Дорогу маленьким!

Никита Расторгуев
«Экспресс-Электроника» #7(116)/2004

C распространением практики местной сборки ноутбуков, пользователь получил возможность «тонкого» подбора конфигурации приобретаемой системы. Впрочем, определение скорости «мобильных» комплектующих актуально и по другой причине. Скажем, «мобильные» процессоры и портативные жесткие диски все чаще находят применение в blade-серверах. Но если рынок процессоров ограничен двумя-тремя линейками решений, то портативных винчестеров сегодня предлагается значительно больше. И потому есть смысл присмотреться к ним повнимательнее.

Для начала отметим, что рынок портативных жестких дисков, равно как и рынок мобильных компьютеров, переживает небывалый подъем. По данным аналитической компании iSuppli, в 2003 году объем продаж данных устройств достиг 18,7% от общего числа продаж на рынке HDD и составил не менее 41 млн штук. Аналитики предсказывают этому рынку еще более впечатляющий прирост в ближайшие годы. К примеру, по прогнозу Gartner, 2,5-дюймовый форм-фактор к 2007 году станет доминирующим и в многопользовательских средах. Кроме того, многие производители серверов уже обратили внимание на 2,5-дюймовые накопители на жестких дисках, а с широким распространением интерфейса Serial Attached SCSI «мобильные» винчестеры должны стать основным решением для данной сферы. Ведь не секрет, что компактность сервера становится все более желанным параметром. А значит, новые приводы, которые выгодно отличаются от 3,5-дюймовых аналогов уменьшенными на 70% размерами, массой (в среднем на 0,5 кг), энергопотреблением (до 40%), а также временем поиска (на 15%), представляются более актуальным решением. Нельзя не сказать, что первые шаги в этом направлении уже сделаны. Так, на Intel Developer Forum ‘2004 в Сан-Франциско компания Seagate Technology представила Savvio – первую в мире линейку 2,5-дюймовых накопителей на жестких дисках со скоростью вращения шпинделя 10 тыс. об/мин и весьма высоким показателем времени наработки на отказ (MTBF) — до 1,4 млн часов. Эти устройства выпускаются в вариантах с одной и двумя пластинами, емкостью 36 и 72 Гбайт, с одним из трех интерфейсов: Fibre Channel, Ultra320 SCSI или Serial Attached SCSI.

Интересно, что Seagate Savvio не единственное компактное решение для рынка серверов. О планах выпуска подобных накопителей недавно объявили и другие участники рынка, в частности Western Digital и Hitachi Global Storage Technologies. Сейчас на рынке портативных жестких дисков пять игроков. После Seagate, вернувшейся сюда в прошлом году, новичком стала компания Samsung. Пожалуй, в скором времени можно ожидать анонсов 2,5-дюймовых жестких дисков и от других производителей.

Что касается разделения рынка портативных устройств, игрок номер один здесь – Hitachi Global Storage Technologies, владеющий 44,7% рынка. Второе место за Toshiba, доля которой на мировом рынке составляет 29,6%. Замыкает тройку лидеров Fujitsu (18,5%). Оставшуюся долю рынка делят между собой более мелкие игроки.

Для тестирования нам удалось достать решения каждого из участников рынка. Таким образом, в обзоре приняли участие устройства с частотой вращения 4200, 5400 и 7200 об/мин, выполненные в 2,5-дюймовых конструктивах. Рассмотрим их поближе.

Fujitsu

Компания Fujitsu долгое время производит жесткие диски, ориентированные на применение в серверах и мобильных компьютерах. Но тот факт, что новая линейка накопителей этой компании – MHTххххAT, использует стеклянные пластины стало для нас открытием. История использования этой технологии в жестких дисках компании IBM известна многим. Так что будем надеяться, что она не повторится.

Отметим также, что Fujitsu первой на рынке начала серийное производство жестких дисков емкостью 100 Гбайт для портативных компьютеров. Винчестеры с кодовым обозначением MHU2100AT имеют скорость вращения шпинделя 4200 об/мин и оснащены параллельным АТА-интерфейсом. Презентация этих накопителей, напомним, состоялась в марте, и с тех пор ограниченные партии жестких дисков поставляются корпорациям Dell и Hewlett-Packard. К сожалению, на российском рынке такие устройства пока не доступны.

