Давно подмечено, что мир жестких дисков с интерфейсом SCSI живет по своим законам, и ситуация на этом рынке заметно отличается от того, что происходит в "пользовательском" секторе. Бурное развитие IDE-дисков несколько задвинуло в тень SCSI-накопители, однако это вовсе не означает, что на рынке SCSI-устройств не происходит ничего интересного. Высокоуровневые производительные накопители будут востребованы в обозримом будущем, а их производители сохраняют прочные позиции.

Плавное развитие рынка SCSI-накопителей не в последнюю очередь обусловлено спецификой технологии, на которой необходимо остановиться подробнее. В последнее время массовый рынок IDE-накопителей совершил качественный рывок вперед - и это неудивительно, так как популярность IDE-решений на фоне SCSI у пользователей заметна невооруженным глазом. Причина проста: производство IDE-дисков обходится вендорам значительно дешевле, а далее вступают в силу законы арифметики. Вендору выгоднее продать два десятка более дешевых IDE-дисков, чем один дорогой SCSI-накопитель. Поэтому основные усилия производителей направлены на сектор IDE-накопителей, хотя некоторые технологии, проявившие себя в сегменте SCSI-решений, неизменно со временем оказываются воплощенными и в индустрии IDE. В очередной раз и совсем недавно это проиллюстрировала технология NCQ (Native Command Queue), прошедшая "разведку боем" в SCSI-винчестерах, а затем удачно реализованная в более массовых и дешевых устройствах.

Рынок SCSI-накопителей чем-то напоминает моллюска, прячущегося от бурных перипетий индустрии информационных технологий в раковину серверного сектора. Даже некогда крепкий бастион сегмента высокопроизводительных рабочих станций, где SCSI-диски всегда выглядели весьма уместно, не устоял под натиском более дешевых и популярных технологий - UltraATA и SerialATA, тем более что в плане производительности эти решения уже вполне могут посоревноваться со скоростными накопителями SCSI.

"Серверная" природа современных накопителей SCSI заметна даже внешне: многие новые диски оснащены контактным разъемом SCA-2, 80 линий которого группируют в едином кабеле как сигнальные провода, так и провода питания - для возможности горячей замены винчестера без остановки сервера. Вряд ли кому-то придет в голову выдергивать "на ходу" жесткий диск из рабочей станции, особенно если он - единственный, но в сервере эта возможность уже выглядит как необходимость.

Отличия SCSI-дисков от IDE весьма существенны технологически. С одной стороны, IDE-решения сегодня могут "похвастаться" неслыханной плотностью записи данных на пластину, с другой - все остальные характеристики гораздо более привлекательны у накопителей SCSI. В секторе SCSI-накопителей скорость вращения шпинделя 10 и 15 тыс. об/мин уже давно является нормой, в то время как у IDE-дисков наиболее распространена величина 7200 об/мин. Наработка на отказ также больше у винчестеров с интерфейсом SCSI - 1-1,2 млн часов против 500 тыс. часов у IDE.

Однако многие конечные сборщики, отдавая себе отчет об абсолютном преимуществе SCSI-технологии, предпочитают устанавливать в рабочие станции и серверы начального уровня дешевые IDE-диски - в условиях жесткой рыночной конкуренции это может стать спасительной соломинкой, которая позволяет удержаться на плаву.

В серверном сегменте, где во главу угла ставится надежность работы, практически отсутствует понятие "гонки вооружений" за скоростные характеристики жестких дисков. Действительно, при проектировании сервера никому даже в голову не приходит выяснять, чей SCSI-диск показал на три балла выше в тестировании - по большому счету, какая разница, если сервер тяжело нагружен базой данных и работает 24 часа в сутки 7 дней в неделю круглый год? Здесь гораздо важнее надежность, возможность горячей замены и различные узкоспециализированные особенности.

Наиболее востребованная сейчас версия SCSI - Ultra 320 - поддерживает одновременное подключение до 16 устройств и декларирует максимальную длину соединительного кабеля, составляющую 12 м. При этом режим Ultra 320 обеспечивает пропускную способность 320 Мбайт/с, которая вдвое превышает пропускную способность предшествующего интерфейса Ultra3 SCSI (160 Мбайт/с). В настоящее время интерфейс Ultra 320 SCSI используется в продуктах ведущих производителей, таких как Adaptec, IBM, LSI Logic, Quantum-Maxtor, Seagate и других игроков на рынке систем хранения данных.

Как поэтично высказался один из сотрудников компании Adaptec, "этот мир - последователен". Если отбросить философское наполнение фразы и привязать ее к предмету разговора, параллельные интерфейсы уже отжили свое и обязаны с честью занять свое место в пантеоне информационных технологий.

