Исчерпывающий обзор IDE винчестеров экономических серий с 20-гигабайтными пластинами

Какими критериями руководствуется простой и, я бы даже сказал, неискушенный в компьютерном железе пользователь при выборе винчестера? Предполагаемой высокой надежностью, дешевизной не в ущерб надежности и достаточно высокой скоростью работы в повседневных приложениях типа офисных, графических, интернет, играх, при копировании файлов и т.п. Не последнюю роль играют и личные симпатии к той или иной марке (фирме), а также авторитетные мнения «уважаемых» знакомых. Еще одним критерием, появившимся в последние годы, является шумность диска (как при простом вращении диска, так и при поиске информации, сопровождаемом активным перемещением головок). Так, например, долгое время бытовало мнение, что диски Fujitsu — самые тихие. Хотя на самом деле, тихим в них был только поиск, а вот по шуму вращения они частенько проигрывали аналогам от Maxtor, Seagate и Westren Digital (см. обзоры).

Несколько лет назад производители IDE винчестеров форм-фактора 3,5 дюйма (то есть для настольных компьютеров) наряду с дисками со скоростью вращения 5400 об./мин. стали выпускать модели и со скоростью вращения 7200 об./мин. Нововведение пришлось явно по вкусу массе продвинутых пользователей, не готовых раскошеливаться на «профессиональные» SCSI-диски. Вместе с тем, модели «пятитысячников» (на 5400 об./мин.) продолжали прекрасно существовать и развиваться, появляясь на рынке заметно раньше более шустрых «семитысячников» с аналогичной плотностью записи. Разрыв во времени между ними порой составлял до полугода (а иногда — и почти год, как в случае с последними моделями от Fujitsu или IBM Deskstar 60GXP). Такая заметная фора позволяла (и позволяет до сих пор) пятитысячникам вольготно чувствовать себя на рынке IDE накопителей, несмотря на некоторое отставание в скорости работы. На руку им играют и более низкие цены — как правило, эти модели имеют упрощенную (по сравнению с семитысячниками) конструкцию и оттого дешевле в производстве.

Между тем, нельзя сказать, что пятитысячники — «скромняги» по производительности по сравнению с «старшими братьями». Мы уже не раз имели возможность убедиться в том, что они порой ничуть не уступают некоторым более оборотистым коллегам даже в рамках одного поколения, уже не говоря о семитысячниках предыдущих поколений (см. обзоры). А уж по уровню шума и ударостойкости им зачастую вообще нет равных.

Первые пятитысячники с плотностью записи 20 Гбайт на пластину появились еще в прошлом году и о некоторых из них мы в свое время уже писали по-отдельности (см. обзоры в KT ##354, 365  и на сайте КомпьюФерры): это IBM Deskstar 40GV, Seagate U Series 5, Maxtor DiamondMax VL40 и Quantum Fireball lct20. Сейчас пришло время объединить все эти результаты, дополнить их тестами недостающих более новых моделей и с высоты птичьего полета окинуть взглядом общую диспозицию в клане пятитысячников. А также оценить их положение по отношению к недавно обновленному клану семитысячников (теперь — с плотностью 20 Гбайт на пластину, см. обзоры здесь и здесь). В качестве «опорных» точек для сравнения производительности наших нынешних героев с семитысячниками взяты некоторые ранее описанные модели с плотностью 10 Гбайт на пластину (предыдущее поколение) и свеженькие 20-гигабайтники. Тем интереснее будет посмотреть, способен ли простой прирост в плотности записи «скрасить» отсутствие продвинутой механики, электроники и алгоритмов кэширования, характерных для семитысячников.

Методика испытаний (железо и набор тестов) остались прежними — детали см. здесь. Тест Intel Iometer, имитирующий работу серверных приложений, для пятитысячников также проводился, хотя практическая ценность его результатов не столь актуальна — ведь в здравом уме и твердой памяти никому не придет в голову ставить такой диск в сервер. Тем не менее, результаты этого теста также будут рассмотрены, но позднее, в одной из наших следующих публикаций.