По поводу тестового экземпляра отметим: Fujitsu MHT2080AT является старшим представителем линейки винчестеров форм-фактора 2,5 дюйма с частотой вращения 4200 об/мин (есть и более «оборотистые» устройства). В ней использованы две пластины и четыре головки. Объем кэш-буфера всех без исключения устройств линейки MHТххххАТ (есть модели с емкостями 20, 30, 40, 60 и 80 Гбайт) составляет 2 Мбайт. Скорость вращения шпинделя равна 4200 об/мин. В жестких дисках серии S, помимо привычных электродвигателей на гидродинамических подшипниках, реализована интеллектуальная технология управления энергосбережением на основе разработок LSI, автоматически регулирующая уровень потребляемой мощности. По паспорту же потребляемая мощность этих устройств равна 2-2,1 Вт при чтении/записи и 0,65 Вт в состоянии ожидания. Заявленная максимальная нагрузка в выключенном состоянии – 900 g, при включенном состоянии – 225 g (оба значения даны для времени воздействия не более 2 мс).

Hitachi

Компания Hitachi Global Storage Technologies присутствовала на рынке портативных жестких дисков и до слияния с IBM. Возможно, поэтому сегодня в линейке японского производителя содержатся как устройства собственной разработки (5K80, 7K60), так и доставшиеся ей «в наследство» от IBM (Travelstar 80GN, 5K80).

Еще недавно емкость попавшего к нам на тестирование накопителя Travelstar 80GN была наибольшей на рынке, а сегодня уже доступны и 100-Гбайтовые устройства. В винчестере Travelstar 80GN объем 80 Гбайт достигается за счет использования двух пластин с плотностью записи по 40 Гбайт (применяются четыре головки). При этом скорость вращения шпинделя составляет 4200 об/мин. Объем кэш-буфера равен 8 Мбайт, что наряду с высокой плотностью записи, а также фирменными технологиями упреждающего чтения может дать фору любому конкуренту. Благодаря технологии Partial Response Maximum Likelihood достигаются более высокие скорости передачи данных, меньшее количество программных ошибок на единицу данных, а также фильтрация сигнала, считываемого с диска. В Travelstar 80GN применяется традиционный для современных накопителей двигатель на гидродинамических подшипниках. Для повышения стабильности работы механики использована технология head load/unload, при которой головки в нерабочем состоянии паркуются за пределами рабочей поверхности (вне пластин). За счет этого достигается устойчивость по отношению к ударным нагрузкам и уменьшенное потребление энергии — такая технология теоретически позволяет в устройствах использовать пластины более высокой плотности. Отметим, что две младшие модели этого семейства объемом 40 и 20 Гбайт имеют емкость буфера 2 Мбайт.

Модель Travelstar 5K80 является представителем линейки устройств Hitachi с частотой вращения шпинделя 5200 об/мин. Набор технологий, применяемый в нем, полностью аналогичен тому, что используется в Travelstar 80GN. Вообще в линейку 5K80 входят четыре модели приводов емкостью 20, 40 (в нашем случае), 60 и 80 Гбайт. Объем буфера этих накопителей составляет 8 Мбайт. Среднее время поиска равно 12 мс.

Наиболее интересное устройство в тестировании – Travelstar 7K60. Этот накопитель стал первым на рынке мобильных жестких дисков с частотой вращения шпинделя 7200 об/мин. Его емкость – 60 Гбайт. В накопителе используются две пластины с плотностью записи 30 Гбайт и четыре головки. Объем буфера равен 8 Мбайт. Среднее время поиска составляет 10 мс. По заявлению разработчика, благодаря скорости вращения шпинделя 7200 об/мин удалось добиться существенного прогресса в рабочих характеристиках по сравнению с накопителями, использующими скорость вращения 5400 об/мин. В частности, заявлено увеличение скорости передачи данных на 15%, меньшая на 20% латентность и на 20% улучшенное среднее время поиска. Кроме того, в жестком диске используется технология IBM Adaptive Battery Life Extender (ABLE) 3.0, призванная уменьшить потребление энергии. С этой целью предусмотрены четыре режима для нерабочего состояния.

