Тесты 1,8″ жёстких дисков: размер имеет значение – THG.RU

Справляются ли 1,8″ жёсткие диски со своей работой?

Существует поговорка “чем больше, тем лучше”, но что касается физических размеров накопителей для ПК, то здесь справедливо обратное. Если взять последние 15 лет, то жёсткие диски постоянно уменьшались в размерах. Многие годы стандартом были 5,25″ винчестеры, затем их заменили 3,5″ модели. Снижение диаметра пластин позволило уменьшить время доступа и увеличить скорость вращения, что положительно сказывается на производительности. 2,5″ винчестеры уже несколько лет являются стандартом для ноутбуков, да и в стационарных ПК они тоже появились. Сегодня же набирает обороты форм-фактор 1,8″.

Смогут ли модели меньшего диаметра когда-нибудь заменить 3,5″ накопители? Мы так не думаем. Хотя снижение размеров жёстких дисков продолжится, причины тому совершенно иные. Всё большее число серверов использует 2,5″ накопители корпоративного класса, поскольку в один и тот же объём помещается больше таких винчестеров, чем формата 3,5″. А большее число накопителей позволяет увеличить производительность. Но самой большой движущей силой, конечно же, являются ноутбуки и портативные устройства, будь то планшетные ПК, ультра-портативные ноутбуки или ультра-мобильные ПК (UMPC), всем им нужно хранить всё более возрастающий объём данных максимально компактно.

Сегодня на рынке ноутбуков доминируют 2,5″ жёсткие диски, а благодаря появлению моделей с разными скоростями вращения, можно найти винчестер с требуемой производительностью. Но даже с весом 100 грамм 2,5″ жёсткий диск часто бывает слишком большим и тяжёлым для самых крохотных компьютеров, где на выбор комплектующих в первую очередь влияют габариты и вес. Чтобы удовлетворить спрос, производители предлагают 1,8″ накопители для ультра-компактных ПК и даже 1″ и 0,85″ винчестеры для КПК, цифровых камер и подобных устройств. Не стоит забывать и о потенциальном рынке автомобильных компьютеров, который в ближайшие годы будет расти и ещё сильнее подстегнёт спрос на компактные жёсткие диски.

Производительность 2,5″ накопителей можно охарактеризовать как удовлетворительную, не более того. Дело в том, что большинство 2,5″ винчестеров всё ещё работают на меньших скоростях вращения, нежели текущие 3,5″ модели. Собственно, это одна из причин, почему ноутбуки работают медленнее большинства настольных ПК. Загрузка Windows или запуск игры или приложения на 2,5″ накопителе происходит дольше, особенно если скорость вращения невелика. И чем больше вы будете запускать параллельно приложений, тем сильнее будет сказываться дефицит производительности. Такие службы, как фоновый поиск и индексирование документов от Google или Microsoft, либо антивирусные программы, усиливают медлительность низкоскоростного жёсткого диска.

Сегодня в сегменте 1,8″ накопителей доминирует Toshiba, но Hitachi тоже недавно весьма плотно занялась этим рынком. Мы решили сравнить последние модели от обоих производителей.

PMR: перпендикулярная магнитная запись

Источник: Hitachi.

Линейка 1,8″ жёстких дисков от Toshiba сегодня достигла ёмкости до 80 Гбайт, при этом перед нами первый коммерчески производимый жёсткий диск, использующий перпендикулярную магнитную запись (Perpendicular Magnetic Recording, PMR). Эта технология выстраивает магнитные диполи не в обычной горизонтальной ориентации, а вертикально (см. иллюстрацию выше). В итоге на квадратный сантиметр площади можно записывать больше информации. У старого же способа записи повышение плотности хранения данных приводило к тому, что магнитные диполи влияли друг на друга из-за так называемого эффекта суперпарамагнетизма и ухудшали целостность данных.

Сегодня плотность записи данных чуть превысила 100 гигабит на квадратный дюйм, а после внедрения перпендикулярной записи плотность должна не менее чем удвоиться. В ближайшие несколько лет производители жёстких дисков надеются в десять раз увеличить плотность записи данных!