Участники испытаний

Основные паспортные характеристики всех пятитысячников с плотностью 20 Гбайт на пластину приведены в таблице. В отличие от семитысячников, где наблюдалось редкое и скучное единообразие заявленных параметров, модели пятитысячников разнообразнее и, можно даже сказать, веселее. Модели имеют кэш объёмом от 128 до 2048 кбайт, причем доля последних уже преобладает, и явно заметна тенденция к увеличению кэша. Чувствую, вскоре все производители перейдут в своих пятитысячниках на кэш 2 Мбайт, поскольку эта по нынешним временам копеечная микросхема способна заметно добавить скорости диску. Среднее время поиска для большинства моделей составляет около 9,5 миллисекунд (в «громком» режиме), однако почти все из них поддерживают модную нынче опцию управления акустикой (Acoustic Management), позволяющую снижать шум поиска в ущерб его скорости. Подробнее об этом — чуть ниже.

Разумеется, все модели имеют интерфейс UltraATA/100, достойную ударостойкость (здесь лидируют IBM и Seagate) и весьма низкий шум вращения. Судя по спецификации, тише всех вращается диск от Quantum, однако по моим субъективным ощущениям это, мягко говоря, не совсем так — я бы отдал здесь предпочтение дискам от Maxtor, Seagate и Samsung, а вот Fujitsu и WD «звенят» при вращении весьма заметно (хотя, конечно, все равно много тише дисков предыдущих поколений). Все компании ограничились диапазоном емкостей дисков от 10 до 40 Гбайт, одна только Maxtor сделала отдельную серию DamondMax 80 с повышенной емкостью, и ее модель 98196H8 — до сих пор самый емкий IDE винчестер в мире (пока проанонсированные недавно модели новых поколений до покупателей еще не дошли). Еще нужно отметить разный размер кэша у старших и младших моделей Fujitsu, а также то, что ее тридцатигигабайтная модель базируется на пластинах пониженной емкости (15 Гбайт), что сказывается и на линейной скорости чтения. Так что при выборе диска от Fujitsu это следует иметь в виду.

Особняком держится серия Quantum Fireball lct20 (теперь уже принадлежащая компании Maxtor). Эти диски имеют сниженную до 4500 об./мин. скорость вращения (что подтверждается тестами), крайне малый размер кэша в 128 кбайт (он встроен прямо в чип контроллера диска), медленный поиск (управление скоростью и тишиной поиска в этих дисках недоступно) и очень скромную внутреннюю скорость чтения информации с поверхности пластины. Я бы назвал эту ветвь эволюции тупиковой, и недавние анонсы компании Maxtor подтверждают, что она не намерена развивать такой подход. Единственное (но достаточно сомнительное и временное) достоинство этих моделей — крайне низкая цена.

Еще один кандидат на вымирание — диски серии IBM Deskstar 40GV. Как сказал представитель IBM Technology Group в странах Восточной и Южной Европы Кловис Джидини на недавней встрече в Москве, организованной компанией ASBIS, Голубой Гигант планирует в третьем квартале этого года отказаться от дальнейшего производства (и разработки) трехдюймовых IDE дисков со скоростью вращения 5400 об./мин. Их место в маркетинговых программах IBM займут соответствующие модели семитысячников. Что ж, еще одну славную страницу в истории прародителя винчестеров можно считать закрытой, а Big Blue в очередной раз подтвердила репутацию «законодателя мод» в этой сфере.

Большинство из участников моих испытаний имели емкость 20 Гбайт (одна пластина). Исключением явились лишь модели Samsung SV3063H (30 Гбайт, полторы пластины) и Seagate U5 на 40 Гбайт (две пластины). Однако этот небольшой разброс в емкости не может служить препятствием для сравнения серий дисков в целом — как мы могли убедиться ранее на многочисленных примерах дисков разной емкости одной серии, например, IBM Deskstar 75GXP, Quantum lct15, Quantum lct10, WD Expert, IBM 22GXP, Quantum KA и некоторых других, разница в объеме не играет фатальной роли, и по одной модели (если конечно это не самые младшие «полпластинные» представители) можно, с определенной погрешностью, судить о производительности остальных дисков серии. Исключением здесь, пожалуй, могут стать только старшие модели от Fujitsu, имеющие кэш 2 Мбайт вместо 512 кбайт у 20-гигабайтной модели из моих испытаний. Такая разница в объеме кэша вполне может оказаться решающей и продвинуть их на более высокие строчки рейтингов. Вот бодрый внешний вид участников сегодняшнего забега:

Остальные участники более тяжелой весовой категории взяты из прошлого забега (см. здесь)

Вслед за Seagate, компания Samsung также стала поставлять и продавать свои диски в индавидуальной ударозащитной пластиковой упаковке (см. фото), а также комплектовать их бумажным мануалом.

Акустик, что слышно?

Как я уже неоднократно писал, в последнее время все дискостроители стали активно бороться за тишину своих IDE винчестеров (см., например, «КТ» #381-382). Не минула сия участь и модели экономического класса, более других предназначенные для использования в бытовых условиях и даже для бытовой аудио/видео аппаратуры. Помимо специальной оптимизации конструкции и компонентов дисков, компании предлагают программные решения, позволяющие управлять шумностью дисков на наш вкус. У нескольких производителей винчестеров уже есть свои утилиты, при помощи которых можно переключать диск в режим тихого поиска. Наиболее универсальная и продвинутая из них — программа ibmftool.exe от IBM (подробности см. здесь) — позволяет работать и с дисками других производителей. При включении тихого поиска происходит замедление перемещения блока головок (так называемое «профилированное», или «мягкое» перемещение). При этом время поиска возрастает настолько, насколько это заложено в конструкцию конкретной модели диска, но и шум поиска существенно уменьшается (вплоть до полной незаметности на фоне звука вращения).

Более половины моделей данного обзора поддерживают опцию управления акустикой (судя по программе ibmftool). Я провел испытания таких дисков с включенной и выключенной опцией тихого поиска. Результаты для таких «моделей» приводятся вместе со всеми, поэтому легко оценить, на какие жертвы приходится идти ради тишины. Более того, некоторые модели (например, от Maxtor) зачастую продаются с уже активизированным режимом тихого поиска и при этом демонстрируют достаточно низкую скорость. Включение же быстрого поиска позволяет кардинально повысить их производительность без существенного увеличения шума (подробности см. здесь). Будем надеяться, что в скором все модели винчестеров будут поддерживать режим управления акустикой, тем более что наши испытания «тихих» режимов дисков обнадеживают, алгоритмы кэширования постоянно совершенствуются, и размер кэша растет.

В данной табличке приведены значения регистра «acoustic management» и среднего измеренного мной времени доступа в «тихом» и «громком» режимах поиска для некоторых современных IDE дисков. Для всех дисков из этой таблицы, кроме диска Samsung, регулировка была двухступенчатая («громко» и «тихо»). Но для диска Samsung она оказалась трехступенчатая — при значении 255dec поиск был самый быстрый, при 192-254 dec немного замедлялся, а ниже 191 становился совсем неслышным. Надо сказать, что и в самом громком режиме Samsung «трещал» практически неслышно, так что необходимость дополнительно его «утишать» просто не нужна. Аналогичным супертихим поиском могли похвастать только диски WD Protégé и Fujitsu, где акустика никак не регулировалась.

Тесты физических параметров

Перейдем, наконец, к результатам испытаний. Прежде всего — о физических параметрах дисков. Измеренные параметры приведены на желто-оранжевых диаграммах.

