Гримасы милитаризма

Еще зимой-весной 2000 года пределом совершенства среди 3,5-дюймовых жестких дисков с интерфейсом IDE были модели с плотностью записи 6,8 Гбайт на пластину (см., например, наш обзор), но к лету винчестеростроители в полном составе обновили свои линейки сериями с 10-гигабайтными «блинами», а на смену им уже спешат пластины в 20 Гбайт! Такой быстрый прогресс, с одной стороны, не может не радовать (плотность растет едва ли не быстрее частоты процессоров!), но с другой — способен огорчить. В самом деле, кому охота сознавать, что купленный всего несколько месяцев назад новенький диск уже безнадежно устарел и снят с производства, а твой компьютер мог бы работать быстрее? Попробуем выяснить, так ли уж велика разница в производительности дисков с 10-гигабайтными пластинами по сравнению с предыдущим поколением из-за роста удельной емкости в полтора раза и стоит ли срочно тратиться на очередной апгрейд?

Повышение плотности записи информации чревато, прежде всего, очередным (и весьма заметным) удешевлением винчестеров благодаря сокращению числа «блинов» и головок при неизменной емкости диска. Ведь основную долю стоимости диска составляют именно пластины-носители с ферромагнитным покрытием, изготавливаемые в особо чистых условиях по прецизионным технологиям (требуется предельно плоская и гладкая поверхность с высокой однородностью магнитных свойств, см., например, наш обзор современных технологий). Кроме того, столь бурный прогресс в отрасли ведет к тому, что большинство фирм-производителей синхронно выбрасывают на рынок модели с практически одинаковыми характеристиками и вынуждены в пылу конкурентной борьбы дополнительно снижать цены, дабы привлечь покупателя именно к своему продукту. В результате, современный 20-гигабайтный IDE-винчестер летом 2000 года можно было приобрести почти за 100 безусловных единиц, тогда как еще год назад он обошелся бы вдвое дороже (и был бы к тому же заметно медленнее).

Производителям зачастую приходится продавать диски почти без прибыли (иногда даже ниже себестоимости). Аналогичное положение уже наблюдалось на рынке винчестеров летом 1999 года, когда ряд ведущих фирм вынуждены были пойти на выработку согласованной ценовой политики, чтобы избежать краха. Похожая ситуация наблюдалась и этим летом (однако к зиме наметился небольшой дефицит и подорожание дисков). Наиболее агрессивно дешевеют диски экономических серий от Quantum, Seagate и Western Digital. С одной стороны, это в радость нашим кошелькам, но с другой — не может не настораживать. Действительно, производители пытаются экономить, где только возможно, и нет полной уверенности, что эта экономия не скажется, в конечном итоге, на качестве продукции.

Ситуация усугубляется еще и тем, что при жизненном цикле моделей всего в полгода процесс разработки новых дисков практически перестает окупаться, а поиск новых инвестиций на развитие технологий будущего испытывает все большие трудности. Как следствие, новые модели порой появляются недостаточно проработанными и несут на себе груз недостатков предшественников. Уже сейчас в спину дышат винчестеры с плотностью записи 20 Гбайт на пластину, а в начале 2001 года ожидается полный переход отрасли на 20-гигабайтные трехдюймовые блины, и тогда найти новый диск емкостью менее 10 Гбайт уже, скорее всего, не удастся.

Тем не менее, долгосрочные перспективы винчестеров с магнитным принципом записи все еще достаточно радужны. Seagate в начале апреля сообщила о достижении плотности записи в 45 Гбит на квадратный дюйм (около 60 Гбайт на трехдюймовую пластину; линейный размер области одного бита вдоль дорожки составил 40 нанометров). Это является уже третьим подобным рекордом компании за последний год. Техническая демонстрация проводилась на вполне современной скорости в 26 Мбайт/с, а внутренняя скорость чтения, реально достижимая для таких дисков при вращении 7200 об./мин., может составить до 96 Мбайт/с. Недаром интерфейс UltraATA/100 находит воплощение во всех чипсетах для материнских плат, тогда как UltraATA/66 потихоньку сходит со сцены. Fujitsu и Hitachi также независимо продемонстрировали плотность записи свыше 50 Гбит на кв. дюйм.

