Испытания на "жесткость"

Как поступить, если система все чаще стала напоминать, что на жестком диске уже не осталось свободного места, хотя корзина давно пуста, сжатие диска установлено, редко используемые файлы заархивированы... Что ж, значит, пора покупать новый жесткий диск. Сказать, что жесткие диски стоят дешево — ничего не сказать. Если раньше их цена достигала трети стоимости ПК, то сегодня ее доля не превосходит 10—15%. Дело за малым — что именно выбрать?

Конечно, при покупке прежде всего обращаешь внимание на удельную стоимость одного гигабайта данных. Но вместе с тем хочется, чтобы новый жесткий диск был не только вместительнее, но и быстрее старого.

Основные параметры, характеризующие производительность жесткого диска, — время доступа и скорость передачи данных. При выборе жесткого диска можно принять за правило: чем выше его скорость вращения, тем меньше время доступа. Кроме того, существенное влияние на быстродействие накопителя оказывает объем внутренней кэш-памяти, а также алгоритм кэширования.

Для оценки производительности и потребительских качеств жестких дисков было отобрано 14 моделей шести фирм. Все проводившиеся тесты можно разбить на три группы: тесты с использованием функций BIOS, тесты с использованием файловых операций и определение акустических характеристик накопителей. Первые характеризуют работу накопителя на уровне секторов и дорожек; они могут быть достаточно точно измерены и не зависят от используемого ПО, в частности от операционной или файловой системы. Вторые позволяют оценить, насколько быстро ведут себя накопители в «реальной» жизни. Следует учитывать, что результаты этих тестов более субъективны, так как зависят от характеристик конкретных файлов. Кроме того, эти результаты получены для файловых систем FAT16 и FAT32, используемых в семействе операционных систем Windows 9x, и могут не отражать производительности в других ОС, например в Windows 2000/XP или Linux. Результаты тестов третьей группы не влияли на суммарный индекс, но в условиях нашей действительности, когда рабочий кабинет зачастую выполняет еще и роль спальни, они также могут быть интересны читателю.

Для проведения тестирования использовался компьютер в следующей конфигурации: процессор Celeron-533, 128-Мбайт ОЗУ SDRAM PC100, системная плата Abit SA6R с набором микросхем Intel 815E и встроенным RAID-контроллером ATA-100 HPT 370 (к этому контроллеру и подключались исследуемые жесткие диски), 48X-дисковод CD-ROM, дисковод Sony MPF920-E. Контрольные задачи выполнялись в DOS-режиме операционной системы Windows 98.

IBM IC35L040AVER07-0

Один из лучших жестких дисков в обзоре. Он занял первые места по скорости чтения (в тесте HddSpeed), верификации и передачи данных через интерфейс, а также по среднему времени доступа. Это лучший диск как по измерениям HddSpeed, так и по тестам, использующим BIOS. В тестах с файловой системой он показал наилучший результат при копировании файлов различного размера с внешним кэшированием. А вот при копировании множества мелких файлов без внешнего кэширования его результат оказался предпоследним, почти вчетверо хуже, чем у лидера. По всей видимости, алгоритм внутреннего кэширования разработан с учетом кэширования внешнего. Этот накопитель занял первое место в файловых операциях с кэшированием, однако низкий результат при копировании без внешнего кэша позволил ему занять лишь второе место в общем зачете файловых операций.

От диска с частотой вращения 7200 об/мин трудно ожидать самой низкой удельной цены за гигабайт, но и здесь изделие IBM оказалось в первой половине списка.

В режиме ожидания диск шумел чуть выше среднего уровня, а в режиме поиска — чуть ниже. Учитывая, что наиболее неприятен на слух именно режим поиска, и здесь его результаты можно считать неплохими.

Итак, от лидера обзора, 60-Гбайт диска Western Digital, этот 40-Гбайт накопитель IBM отстал очень незначительно, да и то лишь из-за более высокой удельной цены.

Если вам нужна скорость, диск IBM, безусловно, будет лучшим выбором.

