Seagate Momentus XT — гібридний диск в дії.

Введення

Всякий раз, як в будь-якій галузі виникає два цілком самостійних і яскраво виражених напрямки розвитку одного і того ж продукту або технології, розвиток яких відбувається паралельно і кожна з яких має свої переваги і недоліки, знайдеться людина або група людей, які об'єднають ці дві течії в одне. При цьому гідності одного напрямку компенсують недоліки другого. Погодьтеся, досить грамотне рішення. Але не всі зрозуміють яке це може мати відношення до жорсткого диска. Але ж в даному сегменті відбуваються періодично подібні "міні революції". Варто згадати подібний досвід об'єднання, розпочатий колись компанією Western Digital в своїй серії жорстких дисків WD Raptor, де були об'єднані швидкості обертання шпинделя в 10 000 об / хв, яка до цього застосовувалася виключно в серверних рішеннях і інтерфейсу SerialATA. В результаті подібне об'єднання, яке, до речі, не відразу було сприйнято серйозно, принесло в результаті непогані дивіденди компанії WD, а серія стала досить популярною на ринку IT продукції.

Щось подібне спостерігається і в даний час. Паралельний розвиток жорстких дисків, здатних забезпечити великі обсяги зберігання інформації при низькій вартості зберігання одиниці інформації, і SSD накопичувачів які можуть забезпечити швидкості запису / читання інформації які і не снилися звичайним класичним твердим дискам. І якщо перші мають незаперечну перевагу над твердотільними дисками в вартості зберігання одиниці інформації. Так якщо для класичних дисків вартість зберігання одного гігабайта інформації вже становить 0,54 копійки / гігабайт дляЄмністю 64GB.З іншого боку SSD накопичувачі здатні забезпечити швидкість запису / читання даних, яка недосяжна для класичних жорстких дисків. І якщо жорсткі диски ще як то здатні конкурувати з SSD при записі файлів великого обсягу (більш гігабайти), то за швидкістю доступу до дрібних і непрогнозовано розташованим даними SSD накопичувачів немає рівних.

Найпростішим способом об'єднати переваги цих двох типів накопичувачів є установка обох і сортування інформації в залежності від її роду і характеру. Так якщо буде потрібно записати для тривалого зберігання відео з важливими сімейними святами, то в такому випадку на вінчестер, ну а документацію по роботі або дрібні дані, знайдені в Інтернеті, то тут однозначно SSD. Але що робити тим, у кого все одне посадочне місце в ноутбуці? Для них компанія Seagate розробила компромісне рішення, яке до речі підійде не тільки для цієї групи користувачів.

Так що ж саме придумала компанія Seagate? Вони випустили на ринок жорсткий диск Seagate Momentus XT, який має функції обох типів накопичувачів. Давайте спробуємо порівняти здатності Seagate Momentus XT з дисками такого ж класу (природно без флеш-пам'яті.

Опис Seagate Momentus XT

Зовнішній вигляд нового диска Momentus XT не відрізняється від зовнішнього вигляду звичайного жёстгого диска формату 2,5 ". Наступність від лінійки стандартних жорстких дисків простежується навіть у назві. Компанія Seagate знову зважилася на використання бренду "Momentus", тепер додавши до німкеню маркування ХТ. Якщо розділити розглянутий жорсткий диск на дві умовні частини, то та частина, яка успадкована від звичайного стандартного жорсткого диска, то перед нами звичайний жорсткий диск, заснований на двох 250 гігабайтних пластинах. Швидкість обертання шпинделя становить 7200 об / хв і кеш-пам'яттю в 32 МБ.

У той час як від SSD накопичувача Seagate Momentus XT запозичив флеш-пам'ять об'ємом 4 гігабайти на SLC чіпі. Даний чіп можна знайти в правому нижньому кутку фотографії, яка розташована вище.