Samsung

Компания Samsung новичок не только на рынке 2,5-дюймовых винчестеров, но и накопителей на магнитных жестких дисках вообще. Однако, учитывая, что современные «настольные» серии устройств этого производителя весьма удачны, от новинки в сфере мобильных решений также можно ожидать прекрасных характеристик. Надо сказать, что отличий 2,5-дюймовой линейки устройств Samsung от «настольной» немного — сниженные нормы энергопотребления и механизм SilentSeek, призванный уменьшить шум работы шагового двигателя держателя магнитной головки, на который подаются управляющие импульсы оптимизированной формы. Кроме того, использована новая механическая платформа, позволяющая минимизировать силу внешних воздействий на устройство, а следовательно, повысить противоударные свойства жестких дисков серии SpinPoint M.

В остальном, жесткие диски SpinPoint M – вполне стандартные современные решения для ноутбуков. В модельный ряд входят диски емкостью от 30 до 80 Гбайт с кэш-памятью объемом 8 Мбайт и скоростью вращения шпинделя 5400 об/мин.

Seagate

На рынок мобильных жестких дисков компания Seagate первоначально вышла с двумя устройствами: емкостью 20 и 40 Гбайт и с частотой вращения шпинделя 5400 об/мин. Впрочем, сегодня уже доступна модель с частотой вращения 4200 об/мин, а недавно объявлена более «оборотистая» модель (7200 об/мин).

В нашем тестировании принял участие диск Seagate Momentus объемом 40 Гбайт. Он укомплектован 8 Мбайт кэш-памяти (есть устройства и с 2 Мбайт кэша). Устройства совместимы со стандартом UltraATA/100. Как и в накопителях, выпущенных компаниями-конкурентами, в устройствах от Seagate реализованы технологии, обеспечивающие существенное снижение уровня рабочего шума. Интересной особенностью данных накопителей является сравнительно высокая стойкость к ударам, составляющая 800 g в нерабочем состоянии и 225 g — в рабочем (оба значения даны для времени воздействия не более 2 мс). Заявлено довольно-таки низкое энергопотребление для столь «расторопного» устройства: максимальный ток – 0,47-0,72 А при напряжении питания +5 В (2,35-3,6 Вт). Высота накопителей Seagate Momentus составляет стандартные 9,5 мм. По заявлению производителя, накопители данного семейства обладают улучшенными энергосберегающими способностями. В частности, заявленная потребляемая мощность не превосходит ту, что требуется для работы жестким дискам со скоростью вращения шпинделя 4200 об/мин.

Toshiba

Тот факт, что при создании своих мобильных винчестеров компания Toshiba использует комплектующие производства сторонних компаний, видимо, и объясняет ограниченный объем информации, которая содержится на сайте производителя. Впрочем, кое-что об этих устройствах все же можно сказать.

Линейка MKххххGAX — наиболее производительные устройства компании Toshiba, отличающиеся от прочих увеличенным до 16 Мбайт кэш-буфером. Таких характеристик не встретишь даже в настольных накопителях. В винчестере используются четыре головки и две пластины. В остальном накопитель, попавший к нам на тестирование, имел емкость 60 Гбайт, скорость вращения шпинделя 5400 об/мин. В модельном ряду также присутствуют накопители с емкостью 20 и 40 Гбайт. Предельные нагрузки составляют 800 и 200 g во выключенном и рабочем состоянии соответственно.

Линейка устройств MKххххGAS — менее производительный аналог предыдущей серии. Частота вращения ее шпинделя равна 4200 об/мин, а объем кэш-буфера — 2 Мбайт. Протестированное нами устройство имело емкость 60 Гбайт (плотность записи – 30 Гбайт на пластину), из-за чего оно из ряда накопителей, использующих пластины емкостью 40 Гбайт.

