Обзор продукции Hitachi Travelstar 7K200

За последний год резко возросло количество пользователей мобильных компьютеров, и эта тенденция набирает обороты. Если раньше бытовало мнение, что ноутбук не заменит мощный домашний компьютер, то теперь эти идеи все больше и больше теряют силу. Современные мобильные платформы позволяют решать задачи, которые в недалеком прошлом вы могли возложить только на мощную "персоналку".

Традиционно слабым местом мобильных решений является объем и скорость жесткого диска. Связано это с тем, что к винчестеру ноутбука предъявляются жесткие требования как по габаритам, так и по энергопотреблению. И тем не менее, эти вопросы постепенно снимаются. Так, новая технология перпендикулярного намагничивания позволила увеличить плотность записи пластины мобильного диска до 166 Гб, в результате на свет появились винчестеры 2.5" объемом 320 Гб.

Вопрос быстродействия можно решить только радикальным методом – увеличением скорости вращения пластин. От этого параметра, как известно, зависит большинство скоростных характеристик винчестера, прежде всего скорость последовательного чтения/записи и задержка произвольного доступа. Чтобы максимально сократить разрыв между настольными и мобильными дисками, некоторое время назад производители решились на смелый шаг – увеличение скорости вращения шпинделя до 7200 оборотов в минуту (именно такая скорость сейчас применяется в настольных винчестерах). Впрочем, емкость таких моделей оставляла желать лучшего.

В 2007 году многие производители винчестеров выпустили мобильные "семитысячники" следующего поколения, по объему практически не уступающие своим "пятитысячным" собратьям. В этом обзоре мы охарактеризуем преимущества и недостатки новой модели Travelstar 7K200  компании Hitachi GST, разработчика первых "семитысячников" для ноутбуков, сравнив ее Travelstar 5K250 (см. обзор), классическим мобильным винчестером того же производителя. Мы обратим внимание на изменение энергопотребления, уровня шума и рабочей температуры диска, так как именно эти параметры, наряду с производительностью и стоимостью, очень важны для пользователя мобильного компьютера.

Travelstar 7K200

Итак, познакомимся поближе с тестовой моделью. Наш экземпляр – винчестер Travelstar 7K200 объемом 100 Гб с интерфейсом Serial ATA Gen 1 (150 Мб/с), маркировка HTS722010K9SA00. Заметим, что в названии серии Hitachi указывает тип винчестера, скорость вращения шпинделя и максимальную емкость в серии. В нашем случае это мобильный диск со скоростью вращения шпинделя 7200 оборотов в минуту и максимальной емкостью 200 Гб. Достижение такого высокого результата стало возможным благодаря применению технологии перпендикулярной записи (PMR) уже третьего поколения.

Заметим, что винчестеры 2.5" с повышенными оборотами могут применяться и для оснащения серверных систем. В таком случае разработчики стремятся в первую очередь повысить быстродействие и объем, не уделяя должного внимания экономичности. Но Travelstar 7K200 ориентирован на ноутбуки – мощные рабочие машины, скоростные игровые компьютеры или дорогие бизнес-модели, для которых важны и экономичность, и быстродействие.

В серию Travelstar 7K200 входят винчестеры с пластинами емкостью 80 и 100 Гб. В нашем экземпляре применена одна пластина 100 Гб, что должно положительно сказаться на его быстродействии. Производитель утверждает, что потребление энергии, нагрев и шумность винчестера с одной пластиной не выше, чем у классических "пятитысячников". Hitachi предлагает модели с интерфейсом Serial ATA 150 Мб/с или 300 Мб/с (Gen 2), но тестовый экземпляр поддерживает только первый режим. Приятной особенностью серии 7K200 стал размер кеш-буфера – он увеличен до 16 Мб, что опять же не типично для мобильных винчестеров. Таким образом, по целому ряду характеристик этот винчестер не уступает современным настольным моделям. Вы можете убедиться в этом, проанализировав сводную таблицу параметров двух мобильных дисков Hitachi.

Все характеристики взяты из спецификаций Hitachi. На данный момент у нас нет технической возможности с необходимой точностью измерить энергопотребление и шумность устройств, поэтому приходится верить производителю на слово. Видно, что хотя Travelstar 5K250 и имеет большую удароустойчивость, он несколько отстает по большинству параметров от своего конкурента. Позже мы посмотрим, как это сказывается на реальной производительности.

Логично было бы предположить, что винчестер со скоростью вращения 7200 rpm будет шумнее своего более «спокойного» собрата, но по таблице видно, что это не так. Оба диска имеют одинаковый шум при позиционировании, а в режиме ожидания семитысячник и вовсе тише на 2 Дб. Что ж, можно сказать, что это заслуга инженеров Hitachi, которые достигли совершенных аэродинамических характеристик гермоблока.