Western Digital WD300AB-00BVA0

По профилю зависимости скорости обмена от положения головки этот диск может служить учебным пособием: отчетливо видна зонная запись. Помимо прочего, это говорит и об отсутствии на поверхности скрытых дефектов. Небольшие пульсации на графике объясняются погрешностью дискретизации времени при измерении, а не свойствами накопителя.

Этот накопитель — явный аутсайдер по времени поиска: ему достались последние места как по максимальному времени поиска, так и по среднему, измеренному на части и на всем диске. Вместе с тем при работе с файловой системой диск показал себя очень хорошо, особенно при внешнем кэшировании: в этом режиме у изделия WD зафиксированы наивысшие результаты при записи в разделы FAT16 и FAT32 и при чтении из раздела FAT32. Но призового места ни по одному из суммарных индексов ему занять не удалось, по обобщенному показателю эта модель заняла седьмое место.

Отдельного упоминания заслуживают акустические свойства WD300AB-00BVA0. Хотя он и не показал рекордно низких величин взвешенного шума, но на частотных характеристиках у него самые низкие пики, т. е. его шум ближе к белому шуму, чем у остальных изделий, что воспринимается на слух приятнее.

Если цена играет для вас немаловажную роль, то это неплохой выбор: так, при цене всего на 6 долл. выше, этот диск в полтора раза вместительнее, чем, например, Quantum Fireball 20.

Western Digital WD600AB-00BVA0

Безусловный лидер нашего тестирования, чуть обогнавший изделие IBM. Это удалось благодаря самой низкой удельной стоимости хранения информации.

Неплохи, впрочем, и другие параметры: этот накопитель столь же быстро, как предыдущий, записывает и читает файлы на разделе FAT32 при кэшируемых операциях, а в контрольных задачах с файловыми операциями без кэша занял третье место, правда, явно отстает по времени поиска.

Так как значения средней скорости обмена у этого изделия WD явно выше средних, он лучше всех справляется с одним длинным файлом в системе FAT32. А учитывая внушительный объем и рекордно низкую стоимость одного гигабайта, его можно порекомендовать для работы с объемными потоковыми данными, например для обработки видео на ПК. Он также обладает практически идеальной характеристикой скорости обмена и средним уровнем шума при достаточно равномерном его распределении по спектру.

Western Digital WD800BB-53BSA0

Накопитель очень сильно греется во время работы, несколько раз даже наблюдались зависания при загрузке. Правда, при проведении тестов диск не был вставлен в корпус, который в данном случае служит теплоотводом. Так или иначе, но владельцам этого накопителя необходимо следить за тепловым режимом. Уровень шума у этого диска был несколько выше среднего.

Нужно отметить, что испытания вызвали целый ряд осложнений при подключении диска к RAID-контроллеру, и даже имели место критические ошибки на поверхности диска. Проблемы в конце концов удалось решить, но положительных эмоций это, конечно, не прибавило.

Для пользователей Windows 9x заметим, что диски такой емкости (более 64 Гбайт) системой не поддерживаются. Причем «невидимым» будет не остаток сверх 64 Гбайт, а как раз бо'льшая часть диска: разметить удастся только 11 Гбайт.

В контрольных задачах это изделие фирмы WD не продемонстрировало ничего выдающегося, разве что ему удалось занять второе место по файловым операциям без кэширования и третье, суммарное, по файловым операциям.

В общем зачете по объективным показателям диску досталось четвертое место. Возможно, нам просто попался дефектный образец, тем не менее рекомендовать его мы пока поостережемся.

Maxtor/Quantum Fireball Plus AS 20.5

Этот диск по суммарному показателю занял одно из последних мест в обзоре. При этом он оказался аутсайдером по максимальному времени поиска в программе HddSpeed и по удельной стоимости одного гигабайта. Последнее, впрочем, неудивительно: небольшие диски основательно проигрывают по этому критерию. Скоростные характеристики также невысоки из-за того, что диск имеет всего одну рабочую пластину.

Показатели при работе в BIOS немного выше средних, а в ОС — ниже. Для накопителя с одной пластиной неожиданно высоким оказался уровень шума, он выше, чем у других дисков Maxtor/Quantum. Рекордно высоким был взвешенный шум с фильтром характеристики D.