Для того, що б зрозуміти призначення цих 4-ох гігабайт флеш-пам'яті зовсім не обов'язково занурюватися з головою в презентаційні матеріали компанії Seagate, досить просто простежити логічний ланцюжок творців цього накопичувача, яка, власне, і наштовхнула їх на його створення. Очевидно, що метою використання флеш-пам'яті є отримання переваг в швидкості читання інформації, яку в змозі забезпечити флеш-пам'ять. Настільки малий обсяг в 4 гігабайти, природно в порівнянні з ємністю всього накопичувача, природно, не може використовуватися аналогічно тому, як він використовується в SSD накопичувачах. І саме час читання інформації проблематично знизити у жорстких дисків. Пояснюється це фізичним часом переміщення голівки, що зчитує на потрібну доріжку і переміщення пластини до потрібного сектора. Всі ці механічні операції займають досить тривалий час до 15 мс за одне звернення. А якщо подібних звернень буде дуже багато, то відповідно і тимчасові затримки будуть просто величезні. Але ж досить часто користувач повторно звертається до жорсткого диска за одними і тими ж даними, причому можливо багаторазово. В даному випадку раціонально такі дані помістити в область, де буде забезпечена максимально можлива швидкість доступу. Ось тут то і визначається область застосування флеш-пам'яті в 4 гігабайти. Природно є ще кілька можливих областей для застосування настільки об'ємного запам'ятовує. Ну по-перше можна кешувати дані подаються для запису на жорсткий диск. Але тут відсутня раціональність, так як з подібним завданням просто чудово справляється вбудована кеш-пам'ять в 32 МБ. Є також можливість зберігання службової інформації жорсткого диска, але її обсяги настільки малі, що не доводиться говорити про якусь лидо істотної економії часу. Звідси можна зробити висновок, що основним напрямком використання кеш-пам'яті на SLC-чіпах ємністю в 4 гігабайти залишається тільки кешування даних читання. Правда ефект стає помітний тільки при повторному зверненні до одних і тих же даних, причому при збільшенні кількості запитів ефект підвищується, але тестові програми не використовують подібних прийомів у своїй роботі, і все таки цікаво буде поглянути на результати тестів.

Тепер поговоримо про тих моделях з якими буде проводиться порівняння. Було вибрано дві 500 гігабайтні моделі зі швидкістю обертання шпинделя в 7200 об / хв. Один з них представник швидкісний лінійки-попередника серії Momentus 7200.4 це Seagate Momentus 7200.4,HITACHI 500GB  Travelstar.

Методика тестування

Для виконання тестування використовувалися наступні програми:

WinRar 3.91;

IOMeter версії 2103.02.15;

  PCMark Vantage;

IOMark 0.30b14;

Windows 7 Disk Defragmenter;

FC-Test версії 1.0.

Конфігурація тестового стенда наступна:

Процесор:Intel Pentium 4 641 3.2 Ghz ;

Материнська плата Asus P5N-MX s775 mATX;

Системний жорсткий диск: IBM DTLA-307015 обсягом 15 ГБ;

Відеокарта: Sapphire Radeon X1300 256Mb ;

Оперативна пам'ять:Hynix DDR2 1024Mb PC2-6400 ;

Операційна система:Microsoft Windows 7 Ultimate

Тестування проводилося з базовим комплектом драйверів операційної системи. Для тих тестів в яких потрібно використання форматованого жорсткого диска, вироблялося форматування в стандарт NTFS, розмір кластера виставлявся за замовчуванням.

Тестування в IOMark

Графік параметрів читання жорсткого диска Hitachi Travelstar 7K500, 500 ГБ

Графік параметрів читання жорсткого диска Seagate Momentus 7200.4, 500 ГБ

Графік параметрів читання жорсткого диска Seagate Momentus XT, 500 ГБ

Графік параметрів читання жорсткого диска Toshiba MKxx56GSY, 500 ГБ

Графік параметрів читання жорсткого диска Seagate Constellation ES, 500 ГБ

Отримавши дані про швидкостях читання для дисків, порівняємо швидкості читання для секторів розташованих у внутрішній і зовнішній частинах пластини.