Но инженеры Hitachi не всемогущи, и физические законы по-прежнему остаются законами. Посему мы видим, что потребляемая мощность у Travelstar 7K200 практически во всех режимах выше, чем у соперника. Лишь при старте он потребляет на полватта меньше, что может быть обусловлено усовершенствованием электроники и алгоритмов управления двигателем.

Нельзя не упомянуть, что Hitachi оснастила модель своими последними разработками. Технология TrueTrack обеспечивает повышенную точность позиционирования головки в условиях вибрации и тряски. Технология Thermal Fly-height Control контролирует геометрические размеры записывающих/читающих элементов для сохранения постоянства расстояния между ними и поверхностью диска. Это позволяет увеличить долговечность головки и улучшить производительность диска за счет более надежного чтения/записи и уменьшения количества ошибок.

Опциональная технология Bulk Data Encryption (BDE) представляет собой аппаратную реализацию шифрования по алгоритму Advanced Encryption Standard (AES) с 128-битным ключом, "зашитым" в ПЗУ винчестера. Данные шифруются аппаратными средствами при записи на диск и дешифруются во время чтения. При этом способе вам не требуется дополнительного программного обеспечения, отсутствует и какой-либо ущерб общей производительности системы. Но инновация Hitachi не только в постоянном шифровании данных, но и в защите самого ключа. Как известно, стандартный ATA-пароль лишь блокирует доступ к винчестеру. Как известно, такие пароли снимаются при помощи специализированного софта. В нашем случае такой метод неприменим, так как только стандартный механизм снятия пароля может включить дешифрацию данных с верным ключом. Еще одно преимущество этой BDE – метод очистки диска "Secure Erase". Он заключается в подмене 128-битного ключа на новый, что автоматически делает все данные на диске нечитаемыми. Эта операция займет всего несколько секунд, в отличие от многочасового классического стирания диска.

Конфигурация тестового оборудования

Конкурентом мы выбрали диск из серии Travelstar 5K250 по ряду причин:

• это также одна из топовых моделей от Hitachi;
• применяется интерфейс SATA Gen 1;
• оба диска имеют одинаковый фирменный набор технологий;
• производитель заявляет для обеих моделей повышенную производительность в тестах PCMark’05.

В качестве тестовой платформы мы использовали настольный компьютер со следующими характеристиками:

• Процессор Intel Pentium D 925 2x3000 MГц;
• Материнская плата MSI Neo2F (Intel 945P/ICH7R);
• Системный HDD Samsung HD501LJ 500GB 16MB cache;
• Память DDR2 Hynix 4x1024 MB;
• БП FSP 350W.

Винчестеры подключались к стандартному контроллеру (ICH7R), к разъему SATA1, без использования переходника питания (питание через коннектор блока питания).

Все тесты проводились в среде Microsoft Windows XP Professional SP2.  Для определения физических характеристик использовались тесты HDTach (средняя скорость линейного чтения и записи, средняя пропускная способность интерфейса, задержки) и IOMeter (количество циклов ввода/вывода в секунду при различных глубинах очередей запросов для паттерна Workstation). Параметры SMART и версии прошивки определялись при помощи Lavalys Everest 4.10 и HDTune 2.54. Быстродействие в приложениях оценивалось с помощью синтетического теста от FutureMark – PCMark’05. Диск разбивался на два раздела (30 Гб и остальное пространство),  для теста выбирался первый. Файловая система NTFS, разбиение и форматирование проводилось при помощи стандартных средств системы (Disk Management).

Тестирование

При сравнении похожих винчестеров приходится детально разбираться в каждом параметре, чтобы как можно точнее выделить наиболее весомые преимущества одной модели перед другой.

Сперва протестируем "физику" дисков – пропускную способность интерфейса, скорости линейного чтения и записи, а также средние временные задержки при помощи синтетических тестов.

Пропускная способность интерфейса (Burst Mode). Этот параметр не оказывает большого влияние на производительность. Тем не менее, у Travelstar 7K200 результат на 7% выше, чем у 7K250, и достигает отметки 121,6 Мб/с. При теоретическом пределе в 150 Мб/с это очень хороший результат.

Последовательный (линейный) доступ. Тест линейного доступа – не лучший способ оценить производительность, так как в реальности данные очень редко хранятся в секторах, расположенных подряд. Тем не менее, он четко показывает изменение скорости работы с носителем информации в зависимости от положения головки.

Если график Travelstar 5K250 больше похож на кардиограмму, то кривая семитысячника сравнительно плавная, с несколькими незначительными скачками. Объясняется это тем, что первый график получен для винчестера с двумя пластинами, в котором применено адаптивное форматирование. Плотность информации распределена неравномерно, и скорость диска меняется от зоны к зоне. Во втором случае имеется только одна пластина, и зоны расположены последовательно на одной поверхности. Поэтому скачки незначительные. Безусловно, такая плавность благоприятно влияет на производительность, поскольку средняя задержка доступа ниже, чем у диска с «прыгающей» кривой.

