Обзор Seagate Desktop SSHD объемом 1, 2, и 4 Тбайт: первые десктопные гибриды

Гибридные накопители, сочетающие жесткий диск с твердотельной памятью, как таковые уже давно не являются чем-то новым. Но среди таких устройств нам до сих пор встречались только мобильные приводы в форм-факторе 2,5 дюйма. Причина, по которой производители HDD фокусируются на мобильном сегменте, понятна. Именно для ноутбука гибрид наиболее выгоден, так как позволяет сэкономить не только деньги и место, требуемое для установки отдельного SSD (особенно полноформатного, с интерфейсом SATA). В настольных ПК нет особых ограничений на габариты и количество устройств, поэтому нет и большого интереса к гибридным накопителям. Мы видели несколько удачных софтверных решений, например Intel Smart Response и Apple Fusion Drive, но Seagate Desktop SSHD — это первый полностью аппаратный гибрид, работающий, как говорится, «из коробки», совершенно прозрачно для операционной системы.

По сути, Seagate Desktop SSHD представляет собой то же самое, что и мобильный накопитель Laptop Thin SSHD, только с жестким диском форм-фактора 3,5 дюйма емкостью от 1 до 4 Гбайт. В десктопной версии используется такой же алгоритм Adapive Memory, который записывает наиболее часто запрашиваемые данные в твердотельный кеш. Кроме того, кешируются и операции записи, что само по себе представляет опасность в случае аварийного прекращения питания. Но рано или поздно данные все равно записываются на пластины, а при внезапном отключении накопителю должно хватить энергии, чтобы сделать это срочно.

С линейкой Laptop Thin SSHD десктопный гибрид объединяет и объем Flash-памяти, совершенно скромный по меркам современных SSD — 8 Гбайт, вне зависимости от объема самого диска. На этот раз роль твердотельного кеша выполняет микросхема MLC Flash-памяти Toshiba, произведенная по техпроцессу 24 нм, с интерфейсом Toggle-Mode DDR 1.X. В одном корпусе заключены два NAND-устройства объемом 64 Гбит, что дает пропускную способность интерфейса на уровне 266 Мбайт/с. Но Seagate указывает типичную скорость чтения/записи с Flash-компонента гибрида 190 Мбайт/с, что не идет ни в какое сравнение с SSD, однако сопоставимо с производительностью жестких дисков, обладающих скоростью вращения шпинделя 10 000 об/мин.

Но ведь Flash-память мы любим не столько за линейную пропускную способность, сколько за низкую латентность, которая выражается в увеличенном количестве обрабатываемых за секунду операций. Впрочем, последний параметр в большой степени зависит еще и от эффективности контроллера SSD, но об этом Seagate не распространяется. Чип разработан самой Seagate и построен на собственной закрытой архитектуре, точка.

Отдельно стоит прокомментировать выбор Seagate в пользу MLC. SLC-память, особенно в ситуации с кешированием записи, была бы лучшим вариантом по соображениям долговечности, но производитель уверяет, что запаса прочности MLC-чипа также должно быть достаточно. Тут уж либо верить Seagate, либо нет.

В картине, которая вырисовывается сейчас, Seagate Desktop SSHD больше похож на классический жесткий диск с бонусом в виде большого энергонезависимого кеша, чем на полноценную альтернативу полностью твердотельному хранилищу или комбинации из HDD и отдельного SSD (либо в виде софтверного массива, либо с выделенным SSD для ОС и программ). Но нам еще предстоит проверить, так ли это с точки зрения реальной производительности.

Ну что ж, именно как жесткий диск Seagate Desktop SSHD очень даже хорош. Вся линейка базируется на пластинах емкостью 1 Тбайт, а скорость вращения шпинделя составляет 7200 об/мин у моделей объемом 1-2 Тбайт и 5900 об/мин у модели на 4 Тбайт. Таким образом, Desktop SSHD 4 Тбайт можно уподобить стандартному жесткому диску Seagate Desktop HDD такой же емкости, а Desktop SSHD 1 и 2 Тбайт не имеют аналогов среди десктопных приводов Seagate. Терабайтные пластины в сочетании со скоростью 7200 об/мин встречаются в линейке Enterprise Capacity 3.5 HDD, которая лучшим образом показала себя в групповом тесте жестких дисков объемом 4 Тбайт.

Средняя устойчивая скорость последовательного чтения составляет 156 и 146 Мбайт/с в зависимости от скорости вращения шпинделя, но в плане пиковых значений мы явно можем рассчитывать на большее.

