Групповое тестирование шести жестких дисков объемом 6 Тбайт 2014-2015 годов

⇡#Методика тестирования

Изолированные тесты производительности

Выполняются с помощью Iometer 1.1.0. Объем и скорость передачи данных указывается в бинарных единицах (1 Кбайт = 1024 байт). Границы блоков выровнены относительно разметки по 4 Кбайт.

1. Последовательное чтение/запись данных блоками размером 128 Кбайт с глубиной очереди запросов 256.
2. Произвольное чтение/запись блоков от 512 байт до 2 Мбайт с глубиной очереди запросов 256.
3. Смешанное чтение/запись блоков размером 128 Кбайт с глубиной очереди запросов 256. Доля операций чтения и записи варьирует от 0 до 100% с шагом 10%.
4. Зависимость пропускной способности от длины очереди команд. Выполняется чтение блоков размером 4 Кбайт, глубина очереди запросов варьирует от 1 до 256 с шагом степени двойки. Аналогичный тест на запись блоков не проводится, т.к. по этому параметру жесткие диски не различаются.
5. Устоявшееся время отклика. Выполняется произвольное чтение/запись блоков размером 512 байт с глубиной очереди запросов 1. Тест продолжается в течение 10 мин.
6. Постоянство времени отклика. Выполняется произвольное чтение/запись блоков размером 4 Кбайт с глубиной очереди запросов 256. Для каждого отрезка теста продолжительностью 1 с записывается среднее и максимальное значение времени отклика, на основании которых вычисляются: а) средние значения обоих показателей; б) стандартное отклонение среднего времени отклика.
7. Многопоточное чтение/запись. Создаются четыре потока, выполняющие последовательное чтение/запись блоков размером 64 Кбайт с глубиной очереди запросов 1. Потоки имеют доступ к непересекающимся адресным пространствам объемом 100 Гбайт, которые расположены в объеме диска вплотную друг к другу, начиная с нулевого сектора. Измеряется совокупная пропускная способность всех потоков, а также каждого из них в отдельности.

Тесты с эмулированной нагрузкой

1. В Iometer 1.1.0. Объем и скорость передачи данных указывается в бинарных единицах (1 Кбайт = 1024 байт). Границы блоков выровнены относительно разметки по 4 Кбайт. Глубина очереди команд – 256.

2. PCMark 7 (Secondary Storage). На тестируемом накопителе создается единственный раздел в файловой системе NTFS на весь доступный объем. В результатах учитывается а) итоговый балл теста; б) пропускная способность в отдельных субтестах.

⇡#Тестовый стенд

Тестируемый накопитель подключается к контроллеру, встроенному в чипсет материнской платы, и работает в режиме AHCI.

⇡#Производительность, основные тесты

Последовательное чтение/запись

• Результаты предсказуемо распределились в соответствии с плотностью записи и скоростью вращения шпинделя участников тестирования.
• HGST Ultrastar 7K6000 обладает непревзойденной производительностью – на уровне 10- и 15-тысячников формата 2,5 дюйма. Однако и диски Seagate ненамного отстали от лидера.
• Представленные диски WD в сравнении с серверными HDD медлительны и практически не отличаются друг от друга по скорости линейного чтения/записи.

Произвольное чтение/запись

• Энергоэкономичные диски WD не могут противостоять триаде серверных накопителей HGST и Seagate, среди которых выдляется HGST Ultrastar 7K6000 в тесте на запись блоков – это тот самый media cache в действии.
• Из трех похожих моделей Western Digital WD Red считывает блоки аномально медленно. Как мы увидим позже, это происходит из-за того, что Red не может нарастить производительность за счет длины очереди команд, как это делают WD Purple и WD Green. Мы повторили тест, чтобы исключить ошибку с нашей стороны, и воспроизвели тот же результат. Ничего не изменилось и после того, как мы взяли другой экземпляр с такой же версией прошивки.

⇡#Производительность, расширенный анализ

Устоявшееся время отклика

• Продвинутая механика корпоративных HDD обеспечивает наименьшее среднее время доступа к сектору при запросе на чтение, а эффективная работа с буфером позволяет сократить его при случайной записи даже при условиях бомбардировки запросами в течение 10 минут.
• WD Red опять повел себя странно: среднее время доступа при записи, напротив, аномально выше, чем при чтении.