Что касается абсолютных величин скоростей чтения/записи, то здесь Travelstar 7K200 показывает отличный результат по сравнению с конкурентом.

Разница в 25% – это уверенная победа Travelstar 7K200. Кроме этого, низкое время поиска существенно укрепляет его лидерство. Похоже, что увеличение скорости вращения шпинделя вполне оправдано.

Среднее время доступа, складывающееся из времени обработки команды, времени перемещения головки к нужной дорожке, времени ожидания нужного сектора (пока диск довернется) и времени его считывания, зависит от целого ряда факторов, в том числе и от скорости вращения пластины. В нашем случае у 7K200 явное преимущество, причем выигрыш в 3 мс обеспечен не только более высокой скоростью вращения, но и другими причинами, нам не известными.

IOMeter. Паттерн Workstation. В этом испытании мы оценим производительность дисков в режиме эмуляции работы рабочей станции. Паттерн содержит статистические данные по запросам к диску при работе теста Winstone. IOMeter сгенерирует соответсвующие запросы и измерит реакцию каждого винчестера. На выходе мы получим число операций в секунду, которое можно принять за некоторый балл оценки производительности. Кроме того, мы проведем измерения в 5 различных вариантах, в каждом из которых будем увеличивать глубину очереди запросов от 1 до 32.

И снова лидер – Travelstar 7K200. При увеличении глубины очереди эффективнее используется кеш-буфер, что объясняет резкое увеличение производительности. По этой же причине кривые идут практически параллельно друг другу. Вероятно, 5K250 проиграл это испытание из-за меньшей скорости доступа к данным.

PCMark’05. В пакете PCMark’05 предусмотрено 5 основных паттернов для тестирования жестких дисков в среде Windows XP:

• Запуск Windows XP. Выполняет специфическую трассу, эмулирующую запуск операционной системы. В этом паттерне не учитывается пользовательская активность, вся активность вызвана операционной системой.
• Загрузка приложений. Трасса собрана при загрузке/выгрузке таких приложений, как Adobe Acrobat Reader, Windows Media Player и т.д. Этот тест не учитывает пользовательскую активность, вся активность вызвана приложениями.
• Общая эксплуатация. Тест похож на предыдущий, но учитывает также пользовательскую активность в приложениях.
• Сканирование на вирусы. Эмулирует активность при  сканировании около 600 Мб диска антвирусным ПО.
• Запись файла. Записывает файл размером 680 Мб и оценивает производительность при работе с файловой системой.

Теперь стало понятно, что Travelstar 7K200 одержал победу «во всех номинациях». Хоть большого отрыва в результатах паттернов мы и не видим, PCMark’05 выставляет семитысячнику оценку на 500 баллов (12%) выше конкурента. Думаю, мы можем согласиться с этим, приняв во внимание результаты предыдущих испытаний.

Рабочие температуры. Во время испытаний к поверхности винчестеров был подведен внешний термодатчик. За температуру при рабочей нагрузке мы взяли максимальные показания во время тестов. Диски находились вне корпуса компьютера на жесткой подставке. Данные с внешнего датчика и из S.M.A.R.T винчестера снимались одновременно.

Семитысячник оказался «теплее» своего старшего брата. Конечно, это побочный эффект разницы в скорости вращения. Впрочем, разница в 3-4 градуса не настолько значительная, чтобы серьезно повлиять на температуру корпуса ноутбука, в котором должен быть установлен такой винчестер. Так что претензий по этому вопросу не имеем.

Выводы

Итак, подведем итог.  Что же мы получили от увеличения скорости вращения диска:

Плюсы Прежде всего это производительность. Новый Travelstar 7K200 показал отличные результаты как в тестах линейного доступа (прирост на 25%), так и при эмуляции реальной рабочей нагрузки (12-15%). При этом улучшение физических характеристик гермоблока позволило сохранить шумовые показатели на уровне привычных для нас более медленных моделей.

Минусы Увеличилась рабочая температура, пусть и незначительно, и средняя потребляемая мощность, что не может не сказаться на времени работы от батареи. Кроме того, стоимость "семитясячника" при том же объеме будет примерно в полтора раза выше.

Похоже, что компания Hitachi успешно справилась с поставленными задачами.  Travelstar 7K200 превосходит лидера в классе "пятитысячников" того же производителя как по производительности, так и по уровню шума. Конечно, не удалось обойтись без потерь в энергопотреблении. Но нужно отметить, что все недостатки диска очень незначительны по сравнению с преимуществами. Приняв во внимание положительную динамику производства мобильных накопителей, мы можем ожидать усовершенствования физических характеристик в ближайшее время.

Новый диск-"семитысячник" можно посоветовать всем, кому необходима высокая производительность дисковой подсистемы в мобильном компьютере. Винчестер идеально подойдет как для мощных домашних ноутбуков, так и для современных профессиональных мобильных компьютеров.