Seagate Desktop SSHD — недешевые диски. Средняя цена на модели объемом 1, 2 и 4 Тбайт составляет 3 100, 4 200 и 7 100 руб. соответственно по прайс-листам московских интернет-магазинов. Для сравнения: аналогичные по объему модели Desktop HDD стоят в среднем 2 200, 2 300 и 5 500 руб. Напомним, что Desktop SSHD в объеме 1 и 2 Тбайт отличается от обыкновенной настольной линейки не только наличием Flash-памяти, но и высокой скоростью вращения шпинделя, а вот в случае с моделью на 4 Тбайт наценка идет исключительно за твердотельный компонент.

⇡#Конструкция

Cудя по номеру на корпусе микросхемы контроллера Flash-памяти, в Desktop SSHD применяется более новая версия «кремния» — если сравнивать с Laptop Thin SSHD. Чип под маркировкой LSI представляет собой обычный контроллер собственно жесткого диска.

Помимо чипа Flash-памяти и его контроллера, ничто не отличает Seagate Desktop SSHD от обыкновенных десктопных приводов. Применение единственной пластины объемом 1 Тбайт позволило уменьшить толщину младшего по объему накопителя до 20 мм. Остальные два поставляются в стандартном корпусе толщиной 26 мм.

⇡#Методика тестирования

Iometer 1.1.0 RC1

1. Последовательное чтение/запись данных блоками от 512 байт до 2 Мбайт и глубиной очереди запросов 4 (типичная глубина для десктопных задач). Проба теста с блоками каждого размера продолжается в течение 30 с. В результате получается график зависимости скорости передачи данных от размера блока. Тест с блоками каждого размера продолжается в течение одной минуты, поэтому полученные результаты справедливы лишь для доступа к данным в «начале» диска.
2. Произвольное чтение/запись данных во всем объеме диска блоками от 512 байт до 2 Мбайт и глубиной очереди запросов 4. Проба теста с блоками каждого размера продолжается в течение 30 секунд. Границы блоков выравниваются относительно линейки с шагом 4 Кбайт.
3. Время отклика. Выполняется произвольное чтение/запись данных во всем объеме диска блоками по 512 байт и глубиной очереди запросов 4. Так как тест идет в течение 10 минут, дисковый буфер заполняется, что дает возможность оценить устоявшееся время отклика накопителя. Блоки данных также выровнены относительно 4-килобайтной разметки.
4. Многопоточная нагрузка. С диском одновременно работают от одной до четырех копий утилиты, генерирующей нагрузку (workers, в терминологии Iometer). Каждый worker выполняет последовательное чтение/запись блоков по 64 Кбайт с глубиной очереди запросов 1. Worker’ы имеют доступ к непересекающимся адресным пространствам объемом по 100 Гбайт, которые расположены в объеме диска вплотную друг к другу, начиная с нулевого сектора. Измеряется совокупная производительность всех worker’ов.

PCMark 7

Синтетический тест, эмулирующий нагрузку реальных приложений и различные паттерны использования ресурсов ПК. Бенчмарк установлен на основном накопителе стенда. На тестируемом накопителе создается единственный раздел в файловой системе NTFS на весь доступный объем, и в PCMark 7 проводится тест Secondary Storage. В качестве результатов теста учитывается как итоговый балл, так и скорость выполнения отдельных субтестов.

⇡#Тестовый стенд

В качестве тестовой платформы используется компьютер с материнской платой MSI 890GXM-G65, процессором AMD Phenom II X2 560 Black Edition и 4 Гбайт RAM DDR3 1600 МГц.

Диск подключается к контроллеру, встроенному в чипсет материнской платы, и работает в режиме AHCI. Операционная система — Windows 7 Ultimate X64.

Объем и скорость передачи данных в бенчмарках указываются в бинарных единицах (1 Кбайт = 1024 байт).

⇡#Участники тестирования

• Seagate Desktop SSHD 1 Тбайт (ST1000DX001)
• Seagate Desktop SSHD 2 Тбайт (ST2000DX001)
• Seagate Desktop SSHD 4 Тбайт (ST4000DX001)
• Seagate Desktop HDD 4 Тбайт (ST4000DM000)
• Seagate Enterprise Capacity 3.5 HDD 4 Тбайт (ST4000NM0033)
• Western Digital Re 4 Тбайт (WD4000FYYZ)
• WD Velociraptor 1000 Гбайт (WD1000DHTZ)
• Samsung SSD 840 Pro 256 Гбайт (MZ-7PD256)

Производительность, Iometer

Поскольку в наших тестах с помощью Iometer используются простые последовательности из нулевых битов, Flash-контроллер гибридного диска не может обнаружить каких-либо паттернов в записываемых и считываемых данных. Эти тесты отражают производительность собственно жесткого диска Desktop SSHD, а результаты работы кеша мы намерены поймать с помощью бенчмарка PCMark 7, эмулирующего реальную нагрузку.