Тестування показало, що все 2,5 "диски дуже схожі. Це звичайно не дуже дивно, так як вони мають однакову щільністю запису даних і швидкістю обертання шпинделя. А то відмінність яке все-таки спостерігається можна пояснити особливістю прошивки і розташування і конструкції паркувального місця голівки, що зчитує. Якщо ж порівнювати диски різної вагової категорії, 2,5 "і 3.5", то поімеют явну перевагу перед "маленькими" дисками. Все-таки позначається наявність пластин більшого діаметру при тій же швидкості обертання, що дозволяє прочитати більшу кількість секторів і як наслідок отримати більшу швидкість читання. Причому ця перевага досить серйозне, практично на третину.

Відразу ж хотілося б нагадати, що в більшості дисків розглянутий нами Momentus XT буде видавати результати як звичайний диск, так як для отримання видимого ефекту від наявності кеш-пам'яті буде потрібно неодноразове звернення до одних і тих же даних, в той час як синтетичних тестів не дозволяє цього домогтися так як в основному здійснюють тестування суцільним потоком даних.

Тепер давайте протестуємо швидкість обміну даними з буфером обміну:

Швидкість обміну даними з буфером у жорсткого диска Hitachi Travelstar 5K500.B, 500 ГБ


Швидкість обміну даними з буфером у жорсткого диска Seagate Momentus 7200.4, 500 ГБ


Швидкість обміну даними з буфером у жорсткого диска Seagate Momentus XT, 500 ГБ


Швидкість обміну даними з буфером у жорсткого диска Toshiba MKxx56GSY, 500 ГБ

Швидкість обміну даними з буфером у жорсткого диска Seagate Constellation ES, 500 ГБ

Аналізуючи результати тестування швидкості звернення до буферу можна відзначити явний прогрес жорстких дисків від Seagate. Останнім часом вже стало звичайною практикою при тестуванні жорстких дисків отримувати від них найгірші результати при роботі з великими блоками даних. Це до речі можна простежити і на діаграмі результатів тестування Momentus 7200.4. Але останнім часом намічається непоганий прогрес в даній області, так Constellation ES вже показує набагато кращі результати, ніж попереднє покоління жорстких дисків в той час як більш сучасний Momentus XT і зовсім позбувся цієї проблеми, впритул наблизившись до показників конкурентів. Втім всіх дисках є ще куди рости, і це наочно демонструють результати тестування Hitachi 7K500.

Здавалося б, що тестування швидкості роботи з буфером це якраз той тест, де збільшений об'єм кеш-пам'яті повинен показати свою перевагу. Але насправді обмежуючим фактором є швидкість зовнішнього інтерфейсу і особливості прошивки. Тому в більшості випадків саме в цьому місці впирається в обмеження і показує максимальну з доступних, так як звичайні жорсткі диски працюють малими обсягами даних, які кешуються в звичайної буферної пам'яті.

З аналогічної причини безглуздо було і порівняння в тесті по максимальній швидкості, хоча тест і зміг коректно визначити лідера Hitachi 7K500.

Тестування в IOMeter: Sequential Read & Write

Тепер перейдемо до тестування послідовними операціями в IOMeter. Тестування проводилося шляхом посилки запиту глибиною чотири команди. Кожну хвилину розмір блоку даних збільшувався. Після закінчення тесту ми отримали можливість простежити залежності швидкості читання / запису від розмірів блоку даних.

Результати IOMeter: Sequential Read

Результати IOMeter: Sequential Write

В даному тесті не вдалося виявити скільки-небудь істотної різниці між тестованих 2,5 "моделями. Розглянутий нами Momentus XT показує трохи кращі результати, ніж інші диски такого ж форм-фактора. І все-таки їм не вдається наздогнати за швидкістю 3,5 "модель.