Если заглянуть чуть подальше в будущее винчестеров, то и здесь наука застоя пока не обещает. Не так давно Fujitsu анонсировала технологию магнитной записи, позволяющую в перспективе втрое превысить существующий нынче теоретический предел плотности записи, обусловленный температурными флуктуациями намагниченности (термической деградацией записанных данных) и составляющий около 100 Гбит на квадратный дюйм! Для этого в ферромагнитное покрытие вводятся специальные «стабилизирующие» слои, в пять раз уменьшающие термодеградацию намагниченности. Именно на таком покрытии и была показана плотность 56 Гбит/кв. дюйм, а потенциал технологии оценивается в 300 Гбит/кв. дюйм. По оценкам фирмы, реальные продукты с плотностью записи 100 Гбит/кв. дюйм (около 130 Гбайт на трехдюймовый блин, полтерабайтный винчестер) можно ожидать на рынке к 2003 году.

И такому «фантастическому» предложению есть вполне реальный спрос уже сейчас! Одна из наиболее модных нынче тенденций — применение компьютерных технологий в бытовых устройствах. Как раз здесь намечается массовый заказ на винчестеры для видеомагнитофонов, обладающих высоким качеством картинки и удобными потребительскими свойствами. Вообразим на минутку, что вы, вальяжно расположившись перед домашним кинотеатром с Dolby Surround, смотрите очередное продолжение фильма «Матрица» через спутниковый канал на широкоэкранном цифровом телевизоре (и не надо сразу кидать в меня гнилыми помидорами — мы ведь пока только фантазируем). На сей раз сценаристы постарались на славу, и вам не то, что зевать не хочется, а даже рот закрыть некогда. И в самый ответственный момент, когда герой Киану Ривза «нежится» в море очередных спецэффектов, звонит типа ваш повар с виллы на Гаваях. Ваши действия? Чисто конкретным движением руки вы жмете кнопку на пульте — фильм начинает записываться на диск (с сохранением великолепного качества картинки), вы спокойно обсуждаете меню завтрашнего банкета, а закончив, продолжаете смотреть кино с того момента, когда отвлеклись. При этом остаток фильма продолжает записываться на диск одновременно с вопроизведением! Удобно? Современным ленточным магнитофонам такая функция и не снилась. Более того, с цифровым магнитофоном на базе винчестеров целая семья сможет, например, одновременно записывать несколько телепрограмм, смотреть еще одну с диска, слушать музыку, гулять в Интернете (например, при помощи дисплея, встроенного в холодильник) и д. п.

Вот тут-то и требуются большая емкость винчестера, его высокая скорость и, главное, способность одновременно и эффективно работать с несколькими потоками данных. Именно эта особенность является сейчас одним из перспективных направлений в дизайне жестких дисков и оптимизации их контроллеров. Одним из пионеров здесь выступает фирма Maxtor, уже давно оснащающая свои винчестеры контроллером системы DualWave (подробности см., например, в нашем обзоре). А Western Digital даже разработал специальную серию жестких дисков для «бытовых» видеоприменений — WD Performer, где контроллер (оснащенный кэшем 2 Мбайт при скорости вращения пластин 5400 об./мин.) оптимизирован именно для многопоточных задач. В контроллере используется технология адаптивного кэширования больших блоков для поддержания непрерывных потоков видеоданных. Шумность «бытовых» дисков также снижена (см., например, наш недавний обзор акустических свойств винчестеров). Более того, уже и винчестеры «компьютерных» серий WD Caviar снабжаются подобными контроллерами и показывают выдающиеся результаты в тестах по копированию файлов большого объема (см. ниже). Большинство остальных производителей дисков также начали выпуск видео-ориентированной подукции. Так что «винчестерные» видеомагнитофоны в наших домах вот-вот должны появиться, а отдельные экземпляры уже были замечены на международных выставках.

Теперь оценим диспозицию, сложившуюся в поколении трехдюймовых IDE-винчестеров с плотностью записи 10 Гбайт на пластину. Основные данные по этим моделям приведены в таблице 1. Внешне единообразие удивительное — все без исключения модели на 7200 об./мин. теперь снабжаются кэшем 2 Мбайт, а пятитысячники пока тяготеют к кэшу 512 кбайт. Идиллию нарушают только Maxtor DiamondMax 40 и Westen Digital Caviar/Performer, за что им и воздается в тестах. Видимо пора уже принимать кэш в 2 Мбайт как минимально возможный для всех современных дисков. Кстати, только у Maxtor есть модели объемом в 40 Гбайт, остальные довольствуются меньшим. Хорошим тоном стало указывать в спецификациях шумность дисков, ну а моветоном — не указывать цифры по ударостойкости (см. также наш обзор ударостойкости дисков). Из побывавших у нас на испытаниях моделей данных серий субъективно самыми тихими были диски Fujitsu (традиционный чемпион тишины, хотя диск был без применения системы Silent Drive) и Samsung. Затем шли пятитысячники WD, и только после них Maxtor VL20, Quantum lct10 и Seagate U10. Среди семитысячников шумливостью отличился Quantum LM (он ничуть не тише модели KX), а Seagate Barracuda ATA II и WD102BA стрекотали отнюдь не так громко — недаром ведь в них приняты шумопонижающие меры. По крайней мере, разница с первой Barracud’ой ATA была заметна невооруженным глазом, точнее, ухом и, естественно, в лучшую сторону.

