Тестирование жестких дисков IBM DTLA со скоростью вращения 7200 и 5400 оборотов в минуту

В последнее время, мы получаем много писем с просьбой рассказать о современных жестких дисках IBM, и сравнить их с наиболее популярными моделями HDD других производителей. Почему бы и не рассказать?

В этой статье мы рассмотрим диски серии IBM DTLA Deskstar 40GV и 75GXP, которые имеют высокую плотность данных плюс быструю механику. Даже если Вы уже знакомы с дисками этой серии, этот обзор стоит, что бы Вы его прочитали, т.к. здесь мы применили несколько новых тестов в различных операционных системах.

Мы сравним диски IBM DTLA  с наиболее современными дисками других производителей: Quantum FB Plus AS, Seagate Barracuda ATA III, Seagate U5, Western Digital Protege (WD200EB), Western Digital Caviar (WD200BB), и Fujitsu MPG3204AT. Наши испытания мы поделим на две группы: диски со скоростью вращения 7200rpm и 5400rpm.  Кроме того, мы используем новую программу IBM Feature Tool, которая позволяет изменить отношение «шум/производительность».

И последнее, прежде чем провести испытания, хотим отметить, что некоторые из наших читателей, видимо, не прочитывают статьи до конца. Именно поэтому мы решили здесь кратко упомянуть основные заключения.

Наши испытания показывают, что производительность дисков IBM DTLA не уступает конкурентам. IBM DTLA 307020 показала лучшие результаты практически во всех тестах, несмотря на то, что другие диски имели большую плотность данных. Среди дисков со скоростью 5400rpm, DTLA 305020 занял второе место, пропустив вперед диск WD Protege. Честно говоря, различие между ними настолько незначительно, что мы полагаем, что WD Protege занял первое место только за счет большего кэш.

Испытания участников

Первая модель – IBM Deskstar 75GXP (DTLA 307020). Она имеет скорость вращения 7200rpm и 2MB буфер. В отличие от других участников тестирования, этот диск имеет два диска с плотностью 15GB на пластину и три головки вместо двух. Другая особенность заключается в следующем. Если Вы используете три стороны с плотностью данных 7.5GB каждая, тогда полная емкость диска будет равна 22.5GB. Однако, по некоторым причинам – наиболее вероятно по причинам маркетинга, -  IBM решила ограничить это значение 20GB. Из графиков линейного чтения, видно, что IBM уменьшила число цилиндров в этой модели HDD, т.е. пластины используются не полностью. Так, цилиндры «заканчиваются» в области с очень высокой плотностью данных.

Линейная скорость чтения диска IBM DTLA 307015 (1 пластина):

Здесь Вы можете легко подсчитать число интервалов с разной плотностью данных – 15. А теперь посмотрите на график линейной скорости чтения диска IBM DTLA 307020 (2 пластины):

Здесь мы видим только 12 интервалов. Между прочим, меньшее количество интервалов, означает лучшее время поиска. Хотя в наших тестах это не имеет особого значения в наших тестах, т.к. большинство испытаний производятся в первом интервале с наиболее высокой плотностью данных. Однако если бы они работали в конце диска, тогда IBM DTLA 307020 был бы намного быстрее DTLA 307015. Для наших тестов мы выбрали диск с двумя пластинами (дисками) нарочно, т.к. мы руководствовались не принципом «один HDD – одна пластина», а просто надо было собрать диски с одинаковой емкостью.

Вторая модель IBM Deskstar 40GV (DTLA 305020) так же удовлетворяет нашим требованиям: одна 20GB пластина, 512KB кэш.

Теперь давайте посмотрим характеристики остальных  дисков. Сначала рассмотрим диски первой группы –  7200rpm:

* - 132KB для firmware

Честно говоря, эти диски напоминают братьев близнецов. Серьезные различия могут быть замечены только в последней строке. Этот параметр зависит от количества цилиндров и конструкции блока головок.

Теперь, рассмотрим диски со скоростью 5400rpm:

Здесь мы так же видим незначительные отличия. Только Western Digital Protege WD200EB несколько выделяется своим 2MB буфером и очень большим временем поиска (full stroke).