Победителем по линейной скорости чтения является, как и в случае с семитысячниками, модель от Seagate — теперь U Series 5. Хотя большинство конкурентов отстало от него совсем не намного. А по линейной скорости записи диски от IBM и Fujitsu даже немного обогнали Seagate U5. Сильно отстал только Quantum lct20, впрочем, иного сложно было ожидать. Диск WD200ЕB, несмотря на низкие скорости в начале диска, имеет неплохие средние скорости. «Недобор» скорости на его внешних дорожках (см. график ниже) связан с увеличенным размером бита в начале диска, что должно, по идее, повысить надежность хранения данных в наиболее часто используемой области накопителя. Интересно, что наклон графика чтения для IBM DTLA почти линеен, тогда как для остальных дисков графики «выпуклы». Аналогичная картина наблюдается для семитысячников (см. обзор). Обескуражила очень медленная скорость записи для тихого режима поиска диска Maxtor VL40 — почти вдвое медленнее, чем при быстром поиске. Затрудняюсь дать этому объяснение — для чтения такого эффекта не наблюдается, как, впрочем, и для семитысячной модели от Maxtor. Возможно, есть огрехи в его микрокоде. Интересно также отметить, что большинство пятитысячников по линейным скоростям чтения и записи обогнало одного из лидеров среди семитысячников предыдущего поколения дисков с пластинами 10 Гбайт — диск Seagate Barracuda ATA II. Двукратный прирост плотности записи не прошел даром!

Графики чтения и записи одинаковы для протоколов UltraATA/100 и UltraATA/66. Однако при переходе на UltraATA/33 наблюдается некоторое изменение картины, несмотря на то, что линейная скорость чтения у всех этих дисков НЕ превышают ограничения протокола UATA/33. По-видимому, важной становится оптимизация дискового контроллера для работы по этому протоколу. Судя по Read Burst Speed, измеренной программой HD Tach 2.61, скорость чтения кэша диска по шине IDE хорошо оптимизирована под протокол UATA/33 для всех дисков, кроме Seagate и Fujitsu (они уже традиционно имеют недобор скорости шины, как и предыдущие модели — см. например, обзоры на www.compuferra.ru/online/storage). Причем «недобор» скорости шины IDE для этих дисков есть также и для более быстрых протоколов — UATA/66 и 100 (здесь к ним присоединился еще и Samsung).

Соответственно этому обстоит дело с графиками скорости чтения под UATA/33: все диски, за исключением Fujitsu и Seagate, идеально справились с чтением — графики совпали с полученными под UATA/100 (поэтому я их и не привожу здесь). Но модели Fujitsu и Seagate имеют сильные завалы в первой трети диска, что не способствует их быстрой работе на старых материнских платах под UATA/33. Таким образом, главными кандидатами на апгрейд старых UATA/33 систем можно считать диски IBM, Maxtor, Samsung и, возможно, Western Digital Protégé. Графики линейной скорости чтения дисков, измеренные программой WinBench 99, можно посмотреть по этим линкам:

Для диска Maxtor VL40 в режиме тихого поиска график неожиданно «зашумел» на начальных (самых быстрых) дорожках, тогда как для режима быстрого поиска этого не наблюдалось. Возможно, это недостаток плавного профилированного позиционирования головок в данной модели. Вообще, забегая вперед, скажу, что по результатам всех тестов я не рекомендую использовать эту конкретную модель от Maxtor в «тихом» режиме. При покупке лучше сразу переключать ее в быстрый режим — шумность поиска возрастет при этом крайне незначительно, зато диск Maxtor в «полноскоростном» режиме фактически является лидером по скорости среди участников настоящего обзора.

Отдельно скажу про скорость чтения у диска Quantum Fireball lct20. Крайне малый размер кэша (всего 128 кбайт) послужил, по всей видимости, причиной того, что программа HDTach 2.61 не смогла корректно измерить скорость чтения кэша по Read Burst Speed — она фактически оказалась равной линейной скорости чтения данных с поверхности пластины такое впервые встречается в моей многолетней практике)! Проверка под DOS программой HDDSpeed 2.1 восстановило справедливость — около 51 Мбайт/с под UltraATA/100. Зато размер кэша при этом определился некорректно — аж 418 кбайт. Суммируя результаты тестов производительности для этой модели, можно утверждать, что прогноз инженеров Quantum относительно того, что высокая скорость передачи информации по шине IDE (под UltraATA/100) способна компенсировать отсутствие кэша достаточного размера, не оправдались, и это, возможно, самая неудачная «бытовая» модель за многолетнюю историю. В тестах она уступает даже моделям прошлых лет со значительно меньшей плотностью записи. Тупиковая ветвь… (см. выше).