Если для вас самым важным критерием является цена, вы можете сэкономить несколько долларов, предпочтя аналогичный по объему накопитель Fujitsu, потеряв, правда, при этом в производительности. Если же в число критериев оценки входят также скорость и объем, то лучше немного добавить и купить диск Western Digital в полтора раза большего объема.

Maxtor/Quantum Fireball Plus AS 30.0

Скоростные характеристики этого диска практически такие же, как у предыдущего. Чуть ниже скорость обмена, но чуть лучше время поиска. Правда, за счет более низкой удельной цены хранения информации данная модель в итоге поднялась на ступеньку выше — ей досталось 11-е место.

Кроме того, диск заметно тише работает в режиме ожидания. В целом же его шумовые характеристики близки к средним в обзоре.

Если вам нужен диск именно на 30 Гбайт, лучше предпочесть изделие фирмы Western Digital. Хотя оно и уступает Quantum по операциям BIOS, зато превосходит по файловым операциям и, главное, намного дешевле. Но еще лучше добавить 5—6 долл. и купить «сороковку» от IBM или Fujitsu с такой же скоростью вращения шпинделя.

Maxtor/Quantum Fireball Plus AS 40.0

По результатам тестов все изделия Quantum — близнецы-братья. У этой модели, правда, оказалось чуть поменьше время поиска, и она побыстрее выполняла операции как с секторами, так и с файлами. А вот шумит она заметно меньше, особенно в режиме поиска: по уровню шума этот диск попал в первую (более тихую) половину списка. В остальном же изделие ничего примечательного не продемонстрировало. Скоростные показатели как в BIOS, так и в ОС у него хуже, чем у 40-Гбайт дисков IBM и Fujitsu, хотя цена при этом выше.

Seagate ST380021A Barracuda

Внешний вид этого накопителя довольно необычен, даже трудно сразу определить, с какой стороны находится «банка», а с какой — плата с электроникой: обе стороны закрывают блестящие металлические крышки с наклеенными на них этикетками. Назначение нижней крышки не ясно: то ли это защита электроники от электромагнитных полей, то ли от механических повреждений. Но в целом такое оформление производит впечатление солидности и надежности.

Приятное впечатление от внешнего вида подкрепили и результаты тестов. Накопитель продемонстрировал наивысшую скорость обмена как при записи, так и при чтении данных, а также имеет самую большую заявленную скорость считывания данных внутренним контроллером (впрочем, эта величина напрямую связана с двумя предыдущими). А вот утилита HddSpeed выявила рекордно низкую скорость считывания, возможно, эта программа просто не рассчитана на столь высокую скорость и где-то произошло переполнение. Также несколько озадачивает чрезвычайно низкая скорость верификации данных: время выполнения теста составило почти четыре часа. Впрочем, этот недостаток несущественный, ведь верификация — процедура необязательная с точки зрения ОС и потому в оценку скорости не входит.

По файловым операциям Barracuda лидирует абсолютно во всех тестах без использования внешней кэш-памяти, а также занимает второе место по индексу кэшируемых операций. Результат — первое место по общему индексу файловых операций. В итоге диск занял третье место, чуть-чуть отстав от двух лидеров.

Для любителей тишины заметим, что этот накопитель показал самый низкий уровень шума в режиме ожидания при измерении взвешенным стандартным фильтром (А). В режиме поиска уровень шума был средним. Среди дисков большой емкости эта модель — наилучшее решение.

Seagate ST380020A

Накопитель имеет довольно необычный вид: почти весь его корпус спрятан в черный футляр из резины или резиноподобного пластика. Скорее всего, это связано со стремлением уменьшить шум. В целом диск можно считать самым тихим в обзоре (по крайней мере, в режиме поиска, хотя и в режиме ожидания его шум заметно ниже среднего).