Тестовая система и методы тестирования

Наша тестовая система была конфигурирована следующим образом:

• Intel Coppermine 600MHz CPU;
• ASUS CUBX-E bios 1007A;
• 2 x 128MB PC133SDRAM by Hyundai;
• Графическая карта Matrox Millennium 4MB;
• Windows 98/Windows 2000 Pro.

Теперь мы хотели сказать несколько слов о методах тестирования.  Что бы проверить производительность жестких дисков в различных UDMA режимах, мы вынуждены использовать следующие контроллеры:

• UDMA33: Контроллер интегрированный в чипсет i440BX;
• UDMA66: Контроллер Promise Ultra66;
• UDMA100: Интегрированный контроллер Promise Ultra100.

Для контроллеров Promise мы использовали драйвера версии 1.60 (build 33). Фактически эти драйвера были первоначально предназначены только для Promise Ultra100, однако, после небольшой модификации inf-файла, они могли прекрасно работать с Promise Ultra66.

Диски подключались как Master устройства к отдельному IDE каналу. Мы использовали файловые системы FAT32 и NTFS. Каждый диск разбивался как один логический диск максимального размера с заданным по умолчанию кластером. В Windows была включена поддержка DMA (прямого доступа к памяти). Все тесты проводились четыре раза, и усредненный результат включался в графики.

В нашем обзоре мы использовали следующие эталонные тесты:

• Windows 98:
• WinBench 99 1.2
• Adaptec Threadmark 2.0
• Windows 2000
• WinBench 99 1.2
• HDTach 2.61
• IOMeter 1999.10.20

На всех дисках был по умолчанию разрешена проокол UDMA100. Чтобы получить более точные результаты и избежать противоречащих ситуаций, мы использовали специальные утилиты для переключения в режимы UDMA33 и UDMA66.

Производительность

Время доступа

IBM Deskstar 75GXP (DTLA 307020) сумел оставить позади победителя многих современных тестов Quantum Fireball Plus AS. Вероятно, он обязан эти успехом своей двух дисковой конструкции.  Самым медленным оказался диск Seagate Barracuda ATA III.

Ситуация во второй группе повторяет предыдущую диаграмму, с тем единственным различием, что вместо диска Quantum мы имеем Fujitsu MPG3204AT.

Итак, диски IBM похоже имеют самую быструю механику в обеих группах. Теперь переходим  к рассмотрению результатов в файловых тестах.

Плотность данных

Для определения максимальной и минимальной плотности данных мы прибегли к тесту Disk Inspection из пакета  ZD WinBench (таблица ниже демонстрирует результат полученный для режима UDMA-100):

Здесь лидерами стали диски Seagate и IBM, немного отставший от первого. Обратите внимание, что IBM Deskstar 75GXP (DTLA 307020) показывает результат лучше, чем Quantum Fireball Plus AS, который имеет пластины с большей плотностью данных. Для того, что бы получить полную картину посмотрите графики:

Диск WD200BB имеет очень странную геометрию плотности данных. Плотность в начале диска не очень высока и медленно опускается к концу диска. Это позволило ему занять второе место в том тесте, опередив на несколько пунктов IBM Deskstar 75GXP (DTLA 307020).

Здесь мы видим, что результаты трех дисков практически идентичны, и только WD200EB, по непонятной причине, сильно отстал от них.

Здесь Seagate U5 сумел сохранить лидерство, в то время как IBM Deskstar 40GV (DTLA 305020) оказался на четвертом (последнем) месте. Причиной стала высокая плотность данных в начальной области диска. Чем ближе конец диска, тем быстрее снижается плотность данных, что несомненно негативно влияет на скорость чтения.

WinBench99 для Windows98

Для начала посмотрим результаты для первой группы дисков:

В Business Disk WinMark IBM Deskstar 75GXP (DTLA 307020) сдается конкурентам, однако в High-End начинает отвоевывать потерянную позицию. Так, мы не можем говорить, что характеристика «плотность данных на пластину» предопределяет результаты этих тестов.