Несмотря на близкое паспортное время доступа для почти всех IDE дисков данного обзора (упрощенно — надо к среднему времени поиска из таблицы 1 прибавить среднюю задержку на вращение, равную 5,56 мс), реальные измеренные значения поиска для дисков разнятся (см. диаграмму). Наилучшее согласие со спецификациями наблюдается для дисков Samsung, IBM, Quantum, Fujitsu и WD, причем для двух первых реально измеренные значения иногда даже лучше паспортных (примерно на 0,5 мс)! Сильнее всех отстают от спецификации IDE диски Seagate, которые к тому же и самые медленные в доступе по реальным измерениям. Включение режима тихого поиска для дисков (см. выше), разумеется, существенно увеличивает и время доступа. Хочется еще раз отметить очень быстрый поиск у диска Samsung — он даже быстрее, чем у нового семитысячника Seagate Barracuda ATA III. И при этом очень тих! Если бы у меня был приз, я бы отдал его этому диску в номинации «за тихий и быстрый поиск».

Производительность в приложениях

Настала очередь испытаний производительности дисков в реальных приложениях (см. сине-голубые диаграммы). Прежде всего — тесты WinBench 99. В Business-тесте под Windows 98 винчестер Maxtor VL40 (конечно, в «громком» режиме поиска) намного опережает преследователей и даже обгоняет такого «чемпиона» среди семитысячников как IBM DTLA-307020! Что ж, весьма «деловой» диск. Следом, с заметным отставанием идут Seagate U5 и WD Protégé и IBM 40GV, причем тихий поиск Сигейту не помеха. А вот Самсунг неожиданно «просел» почти до Квантума. При этом где-то посередине затесался хороший семитысячник прошлого поколения — Seagate Barracuda ATA II. Под Windows 2000 картина в Business тесте похожая за исключением того, что канадский «протеже» обогнал-таки Макстора, а семитысячники явно подтянулись повыше, заняв подобающее им по рангу место.

В тесте профессиональных приложений (High-End Disk WinMark) под Windows 98 лидируют Seagate U5 и IBM 40GV, показывая скорость наравне с одними из лучших семитысячников прошлого поколения (плотность 10 Гбайт на пластину). Хотя Макстор отстал от них не так уж сильно. Зато WD и Samsung «провалились» капитально. Под «профессиональной» Windows 2000 Maxtor VL40 и WD Protégé опять показали свою небывалую прыть — в гордом одиночестве затесавшись среди семитысячников (достоинство DualWave контроллера дисков Maxtor и достойных алгоритмов кэширования у WD). Следом за ним прочно обосновались Seagate U5 и IBM. Fujitsu — уже вечный середнячок, а Samsung — аутсайдер (даже быстрый поиск не помог — видать, нужен, ой как нужен, большой кэш). Про Quantum lct20 лучше даже не вспоминать — с ним может «соперничать» только «хроменький» тихопоисковый Maxtor. Под протоколом UATA/33 в целом картина похожая, за некоторыми исключениями — явно хуже смотрятся Seagate U5 и Fujitsu.

Копирование файлов под Windows 2000 и тест Adaptec TheadMark 2.0 под Windows 98 лишь подчеркивают лидера — Maxtor VL40. Причем, отличная оптимизация микрокода и большой кэш позволяют ему лидировать даже в ТИХОМ режиме, обгоняя «крутой» новенький семитысячник Quantum AS60 (уже не говоря о прошлогоднем Seagate Barracuda ATA II)! WD Protégé, Seagate U5 и IBM 40GV в среднем почти равноценны (последний великолепно смотрится на мелких файлах под Win2k, не уступая своему «семитысячному» брату), а Samsung опять киряет (рано я ему приз пообещал), хотя на копировании мелких файлов под Windows 2000 он, наконец, отыгрался, обогнав даже Maxtor. А вот Seagate U5 в этом последнем тесте неожиданно сдал позиции. Для тестов копирования файлов под Windows 2000 интересно также отметить следующее. 10000 мелких файлов некоторые пятитысячники копируют БЫСТРЕЕ, чем 1 целый файл, равный по объему сумме этих 10000 (500 Мбайт)! Ранее такой необычный эффект наблюдался только у семитысячника IBM DTLA-307020 и был «списан» на счет плохой оптимизации алгоритмов для работы с крупными файлами. Здесь же сразу несколько дисков подвержены этому «недугу» — IBM, Samsung и Quantum. Ну для IBM это не удивительно (микрокод наверняка похожий), а два остальных, в принципе, тоже не «безгрешны» в плане микрокода. Так что мы нашли еще один критерий для оценки грамотной реализации алгоритмов кэширования и многопоточной работы.