За технологией перпендикулярной магнитной записи будущее, поэтому все производители сегодня работают над PMR-моделями жёстких дисков. Hitachi в 2007 году планирует представить 1-Тбайт 3,5″ жёсткие диски и 20-Гбайт микро-приводы, а Fujitsu уже анонсировала 200-Гбайт 2,5″ жёсткий диск для ноутбуков, который поступит в продажу во второй половине 2006 года. Но пока только Toshiba и Seagate выпустили PMR-накопители на рынок: Toshiba решила нацелиться на 1,8″ сегмент, а Seagate поставляет свой 2,5″ Momentus 5400.3. Самым последним продуктом с технологией перпендикулярной записи стал привод корпоративного уровня Seagate Cheetah 15K.5. Кроме того, по некоторым слухам, Seagate летом представит накопитель на 750 Гбайт. Если к концу года появятся жёсткие диски на 1 Тбайт, мы вряд ли удивимся.

Сравнение тестовых моделей

Новые 1,8″ жёсткие диски Toshiba относятся ко второму поколению, которое получило технологию перпендикулярной магнитной записи. Накопители же Hitachi, напротив, по-прежнему используют обычную технологию плоского расположения диполей. Это объясняет разницу в ёмкости: Hitachi способна дать 30 Гбайт на 1,8″ пластину, а накопители Toshiba достигают ёмкости 40 Гбайт на пластину.

Конфигурация пластин определяет высоту обоих 1,8″ накопителей. Если используются две пластины, то высота обеих моделей составляет 8 мм, а если одна пластина – то всего 5 мм. Toshiba предлагает приводы с интерфейсом Micro-ATA или CE-совместимым разъёмом Zero Insertion Force (ZIF). Hitachi решила реализовать либо полный разъём Mini-ATA, который используют 2,5″ накопители UltraATA, либо интерфейс ZIF.

Модели с двумя пластинами толще, чем с одной.

Мы получили CE-версию Hitachi C4K60, которая использует ZIF-интерфейс для подсоединения привода к контроллеру. В качестве протокола используется UltraATA/100.

Hitachi TravelStar C4K60: 1,8″, 30 Гбайт

TravelStar C4K60 использует то же самое название, что и линейка 2,5″ накопителей Hitachi для ноутбуков, но перед нами совершенно иной продукт. Скорость вращения всего 4 200 об/мин, и если 2 Мбайт кэша L2 можно считать стандартным объёмом, то 8 Мбайт, с точки зрения производительности, было бы лучше.

Hitachi использует интерфейс UltraATA/100 и поставляет CE-версии с разъёмами ZIF, а ПК-версии – с разъёмами Mini-ATA. Расположение разъёма выбрано не случайно: любой 2,5″ накопитель можно заменить на C4K60.

Результаты тестов накопителя Hitachi очень близки к цифрам 60-Гбайт жёсткого диска Toshiba, который ещё не использовал PMR: время случайного доступа 20,5 мс и максимальная пропускная способность 20 Мбайт/с. Но у C4K60 всё же есть преимущества: он потребляет меньше энергии при раскрутке по сравнению с Toshiba, что позволяет сэкономить аккумулятор в сценариях, когда жёсткий диск часто останавливается и раскручивается. Кроме того, накопитель Hitachi весит на пять грамм легче Toshiba (разница в 9% или 11% для одной или двух пластин, соответственно).

Toshiba MK8007GAH: 1,8″, 80 Гбайт

Новая линейка PMR-накопителей Toshiba состоит из двух моделей: ML8007GAH на 80 Гбайт и MK4007GAL на 40 Гбайт. Оба накопителя тяжелее конкурентов от Hitachi. Как мы считаем, в этом виновата технология перпендикулярной записи, так как требуются разные материалы. Но даже она не объясняет большие различия в энергии, затрачиваемой на раскрутку: Hitachi указывает 1,4 Вт, а Toshiba – 1,8 Вт, то есть разница составляет 30%.

Зато производительность жёсткого диска Toshiba оставляет модели Hitachi далеко позади. Конечно, скорость невысока по сравнению с 3,5″ или 2,5″ накопителями. Но среднее время доступа 18,8 мс и скорость передачи данных до 25 Мбайт/с весьма хороши для 1,8″ привода. Что ещё лучше, Toshiba достигла такой производительности с прежними параметрами: скорость вращения 4 200 об/мин и кэш 2 Мбайт.

Новые приводы Toshiba используют гигантские магниторезистивные головки (GMR), которые и дают высокую плотность записи, благодаря чему накопитель обходит таких предшественников, как MK3006GAL на 30 Гбайт.

