12,5 мм против 9,5 мм: сравнение жёстких дисков с разной высотой на примере Toshiba – THG.RU

Жёсткие диски для ноутбуков с двумя и тремя пластинами

Производители для жёстких дисков, похоже, имеют ещё один козырь в своём рукаве. Если в обычный дизайн 2,5″ винчестеров можно уместить две вращающиеся пластины, то в чуть более толстом форм-факторе можно установить уже три пластины. Изначально подобные продукты могли работать только со сниженной скоростью вращения шпинделя (следовательно, и со сниженной производительностью), но у последнего поколения это ограничение было снято, и модели с тремя пластинами по производительности эквивалентны жёстким дискам с двумя пластинами. Последствия оказались ощутимыми для всего рынка 2,5″ винчестеров.

Видите разницу? Жёсткие диски высотой 9,5 мм и 12,5 мм можно отличить друг от друга с первого взгляда. Нажмите на картинку для увеличения.

Технически форм-фактор наших моделей HDD отличается высотой по оси z (оси x и y соответствуют длине и ширине жёсткого диска). Форм-фактор определяет габариты накопителя и размер пластин, но от высоты z зависит сложность (число пластин) жёсткого диска. Большинство 2,5″ винчестеров для ноутбуков имеют высоту z 9,5 мм, но есть также и модели с высотой всего 7 мм для ультра-портативных ноутбуков (например, Seagate Momentus Thin) и продукты корпоративного класса, у которых толщина составляет 15 мм (включая Hitachi Ultrastar C, Seagate Savvio и линейки Toshiba MBD, MBE и MBF). Большая высота z позволяет уместить больше пластин. Увеличение числа пластин автоматически приводит к повышению ёмкости, но также и к более высокой сложности.

Форм-фактор 12,5 мм всегда казался несколько странным. Он не обеспечивает достаточно места для нескольких пластин в жёстких дисках корпоративного класса, и при этом он слишком толстый для ноутбуков.

Но рынок накопителей меняется. Всё больше пользователей покупают ноутбуки класса “замена настольного ПК”, но они, несмотря на подобное название, не поддерживают 3,5″ настольные жёсткие диски. Да и сегодня внешние переносные накопители заменили собой оптические диски, которые раньше прожигали пользователи для переноса данных. Кроме того, не следует забывать и о том, что на рынке есть такие устройства, как цифровые видеомагнитофоны, телевизионные приставки, мультимедийные плееры и неттопы, которые требуют накопителей с популярной ёмкостью по оптимальной цене (например, 1 Тбайт). И во все эти устройства можно установить 2,5″ жёсткие диски с тремя пластинами.

Что дальше?

Впервые 12,5-мм жёсткие диски достигли высокого уровня ёмкости без каких-либо компромиссов для пользователя. Samsung, конечно, представила 500-Гбайт жёсткий диск, который вместил три пластины с высотой 9,5 мм, но, вероятно, с подобным подходом возникли проблемы – иначе мы бы наверняка получили больше таких накопителей.

Все 2,5″ 1-Тбайт жёсткие диски от Toshiba и WD базируются на форм-факторе с увеличенной толщиной, но пользователю не придётся идти на какие-либо компромиссы. Старые дизайны с тремя пластинами, например, у Fujitsu MHZ2500BT, используют скорость вращения шпинделя 4200 об/мин, то есть явно проигрывают по производительности.

Мы решили напрямую сравнить два последних 2,5″ жёстких диска с одинаковой плотностью хранения данных: 640-Гбайт винчестер с двумя пластинами и 1-Тбайт модель с тремя пластинами. Получим ли мы разницу в производительности? Будет ли модель с тремя пластинами потреблять больше энергии? На все эти вопросы мы дадим ответы в нашей статье.

9,5 мм: Toshiba MK6465GSX, 640 Гбайт

Нажмите на картинку для увеличения.

Чтобы исключить другие факторы из нашего сравнения, мы выбрали два жёстких диска Toshiba. Первый продукт MK6465GSX представляет в тестах уровень ёмкости 640 Гбайт.

640-Гбайт модель использует две пластины, толщина составляет как раз 9,5 мм. Скорость вращения шпинделя – 5400 об/мин, то есть вполне стандартная скорость для мобильных жёстких дисков для массового рынка. Toshiba указывает время наработки на отказ (MTBF) 600 000 часов, но по этому параметру сравнивать сложно, поскольку Seagate и WD не публикуют спецификаций надёжности. Интерфейс 3 Гбит/с SATA и кэш-память 8 Мбайт у Toshiba вполне стандартны, как и диапазон рабочих температур от 5°C до 55°C. Немногие жёсткие диски могут работать в диапазоне до 60°C, но для большинства окружений это не так и важно. Toshiba также предлагает модели с ёмкостью 160, 250, 320 и 500 Гбайт.