Наглядно увидеть возможности дисковых контроллеров и их оптимизацию для работы с несколькими одновременными потоками данных можно в тесте Nbench. Как обычно, я использовал от 1 до 4 одновременно записываемых или считываемых потока (по 500 Мбайт каждый). Четыре диаграммы соответствуют записи и чтению под обеими ОС под UltraATA/100. Видно, что у Maxtor VL40 превосходная «фирменная» оптимизация многопоточной записи — под обеими системами рост количества потоков почти не приводит к снижению суммарной скорости записи (особенно под Win98!), тогда как для остальных дисков при 2-4 потоках происходит резкое падение скорости. К сожалению, оптимизация многопоточного чтения у Maxtor не такая хорошая — здесь лидирует Western Digital (тоже уже традиционно, сравните с недавним обзором семитысячников). У IBM DTLA многопоточная запись тоже неплохо оптимизирована (только под Windows 98), зато средне дела с чтением. Неплох в целом и Seagate U Series 5 благодаря мегабайтному кэшу.

Сравнение работы дисков под протоколами UltraATA/100 и /66 показывает, что практически всегда производительность винчестеров идентична (в пределах погрешности измерений или слегка больше нее). Отставание же UATA/33, как и ожидалось, порой очень значительно и может доходить до 2 раз (хотя это тоже зависит от приложений). Специально для многочисленных любителей программы SiSoft Sandra 2001 Pro привожу результаты испытаний дисков с ее помощью (наверное, в последний раз, если меня не завалят просьбами продолжать это бесполезный труд). В среднем, значения скорости чтения и записи (с кэшированием и без него, с также случайную) программа показывает близкими к достоверным (правда точность измерений недостаточна), среднее время доступа сильно перевирает, а усредненный индекс производительности (в попугаях, см. диаграмму) сильно напоминает расстановку дисков по линейной скорости чтения. Как мы уже смогли убедиться, это никак не соответствует реальной производительности дисков в приложениях. Поэтому и к результатам Сандры надо относиться снисходительно. Разумеется, в итоговый рейтинг дисков в конце данного обзора эти результаты не входят.

«Злоключение»

И в заключение приведу индексы производительности дисков, усредненные по основным прикладным тестам (физические параметры дисков не учитываются) отдельно для каждой операционной системы и протокола UATA/33 (см. диаграммы). Если для семитысячников явного лидера для всех категорий сразу не было, то для пятитысячников он очевиден — встречайте Maxtor DiamondMax VL40 (и почему мне Maxtor за рекламу не платит?). Он отлично смотрится на уровне добротных семитысячников прошлого и даже нынешнего поколений! Следом примерно вровень (в среднем) идут WD Protégé, IBM 40GV и Seagate U5 — каждый лучше в чем-то своем (WD — под Windows 2000, Seagate — под Win98, IBM — хорошо сбалансирован для обеих OS). Samsung и Fujitsu им явно уступают. Quantum lct20 же находится вне данной весовой категории. И еще — очень часто «тихие» режимы работы дисков почти не уступают «громким» (Maxtor не в счет) даже несмотря на небольшой размер кэша. Так что не бойтесь тишины. А в ближайшем будущем нас ждут не менее жаркие баталии среди пятитысячников с плотностью записи 30-40 Гбайт на пластину. Но, увы, уже без IBM.