объемом свыше 2 Тбайт, которые могут возникнуть у пользователей.
Диск WD WD30EZRSDTL
Технология Advanced Format ориентирована на решение сразу нескольких проблем, которые присущи дискам с 512-байтным разбиением секторов. Она предполагает отказ от разбиения диска на секторы по 512 байт и переход к секторам по 4 Кбайт. Таким образом, из-за того, что количество секторов для хранения информации сокращается, уменьшается количество блоков Sync/DAM, идущих перед каждым новым сектором, блоков с данными ECC (Error Correction Code) и межсекторных интервалов, что позволяет повысить плотность записи на пластину. Конечно, сами блоки данных Sync/DAM и ECC немного увеличиваются, но уменьшается общее количество служебной информации за счет восьмикратного сокращения общего количества секторов диска. Эти нововведения рассчитаны на то, что с увеличением поля для ECC повышается вероятность восстановления ошибочно считанных данных, что особенно актуально для современных жестких дисков, которые имеют очень высокую плотность записи данных. Это объясняется тем, что при каждой ошибке, не исправленной с помощью ECC, диску приходится повторно считывать информацию сектора, а это еще один полный оборот пластины вокруг шпинделя.
Другая задача, которая решается при использовании секторов размером 4 Кбайт, — это уменьшение служебной информации, что ведет к увеличению доступного свободного места для пользовательских данных. Таким образом, переход на пластины с новым типом секторов означает, что компания-производитель может выпускать диски большего объема на тех же пластинах. Отметим, что прирост не должен превышать 10% от общей емкости при равных параметрах пластин.
Среди недостатков этой новой технологии необходимо выделить возрастающую нагрузку на контроллер диска, то есть на электронику, поскольку блоки ECC увеличены. Также нельзя не отметить тот факт, что большинство программного обеспечения, так или иначе связанного с работой с жесткими дисками, создавалось с учетом того, что сектор имеет размер 512 байт. Как следствие, переход на секторы размером 4096 байт влечет за собой переписывание программного обеспечения под новый стандарт. В связи с этим нельзя мгновенно перейти на новый стандарт, и именно из этих соображений в диске от Western Digital предусмотрена специальная функция для поддержки старых ОС и системных плат. Технология Advanced Format работает по следующему принципу: физически на поверхности пластин создаются секторы размером 4 Кбайт, а вот логически диск говорит системе, что работает с секторами по 512 байт. То есть каждый физический сектор диска содержит в себе восемь логических. Необходимые преобразования при этом происходят в самом контроллере диска. Это позволяет добиться максимальной совместимости новых дисков, однако приводит к некоторому снижению производительности, поскольку нагрузка на контроллер возрастает.
При объеме дискового пространства более 2 Тбайт возникает другая проблема. Поддержка дисков большого объема (то есть более 2,19 Тбайт) должна быть реализована как в контроллере HBA (Host Bus Adapter) на программном и аппаратном уровне, так и в самой операционной системе. Почти все современные HBA так или иначе поддерживают диски большого объема. Для тех пользователей, которые приобрели диски WD30EZRSDTL или WD25EZRSDTL, но не имеют современного контроллера HBA, компания предоставляет специальный контроллер в комплекте. В качестве последнего используется плата PCI-Express x1 с микросхемой Marvell 88SE9125-NAA2, которая реализует поддержку двух портов SATA Revision 3 (рис. 1).