Toshiba MK4007GAL: 1,8″, 40 Гбайт

40-Гбайт версия MK4007GAL использует те же самые технологии, что и 80-Гбайт модель, но содержит одну пластину вместо двух. Поэтому 40-Гбайт накопитель чуть легче. Производительность сохраняется на прежнем уровне.

Тестовая конфигурация

Результаты тестирования

Диаграммы передачи данных

Производительность передачи данных

Со скоростью передачи данных около 25 Мбайт/с 1,8″ накопители Toshiba весьма быстры для своей категории, но всё же не дотягивают до уровня производительности быстрых 2,5″ жёстких дисков. Разница в производительности будет наглядно видна, когда вы будете читать или записывать большие объёмы данных. Подумайте о загрузке Windows, запуске приложения, обновлении данных уровня в игре или распаковке файлов. Вы заметите “тормоза” от жёсткого диска, если только “узким местом” не станет процессор.

Время доступа

В отличие от среднего времени поиска, которое зависит, главным образом, от механики привода, среднее время доступа очень сильно зависит от скорости вращения шпинделя. После позиционирования головок чтения/записи накопитель может ждать почти полный оборот пластины, прежде чем записать или считать данные. Как показывают результаты тестов, время доступа 1,8″ накопителей не особо медленнее сравнимых 2,5″ моделей со скоростью вращения 4 200 об/мин.

Производительность интерфейса

Мы также измерили производительность интерфейса, чтобы оценить максимальную пропускную способность, когда данные записываются или считываются из кэш-памяти привода. Впрочем, эти значения далеки от практического опыта, так как большинство данных будут считываться с пластин, а не из кэша.

Производительность ввода/вывода

Производительность приложений

Здесь можно отчётливо наблюдать то, что мы уже указывали раньше: любой 1,8″ накопитель уступает 2,5″ модели, когда системе требуется большое количество данных. В тесте PCMark05 показана средняя скорость передачи в Мбайт/с при симуляции запуска Windows XP.

То же самое верно и для тестов записи данных: чем больше требуется записать данных, тем сильнее отстают 1,8″ модели.

Заключение

Модели Hitachi и Toshiba хорошо подходят для ультра-портативных ПК. Они дают вполне достаточную ёмкость, а производительность будет приемлема как для офисных приложений, так и для простых мультимедийных программ. Некоторые ультра-портативные ноутбуки (те же Dell X1 и Samsung Q30) уже используют 1,8″ накопители и, как мы предполагаем, число подобных моделей будет расти. Toshiba обеспечивает более высокую производительность, но Hitachi отличается более эффективным энергопотреблением и меньшим весом.

Следует чётко понимать: жёсткий диск по-прежнему является главным “узким местом” во многих сценариях и на всех существующих ПК. Когда вы загружаете Windows, запускаете приложения или просматриваете коллекцию объёмных фотографий, вы всегда ощущаете задержку из-за жёсткого диска. Чем медленнее будет жёсткий диск, тем заметнее будет задержка. Ни скоростной процессор, ни большой объём ОЗУ не могут изменить ситуации.

У накопителей малого диаметра есть две проблемы, которые усугубляют упомянутое “узкое место”. Во-первых, малый диаметр пластин 1,8″ накопителя приводит к низкой линейной скорости. Во-вторых, скорость вращения шпинделя 4 200 об/мин по нынешним стандартам слишком мала: настольные жёсткие диски вращаются со скоростями 7 200 об/мин или даже выше, да и 2,5″ мобильные накопители движутся в том же направлении. Поскольку низкое энергопотребление является главным приоритетом при разработке 1,8″ накопителей, вряд ли будущие модели будут вращаться с более высокими скоростями.

Итог таков: приходится выбирать между производительностью и физическими характеристиками. Если вы хотите ультра-портативный ПК с 1,8″ накопителем, то придётся принести в жертву производительность. Сегодня с этим ничего нельзя поделать, но в ближайшем будущем ультра-портативные ноутбуки, UMPC и другие решения малого форм-фактора смогут сгладить недостатки 1,8″ приводов. Windows Vista будет поддерживать гибридные жёсткие диски, которые содержат 2 Гбайт или больший объём флэш-памяти. Её можно рассматривать как большой энергонезависимый кэш. В чипах флэш-памяти будут храниться системные данные и наиболее часто запрашиваемые файлы, что позволит снизить механическую активность жёсткого диска. К сожалению, будущее ещё не наступило: нам придётся дождаться как Windows Vista, так и самих гибридных приводов.