Жесткий диск WD объемом 3 Тбайт серии Caviar Green
Компания 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. Поскольку в той или иной мере мощности практически всех компаний, которые производят жесткие диски, размещаются в Таиланде, где произошло злосчастное наводнение, цены на жесткие диски до сих пор остаются очень высокими по сравнению с летним периодом. Продукция этой фирмы, продажа которой осуществляется по всему миру, известна, наверное, каждому пользователю ПК, который хотя бы раз занимался его сборкой или разборкой самостоятельно. Выпускаемые компанией средства хранения данных поставляются ведущим производителям компьютерных систем, а также ряду реселлеров и розничных торговых организаций под фирменными марками Western Digital и WD.
Поскольку позиции основного конкурента Wesetern Digital — компании Seagate — в 2010 году ослабли, продукция WD приобрела большую популярность у конечных пользователей благодаря высокому качеству и привлекательной цене. Так, к концу 2010 года, успешно опередив Seagate, компания WD вышла на 1-е место в этой отрасли и до сих пор занимает лидирующую позицию, являясь крупнейшим производителем жестких дисков в мире. В этом году Seagate приобрела подразделение Samsung, которое занималось выпуском и разработкой жестких дисков. Компания Western Digital предприняла аналогичный шаг, выкупив подразделение Hitachi по производству жестких дисков Hitachi Global Storage Technologies. Ранее это подразделение было куплено у компании IBM, которая, в свою очередь, приобрела его у Compaq, а ей оно досталось при поглощении компании DEC (Digital Equipment Corporation) в 1998 году. Поэтому к настоящему моменту в мире осталось только два лидера и основных производителя жестких дисков — Western Digital и Seagate.
Нельзя не отметить, что компания Western Digital также является новатором в сфере производства и разработки современных магнитных носителей. Так, она первой в мире анонсировала жесткие диски, базирующиеся на технологии Advanced Format, предполагающей использование 4-килобайтных секторов вместо традиционных, имеющих длину 512 байт. Диски 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. Нельзя обойти вниманием и тот факт, что компания Seagate выпустила диски с аналогичной технологией — Seagate SmartAlign. При этом технология Advanced Format для дисков Seagate, в отличие от реализации WD, позволяет использовать Advanced Format без установки дополнительного программного обеспечения для операционных систем Windows XP. В данной статье речь пойдет о новом диске WD30EZRX, который обладает самым большим дисковым пространством среди дисков этой серии. Далее мы вкратце рассмотрим технологию Advanced Format и расскажем о проблемах с дисками объемом свыше 2 Тбайт, которые могут возникнуть у пользователей.
Технология Advanced Format позволяет решить сразу нескольких проблем, присущих 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 по себе блоки данных Sync/DAM и ECC немного увеличиваются, так как необходимо вместить больше служебной информации, но при этом уменьшается общее количество служебной информации за счет восьмикратного сокращения общего количества секторов диска. Эти нововведения рассчитаны на то, что с увеличением поля для функции коррекции ошибок 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 с использованием секторов размером 4 Кбайт, — это общее 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, которому приходится обрабатывать большие по объему блоки ECC. Также нельзя не отметить тот факт, что большая часть программного обеспечения, так или иначе связанного с жесткими дисками, создавалась с учетом того, что сектор имеет размер 512 байт. Это значение за 30 лет использования магнитных носителей стало устоявшимся, поэтому в основной массе компьютерных компонентов оно прописано жестко и в некоторых случаях просто не изменяется на программном уровне. Как следствие, переход на секторы размером 4096 байт влечет за собой переписывание огромного количества программного обеспечения под новый стандарт, а значит, мгновенно перейти на него не получится, в связи с этим 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 логический диск «говорит» системе, что работает с секторами по 512 байт. То есть каждый физический сектор диска содержит 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. Отметим, что поскольку последними версиями операционных систем Windows, Linux и Mac OS новая технология полностью поддерживается, то при работе в них падения производительности не наблюдается.
Однако при объеме дискового пространства более 2 Тбайт возникает еще одна проблема. Так, 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. В первое время компания Western Digital для тех пользователей, которые приобрели диски большого объема, поставляла вместе с ними специальный контроллер, который представлял собой плату PCI-Express x1 с двумя портами SATA. В дальнейшем Wesetrn Digital отказалась от этой идеи, так как даже при поддержке контроллером дисков большого объема они могут не поддерживаться операционной системой. И если для операционной системы Windows XP компания выпустила специальное ПО для решения этой проблемы, то для более старых систем данная проблема остается неразрешимой. Современная операционная система — Windows 7 32 бит — поддерживает подключение диска объемом 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 новый, более функциональный и масштабируемый UEFI-интерфейс начал появляться в новых системных платах и вскоре, вероятно, станет стандартом де-факто. Отметим, что у 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, однако 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. Отметим, что динамически изменяемая скорость вращения шпинделя накладывает свой отпечаток на скоростные показатели при операциях случайной записи и чтения.