Среднее время доступа по Winbench 99 и скорость чтения кэша дисков по тесту HD Tach 2.6 под Windows 98:

Загадочный диск WD Performer, информацию по которому на сайте компании удалось найти с большим трудом, на самом деле почти ничем не отличался от аналогичной модели WD Caviar. Тот же корпус, плата контроллера, очень похожее поведение в тестах. Даже в BIOS он определялся как «WDC» (WD Caviar, по наименованию микросхемы контроллера) без каких-либо намеков на Performer, и только наклейка на корпусе выдавала «желаемое за действительное». Замечу, что в серии WD Caviar есть точно такие же модели, как и для Performer (с плотностью записи 9,1 Гбайт на пластину), с той лишь разницей, что последние две буквы в их обозначении — AA. Пятитысячники WD очень легкие (по весу), в отличие от семитысячника WD Caviar, обладающего совершенно другими массивным корпусом и контроллером. Однако сходства последнего с дисками IBM (как это было раньше для моделей WD Expert) уже не наблюдается. Видимо в компании решили, что они «сами с усами», и не напрасно!

Графики скорости чтения для дисков (по Winbench 99):

[

](/pubimages/6580.gif)

[

](/pubimages/6582.gif)

Графики скорости чтения и результаты других тестов дисков представлены на рисунках. Для совместимости результатов с предыдущими использовались конфигурация и методика, описанные ранее в обзоре «Трёхдюймовочки» (см. также «бумажную» «КТ» #328). В качестве опорных точек взяты четыре лучших семитысячника прошлого поколения с плотностью записи 6,8 Гбайт на пластину: Fujitsu MPE3204AH, IBM DPTA372730, Quantum KX27.3 и Seagate Barracuda ATA. В основном цикле тестов использовалась система Windows NT 4.0 + драйвер поддержки FAT32, а не Windows 2000, поскольку: а) давлела совместимость результатов, б) пока пользователей первой ОС больше, чем второй, в) «двухтысячная» все еще слегка сыровата и обладает некоторыми «особенностями», но об этом после.

Результаты тестов Business Disk WinMark 99 (из пакета Winbench 99):

Результаты тестов High-End Disk WinMark 99 (из пакета Winbench 99):

В тройке лидеров для данного поколения дисков безоговорочно расположились семитысячники Quantum FireballPlus LM, Seagate Barracuda ATA II и WD Caviar WD102BA, причем каждый из них стал победителем хотя бы в одном из тестов. Quantum LM особенно хорош в синтетических тестах профессиональных приложений под Windows 98 и традиционно обладает лучшим средним временем доступа. Seagate Barracuda ATA II более выигрышно смотрится под NT 4.0, хотя и под 98-ми тоже очень хорош благодаря быстрому доступу, а по сумме тестов он почти догнал лидера данного обзора — семитысячник от Western Digital. В самом деле, нельзя не отметить лидерство последнего в более, чем половине наших тестов! Более того, неожиданно на четвертое место по сумме тестов вышел «мелкий» пятитысячник WD102AA, а в спину ему порой дышит «бытовой» WD Performer, обладающий самой низкой из этих 16 дисков скоростью чтения! Вот оно — наглядное преимущество двухмегабайтного кэша и оптимизированного для многопоточной работы контроллера диска!

Результаты тестов копирования файлов:

К сожалению, я не смог найти в Москве винчестеры Maxtor DiamondMax (Plus) 40. Не исключено, что они смогли бы побороть «вестернов», поскольку обладают заметно большей скоростью чтения (свыше 30 Мбайт/с для модели с 7200 об./мин.) и не менее эффективной кэширующей системой. И судя по авторитетным тестам на www.storagereview.com, это действительно так — диск DiamondMax Plus 40 там лидирует в четырех из шести тестов, а в двух оставшихся - второй. Кстати, расстановка дисков по тестам на этом сайте весьма похожа на нашу, что лишний раз говорит в пользу адекватности полученной нами картины.