Рис. 1. Контроллер PCI-Epress x1
Однако даже при поддержке контроллером диски большого объема WD30EZRSDTL и WD25EZRSDTL могут не поддерживаться операционной системой. Так, всё еще функционирующая у многих пользователей система Windows XP 32 и 64 бит вообще не поддерживает работу с разделами дисков такого объема без дополнительного программного обеспечения. Другая популярная операционная система — Windows 7 32 бит — поддерживает подключение дисков более 2,19 Тбайт в качестве дополнительного с созданием единого раздела с помощью таблицы разделов GUID (GPT). При этом она не поддерживает установку системы на такой диск, если он отформатирован под единый раздел и является загрузочным. 64-битная версия Windows 7 поддерживает установку на единый раздел более 2,19 Тбайт только в том случае, если системная плата имеет UEFI-интерфейс, который заменяет собой привычную BIOS. В настоящее время UEFI-интерфейс встречается на системных платах довольно редко. С появлением дисков большого объема производители системных плат, скорее всего, будут заменять привычный BIOS-интерфейс на более функциональный UEFI. Отметим, что для пользователей Linux-подобных систем и Mac OS проблем с поддержкой дисков объемом более 2,19 Тбайт не возникает. Более того, системы Linux и Mac OS поддерживают большие диски даже в случае применения стандартного интерфейса BIOS. Поэтому можно заключить, что проблема, связанная с поддержкой дисков объемом более 2,19 Тбайт, затронет лишь ту часть пользователей, которые используют системы на базе Windows. Однако ничто не мешает разбивать большой диск на несколько разделов менее 2,19 Тбайт и применять его как системный, поскольку проблема для Windows-пользователей касается только разделов, объем которых превышает 2,19 Тбайт.
Нельзя не отметить интересную технологию IntelliPower, используемую в дисках серии WD Green. Она направлена на уменьшение энергопотребления, шума и нагрева диска за счет плавного изменения скорости вращения в зависимости от нагрузки на диск. Компания не уточняет скорость вращения этих дисков, но предполагается, что она варьируется от 5400 до 7200 об./мин. Таким образом, диски этой серии идеально подходят для домашних файловых хранилищ и медиацентров, поскольку меньше подвержены нагреву и нацелены на работу в небольшом невентилируемом пространстве.
Методика тестирования
После краткого описания примечательного диска WD30EZRSDTL давайте посмотрим, какую скорость он может обеспечить. На первичный HDD-диск устанавливалась операционная система, и он подключался к одному из SATA-каналов, реализованных в южном мосте. Тестирование проводилось под управлением операционной системы Windows 7 Ultimate (32-bit). Исследуемый диск WD30EZRSDTL был протестирован при обоих типах подключения к компьютеру — через PCI-Express адаптер и через SATA-контроллер южного моста. Стенд для тестирования имел следующую конфигурацию:
- системная плата — Gigabyte GA-890GPA-UD3H;
- набор системной логики — AMD 890G и южный мост SB850;
- процессор — AMD Phenom II X6 1090T 3,2 ГГц;
- оперативная память — DDR3-1333 Corsair Dominator;
- объем памяти — 2 Гбайт (два модуля по 1 Гбайт);
- режим работы памяти — DDR3-1333, двухканальный режим;
- жесткий диск — Western Digital WD1002FBYS-01A6B0 (объем 1 Тбайт);
- блок питания — Gigabyte Odin GE-S800A-D1 мощностью 800 Вт.
В качестве бенчмарка для определения производительности дисков мы использовали синтетический тест IOmeter 2008.06.28, который является общепризнанным отраслевым стандартом и применяется для измерения производительности подсистем хранения данных (дисков, RAID-массивов и т.д.). Тест IOmeter 2008.06.28 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 2008.06.28 позволяет работать как с отформатированными дисками, так и с дисками, на которых не созданы логические разделы. Более корректным является тестирование дисков без логических разделов. Справедливости ради мы провели тесты с таблицей разделов MBR и GPT, и результаты, как и предполагалось, оказались полностью идентичными. Для сравнения и наглядности представления результатов мы использовали другой диск Western Digital объемом 2 Тбайт серии Green.
В нашем тестировании мы измеряли скорость выполнения операций последовательного чтения и записи, а также скорость выборочного чтения и записи. Напомним, что тестирование состоит из последовательного запуска серии из 56 тестов в рамках утилиты IOmeter. В ходе каждого теста меняются те или иные характеристики передачи данных, к которым относятся величина блока передаваемых данных и процентное соотношение последовательных и случайных запросов при передаче. Так, величина блока изменялась от 512 байт до 1 Мбайт с увеличением каждого следующего значения вдвое (то есть 512 байт, 1, 2, 4 Кбайт и т.д. до 1 Мбайт включительно). Каждое измерение проводилось сначала со 100-процентной последовательной передачей данных, а затем со 100-процентной выборочной. Такой тестовый цикл, по нашему мнению, позволяет наиболее точно оценить скоростные возможности накопителя и получить результат, соответствующий реальности. Бенчмарк IOmeter 2008.06.28 позволяет также изменять глубину очереди задач операций вводавывода (Outstanding I/Os). Тестирование проводилось при глубине очереди задач операций вводавывода (Outstanding I/Os), равной 4.