Тестування в IOMeter: Disk Response Time і IOMark: Average Positioning Speed ??

Вимірювання часу відгуку здійснювалося за допомогою програми IOMeter, яка направляла потік запитів на читання або запис на накопичувач. При цьому кількість запитів було видерти так, що б їх обсяг свідомо перевершив обсяг буфера диска.

За часом відгуку на читання розглянутий нами Momentus XT всетаки дещо відстає від інших дисків, зате по відгуку на команди записи все диски приблизно рівні.

І знову виділяється за результатами тестування 3,5 "модель. Вона знову перевершує 2.5 "моделі і для цього є цілком очевидна причина. Серверна спрямованість даного диска дозволяє в меншій мірі піклується про рівень виробленого шуму, і як наслідок швидкість обертання і прискорення старту тут набагато вище, але ціна цього - підвищений рівень шуму.

Тестування в IOMeter: Random Read & Write

Наступним тестом буде тестування дисків в режимах читання / запису і з'ясуємо її залежність від розміру блоку даних, при тестуванні з довільною адресацією

Результати IOMeter: Random Read, операцій / с

Читання з випадковою адресацією має цілком передбачуваний характер.

Результати IOMeter: Random Write, операцій / с

Зате тестування записом з випадковою адресацією блоків демонструє приголомшливу нестабільність результатів. Не всі диски формату 2,5 "однаково добре справляються з цим завданням. Так Momentus 7200.4 дуже проблематично працює при забісі юлок малого розміру, по всій видимості має місце обмежена кількість ліній кешування, яких просто не вистачає для того, що б впорається з подібним кількістю малих блоків даних. Радує що розглянутий нами Momentus XT вже позбавлений цього недоліку, і показує лідируючі результати серед 2,5 "моделей. Цілком можливо, що тут вступив таки в роботу підвищений об'єм кеш-пам'яті.

Тестування в FC-Test 

За допомогою тесту FileCopy Test можна виявити здатність жорстких дисків до копіювання файлів різного розміру. Методика проведення тесту наступна. На диску створюється два розділи розміром по 64 гігабайти, обидва розділи форматируются в NTFS. Далі в один з розділів записується набір файлів певного складу. Набори умовно розділені на групи: "Windows", "Programs", "Install", "MP3", і "ISO". Перші дві групи мають в своєму складі найбільш дрібні файли, інші групи розташовані в порядку зростання розмірів файлу. Найбільші файли використані в наборі "ISO". Даний тест говорить не тільки про можливості жорсткого диска при копіюванні даних в межах самого себе, він так само показує поведінку жорсткого диска під складною навантаженням при якій диск працює паралельно з двома потоками даних, один з яких потік даних на запис, другий на читання.

Тестування записи даних показує, що не всі диски мають однакові характеристики швидкості в залежності від розміру файлу. Так нові моделі дисків від Seagate демонструють кращі показники при роботі з великими файлами, в той час конкуренти краще справляються з дрібними файлами.

При навантаженні на читання файлів картина більш рівна. Тестований нами диск Momentus XT вигладить цілком навіть непогано.

Завдання ж по копіюванню файлів показує зовсім рівні результати. Природно є лідери, але перевага несуттєво

Тестування дефрагментацією

Максимально наближений до реальних умов тест на швидкість здійснення дефрагментації. Методика здійснення тесту наступна: Створювався розділ на диску ємністю 32 гігабайти, на якому розміщувалися сильно фрагментовані файли музики, відео та ігор. Після цього робилася резервна копія цього розділу, яка в подальшому записувалася на кожен з тестованих дисків. Далі запускалася програма FileCopy Test, яка засобами стандартного дефрагментатора Windows виконувала дефрагментацію розділу. Час який витрачався для цього фіксувалося.