Мы получили максимальную скорость передачи 91 Мбайт/с. Прекрасный результат для обычного 2,5″ жёсткого диска, и хотя у модели с тремя пластинами пропускная способность чуть больше, данный жёсткий диск с двумя пластинами выходит вперёд по времени доступа и производительности приложений. Что впечатляет, оба жёстких диска показали практически идентичное энергопотребление в режиме бездействия.

Нажмите на картинку для увеличения.

Нажмите на картинку для увеличения.

12,5 мм: Toshiba MK1059GSM, 1000 Гбайт

Нажмите на картинку для увеличения.

Перед нами новый 2,5″ винчестер на 1 Тбайт, который также доступен и в ёмкости 750 Гбайт. Он имеет во многом схожие с линейкой GSX характеристики: кэш-память 8 Мбайт, интерфейс SATA 3 Гбит/с, скорость вращения шпинделя 5400 об/мин и такой же рабочий диапазон температур. Даже спецификации по ударостойкости одинаковые. Toshiba указывает уровень шума 23 дБ(А) во время бездействия и во время поиска. Фактически, мы не смогли надёжно измерить уровень шума двух моделей, поскольку обе они работают очень тихо.

Мы уже упомянули, что данный жёсткий диск побеждает по пропускной способности. Он показал уровень 99 Мбайт/с, чуть-чуть не дотянув до отметки 100 Мбайт/с, но, в любом случае, перед нами один из самых быстрых 2,5″ жёстких дисков. Поскольку накопитель, по всей видимости, оптимизирован под высокую пропускную способность, а не под операции ввода/вывода, то время доступа и производительность в приложениях немного отстают. Энергопотребление при воспроизведении HD-видео оказалось чуть выше, чем у 640-Гбайт модели с двумя пластинами, но энергопотребление в режиме бездействия и под пиковой нагрузкой очень близки. Данный жёсткий диск обеспечивает лучшую производительность на ватт по пропускной способности, но 640-Гбайт модель выходит вперёд по производительности ввода/вывода на ватт.

Нажмите на картинку для увеличения.

Нажмите на картинку для увеличения.

Сферы применения

Мы уже упоминали несколько сценариев, в которых жёсткие диски с тремя пластинами могут себя хорошо показать. Ноутбуки типа “замена настольного ПК” обычно требуют довольно ёмких накопителей. Да и высокая ёмкость становится всё более актуальной для портативных накопителей, которые используются для резервирования, а также для переноса данных с какого-либо компьютера в другое место. Наконец, всё большее число устройств бытовой электроники и домашней вычислительной техники пытаются уместить максимально ёмкие хранилища в минимально возможном пространстве.

Как нам кажется, сегодня даже есть рынок для 2,5″ жёстких дисков SATA с большей толщиной среди серверов начального уровня. Помните, что 3,5″ жёсткие диски на 7200 об/мин завоевали серверный рынок своей высокой ёмкостью, и то же самое может случиться и в сфере 2,5″ винчестеров. Переход на ёмкость 1 Тбайт вместо текущего максимума 600 Гбайт для винчестеров SAS даёт прирост ёмкости 66%. Поскольку в стоечном сервере 1U обычно вмещаются четыре 3,5″ или десять 2,5″ винчестеров, то более компактный форм-фактор может дать серьёзные преимущества по ёмкости.

Физические габариты

Объём накопителя (кубические сантиметры).

Один терабайт против 640 Гбайт означает 56% увеличение ёмкости, но при этом физический объём увеличивается на 32%.

Ёмкость на объём и на ватт

Ёмкость на объём.

Мы решили рассчитать некоторые дополнительные характеристики, такие как ёмкость на объём в гигабайтах на см³. Вполне очевидно, что 2,5″ 12,5-мм жёсткий диск даёт на 19% более высокое соотношение ёмкости к физическому объёму.

Ёмкость на ватт.

Поскольку производительность жёстких дисков близка друг к другу, мы рассчитали ёмкость на ватт в операциях потокового чтения, разделив доступную ёмкость на пиковое энергопотребление. Если бы мы сравнивали эффективность энергопотребление в режиме бездействия, то результаты были бы равными.