Классические параллельные шины стремительно вытесняются более современными последовательными. Сегодня наиболее показательны примеры SerialATA и PCI Express, которые уже являются нормой для большого числа конфигураций. SCSI постигнет та же участь - наиболее перспективная разработка носит название Serial Attached SCSI (SAS).

Именно поэтому, оказавшись у технологического рубежа, мы пришли к выводу, что накопители с интерфейсом Ultra 320 SCSI являются квинтэссенцией всего опыта разработчиков. Судите сами: интерфейс Ultra 320 SCSI предпочтителен с логической точки зрения (из-за обоснованных опасений несовместимости с новейшим Ultra 640 SCSI), пластины обладают достаточным объемом для набора "приличной" суммарной емкости жестких дисков, а о производительности и надежности SCSI-дисков давно ходят легенды.

Хотелось бы отдельно остановиться на такой важной характеристике диска как скорость вращения шпинделя. Все диски, которые принимают участие в обзоре, оснащены двигателями, развивающими до 15 тысяч об/мин - это значение сегодня является рекордным на рынке накопителей. На этом фоне 7200 об/мин у IDE-дисков выглядят достаточно блекло, и хотя сведения о винчестерах со скоростью вращения шпинделя 22 тыс. об/мин время от времени появляются, но практически никто их еще не видел "живьем".

Для производителей жестких дисков 15 000 - магическое число. Столь скоростные накопители выглядят как любимое детище любого вендора, для их разработки используются наиболее прогрессивные технологии и методики, поэтому обзор этих устройств - задача тем более интересная.

И все-таки, каково же будущее SCSI? Основная технология, которая сейчас интересует многих производителей аппаратуры и программного обеспечения, - это SAS.

Интерфейс SAS, идущий на смену традиционному SCSI, подходит для работы с критически важными, или транзакционными данными. Serial Attached SCSI позволяет (с использованием специальных расширителей) подключать напрямую до 16 тыс. накопителей, обеспечивая таким образом более широкие возможности масштабирования и гибкость в использовании систем различных конфигураций. Кроме того, с помощью SAS можно создавать очень обширные конфигурации, такие как высокоплотные дисковые массивы, объединяющие до 30 накопителей в одном корпусе.

SAS первого поколения демонстрирует пропускную способность 3 Гбит/с - при полной поддержке всех возможностей параллельного интерфейса SCSI. В будущем разработчики обещают увеличить пропускную способность до 12 Гбит/с, но сегодня, приняв в качестве точки отсчета 3 Гбит/с (300 Мбайт/с), на фоне Ultra 320 SCSI, потери в скорости практически не происходит. Если же принять во внимание набор дополнительных возможностей, которые поддерживает SAS, то очевидно, что переход со старого интерфейса на новый оправдан.

Повторяем, рынок SCSI-накопителей далек от бурной гонки вооружений в плане емкости накопителей. Мы решили сравнить наиболее востребованные сегодня на отечественном рынке высокопроизводительных НЖМД продукты: жесткие диски стандарта Ultra 320 SCSI емкостью 147 Гбайт, обладающие скоростью вращения шпинделя 15 тыс. об./мин. Как показывает практика, последняя характеристика оказывает наибольшее влияние на производительность устройств - и это относится не только к SCSI-накопителям, но и вообще ко всем жестким дискам.

Seagate Cheetah 15K.4

"Чита" от известного производителя накопителей заслуженно является одним из наиболее популярных продуктов у отечественных сборщиков производительных серверов. Модель Cheetah 15K.4 содержит четыре 2,6-дюймовые пластины объемом 36 Гбайт каждая, что и позволило добиться итоговой емкости 147 Гбайт. Объем буфера этого диска - традиционные для индустрии 8 Мбайт.

Компания Seagate связывает с этим продуктом самые радужные ожидания, что подтверждается некоторыми заявленными характеристиками диска. Так время поиска составляет 3,3 мс, а наработка на отказ увеличена с 1,2 млн часов (что имело место у дисков семейства Cheetah 15K.3) до 1,4 млн часов. Кроме того, Cheetah 15K.4 - самый тихий и холодный SCSI-винчестер у Seagate.

Производитель располагает специальным программным обеспечением Seagate SeaTools Enterprise, при помощи которого имеется возможность произвести тонкую настройку важных параметров накопителя. Определенный набор настроек позволяет говорить даже о различных моделях применения диска: изменение режима сегментации кэш-буфера может значительно влиять на производительность накопителя в разных условиях работы. Статическое распределение кэш-памяти буфера благоприятнее при использовании Cheetah 15K.4 в качестве диска производительной рабочей станции, динамическое - при работе в составе сервера. Это обусловило и "двойственность" природы тестирования этого диска, мы сняли показатели в двух описанных режимах.