Тестовая система и методика

В качестве тестовой системы мы взяли ноутбук HP Compaq nc6000, позволяющий производить замену жесткого диска без вскрытия корпуса системы. Для этого 2,5-дюймовые жесткие диски можно просто вставить в специализированный боковой разъем компьютера. Использованный нами экземпляр основан на процессоре Pentium M 1,4 ГГц, оснащен 256 Мбайт оперативной памяти. В качестве операционной системы, которую нам пришлось зеркалировать на каждый тестовый образец, применялась Windows XP SP1. Для ее нужд создавался отдельный раздел объемом 15 Гбайт. Тестирование пакетом Winbench проводилось во втором разделе дисков, который форматировался под NTFS.

Здесь следует прояснить, почему для тестирования нами был выбран один тестовый пакет. Причина такова. Хотя в blade-серверах и существует тенденция использования 2,5-дюймовых накопителей, нельзя сказать, будто она уже приобрела массовый характер. Да, подобные решения присутствуют на рынке, но их не много. Дело в том, что современным накопителям еще далеко до обеспечения всего набора необходимых серверу функций. И дело даже не в заведомо (пока) меньшей их скорости по сравнению с 3,5-дюймовыми аналогами. Просто, если обратиться к таблице их технических характеристик (см. табл. 1), можно заметить, во-первых, значительно меньший ресурс наработки на отказ, что критично для любого сервера, а во-вторых, отсутствие функций, присущих SCSI-накопителям. Эти функции появятся в 2,5-дюймовых устройствах с распространением Serial Attached SCSI. Поэтому пока 2,5-дюймовый жесткий диск как решение для сервера, скорее, исключение. Именно поэтому мы отказались от теста IOMeter.

Что же до Winbench, он был выбран потому, что позволяет отследить общий уровень производительности устройств, чего на наш взгляд для данной группы устройств вполне достаточно. Все-таки далеко не каждый производитель ноутбука предоставляет возможность выбора жесткого диска. С другой стороны, узнать производительность уже установленного решения всегда интересно, равно как и оценить его перспективы. Ведь по большому счету апгрейд жесткого диска (наряду с оперативной памятью) — единственный вариант увеличения производительности мобильной системы.

Результаты тестирования и выводы

Таблица 2. Результаты комплексного теста Winbench 99 2.0

Главный вывод, который можно сделать по итогам тестирования — скорость вращения шпинделя для мобильного жесткого диска остается одним из основных факторов, определяющих его скоростные характеристики. Как видно по результатам, грань между разными классами устройств прослеживается довольно четко. Лидер обоих подтестов – «семитысячник» Hitachi Travelstar 7K60, за ним расположились «пятитысячники». Ведущий среди них — новый жесткий диск производства Samsung. Согласитесь, дебют нового продукта корейской компании оказался очень удачным. Особенно если учесть, что модель SpinPoint M40 показалась нам еще и самой тихой. (Очевидно, здесь сказывается оригинальная технология SilentSeek.) Неплохо себя показал и другой новичок рынка — Seagate Momentus, который хоть и уступил в подтесте High-End Disk WinMark другому представителю класса устройств с частотой вращения шпинделя 5400 об/мин — Hitachi Travelstar 5K80, — опередил его по результатам Business Disk WinMark.

Накопитель Toshiba MK6028GAX с частотой вращения 5400 об/мин даже на фоне менее «оборотистых» устройств показал не лучший результат, причем объем его кэш-буфера составляет рекордные 16 Мбайт. На наш взгляд, такой результат можно объяснить солидным возрастом линейки, в которую входит модель, а также не самой высокой среди конкурентных решений плотностью записи.

Сравнительно плохие результаты тестирования накопителей со скоростью вращения шпинделя 4200 об/мин вполне объяснимы: по скоростным показателям они заметно уступают более «оборотистым» устройствам. В целом же их результаты близки, явного лидера нет.

Подводя итог, скажем, что каждый волен делать выводы самостоятельно. Как видно, различие в производительности между разными классами устройств довольно существенное. Что же касается устройств одной скоростной группы, их превосходство/отставание друг от друга минимально, а потому едва ли стоит отказываться от покупки того или иного ноутбука из-за использования в нем неприглянувшегося винчестера. К тому же вне нашего тестирования остались такие параметры, как шум и нагрев, которые, скажем, для субноутбуков, могут быть куда более важными, чем собственно производительность.