Последовательное чтение

• Как и следовало ожидать, Desktop SSHD объемом 1 и 2 Тбайт идут вровень с Seagate Enterprise Capacity 3.5 HDD, также обладающим пластинами емкостью 1 Тбайт и скоростью вращения шпинделя 7200 об/мин.
• Скорость Desktop SSHD и Desktop HDD различается весьма чувствительно в масштабе жестких дисков. Зазор достигает 25 Мбайт/с.
• Примечательно, что WD Velociraptor сохраняет лидерство в этом тесте благодаря скорости вращения шпинделя 10 000 об/мин, несмотря на то, что плотность записи 333 Гбайт на пластину в этой модели относительно невелика для жестких дисков форм-фактора 2,5 дюйма.
• Seagate Desktop SSHD объемом 4 Тбайт не идет ни в какое сравнение со своими собратьями меньшего объема, но каким-то образом превзошел Desktop HDD такого же объема, аналогичный по конфигурации пластин и скорости вращения шпинделя.

Последовательная запись

• В тесте на запись картина идентична, за исключением результатов Desktop SSHD объемом 4 Тбайт. Здесь диск набирает максимум производительности при передаче блоков объемом 8 Кбайт, в то время как при чтении для этого требовалось достигнуть отметки 128 Кбайт.

Устоявшееся время отклика

• По этому параметру все три образца Desktop SSHD недалеко ушли от Seagate Desktop HDD.
• А вот Enterprise Capacity 3.5 HDD как при чтении, так и — в особенности — при записи выгодно отличается от гибридов. Как и другой корпоративный накопитель — WD Re, вместе с Velociraptor. Все-таки скорость линейного чтения/записи и время доступа коррелируют лишь отчасти, и последний параметр в большей мере определяется устройством актуатора, который у Desktop SSHD, как выяснилось, не представляет собой ничего особенного. Ну ладно, это должна компенсировать Flash-память гибрида.

Произвольное чтение

• Ни один из 3,5-дюймовых дисков не идет в сравнение с Velociraptor.
• Среди близких конкурентов Seagate Desktop SSHD заняли промежуточные позиции между корпоративными накопителями WD Re и Seagate Enterprise Capacity 3.5 HDD, с наилучшими результатами у наименее емкой модели.
• 4-терабайтный SSHD, напротив, мало отличается от обычного Seagate Desktop HDD.

Произвольная запись

• Лидерство Velociraptor вне сомнений.
• А Seagate Desktop SSHD по-прежнему занимают промежуточное положение между корпоративными накопителями и настольным Seagate Desktop HDD.

Многопоточное чтение

• Только Velociraptor выдерживает чтение в два потока и более без катастрофической потери быстродействия.
• Остальные участники тестирования уже при двух потоках оказываются в одной яме. Искать отличия Seagate Desktop SSHD от конкурентов в данном случае не имеет смысла.

Многопоточная запись

• При записи Seagate Desktop SSHD ведут себя примерно так же, как и Desktop HDD, с поправкой на более высокое исходное быстродействие. В целом имеет место не столь драматическое и более плавное снижение скорости по сравнению с результатами теста многопоточного чтения.

Еще раз повторимся, все эти результаты показывают лишь производительность собственно жесткого диска и никак не затрагивают флеш-память, то есть представляют скорее научный, нежели практический интерес.

PCMark 7, кеширование

Благодаря тому, что PCMark 7 воспроизводит паттерны обращения к жесткому диску, возникающие при реальной нагрузке в десктопных приложениях, с его помощью можно проследить динамику обучения кеширующего механизма гибридного HDD.

Обескураживающий результат преподнесло сравнение общего балла PCMark 7 при двух последовательных запусках теста. Никаких значимых различий нет. Для проверки мы запустили PCMark 7 на восемь проходов, но также без изменений общего балла. А между прочим, в обзорах предыдущих гибридных HDD Seagate по мере увеличения числа проходов производительность уверенно росла. Придется копать дальше.

В каждом проходе PCMark 7 субтесты повторяются по три раза. Если взглянуть на производительность в отдельных подходах каждого субтеста, то в большей части из них Seagate Desktop SSHD схватывает структуру данных уже в первом проходе, и последующие два выполняются с гораздо более высокой скоростью.

Проходы 4-6 на диаграмме принадлежат следующему запуску всего бенчмарка. В них происходит точно то же самое, что и в первых трех, как будто мы поставили в систему чистый диск. По-видимому, отсутствие преемственности между субтестами в двух последовательных запусках PCMark7, а следовательно — динамики в общем балле, связано с тем, что каждый раз на старте программа заново создает на тестируемом диске файл, с которым работает в дальнейшем. Только пока не понятно, как интерпретировать это различие.

Все три экземпляра Seagate Desktop SSHD ведут себя примерно одинаково. Разница в том, что модель объемом 1 Тбайт имеет более высокие показатели первого прохода в ряде субтестов. У 4-терабайтного диска в разделе Importing Pictures не столь выражен эффект от кеширования во втором и третьем проходах, а в Gaming эффект проявился только в третьем проходе.

