Центр Восстановления Данных Derstein

23 января 2004 года

Авторы:
Патрик Шмид (Patrick Schmid)
Ачим Рус (Achim Roos)

Краткое изложение:

Интерфейс Serial ATA значительно улучшен за счет использования изюминки SCSI: технологии конвейеризации команд Native Command Queuing. Seagate 7200.7 использует единственный серийно выпускаемый “родной” интерфейс SATA. В то же время Western Digital со своим новым 74-мегабайтным диском Raptor планирует занять свое место на рынке младших моделей серверов.

Быстрые и “умные”: Seagate Barracuda 7200.7 и Western Digital WD740 Raptor

Вряд ли эпохальные достижения в развитии каких-либо компьютерных компонентов встречаются так же нетеатрально спокойно, как это происходит с жестким диском. Пользователи воспринимают его, как маленькую и незаметную спокойно жужжащую коробочку, лишь иногда издающую заметный лязг и скрежет. При этом требования к нему остаются очень высокие: пользователи не любит долго ждать, и не допускают никаких ошибок, если это вообще возможно.

Работу жесткого диска всецело определяет его конструкция - сложная электромеханическая совокупность электроники компонентов и многочисленных вращающихся деталей. А любые механические проблемы выражаются в виде симптомов преждевременного износа и увеличения времени ожидания.

Максимальная скорость передачи данных не обязательно является критической; для многих приложений вполне достаточно 60-70 Мбайт/с. Для минимизации вибрации головки важно, чтобы ее движения были предельно рациональны, а конструкция должна быть настолько чувствительной, чтобы по возможности исключить время ожидания.

Однако чтобы это случилось, жесткие диски должны стать значительно умнее, чем сейчас. Прежде всего, жесткий диск должен быть осведомлен о собственной конструкции, состоящей из дисков (пластин) с двухсторонней записью, включая информацию о головках чтения/записи, о деление пластин на дорожки, и дорожек на блоки. Это позволило бы диску сократить время отклика при обработке входных команд. Кроме того, из-за снижения механической нагрузки подобная модернизация смогла бы продлить срок службы жесткого диска.

Эта технология заимствована у SCSI и называется конвейеризацией команд Native Command Queuing (NCQ). NCQ-совместимое устройство, т.е. устройство соответствующее спецификации Serial ATA II, может принимать до 32 команд и обрабатывать их в оптимизированной последовательности. В этом смысле Seagate со своим Barracuda 7200.7 явился предтечей, уже поддерживающим NCQ. Благодаря интерфейсу Native Serial ATA, не нуждающемуся в конвертерах (так называемых мостах), этот жесткий диск с технической точки зрения можно считать лучшей моделью с интерфейсом Serial ATA.

Компания Western Digital уже произвела фурор со своим WD360 Raptor с частотой вращения шпинделя 10000 об/мин. Став самым быстрым жестким диском SATA, он подходит даже для жестких режимов сервера. Жесткий же диск нового поколения WD740 кроме удвоенной емкости (74 Гбайт вместо 36,7 Гбайт) обладает еще и конвейеризацией команд. Его пилотную модель мы и получили для тестирования.

Чтобы задействовать конвейеризацию команд NCQ, нам потребовался соответствующий контроллер. Компания Silicon Image поддерживает NCQ с помощью программного обеспечения (драйвера) для уже выпускающихся контроллеров Sil3512 и Sil3114. Следующая модель Sil3124 будет иметь аппаратную поддержку NCQ.

Конвейеризация команд: отсчет пошел

Sil3114 является расширенной версией хорошо известного чипа Sil3112 и оснащен четырьмя каналами SATA вместо двух. В отличие от 3Ware, HighPoint и Promise, компания Silicon Image компания Silicon Image производила “родные” контролеры c самого зарождения Serial ATA, и они работают без чипов моста от Marvel. Хотя Adaptec и LSI предлагают свои собственные контроллеры SATA, они по-прежнему зависят от чипов Silicon Image.

Эти чипы должны наилучшим образом подойти для измерения производительности, особенно, если учитывать, что Silicon поддерживает технологию Native Command Queuing. И хотя это технология NCQ реализована пока только за счет программного обеспечения, ее можно начать использовать немедленно – нужно только установить новый драйвер.

Чип Sil3512 является развитой версией Sil3112. Он выпускается в 128-выводном корпусе TQF (thin quad flat = тонкий, квадратный и плоский) и занимает всего 196 мм². Технически это по-прежнему ATA I и PCI 2.3.

Новые размеры позволяют легко интегрировать его в системные платы и профессиональные многоканальные процессоры (например, Adaptec 2410SA или LSI MegaRAID 150-4).

Жесткий диск Seagate ST3160023AS Barracuda 7200.7

Жесткий диск 7200.7 за несколько лет своего присутствия на рынке успел сделать себе имя за счет хороших эргономических показателей. Даже используя старый корпус от моделей Barracuda ATA IV и V, разработчики Seagate смогли превзойти конкурентов по уровню шума.

Кроме того, 7200.7 является вторым поколением жестких дисков с интерфейсом Serial ATA. Seagate обошелся без чипов конвертера (так называемых мостов), которые обычно позволяют “конвертировать” любой жесткий диск UltraATA в Serial ATA.