Эта модель Seagate продемонстрировала наихудшие скорости чтения, записи и передачи данных через интерфейс, а также наибольшее среднее время доступа. Самое удивительное, что тесты зафиксировали у этого диска наименьшее максимальное время доступа, т. е. время, затрачиваемое на поочередный доступ к первой и последней дорожке. Сопоставляя имеющиеся факты, а именно: низкую скорость последовательных записи и чтения при большой емкости (а следовательно, большой плотности записи), сильные щелчки при переходе между «соседними» дорожками, а также очень низкое (меньше среднего) максимальное время доступа, можно заключить, что реальная конфигурация дорожек этого накопителя очень сильно отличается от логической, т. е. той, что видна «снаружи». Те дорожки, которые «снаружи» воспринимаются как соседние, на самом деле сильно разнесены по поверхности, а «первая» и «последняя» дорожки, напротив, находятся где-то рядом.

По результатам тестов этот диск занял последнее место по скорости с использованием функций BIOS. В ОС показатели также далеко не блестящие: последние места по скорости записи длинного файла в раздел FAT16, копирования мелких файлов без кэширования и копирования крупных файлов с кэшированием. Итог — последнее место по файловым операциям без кэширования и предпоследнее по файловым операциям в целом. Таким образом, по скоростным характеристикам он стал аутсайдером, составив компанию 20-Гбайт изделию Fujitsu. Странно также, что, несмотря на максимальную в обзоре емкость, накопитель не может похвастаться низкой удельной ценой.

IBM DTLA-307075

Первое впечатление от этого диска — сильный шум при поиске и довольно сильный нагрев. Видимо, не стоит размещать этот накопитель в тесном корпусе.

Диск стал победителем по среднему времени как доступа, так и позиционирования. Если не принимать в расчет явно неверный результат Seagate ST380020A по максимальному времени доступа, то и здесь он впереди. Что ж, шум, наверное, является в данном случае платой за скорость. Хотя вероятнее, что дело все-таки в количестве пластин и головок. Ведь система из десяти головок гораздо тяжелее, чем из четырех или шести, и шума, соответственно, должна издавать больше. Остальные скоростные характеристики при использовании функций BIOS также неплохи. В целом по этим операциям диск занял второе место в обзоре.

В тестах с файловыми операциями накопитель стал победителем по чтению длинного файла в разделе FAT16 с кэшированием и серебряным призером — в среднем по кэшируемым операциям. Правда, за счет низкого индекса по некэшируемым операциям выбиться в лидеры ему не удалось.

К сожалению, несмотря на большую емкость накопителя, цена за гигабайт довольно высока, из-за чего ему и досталось всего лишь шестое место в общем зачете.

IBM DTLA-305040

Субъективно этот диск так же сильно шумит при поиске, как и 76-Гбайт модель, хотя объективные измерения не дали очень высоких показателей. В режиме ожидания шум ниже среднего уровня. Греется накопитель несколько меньше своего более вместительного собрата, но все равно сильно.

Характеристики преимущественно на среднем уровне. Исключение — самая низкая скорость чтения файла в системе FAT16 без кэширования и, соответственно, предпоследнее место по некэшируемым операциям. И это совсем не удивительно при крохотном 380-Кбайт внутреннем кэше (всего внутренняя память контроллера имеет размер 512 Кбайт, но 132 из них используются на собственные нужды). Зато это изделие IBM может похвастать третьим местом по удельной стоимости одного гигабайта данных. Итог — общее восьмое место.

На фоне большого выбора «сороковок» этот жесткий диск выглядит дорогим, медленным и шумным. Если вы приверженец изделий компании IBM, то лучше предпочесть модель IC35L040AVER07, а если для вас важнее цена, то обратите свой взгляд на диски фирмы Fujitsu.

Fujitsu MPG3409AT

Недорогая 40-Гбайт модель фирмы Fujitsu по скоростным характеристикам находится где-то недалеко от нижней границы. Не заняв ни одного последнего места в тестах с операциями BIOS, эта модель получила третье с конца место по таким операциям. Диск занял последнее место при чтении длинного файла без кэширования в системе FAT16 и одно из последних — как по операциям с кэшированием, так и в целом по файловым операциям. То есть накопитель стал третьим с конца по всем показателям производительности. Однако надо отметить, что это изделие Fujitsu оказалось серебряным призером по удельной стоимости гигабайта данных. Хотя в общем зачете ему не удалось подняться выше девятого места.

Модель довольно тихая и самая дешевая среди накопителей емкостью 40 Гбайт. Если быстродействие — не самое важное для вас качество, то этот диск может стать приятным дополнением к уже имеющемуся в вашем ПК.