Во второй группе мы наблюдаем следующую ситуацию. Не секрет, что кэш не может быть слишком большим, и эти графики подтверждают эти слова. WD Protege (WD200EB) с 2MB кэш занял первое место во всех режимах в Business Disk WinMark. На второй позиции находится IBM Deskstar 40GV (DTLA 305020). Если бы этот диск имел больший кэш, он несомненно отодвинул WD Protege, но...

В High-End Disk WinMark IBM Deskstar 40GV (DTLA 305020) лидирует в режимах UDMA100 и UDMA66, но UDMA33 он уступает свое место WD Protege (WD200EB).

В целом, IBM Deskstar 40GV (DTLA 305020) выглядит достойно, и может претендовать на первое место вместе с диском WD Protege (WD200EB) во второй группе.

Adaptec Threadmark 2.0

Хотя в режиме UDMA100 IBM Deskstar 75GXP (DTLA 307020) показывает не лучшие результаты, формально его можно считать лучшим, потому что он превзошел все диски в двух режимах из трех.

Среди дисков второй группы, бесспорным лидером стал диск IBM Deskstar 40GV (DTLA 305020).

WinBench99 для Windows2000 (FAT32)

Когда происходит смена операционной системы, дисковая подсистема начинает работать несколько иначе, потому что зависит не только от конструкции диска, но и от программной среды: операционной системы, алгоритмов кэширования, различных установок буфера и конечно драйверов.

IBM Deskstar 75GXP (DTLA 307020) лидирует в режимах UDMA66 и UDMA100 режимах, значительно опережая конкурентов. Только в режиме UDMA33 он уступает Quantum Fireball Plus AS.

Снова IBM Deskstar 75GXP (DTLA 307020) опережает все диски. Второе место занимает диск WD200BB.

Здесь WD Protege (WD200EB) является формальным лидером. Однако, посмотрите, как близки результаты IBM Deskstar 40GV (DTLA 305020) к лидеру, даже притом, что IBM имеет значительно меньший кэш.

В общем, здесь мы наблюдаем повторение ситуации. WD200EB несколько быстрее IBM DTLA 305020, а Seagate U5 несколько быстрее Fujitsu MPG3204AT.

Фактически результаты в Win2000 несколько выше. IBM Deskstar 75GXP (DTLA 307020) имеет полное право быть названным победителем, в то время как более медленная модель, IBM Deskstar 40GV (DTLA 305020), несколько отстает от WD200EB.

WinBench99 для Windows2000 (NTFS)

Здесь мы изменили не только операционную систему, но и файловую систему: диски были отформатированы в стандарте NTFS с установленным по умолчанию кластером, равным 4KB.

IBM Deskstar 75GXP (DTLA 307020) лидирует в обоих тестах.

В Business Disk WinMark IBM Deskstar 40GV (DTLA 305020) работает точно также как WD200EB, однако в High-End он явно уступает конкурентам.

Меньший размер кластера (4KB) привело к снижению общих результатов. Среди дисков первой группы, лидером стал IBM Deskstar 75GXP (DTLA 307020), а среди дисков второй группы – WD Protege (WD200EB).

HDTach 2.61

Seagate Barracuda ATA III показывает самый высокий уровень скорости чтения, но кажется, в режиме UDMA33 он резко отступает на последнее место. Интересно, что IBM Deskstar 75GXP (DTLA 307020) демонстрирует туже среднюю скорость чтения, что и Quantum Fireball Plus AS, хотя последний имеет большую плотность данных на пластине. Это объясняется «необычной» конструкция IBM, которую мы уже описали в начале статьи.

В этом тесте мы наблюдаем, что конструкция больше не играет положительную роль, и IBM Deskstar 75GXP (DTLA 307020) отстает от всех дисков с 20GB пластинами. Seagate Barracuda ATA III снова лидирует во всех режимах кроме UDMA33.

Здесь все диски показывают равные состояния, потому, что все они имеют 20GB пластины. Диск с самой большой плотностью данных на трек, Seagate U5, занимает лидирующую позицию. Далее идет Fujitsu, IBM и WD200EB.