Тестування в Winrar

Даний тест здійснювався за допомогою програми WinRar 3.91 посредствам якої виконувалася спочатку архівація а потім розархівування папки. Папка містила 8418 файлів, які розташовувалися на 670 директоріях, при цьому сумарний обсяг папки становив 1,13 гігабайти. Склад файлів в папці був найпоширеніший - набір всіляких документів в різних форматах і різного розміру, плюс фотографії та дрібні відеоролика, записані на камеру мобільного телефону.

Порадував при створенні архіву розглянутий нами жорсткий диск Momentus XT. Його відрив від конкурентів наближається до однієї хвилині. Ось в цьому тесті очевидно наочно простежується перевага моделі в наявності флеш-пам'яті.

Зате повторити феноменальний результат при розпакуванні файлу розглянутої нами моделі Momentus XT повторити не вдалося.

Заміри рівня енергоспоживання

Розглянемо кожен з чотирьох режимів окремо:

Даний тест виконаний без участі Constellation ES, так як для організації харчування даного жорсткого диска використано дві лінії живлення, і отже коректного порівняння не вийшло б.

Чудовий результат по енергоспоживанню в стані спокою показав розглянутий нами жорсткий диск. Результат в 0,5 вата говорить про те, що в разі відсутності звернень до диска протягом якогось певного проміжку пам'яті відбувається відключення живлення приводу обертання шпинделя. Швидше за все тут теж задіяна кеш-пам'ять, так як записавши туди певний набір даних диск зможе працювати з ними при цьому знижується споживана потужність.

Ось де ситуація в порівнянні 2,5 "і 3.5" моделей в корені змінила свою розстановку сил. Лідирував в тестах на швидкість жорсткий диск форм-фактора 3,5 дюйма виявився і найненажерливішим в плані енергоспоживання. 2,5 дюймові моделі навпаки, показують в даному тесті стабільність показників.

При навантаженні з послідовних запитів розрив між моделями скорочується.

Підведення підсумків тестування

Ну, ось власне і проведені всі тести, і спробуємо дати відповідь щодо того, що ж представляє із себе Seagate Momentus XT. Для відповіді на це питання потрібно розділити питання на дві частини. Перша це розглядати Seagate Momentus XT суто як жорсткий диск форм-фактора 2,5 дюйма. Друге питання це виправданість наявності в жорсткому диску такого обсягу флеш-пам'яті. Поділ необхідно, так як більшості проведених тестів у своїй роботі не використовують принципів повторного звернення до одних і тих же даних, за винятком деяких.  

Перша відповідь однозначно можна дати щодо того, що як просто жорсткий диск Seagate Momentus XT показав дуже пристойні результати. І що найцікавіше, то що виробникові вдалося позбутися тих недоліків які були притаманні попереднім лінійок жорстких дисків. Тепер продукція Seagate може бути сміливо рекомендована до встановлення в системах. Більш того більшості тестів показали лідерство Seagate Momentus XT. Звичайно 2,5 дюймові моделі не можуть змагатися за продуктивністю з більш "дорослими" 3, 5 дюймовими моделями, проте вони мають дещо іншу спрямованість. І область застосування це в основному ноутбуки та компактні системи. Ось тут переваги в малому енергоспоживанні виявляться як не можна до речі. Більш того, тут вже видно і застосовність другій частині розглянутого питання - 4 Гб флеш-пам'яті. При роботі з документацією вона буде дуже навіть до речі. Інше питання в доцільності застосування подібного обсягу флеш-пам'яті для кешування даних. Адже сучасні операційні системи досить непогано справляються з цим, використовуючи потужності оперативної пам'яті. Ось якби передавати весь ресурс флеш-пам'яті на потреби операційної системи, було б набагато краще. Хоча будемо сподівається, що в майбутньому Seagate Momentus XT навчиться це робити. 

В цілому ж можна рекомендувати застосування Seagate Momentus XT в якості жорсткого диска в мобільних системах, як високопродуктивне рішення з непоганим потенціалом. А ось для настільних систем варто дочекатися аналогічного продукту але в форм-факторі 3,5 ".