Решение с “настоящим” интерфейсом Serial ATA называется Native Serial ATA. Без сомнения, оно являются лучшим решением, поскольку преобразование сигнала и протокола из UltraATA/100 or 133 в Serial ATA требует времени в ущерб производительности.

У нас не хватило фантазии вообразить, что Seagate 7200.7 реализует теоретическое преимущество в производительности “истинного” Serial ATA, исходя из представленной пропускной способности. Мы и не ожидали этого, поскольку предыдущие жесткие диски были далеки от достижения даже потенциально возможно пропускной способности UltraATA/133, не говоря уже о Serial ATA.

По заявлению руководителей Seagate, это все изменится с вводом технологии Native Command Queuing, которая позволит преобразовывать протоколы с оптимизацией обработки и реорганизации команд.

Так это или нет, сразу покажет первое же тестирование с задействованной функцией конвейеризации команд. 

Seagate 7200.7 заработал свои очки в нашей испытательной лаборатории за счет убедительной комбинации высокой производительности и низкого уровня шума. Обычно вентиляторы современного компьютера производят больше шума, чем Barracuda 7200.7 в режиме поиска.

Жесткий диск Western Digital WD740 Raptor

Жесткий диск WD360 Raptor уже завоевал известность своей надежностью, так высоко ценимой в дисках SCSI даже при высоких технологических нагрузках, но он использует для загрузки интерфейс Serial ATA. Это делает Raptor первым жестким диском SATA, который можно использовать в условиях повышенных нагрузок.

Хотя компания Maxtor тоже не теряет времени со своими жесткими дисками MaXLine, они работают “всего лишь” на обычной скорости вращения 7200 об/мин. Это значительно медленнее, чем второй Raptor с его 10000 об/мин при объеме 74 Мбайт.

Жесткий диск по-прежнему оснащается кэшем объемом 8 Мбайт и сопровождается 5-летней гарантией.

В отличие от Fujitsu, Hitachi, Maxtor и Seagate, преимуществом компания Western Digital является то, что она не имеет своего собственного бизнеса, связанного с технологией SCSI, и поэтому ей нечего защищать. Учитывая начало массовых поставок WD740 в ближайшем будущем, компания Western Digital может претендовать на значительную долю рынка Serial ATA. Более того, рынок наводняет все большее количество профессиональных контроллеров SATA. В этих условиях рано или поздно SCSI сократит объем своего присутствия в сегменте младших серверов.

Значительное улучшение WD740 по сравнению с WD360 включает наличие “родной” конвейеризации команд – проверить которую, за отсутствием средств тестирования, для нас оказалось просто невозможно – и переход на гидродинамические подшипники. Уже через несколько секунд после включения жесткого диска разница с WD360 становится очевидной – Raptor стал значительно тише.

Испытательный стенд

Результаты тестирования

Диаграммы скорости передачи данных

Seagate Barracuda 7200.7 ST3160023AS

Western Digital WD740 Raptor

Заключение: Блистательная репутация

Беглого взгляда на результаты тестирования достаточно, чтобы понять, что WD Raptor прорвал все границы. До сих пор во всем пространстве выше 70 Мбайт/с неприкасаемо господствовали жесткие диски с интерфейсом SCSI. И теперь сюда вероломно ворвался Raptor.

Хотелось бы, чтобы также было и с ценой, хотя мы даже не надеемся на рекордно низкие цены. Как-никак, это профессиональный жесткий диск, и с ним производитель не может позволить себе “срезать углы”.

Совсем по-иному обстоят дела с Seagate Barracuda 7200.7. В отличие от Raptor он предназначен для человека с улицы, а значит должен быть достаточно недорогим. Он прошел тестирование совершенно бесшумно, подтверждая репутацию субъективно самого тихого жесткого диска ATA с частотой вращения шпинделя 7200 об/мин. Даже с этой точки зрения его рабочие характеристики весьма убедительны. Имея среднее время доступа к данным 12,7 см, он остается непревзойденным для всех, кроме Hitachi 7K250. Результаты тестирования на приложениях с помощью Winbench 99 2.0 выглядят еще показательнее – несомненно, это его самая сильная сторона.

Будет интересно посмотреть на измерение параметров, когда станет реально использоваться конвейеризация команд. В некоторых областях применения это может перетасовать все карты. Однако в основном мы ожидаем значительного повышения производительности.

Напрямую эти жесткие диски сравнивать просто невозможно. Предполагаемые области их применения совершенно различны. Однако наше заключение об обоих дисках одинаково: оба они производят замечательное впечатление в своих областях применения. 7200.7 великолепно подходит для настольных компьютеров, благодаря своей высокой производительности и невероятно низкому уровню шума. Мы можем смело рекомендовать Seagate 7200.7 каждому, кто ценит предельно низкую шумность системы.

То же самое можно сказать и о жестком диске Raptor применительно к серверу или рабочей станции. Если нужны высокие показатели производительности, то технологии Serial ATA нет равных. WD740 оставляет далеко позади своего предшественника WD360 и завоевывает титул самого быстрого жесткого диска ATA. Уровень шума, качественно сниженный за счет использования гидродинамических подшипников, высоко оценят компьютерные фанатики, предпочитающие этот тип дисков для использования в качестве системного жесткого диска.

Источник: по материалам Tom's Hardware Guide.