Честно говоря, режим записи не является «козырем» IBM. IBM Deskstar 40GV (DTLA 305020) оказывается медленнее конкурентов. Самые высокие результаты были у Seagate U5, а наиболее устойчивая производительность принадлежала WD Protege (WD200EB).

Intel IOMeter

Это довольно специфический тест, который был разработан для проверки серверов. Как Вы знаете, сервера имею определенные специфические особенности, типа быстрой реакции на запрос, возможность обрабатывать так много запросов, сколько требуется на данный период. Для этого, все «серверные» диски имеют больший кэш, меньшее время поиска и более высокую скорость вращения, для уменьшения вращательного ожидания. Так как данные на диске располагаются беспорядочно, быстрое позиционирование является главным фактором, влияющим на производительность. Так, мы можем предположить, что диск с наименьшем временем писка, будет победителем в этом тесте. Ок, давайте посмотрим, что получиться на самом деле…

Прежде чем перейти к испытаниям, хотим обратить Ваше внимание на некоторые особенности этого теста. Дело в том, что проведенные ранее испытания показывают серьезные различия результатов для отформатированных и неформатированных дисков. Причиной стало использование драйвера версии 1.60 (build 33), который мы использовали для Promise Ultra66 контроллера, кэширует HDD (даже на низком уровне) но только для форматированных дисков! Поэтому эти драйверы несколько искажают результаты испытаний, добавляя программную оптимизацию. Конечно эта оптимизация полезна в реальных условиях, однако это не позволяет увидеть реальной зависимости производительности диска от параметров.

Сначала, мы покажем Вам, что мы получили в случае неформатированных дисков, а затем попробуем проиллюстрировать различия между испытаний с и без дополнительного кэширования.

* - Значение «Sum Total» было рассчитано как сумма «Total I/O» при легкой, умеренной и тяжелей загрузке.

Теперь давайте посмотрим зависимость «Total I/O» на загрузке:

В случае линейной загрузки (1 outstanding I/O) все жесткие диски показали примерно одинаковую производительность. Однако, далее промежуток начинает расти. IBM Deskstar 75GXP (DTLA 307020) оказался наиболее чувствителен к увеличению нагрузки. Этот диск, кажется, имеет не только самую быструю механику, но и самую быструю электронику. Очень интересный результат показал Quantum Fireball Plus AS: сначала превзошел WD200BB и затем «позволил» конкуренту догнать себя.

Теперь давайте сравним значения "Sum Total":

Так как мы в первую очередь заинтересованы в производительности жесткого диска в наиболее «загруженных» режимах, Sum Total был рассчитан как сумма «Total I/O» в последних трех режимах: Light + Moderate + Heavy. Чем больше была загрузка, тем дальше отрывался IBM Deskstar 75GXP (DTLA 307020). Полный разрыв между диском IBM и другими участниками тестирования кажется довольно большим! Quantum Fireball Plus AS и WD200BB работали почти одинаково, с небольшим преимуществом Quantum. Seagate Barracuda ATA III значительно отстал от других дисков, что не удивительно, т.к. он имеет самое большое время доступа.

Ок, теперь пришло посмотреть на вторую группу дисков.

Картинка очень похожа на ту, что мы видели в случае с первой группой дисков. IBM Deskstar 40GV (DTLA 305020) начинает несколько хуже остальных участников, но при увеличении нагрузки резко уходит вверх.

Неудача Seagate U5 в Database Access Pattern очень иллюстративна. В отличие от Workstation Access Pattern, который делает 80% запросов на чтение и 20% запросов на запись, Database Access Pattern делает 67% запросов на чтение и 33% на запись.

Мы только что рассмотрели результаты для неформатированных дисков. Теперь давайте посмотрим на результаты для форматированных дисков.

Результаты теста IOMeter для форматированных дисков оказались абсолютно непредсказуемы.

Без интегрированного кэширования, Quantum Fireball Plus AS сильно отстал от IBM DTLA, в то время как с вовлечением алгоритмов кэширования, они работали практически одинаково. В случае с Western Digital, кэширование не имело никакого эффекта: ни положительного, ни отрицательного.