Результаты тестирования
Результаты сравнительного тестирования дисков в бенчмарке IOmeter приведены на рис. 2-5. Как видно из диаграмм, во всех тестах полученная картина привычна, кроме теста на выборочную запись. Во всех тестах первые позиции по скорости передачи данных занимает новый диск.
Рис. 2. Скорость последовательного чтения
Рис. 3. Скорость последовательной записи
Рис. 4. Скорость выборочного чтения
Рис. 5. Скорость выборочной записи
В режиме последовательного (линейного) чтения для всех дисков скорость чтения зависит от размера блока данных (см. рис. 2). Сначала скорость последовательного чтения возрастает с увеличением блока данных, но по достижении определенного максимального значения перестает повышаться. При этом для всех дисков насыщение происходит в одной точке — при блоке в 16 Кбайт, кроме диска WD объемом 2 Тбайт: у него насыщение происходит при размере блока 32 Кбайт. Скорость последовательного чтения 130 Мбит/с для исследуемого диска при различных типах подключения практически не изменяется, а графики сливаются воедино.
При выполнении операций последовательной записи (см. рис. 3) результаты оказались практически идентичны тем, что получены в тесте на скорость последовательного чтения. Максимальные скорости последовательной записи для дисков лежат в пределах от 110 до 130 Мбайт/с.
В операциях выборочного чтения (см. рис. 4) для жестких дисков скорость выборочного чтения постепенно возрастает по мере увеличения размера блока данных. Это и понятно, поскольку для диска с увеличением размера блока данных операции становятся всё более последовательными. Для всех дисков показатели скорости отличаются незначительно. Достаточно низкие скоростные показатели в этом тесте объясняются необходимостью перепозиционирования головок чтения/записи при операции выборочного чтения.
В операциях выборочной записи (см. рис. 5) зависимость скорости выполнения операций от размера блока данных напоминает аналогичную зависимость для операций выборочного чтения. В то же время нужно отметить, что в этом тесте новый диск Western Digital показал себя несколько странно. Скорость выборочной записи этого диска на 7 Мбайт ниже скорости выброчной записи предыдущей модели WD Green 2 Тбайт, причем такая зависимость наблюдается даже при больших запросах — более 8 Мбайт. Основное насыщение происходит при запросах размером 2048 Кбайт.
Выводы
По результатам тестирования можно сделать следующие выводы. Новый жесткий диск Western Dgigtal WD30EZRSDTL имеет довольно хорошую скорость последовательного чтения и записи, хотя и относится к дискам экономичной серии Green. На данный момент, как уже было отмечено, переход на секторы размером 4 Кбайт не дает никакой ощутимой дополнительной производительности. Отметим, что пользователь сможет заметить прирост в скорости лишь при переписывании файлов большого объема с диска на диск (например, HD-фильмы, образы и т.п). В остальных случаях прирост скорости работы будет совсем незначительным. Хотя компьютерная индустрия и готова к работе с такими дисками, их потенциал до конца не раскрыт. Выпустив диск WD30EZRSDTL, компания Western Digital подняла планку дискового пространства для пользователей на новый уровень. Нельзя не отметить, что диск большого объема впервые появился в линейке бюджетной серии Green, которая ориентирована на средний ценовой сегмент рынка. В то же время проблемы, связанные с работой популярных операционных систем на базе Windows с едиными разделами объемом более 2 Тбайт, до конца еще не решены. Производители системных плат не спешат выпускать UEFI-совместимые системные платы, но в скором времени появление подобных жестких дисков заставит перейти на новый тип интерфейса между микропрограммами, оборудованием и операционной системой компьютера, что значительно упростит работу с системной платой в целом.
 |
|