PCMark 7, общие результаты

• Поскольку итоговый балл PCMark 7 вычисляется на основании всех трех проходов субтестов, результаты Seagate Desktop SSHD отражают усредненную производительность диска между наименее благоприятным (работа без кеша) и наиболее благоприятным случаем (данные закешированы во Flash-памяти).
• Благодаря кешу все три образца Seagate Desktop SSHD (включая наиболее медленный — объемом 4 Тбайт) оставили позади лучших представителей классических HDD (в том числе Velociraptor).
• Несмотря на это преимущество, Desktop SSHD все же не идет ни в какое сравнение с полноценными SSD для интерфейса SATA, которые в нашем тесте представляет Samsung SSD 840 Pro. Накопитель с нативной шиной PCI-E был бы, разумеется, еще быстрее.

• Наибольшее различие между Seagate Desktop SSHD и чистыми HDD проявилось в тесте Starting Applications, ради чего, собственно, все и затевалось.

⇡#Выводы

Во-первых, хочется похвалить Seagate Desktop SSHD как собственно хороший жесткий диск. Пластины емкостью 1 Тбайт и скорость вращения шпинделя 7200 об/мин — убойное сочетание, которое, по стечению обстоятельств, ни Seagate, ни WD не применяет в каких-либо других десктопных продуктах.

Чтобы получить сопоставимый уровень линейной производительности, в рамках предложений Seagate придется обратиться к корпоративным дискам Enterprise Capacity 3.5 HDD. Desktop SSHD — дорогие диски, но Enterprise Capacity 3.5 HDD — это уже просто другая лига. На newegg.com (используем за неимением данных по московской рознице) модели объемом 2 и 4 Тбайт на момент публикации статьи стоят $203 и $387 соответственно. На фоне таких цен Desktop SSHD выглядят вполне доступными.

Только у WD есть подходящая по цене альтернатива в виде WD Black свежего выпуска (модельные номера оканчиваются на FZEX). Мы их пока не тестировали, но если экстраполировать результаты WD Re, имеющего сходную аппаратную базу, то скорость линейного чтения/записи, несмотря на пластины по 800 Гбайт, должна быть не сильно меньше, чем у комбинации 1 Тбайт / 7200 об/мин. При этом WD Re имеет преимущество перед Seagate Desktop SSHD в скорости произвольного чтения/записи, но по этому параметру уже как-то неловко сравнивать жесткие диски, когда есть SSD, у которых количество операций в секунду больше на несколько порядков. Зато 2-Тбайт Desktop SSHD изрядно дешевле, чем аналогичный по объему WD Black (разница около 1 400 руб.), а 1-Тбайт не отличается по цене.

Еще, конечно, есть царь зверей среди настольных HDD — WD Velociraptor, который с позиций чистой механики превосходит Seagate Desktop SSHD по всем параметрам. Но у него есть даже не одна, а две проблемы — цена 7,5–8,5 тыс. рублей да объем не более 1 Тбайт.

Так мы приходим к выводу, что Seagate Desktop SSHD объемом 1-2 Тбайт — просто отличная «банка» за свои деньги, даже если не касаться его достоинств, связанных с Flash-кешем. Впрочем, придется выделить Desktop SSHD объемом 4 Тбайт как единственного представителя линейки, обладающего скоростью вращения шпинделя 5900 об/мин. Как механический накопитель он мало отличается от Seagate Desktop HDD такого же объема, так что в данном случае немалую наценку следует отнести исключительно на счет твердотельного компонента гибрида.

А кеширование во Flash-памяти, надо отдать должное, приносит впечатляющие результаты. В отличие от прошлых гибридов Seagate с механизмом Adaptive Memory, контроллер современных SSHD очень быстро схватывает паттерны дисковой активности, и в некоторых случаях регистрируется 3-4-кратный прирост быстродействия по сравнению с первым доступом к данным. Конечно, об уровне производительности, характерном для полностью твердотельных накопителей, не может быть и речи, но классические жесткие диски Seagate Desktop SSHD при благоприятных обстоятельствах обходит на две головы, и WD Velociraptor — не исключение (сделаем поправку на то, что в тестировании участвовала относительно старая модель, но предполагаем, что апгрейд вряд ли смог бы переломить ситуацию).

В целом же вывод из обзора таков. При объеме энергонезависимого кеша 8 Гбайт невозможно без компромиссов сочетать емкость жесткого диска и производительность SSD. С другой стороны, кеш все-таки дает весомый бонус к быстродействию, а качественная «банка» обеспечивает неплохой базовый уровень, и все это по вполне выгодной — для категории высокопроизводительных жестких дисков — цене.