Сравнительная таблица

Тестовая конфигурация

Результаты тестов

Пропускная способность

1-Тбайт жёсткий диск с высотой 12,5 мм обеспечивает более высокую пропускную способность, чем 9,5-мм модель на 640 Гбайт. Фактически, новый терабайтный винчестер показал себя в этом тесте удивительно хорошо.

Производительность ввода/вывода

Все тесты производительности ввода/вывода показывают, что жёсткий диск на 640 Гбайт с двумя пластинами работает быстрее. Поскольку разница довольно велика, вполне очевидно, что при разработке 1-Тбайт модели высокая производительность ввода/вывода не была приоритетной.

Время доступа

Время доступа больше у винчестера с тремя пластинами, что вполне соответствует результатам производительности ввода/вывода.

На данный момент можно признать, что 1-Тбайт жёсткий диск был оптимизирован под максимальную пропускную способность, а 640-Гбайт модель получила прошивку, лучше подходящую под интенсивную нагрузку ввода/вывода.

Производительность приложений PCMark

Терабайтный жёсткий диск не очень хорошо показал себя в наших тестах приложений. Опять же, мы можем только предположить, что данный тип нагрузки не считался для него приоритетным, поскольку пропускная способность довольно высокая.

Энергопотребление

Энергопотребление в режиме бездействия.

Результаты интересные. Оба винчестера показали 0,8 Вт в режиме бездействия.

Энергопотребление при максимальном потоковом чтении.

При пиковой пропускной способности (чтение) мы получили на 1-Тбайт винчестере с тремя пластинами энергопотребление 2,7 Вт, а у 640-Гбайт модели с двумя пластинами – 2,6 Вт.

Энергопотребление при воспроизведении фиксированного потока Full-HD видео.

Жёсткий диск с тремя пластинами явно требует больше энергии для обеспечения фиксированного потока, такого как HD-видео.

Эффективность

Пропускная способность на ватт, то есть эффективность энергопотребления, у 12,5-мм винчестера выше, поскольку он даёт большую пропускную способность при небольшом увеличении энергопотребления.

Тест эффективности сценария рабочей станции, где интенсивно используются операции ввода/вывода, показывает обратное. 640-Гбайт модель с двумя пластинами более быстрая и эффективная.

Заключение

Есть несколько убедительных преимуществ, которые говорят в пользу высоты 12,5 мм у винчестеров 2,5″ форм-фактора. Эти жёсткие диски больше не ограничиваются медленной скоростью вращения шпинделя или устаревшей плотностью записи. Последний 1-Тбайт винчестер Toshiba MK1059GSM доказывает, что ему по силам победить 9,5-мм конкурента MK6465GSX по скорости передачи данных. Тесты на сравнимых жёстких дисках WD дали близкие результаты. В нашем же случае 12,5-мм жёсткий диск Toshiba даже поравнялся со своим традиционным собратом по энергопотреблению в режиме бездействия, несмотря на большее количество движущихся частей.

Кроме показанных результатов производительности, 12,5-мм винчестер даёт более высокую ёмкость по отношению к занимаемому пространству, а также более высокую ёмкость в расчёте на ватт. Если учитывать сценарии использования в компьютерах и устройствах малого форм-фактора, или даже использование будущих 12,5-мм винчестеров в серверных окружениях, то 9,5-мм винчестеры с двумя пластинами уже не такие привлекательные, как раньше.

Нажмите на картинку для увеличения.

Впрочем, есть небольшой “подводный камень”. Производительность ввода/вывода и производительность приложений у 12,5-мм MK1059GSM оказались хуже, чем у 9,5-мм MK6465GSX. Это важно для накопителей, на которые вы будете устанавливать операционную систему и приложения. По нашему опыту, мы можем сказать, что это не является ограничением 12,5-мм винчестеров в целом – всё дело в определённой оптимизации прошивки. Вполне очевидно, что терабайтный жёсткий диск был оптимизирован под максимальную пропускную способность при минимальном энергопотреблении. Время доступа и производительность ввода/вывода оказались на втором плане, что повлияло на производительность приложений. Такие характеристики производительности хорошо соответствуют потребностям высокоёмких портативных хранилищ, накопителей для резервирования данных, мультимедийных плееров и многих других продуктов.

Пока что мы можем дать определённую рекомендацию: оставайтесь с 9,5-мм винчестерами, если ваша основная задача – получить как можно более высокую производительность. Если же вас интересует, в первую очередь, ёмкость, или вы хотите получить наилучшее соотношение ёмкости и занимаемого пространства или ёмкости и потребляемой энергии, то 12,5-мм продукты будут более интересными.