Обзор жесткого диска Western Digital Se с увеличенным буфером: борьба за место в NAS

⇡#Методика тестирования

Iometer 1.1.0 RC1

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.

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.

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.

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 SecondaryStorage. В качестве результатов теста учитывается как итоговый балл, так и скорость выполнения отдельных субтестов.

⇡#CrystalDiskMark 3.0.3 x64

Бенчмарк установлен на основном накопителе стенда. На тестируемом накопителе создается единственный раздел в файловой системе NTFS на весь доступный объем. Запускаются все тесты три раза: Seq, 512K, 4K, 4KQD32. Тестирование проводится с разным объемом задачи: 50, 100 и 500 Мбайт.

⇡#Тестовый стенд

В качестве тестовой платформы используется компьютер с материнской платой SuperMicro X10SAE, процессором Intel Xeon E3-1245v3 и 32 Гбайт RAM DDR3 ECC 1600 МГц. Тестируемый диск подключается к контроллеру, встроенному в чипсет материнской платы, и работает в режиме AHCI. Операционная система — Windows 7 SP1 Максимальная x64.

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

⇡#Участники тестирования

• Western Digital Se 1 Тбайт (WD1002F9YZ)
• Seagate Enterprise Capacity 3.5 1 Тбайт (ST1000NM0033)
• Western Digital Se 4 Тбайт (WD4000F9YZ)
• Seagate NAS 4 Тбайт (ST4000VN000)
• Western Digital RE 4 Тбайт (WD4000FYYZ)
• HGST Deskstar 7K4000 4 Тбайт (HDS724040ALE640)
• Western Digital Velociraptor 1 Тбайт (WD1000DHTZ)

⇡#Производительность, Iometer

Последовательное чтение и запись

Тест скорости последовательного чтения наглядно показывает плюсы и минусы Advanced Format: при чтении маленькими блоками (до 4 Кбайт) жесткий диск Seagate ST1000NM0033 значительно превосходит конкурента, а на блоках свыше 4 Кбайт ситуация диаметрально меняется — Western Digital WD1002F9YZ показывает на 6% большую производительность. Стоит заметить, что накопитель WD Se с емкостью буфера 128 Мбайт (WD1002F9YZ) показывает на 9% большую скорость, чем собрат WD Se с 64-мегабайтным кешем (WD4000F9YZ).

При последовательном чтении ситуация в целом не меняется — на малых блоках накопитель Seagate ST1000NM0033 является бесспорным лидером, а на больших жесткий диск WD не только опережает конкурента, но и наступает на пятки «Велоцираптору» со скоростью вращения шпинделя 10 000 оборотов в минуту. Если же сравнивать между собой жесткие диски серии WD Se, то 128-мегабайтный буфер положительно сказывается на производительности WD1002F9YZ, давая ему 9%-ю прибавку к скорости.

Устоявшееся время отклика

В данном субтесте новый жесткий диск WD1002F9YZ выступил значительно хуже конкурента: если накопитель ST1000NM0033 демонстрировал рекордно низкие задержки, то винчестер WD1002F9YZ показал рекордно высокую задержку при записи — почти 39 мс. Если посмотреть на однокашника — WD Se 4 Тбайт — и примерно равные задержки при чтении, можно лишь сказать, что огромное время отклика при записи, скорее всего, связан с сырой прошивкой.

Произвольное чтение

При произвольном чтении противостояние накопителей с 128-мегабайтным кешем завершается победой Seagate — в зависимости от размера блоков ST1000NM0033 опережает конкурента на 5-15%. Увеличение буфера вдвое практически никак не отражается на производительности накопителей линейки WD Se — оба накопителя показывают схожую производительность.

В отличие от Seagate Enterprise Capacity 3.5, накопитель WD Se не демонстрирует впечатляющего показателя IOPS и отстает от конкурента на 15% — также стоит заметить, что он отстает даже от WD Re. Что касается объема буфера, то его увеличение позволяет поднять планку производительности в среднем на 4%.

Произвольная запись

Тест скорости произвольной записи отдает предпочтение накопителю Seagate Enterprise Capacity 3.5, который опережает конкурента в среднем на 10% на блоках свыше 4 Кбайт — на малых блоках, как и положено, Advanced Format на порядок снижает производительность WD Se. Стоит заметить, что блоки объемом 2 Мбайт вызывают затруднения у WD Se c 128-мегабайтным кешем, чего не скажешь про 64-мегабайтную версию, которая не имеет провала скорости. Сырая прошивка?

Если результаты теста производительности операций ввода/вывода накопителя Seagate Enterprise Capacity 3.5 радуют глаз, показывая максимальную производительность среди дисков со скоростью вращения шпинделя 7200 оборотов в минуту, то результаты WD1002F9YZ противоположные — на малых блоках (до 4 Кбайт) накопитель показывает самые низкие результаты из всех, затем, с увеличением размера блоков, он обходит «дескстар» и Seagate NAS, но прямого конкурента догнать не получается. Стоит заметить, что собрат WD Se с 64-мегабайтным буфером показывает большую скорость, что косвенно опять говорит о сырости прошивки WD1002F9YZ.