Смешанное чтение/запись

• Хотя три серверных HDD обладают схожими характеристиками при соотношении операций чтения и записи 100/0% либо наоборот, HGST Ultrastar 7K6000 обеспечивает более высокую производительность в большинстве промежуточных точек.
• В группе родственных дисков WD «красный» в очередной раз проявил себя с нелучшей стороны, хотя разница по отношению к WD Green и WD Purple не критически велика.

Зависимость пропускной способности от длины очереди команд

• Тестирование данного набора HDD подтверждает известную закономерность: накопители серверного класса активнее набирают скорость при увеличении длины очереди команд.
• Здесь же мы видим причину неудач WD Red в тесте произвольного чтения: от длины очереди команд быстродействие этого диска практически не зависит.

Многопоточное чтение

• Диски WD увеличивают суммарную пропускную способность, сокращая ресурсы, выделяемые одному из четырех потоков. WD Red еще и умудряется делать это без чрезмерной диспропорции между потоками.

Многопоточная запись

• За счет буфера жесткий диск может в равной степени обслуживать несколько потоков записи, но Seagate NAS NDD эта задача дается легче, чем продуктам WD.
• Seagate Enterprise Capacity 3.5 HDD демонстрирует необычное поведение, сконцентрировав большую часть усилий на одном потоке в ущерб остальным, хотя в предыдущем тесте, наоборот, производил чтение потоков с равной скоростью.

Постоянство времени отклика: среднее/максимальное

• Здесь никаких сюрпризов. Участники теста выстроились по среднему времени отклика в том же порядке, что и по максимальному.

Постоянство времени отклика: разброс

• HGST Ultrastar 7K6000 обладает высокой производительностью при записи блоков благодаря пресловутому media cache.
• В тесте на чтение корпоративные HDD одинаково хороши.
• Среди дисков WD модель Purple несколько отстает от своих собратьев при записи блоков, а Red провалился при чтении.

Производительность, эмулированная нагрузка

• Нет ничего удивительного в том, что корпоративные HDD лучше всего справляются с задачами такого рода. В особенности HGST Ultrastar 7K6000, вырвавшийся вперед в тестах «база данных» и «файловый сервер».
• Против WD Red сыграли все недостатки, проявившиеся ранее в изолированных бенчмарках различных аспектов быстродействия.

PCMark 7

• Media cache не сыграл для диска HGST большой роли в десктопном бенчмарке. Здесь лидирующие места принадлежат дискам Seagate.
• Представленные накопители WD не могут похвастаться таким же быстродействием, в особенности – злосчастный WD Red.

⇡#Выводы

Среди всех участников тестирования только три корпоративных HDD от Seagate и HGST можно сравнивать как прямых конкурентов. В этой группе HGST Ultrastar 7K6000 является быстрейшим во всех отношениях и в то же время самым дешевым диском. Впрочем, как Seagate Enterprise Capacity 3.5 HDD, так и Enterprise HDD тоже обладают высочайшим уровнем быстродействия для жестких дисков формата 3,5 дюйма. Первый рассчитан на более высокую нагрузку и характеризуется повышенными показателями отказоустойчивости.

Из продуктов Western Digital каждый хорош в своем амплуа. WD Green – самый дешевый диск в данном обзоре, но он не подготовлен к непрерывной эксплуатации и работе в RAID. Для этого следует выбирать WD Red или Purple – благо они ненамного дороже. В расширенном обзоре жестких дисков объемом 2 Тбайт, который будет опубликован в ближайшее время, мы не советуем покупать WD Purple для каких-либо применений, помимо его целевой ниши – систем видеонаблюдения. Среди 6-терабайтников все оказалось наоборот: WD Red довольно странно повел себя в ряде тестов, что по большей части объясняется неспособностью извлечь дополнительную производительность из сколько-нибудь длинной очереди команд. Даже стандартная для десктопа очередь в 4 команды вызывает рост количества операций в секунду на любых HDD, кроме данного Red объемом 6 Тбайт. Однако есть надежда на то, что это дефект «сырой» прошивки присланного нам на тестирование образца.