Maxtor Atlas 15K II

Жесткий диск от Maxtor появился на рынке раньше других "пятнадцатитысячников". Этот накопитель может содержать максимально четыре пластины объемом 37 Гбайт, что в сумме позволяет достичь требуемой емкости 147 Гбайт. В зависимости от числа пластин варьируется и время доступа: от 3,1 до 3,4 мс для одной и четырех пластин соответственно. Atlas 15K II оснащен стандартным 8-мегабайтным буфером, а также, что интересно, - двигателем нового типа. В этом диске, впервые для SCSI-накопителей от Maxtor, применяется мотор с гидродинамическими подшипниками (fluid-dynamic bearing), что позволяет значительно уменьшить площадь контакта "металл-металл". Это сказывается на пониженном уровне шума накопителя и увеличенной надежности всей конструкции.

Fujitsu MAU

Как и предыдущие продукты в обзоре, жесткий диск Fujitsu (модель MAU3147NP) выполнен на основе четырех пластин емкостью 37 Гбайт каждая и оборудован 8-мегабайтным буфером. Заявленное время поиска составляет 3,3 мс. Как и конкурирующие разработки, этот продукт сопровождается пятилетней гарантией.

Компания Fujitsu так определяет круг применений MAU: высоконагруженные файловые и веб-серверы, датацентры, а также другие применения, где важна скорость доступа к данным. Этот факт отметим особо и обратим на него внимание в процессе тестирования, раз уж Fujitsu столь уверенно говорит о времени доступа. Традиционно Fujitsu не слишком охотно распространяется о спецификациях своих изделий, поэтому отнесем этот факт на счет уверенности относительно показателей производительности Fujitsu MAU.

Hitachi Ultrastar 15K147

Приняв бизнес по производству накопителей у IBM, компания Hitachi сумела вывести его из кризиса и добиться немалых успехов на рынке жестких дисков. Последняя разработка компании - Ultrastar 15K147, который выглядит весьма достойно на фоне конкурентов: емкость 147 Гбайт (имеются версии 36,7 и 73,4 Гбайт), среднее время поиска 3,6 мс. Правда, есть и крупное отличие - Ultrastar оснащен не 8, а 16 Мбайт кэш-памяти. На этот счет имеются различные мнения, однако большинство специалистов склонны считать, что увеличение буфера не слишком сильно влияет на производительность накопителя. Кроме того, 2,5 из 16 Мбайт памяти зарезервированы под микропрограмму диска.

Помимо увеличенного буфера Hitachi возлагает надежды на особую технологию оптимизации доступа, которая призвана уменьшить задержки при позиционировании головки над поверхностью пластины. В этом накопителе реализован и знакомый принцип оптимизации очереди команд, формируемой контроллером жесткого диска. Также имеет место использование FDB-двигателя и специального механизма парковки головок, для того чтобы свести к минимуму риск повреждения поверхности пластин.

Тестирование

Правильнее было бы назвать данную процедуру обзором, так как тестирование жестких дисков SCSI в чистом виде иногда выглядит абсурдным. Для конечного пользователя в 99% случаев роль играет не производительность/надежность/внешний вид отдельного узла, а те же характеристики применительно к конечному устройству, серверу, или рабочей станции. Правильнее было бы рассматривать комплекс "жесткий диск - контроллер - прикладная задача", в котором малейшее изменение одной из составляющих может вызвать поразительные различия в результатах. В этом комплексе мы попытались выделить производительность жесткого диска, воспользовавшись проверенными средствами. Поэтому основной инструмент нашего тестирования - классический пакет Ziif-Davis WinBench 99, отлично решающий задачи сравнения накопителей на протяжении уже многих лет. Несмотря на старость этого пакета и отнюдь не самые актуальные версии имитаторов входящих в него программ, наглядность и точность результатов всегда оказываются на высоте.

Тестовые измерения показали, что сейчас абсолютным фаворитом выглядит жесткий диск от Fujitsu. Maxtor Atlas 15K II наступает ему на пятки, а накопители от Seagate и Hitachi хотя и держатся в пятерке лучших, но феноменальных результатов не демонстрируют.

В любом случае, разница 2-3% в производительности не может являться доминирующим фактором при выборе такого ответственного устройства как жесткий диск сервера или рабочей станции. Высокая скорость при низкой надежности сегодня мало кого интересует - лучше меньше, да лучше. См. Диаграмму

Эту аксиому может наглядно продемонстрировать "серверная" модель работы накопителя от Seagate - в этом режиме он не блещет скоростью, хотя видно, что Cheetah имеет неплохой управляющий потенциал, который раскрывается при помощи служебной утилиты.