Многопоточное чтение

Субтест многопоточного чтения удивляет — накопитель WD Se емкостью 1 Тбайт показывает наивысшую производительность среди однокашников, причем стоит заметить, что по поведению он схож с Velociraptor, скорость вращения шпинделя которого составляет 10 000 оборотов в минуту, — отсутствует сильный провал производительности при увеличении потоков до двух. Очевидно, емкий кеш позволяет грамотно кешировать запросы — ведь WD Se с 64-мегабайтным буфером ведет себя как все остальные диски, показывая провал при переходе к двум потокам. В данном субтесте победа однозначно за WD.

Многопоточная запись

В субтесте многопоточной записи накопитель WD1002F9YZ не показывает таких чудес, как при чтении, — отставание от конкурента в среднем составляет около 5-8%. Стоит заметить, что поведение накопителей серии WD Se с разным объемом кеша различается: при одном потоке скорость выше у накопителя с 64-мегабайтным буфером, а при многопоточной нагрузке — с 128 мегабайтами кеша.

PCMark 7

В общем зачете накопитель WD1002F9YZ показал на 5% меньшую производительность, чем прямой конкурент — ST1000NM0033, при этом стоит обратить внимание, что модель с 64-мегабайтным буфером показала еще на 5% меньшую производительность, чем герой сегодняшнего теста.

Разбирая детально результаты тестирования, мы можем выделить те дисциплины, в которых каждый из накопителей одерживает победу над другим. Накопитель WD1002F9YZ компании Western Digital вырвался вперед лишь в субтестах Adding Music и Windows Defender, в остальных заданиях он проигрывает прямому конкуренту, ST1000NM0033.

CrystalDiskMark

Как в случае с накопителем Seagate Enterprise Capacity 3.5, винчестер WD Se 1 Тбайт показывает высокую эффективность кеширования при операциях последовательного чтения, а также при чтении блоками по 512 Кбайт при условии, что объем задачи значительно меньше емкости буфера — 50 Мбайт против 128.

Увеличение объема задачи до 100 Мбайт не снижает скорости последовательного чтения и блоками по 512 Кбайт — правильно, ведь объем задачи всё еще меньше емкости кеша.

Увеличение объема задачи до 500 Мбайт вдвое снижает скорость последовательного чтения и впятеро — блоками по 512 Кбайт. Объем задачи значительно превышает емкость кеша — почти в четыре раза, и вот результат.

⇡#Выводы

В целом накопитель WD1002F9YZ получился весьма производительным: он показывает сопоставимую с результатами конкурента, Seagate ST1000NM0033, скорость, пусть даже и проигрывает в большинстве тестов: сильной стороной накопителя WD Se относительно конкурента является последовательное чтение и запись большими блоками, а также многопоточное чтение; слабой — произвольное чтение и запись, многопоточная запись, а также Advanced Format, из-за которого любые операции с малыми блоками (до 4 Кбайт) имеют крайне низкую скорость.

Если говорить о качестве прошивки, то следует отметить крайне высокое время отклика на запись у модели с 128-мегабайтным буфером, чего не скажешь про модель с вдвое меньшим кешем. Также следует отметить провалы производительности относительно модели с 64-мегабайтным буфером при произвольной записи. В общем, проблемы в прошивке есть, и ее надо дописывать. Это вполне объясняет появление емкого буфера лишь на младшей модели.

Что касается сравнения накопителей WD Se с разным объемом буфера, то 128-мегабайтный кеш позволяет поднять производительность в ряде тестов, а, например, в тесте многопоточного чтения — избавиться от сильно выраженных провалов производительности с ростом количества потоков.

Обобщая вышесказанное: противостояние накопителей с буфером 128 Мбайт удалось — накопители показывают сравнимую производительность, а возможно, винчестеру WD1002F9YZ получится еще и подтянуть свои результаты после обновления прошивки. Но в корпоративном сегменте важна не только производительность накопителя, но и его надежность — в таком ракурсе Seagate выглядит более привлекательно: здесь и почти вдвое большее количество часов наработки на отказ, и более низкая стоимость гигабайта, и широкий выбор модификаций, позволяющих подобрать как интерфейс SATA/SAS, так и наличие/отсутствие шифрования или вовсе шифрование по стандарту FIPS 140-2. Таким образом, по совокупности всех параметров корпоративные решения Seagate выглядят более привлекательными — как итог, в борьбе за корпоративный рынок жестких дисков с емкостью буфера 128 Мбайт, предназначенных для NAS, победителем выходит Seagate Enterprise Capacity 3.5.