Утилита IBM Feature Tool

Некоторое время назад, когда все производители жестких дисков стремились представить свои наиболее тихие решения, IBM выложила некую утилиту на своем web-сайте. Эта утилита работает с жесткими дисками IBM, которые оснащены особенностью « Automatic Acoustic Management». Теперь это функция поддерживается только дисками IBM Deskstar 40GV (DTLA 305020) и IBM Deskstar 75GXP (DTLA 307020), однако, IBM требует, что бы все наступающие модели жестких дисков, включая 60GXP, были оборудованы ей (Загрузить IBM Feature Tool можно здесь).

Эта утилита позволяет замедлить позиционирование головок, что уменьшает уровень шума жесткого диска. Когда Вы запускаете файл ibmftool.exe, он создает системный диск (PC DOS) с IBM Feature Tool на нем. Таким образом переход в режим AAM (Automatic Acoustic Management) производится под DOS.

Когда Вы загружаетесь с этого диска, утилита начинает автоматически сканировать все доступный контроллеры HDD. В нашем случае Promise Ultra66 был одобрен, а Promise Ultra100 нет. В ситуациях, подобных этой, мы рекомендуем использовать только интегрированный в чипсет контроллер IDE. Все жесткие диски обнаруженные во время сканирования были добавлены в список доступных HDD. Установка параметров AAM производится простым подбором числа в диапазоне от 128 до 255. По умолчанию выбрано значение 128.

После перехода в т.н. «тихий» режим, нам показалось, что наш IBM DTLA 307015 просто не работает. Однако Windows безупречно загрузился и мы не почувствовали явных изменений производительности.

Чтобы проверить изменение производительности, мы воспользовались следующими тестами:

• Disk Winbench99 1.2;
• HDTach 2.61;
• Intel IOMeter.

Эти тесты были выбраны не случайно. WinBench показывает скорость обработки файлов, HDTach позволяет проверить время доступа, а IOMeter – зависимость конструкции головок на полной производительности HDD.

Результаты оказались поразительными – среднее время доступа удвоилось, а производительность осталась на прежнем уровне!

Модель со скоростью вращения 5400rpm показала несколько худшие результаты, в то время как ее более быстрая коллега показала снижение производительности в пределах 2-3%.

Ситуация похожа на Disk WinBench: изменение времени доступа не ведет к понижению результатов талонных тестов.

В линейном режиме IOMeter показывает ухудшение производительности в два раза.

Как Вы можете видеть, более медленная работа блока головок добавляет некоторую константу к общей зависимости (см. различия по оси Y).

Температура и Шум

Мы измерили нагрев жесткого диска с помощью внешнего термо диода, подключенного к системной плате. Испытания проводились во время 2.5 часовой работы IOMeter, который находится ближе всех к реальным условиям.

Как мы и ожидали, HDD с двумя платинами оказался немного более теплый.

Что касается уровня шума, то мы доверились собственному слуху. Вот что нам слышалось:

• Без активизации режима AAM, IBM Deskstar (DTLA) оказался громче всех.
• С включенным AAM IBM Deskstar (DTLA) оказался абсолютно бесшумен.

Заключение

Странно, но не совсем современный жесткий диск IBM Deskstar 75GXP (DTLA 307020) с 15GB пластинами, оказался производительней своих современных коллег с 20GB пластинами, практически во всех тестах.

Производительность IBM Deskstar 40GV (DTLA 305020) не столь хороша как у его старшего коллеги и немного проигрывает WD Protege (WD200EB) с большим кэш. Также мы хотели бы отметить высокие результаты в «серверном» тесте Intel IOMeter. Здесь IBM Deskstar 40GV (DTLA 305020) показывает результаты близкие к Quantum Fireball Plus AS и WD Caviar (WD200BB), т.е. к дискам со скоростью вращения 7200rpm.

По вопросам консультаций и приобритения жестких дисков IBM семейства DTLA обращайтесь в компанию "ЛОТОС" по телефонам: (095) 963-4413, 962-7286

цены можно посмотреть здесь