Обновленное тестирование жестких дисков объемом 2 Тбайт 2014-2015 года

⇡#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 блоков 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

• Скорость линейного чтения/записи не зависит от категории жесткого диска, а всецело определяется плотностью данных на пластинах и скоростью вращения шпинделя.
• Наивысшей скоростью среди соперников обладает десктопный Toshiba DT01ACA200.
• Остальные накопители разделились на три кластера. Лидирующая группа состоит из Seagate Desktop HDD и двух серверных дисков Toshiba серий MC* и MG*.
• Середняки – Seagate Desktop SSHD, WD Black, Seagate Video 3.5 HDD и WD Se.
• Другие участники образуют группу догоняющих – это либо дорогие семитысячники для серверов и NAS с малоемкими пластинами, либо диски для домашних NAS, вращающие пластины по 1 Тбайт на небольших оборотах.
• Список замыкает неудачливый WD Green, который попался нам в конфигурации с пластинами небольшой емкости.

Произвольное чтение

• По этому показателю соперники различаются гораздо больше, чем по скорости линейного чтения/записи – разница между лидером и аутсайдером теста достигает двух раз. Хорош заметно технологическое преимущество более дорогих моделей перед массовыми дисками для десктопов и домашних NAS.
• Серверный HDD Toshiba MC04ACA200E, показавший наибольшее число операций в секунду, выделяется даже в группе лидеров теста.
• Диски Toshiba серий MD* и MG* также проявили себя с лучшей стороны вместе с группой топовых накопителей WD – Black, Re и Red Pro. А вот Se справился с задачей существенно хуже.
• Десктопные диски Seagate Desktop SSHD, Toshiba DT* и в особенности Desktop HDD заметно уступают своим серверным аналогам.

Произвольная запись

• Группа лидеров состоит из серверных дисков с примкнувшим WD Red Pro. Остальные диски ранжируются без четкой зависимости от класса. Единственное – отметим, насколько все же WD Purple уступает родственному WD Red (что ранее проявилось и в тесте на произвольное чтение).

⇡#Производительность, расширенный анализ

Устоявшееся время отклика

• Произвольное чтение мелких блоков с минимальной длиной очереди команд позволяет оценить механику жесткого диска – как быстро актуатор с магнитными головками находит запрошенный сектор. Второй фактор, сокращающий время доступа – скорость вращения шпинделя. Наконец, в этой задаче получают преимущество HDD, в которых физическая емкость пластин превышает номинальную, а для записи данных используются только центральные области (short-stroking). В моделях сравнительно небольшого объема (как 2 Тбайт), это нередко практикуют. Среди участников обзора, все модели с плотностью записи 600 и 800 Гбайт на пластину являются short-stroked.
• Наилучших результатов добились серверные HDD, которым ничуть не уступают клиентские WD Black и WD Red Pro.
• Скорость доступа при записи блоков не столь информативна в этом тесте, т.к. накопитель стремится сначала записать блок в буфер и отрапортовать об этом контроллеру, а потом уже произвести отложенную запись на магнитный носитель в удобный момент. Чтобы компенсировать этот фактор, тест продолжается в течение 10 минут, но результаты некоторых дисков все равно могут отклоняться как лучшую, так и, как ни странно, в худшую сторону, от полученных в тесте на чтение.

Смешанное чтение/запись

• Результаты этого теста слишком многообразны, чтобы можно было выделить какие-либо тенденции, поэтому ограничимся указанием на несколько выдающихся случаев. Во-первых, у WD Se и WD Black производительность при смешаной нагрузке меньше всего отличается от таковой исключительно при чтении или записи.
• Не в лучшую сторону от большинства конкурентов отклонился Seagate NAS HDD и, в особенности, WD Purple.

Зависимость пропускной способности от длины очереди команд

• Для серверных жестких дисков, а также приближенных к последним WD Black и WD Red Pro характерен стремительный рос быстродействия при увеличение очереди команд. Десктопные HDD и, в большей степени, HDD для NAS, не получают от длинной очереди команд сравнимого преимущества. А Seagate Video 3.5 HDD, наоборот, в промежутке свыше 4 и меньше 64 команд в очереди только теряет скорость.

Многопоточное чтение

• Поведение в этой задаче определяется приоритетами, заложенными в прошивку HDD. Диски, жертвующие пропускной способностью одного или нескольких потоков в пользу оставшихся, достигают большей суммарной производительности (в данном обзоре таковы лишь диски WD). Впрочем, некоторые модели при этом избегают чересчур сильного дисбаланса между потоками.
• Диски других производителей (а также WD Re) стремятся разделить ресурсы между потоками равномерно, что в результате приводит к чрезвычайно низкой совокупной пропускной способности.

Многопоточная запись

• Благодаря буферу запись блоков в несколько потоков дается соперникам легче, чем чтение.
• Однако и в этой задаче есть свои лидеры и свои аутсайдеры. В целом, хорошие результаты принадлежат породистым дискам WD (Black, Se, Re, Red Pro). Также отлично выступили десктопные накопители Seagate.

Постоянство времени отклика: среднее/максимальное

• Данный тест актуален только для серверных HDD, работающих под высокой нагрузкой. В целом соотношение результатов соответствует полученному в тесте произвольного чтения. Можно поискать некоторые диски, которые несмотря на хорошие показатели среднего времени доступа хотя бы однократно продемонстрировали нехарактерно длительные задержки. Но таких среди участников теста не нашлось.

Постоянство времени отклика: разброс

• Наиболее стабильную производительность при чтении имеют диски Toshiba серий MD* и MC*, WD Black и WD Re.
• При записи чрезвычайно стабильны WD Black, WD Se, а следом – WD Re и Toshiba из корпоративных линеек MC* и MG*.