Результаты теста Adaptec ThreadMark 2.0:

Несмотря на то, что Seagate U10 в тестах копирования заметно отстает, дисковые накопители серии U производства Seagate Technology (U4, U8, U10), по мнению ведущих аналитиков, являются самым популярным семейством дисковых накопителей за все время существования отрасли. Уже продано свыше 27 млн. накопителей серии U для использования в компьютерах от ведущих производителей, а также в персональных цифровых видеомагнитофонах и других устройствах бытовой электроники. Никакой другой дисковый накопитель за все время существования отрасли не может сравниться в этом показателе с U. А идущие им на смену новейшие модели U Series 5 с плотностью записи 20 Гбайт на пластину оказались весьма производительными и способными соперничать даже с «семитысячниками».

Индекс производительности дисков, усредненный по 10 тестам:

Еще одним приятным выводом из тестов является то, что семитысячники предыдущего поколения, хотя и уступают лидерам, но ненамного (в реальной работе эта разница вряд ли будет ощутима), но зато уверенно переигрывают практически всех пятитысячников! IBM DPTA-37xxxx по-прежнему очень хорош под Windows 98, хотя под NT его позиции заметно ослабли. Поэтому, на мой взгляд, нет острой необходимости менять винчестеры предыдущего поколения на более свежие аналоги — ветра в ушах при такой пересадке вы в большинстве случаев не почувствуете. Так же почти нет разницы в скорости между моделями разного объема одной серии: сравните три диска Quantum lct10 от 15 до 30 Гбайт — заметный прирост скорости с объемом есть только в тестах WinBench 99 под Windows 98.

Причину малозаметного прироста скорости при 50-процентном росте плотности записи можно понять, сравнив графики скорости чтения данных с поверхности для обоих поколений дисков. Если бы линейные размеры области одного бита при этом уменьшались одинаково, наблюдался бы более чем 20-процентный рост скорости чтения. Однако реальный ее прирост составил всего 5-10 процентов (только для Quantum LM около 15 процентов), а в некоторых случаях его нет вообще (Seagate U8 и U10). То есть плотность на данном этапе возрастала в основном за счет уменьшения толщины дорожек, а не продольного размера бита. Соответственно, те же 5-10 процентов прироста мы и видим в тестах производительности. Замечу попутно, что у всех дисков скорость чтения была одинакова под UATA/33 и UATA/66, за исключением только Seagate Barracuda ATA II, где картина оказалась такой же, как у предыдущей модели Barracuda ATA (см. «КТ» #318).

И напоследок оценим работу дисков под Windows 2000 на примере семитысячников от Seagate и Quantum. Из диаграммы видно, что «двухтысячная» почти всегда заметно уступает предшественнице (NT 4.0) в тестах WinBench 99, основанных на выполнении кодов ряда широко распространенных деловых (Business) и профессиональных (High-End) приложений. Причем наращивание оперативной памяти до 256 Мбайт (что, по идее, должно насытить неуемные собственные аппетиты Win2k) не приводит к смене лидера, хотя ряд тестов (особенно деловых) ускоряются заметно. Таким образом, NT 4.0 хоронить рановато, а над пятой NT-ей еще предстоит поработать. Однако справедливости ради стоит отметить, что скорость копирования файлов под NT 4.0 и 2000-й оказалась примерно одинакова (и правильно — при этом много оперативки не требуется).

Производительность дисков под разными операционными и файловыми системами (по Winbench 99):

И хотя тест Adaptec ThreadMark 2.0 под Win2k работать упорно отказывался, встроенный в Windows 2000 дисковый менеджер весьма удобен: он позволяет легким движением мышиного хвоста разбивать диск на всевозможные разделы (например, до 4-х основных разделов под разные ОС), форматировать и гибко задавать нестандартные размеры кластеров файловых систем, легко комбинировать FAT32, NTFS и FAT16 для дисков любого объема и др. И все это работает без перезагрузки. Вот только жаль — иногда «разбитый» под Win2000 для стандартной FAT32 диск отказывался работать под Windows 98 (SE), так что пока все же надежнее пользоваться проверенной годами fdisk.exe.