Методика тестирования
После краткого описания диска WD30EZRX давайте посмотрим, какие скоростные показатели 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 (64-bit). Исследуемый диск WD30EZRX был протестирован на двух системных платах — Gigabyte GA-890GPA-UD3H и Intel DX79SI. В обоих случаях исследуемый диск подключался к одному из SATA-каналов Revision 3.0, реализованных в южном мосте. Стенд для тестирования имел следующую конфигурацию:
- системная плата — Gigabyte GA-890GPA-UD3H/ Intel DX79SI;
- набор системной логики — AMD 890G и южный мост SB850/Intel X79;
- процессор — AMD Phenom II X6 1090T 3,2 ГГц/Intel Core i7-3960X;
- объем памяти — 2/8 Гбайт;
- режим работы памяти — DDR3-1333, двухканальный режим / DDR3-1600, четырехканальный режим;
- жесткий диск — Western Digital WD1002FBYS-01A6B0 (объем 1 Тбайт).
В качестве бенчмарка для определения производительности дисков мы использовали синтетический тест IOmeter 2011.01.24, который является общепризнанным отраслевым стандартом и применяется для измерения производительности подсистем хранения данных (дисков, RAID-массивов и т.д.). Тест IOmeter 2011.01.24 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 2011.01.24 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 отметим, что ранее мы уже проводили тесты с таблицей разделов MBR и GPT и их результаты, как и предполагалось, оказались полностью идентичными.
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).
Результаты тестирования
Результаты тестирования диска Western Digital WD30EZRX в бенчмарке IOmeter приведены на рис. 1-4. Как видно из диаграмм, во всех тестах полученная картина довольно типична, кроме теста выборочной записи на системной плате Intel. По скоростным характеристикам во всех тестах первые позиции по скорости передачи данных занимает диск, установленный на плате с чипсетом AMD.
В режиме последовательного (линейного) чтения скорость зависит от размера блока данных (см. рис. 1). Сначала скорость последовательного чтения возрастает с увеличением блока данных, но по достижении определенного максимального значения перестает повышаться. И если при подключении диска к плате на базе Intel насыщение происходит при размере блока в 16 Кбайт, то при подключении этого же диска к системной плате на базе AMD насыщение наступает чуть раньше. При этом скорость на системной плате на базе AMD выше на 5 Мбайт/с. Максимальная скорость последовательного чтения в 130 Мбит/с для исследуемого диска при различных типах подключения практически не изменяется после насыщения.
Рис. 1. Скорость последовательного чтения
При выполнении операций последовательной записи (см. рис. 2) результаты оказались практически идентичны тем, что получены в тесте на скорость последовательного чтения. Максимальные скорости последовательной записи находятся в пределах от 120 до 130 Мбайт/с.
Рис. 2. Скорость последовательной записи
В операциях выборочного чтения (см. рис. 3) 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. При обоих типах подключения к платам Intel и AMD скорости различаются незначительно. Довольно низкие скоростные показатели в этом тесте объясняются необходимостью перепозиционирования головок чтения/записи при операции выборочного чтения.
Рис. 3. Скорость выборочного чтения
В операциях выборочной записи (см. рис. 4) 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 различие между платформами наблюдается очень четко. Так, при максимальном блоке запроса скорость отличается на 25 Мбайт/с. Причиной снижения производительности могут быть «сырые» драйверы для чипсета Intel X79, который только вышел на массовый рынок. Основное насыщение происходит при запросах размером 1024 Кбайт.
Рис. 4. Скорость выборочной записи
Выводы
По результатам тестирования можно сделать следующие выводы. Новый жесткий диск Western Digtal WD30EZRX имеет довольно хорошую скорость последовательного чтения и записи, хотя и относится к дискам экономичной серии Green. На данный момент, как уже отмечалось в предыдущих статьях, переход на секторы размером 4 Кбайт пока не дает никакого ощутимого прироста, однако тенденция к полному переходу на новый размер уже существует. 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. Теперь, по сравнению даже с предыдущим годом, компьютерная индустрия лучше подготовлена к работе с такими дисками, поскольку многие современные системные платы имеют UEFI-интерфейс. Выпуская диски WD30EZRX, компания Western Digital поднимает планку дискового пространства для пользователей на новый уровень. 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.
 |
|