Производительность, эмулированная нагрузка

• WD Re с большим отрывом лидирует во всех тестах, эмулирующих нагрузку реальных приложений.
• Среди остальных соперников, как и следовало ожидать, наилучшие результаты принадлежат HDD корпоративного класса, а также WD Red Pro и Black.
• Неожиданно хорошо выступил Toshiba MD* (диск для записи потокового видео).

PCMark 7

• PCMark 7 – единственный тест, в котором Seagate Desktop SSHD может использовать свой SSD-кеш. Каждая задача в PCMark 7 выполняется три раза: в первом проходе диск еще не адаптировался к паттерну запрашиваемых блоков, но в последующих проходах флеш-память уже начинает оказывать влияние на быстродействие. Таким образом, итоговый балл PCMark 7 отражает усредненную производительность гибридного накопителя. Seagate Desktop SSHD не идет ни в какое сравнение с полноценными SSD, но все же ни один из «чистых» HDD тоже не годится ему в соперники.
• Среди классических жестких дисков лидирующую группу образуют корпоративные накопители Toshiba серий MC* и MG*, WD Re, а также десктопный Toshiba DT*.

⇡#Выводы

В этом обзоре собраны слишком разные диски, предназначенные для разных задач, чтобы мы могли без лишних сложностей рекомендовать к покупке модели с наилучшими результатами в бенчмарках. Вместо этого обозначим разницу между классами устройств, принявших участие в тестировании, а затем более подробно изучим представителей каждого класса.

Наиболее дорогие и технически изощренные HDD представлены в серверной категории. Главное, что получают покупатели таких устройств, – это обещание бесперебойной работы, поскольку эти диски изначально рассчитаны на эксплуатацию в режиме 24/7 и сопровождаются пятилетней гарантией производителя. Вместе с тем серверные HDD потенциально быстрее всех в формате 3,5 дюйма благодаря скорости вращения шпинделя 7200 об/мин и более сложному устройству сервопривода и актуатора. К этой категории из участников тестирования относятся WD Re, WD Se, Toshiba MC04ACA200E и MG04ACA200E. Модели Toshiba в объеме 2 Тбайт имеют явное технологическое преимущество благодаря использованию пластин емкостью 1 Тбайт, да еще и стоят меньше. Диски WD сильны в нагрузке с преимущественно произвольным доступом (а WD Re даже лидирует в тестах, эмулирующих серверные приложения), но низкая плотности данных (600 Гбайт на пластину) и, соответственно, низкая скорость линейного чтения/записи – большой недостаток при весьма высокой стоимости этих дисков.

Seagate Desktop HDD, Desktop SSHD, Toshiba DT01ACA200, WD Black и WD Green являются накопителями для настольных ПК. В этом классе явный фаворит – гибридный накопитель Seagate Desktop SSHD. Он стоит не дороже иных жестких дисков без SSD-компонента, а при этом энергонезависимый кеш на основе флеш-памяти заметно сказывается на производительности HDD в роли загрузочного диска для ОС и приложений, хотя все же полноценные SSD в сравнении с Seagate Desktop SSHD – это небо и земля. Ну а в компанию к загрузочному SSD для хранения мультимедийных файлов и прочего «холодного» контента, в принципе, можно брать любой десктопный диск. Мы бы рекомендовали либо заведомо медленный, но энергоэкономичный WD Green (предпочтительно с маркировкой WD20EZR-00DC0B0 и, соответственно, более емкими пластинами), либо — из соображений надежности – весьма недорогой в своем классе серверный HDD Toshiba MC04ACA200E. WD Black, несмотря на славную историю этой марки, брать не советуем – он жутко переоценен для своей производительности.

Не так давно существующий класс – жесткие диски для отдельно стоящих (не rackmount) NAS и DAS – в данном тестировании представлен устройствами Seagate NAS HDD, WD Red и WD Red Pro. Покупка последнего имеет смысл только для шасси NAS/DAS на более чем 8 слотов (это формальное ограничение для Seagate NAS HDD и WD Red) или для высокой нагрузки, которая позволит мощной механике Red Pro реализовать свое преимущество. Из двух оставшихся моделей WD Red в целом быстрее, чем Seagate NAS HDD, хотя и дороже.

HDD для NAS можно использовать и в десктопном ПК, но стоит иметь в виду, что из-за особенностей прошивки он никогда не будет парковать головки и останавливать мотор шпинделя (соответственно, в простое будет идти постоянный расход энергии, зато диск всегда мгновенно готов к передаче данных). Теоретически эти параметры можно настраивать с помощью программ, подобных hdparm (утилита для Linux, но существуют сборки для Windows и Cygwin), но мы сами не пробовали и не гарантируем результат.

Накопители, предназначенные для систем видеонаблюдения и домашних видеорекордеров – Seagate Video 3.5 HDD, WD Purple и MD03ACA200V – по основным спецификациям мало отличаются от HDD предыдущей категории, но на практике ведут себя совершенно по-другому. HDD для NAS также могут выступать в этой роли благодаря поддержке команд ATA Streaming Feature Set, при этом HDD Seagate и WD для систем видеонаблюдения посредственно справляются со стандартными тестами производительности жестких дисков. Toshiba MD03ACA200V, напротив, по профилю производительности похож скорее на Red Pro и может рассматриваться как более дешевая альтернатива последнему.

Выражаем благодарность интернет-магазину «Ф-Центр» за предоставленные на тестирование накопители
Seagate Video 3.5 HDD (ST2000VM003), WD Re (WD2000FYYZ) и Toshiba DT01ACA200.