Fujitsu MPG3409AH

От предыдущей модели эту отличает более высокая скорость вращения шпинделя — 7200 об/мин. Как следствие — существенно лучшие скоростные характеристики.

В тестах на скорость обмена данными эта модель уступила только лидеру обзора, а вот по времени доступа результаты несколько хуже, хотя в целом по функциям BIOS — третье место. Среди файловых операций лучше обстоит дело с использованием внешнего кэширования — также третье место. По удельной цене одного гигабайта данных это изделие Fujitsu оказалось в первой половине списка, а в итоге оно заняло пятое место в общем зачете.

Шум в режиме ожидания, естественно, выше, чем у предыдущей модели, хотя и ниже среднего уровня, а в режиме поиска — такой же, т. е. невысокий. Удивительно, что фирма указывает в документации высокое значение шума — такое же, как у 76-Гбайт диска IBM DTLA. Именно поэтому у данного накопителя рекордное отношение заявленного уровня шума к измеренному. Вместе с тем это самый дешевый из 40-Гбайт дисков со скоростью вращения 7200 об/мин. Весьма удачная модель, если не предъявлять слишком высоких требований к скорости.

Fujitsu MPG3204AT

По большому счету время 20-Гбайт дисков уже прошло. Но если требования к компьютеру ограничиваются небольшим списком общеупотребительных приложений (как, например, для офисного ПК), то, возможно, вам вполне подойдет диск в два-три раза меньше оптимального на сегодняшний день размера.

MPG3204AT оказался «тихоней» во всех смыслах этого слова: он уступил остальным моделям по среднему времени поиска в первых 8 Гбайт (ведь для него это 40% от полного объема), а также по индексу производительности согласно утилите HddSpeed. В целом же по скорости работы с секторами он занял предпоследнее место.

Не лучше картина и с файловыми операциями. Этот накопитель стал аутсайдером по скорости записи в раздел FAT32 без кэширования, чтению и записи в различные разделы с кэшированием, копированию длинных файлов без кэширования и коротких — с кэшированием. Как результат — третье место с конца по операциям без кэширования и последнее — с кэшированием.

По удельной цене гигабайта данных диску досталось второе место с конца, чего и следовало ожидать при такой небольшой емкости. Итог закономерен — последнее место в общем зачете.

Единственное утешение — довольно низкий уровень шума во всех режимах. Ну и, конечно, то, что это самый дешевый диск в обзоре.

* * *

Итак, результаты тестирования определили трех лидеров, набравших практически одинаковое количество баллов. Это 40-Гбайт диск IBM, 60-Гбайт Western Digital и 80-Гбайт Seagate (Barracuda). Если основным критерием для вас является скорость, то следует выбирать между первым и третьим. Если же важнее удельная цена одного гигабайта, то предпочтительнее изделие Western Digital, тем более что и со скоростными характеристиками у него тоже все в порядке.

Небольшой ценой при высокой надежности отличаются диски фирмы Fujitsu, хотя они и не достигают тех объемов, которые уже освоены другими производителями, да и рекордной скорости не демонстрируют.

Методика тестирования: использование функций BIOS

Скорость чтения на первых дорожках, Мбайт/с. Скорость считывания данных зависит от места их расположения на жестком диске. Максимальная скорость обычно достигается в начале диска или в районе первой трети его объема. Эта величина вычислялась как средняя скорость чтения секторов, начиная с самого первого, на протяжении примерно 16 с, т. е. как средняя скорость чтения первых 500 Мбайт.

Максимальная скорость чтения, Мбайт/с. Это максимальная скорость чтения блоками по 64 Кбайт, зафиксированная на протяжении начального 8-Гбайт участка диска, измеренная программой HddSpeed.

Скорость записи на первых дорожках, Мбайт/с. Измерялась аналогично скорости чтения на первых дорожках — средняя скорость записи 500 Мбайт в начале диска.

Скорость верификации на первых дорожках, Мбайт/с. Верификация — чтение данных контроллером с поверхности пластин без выдачи считанных данных наружу. Служит для проверки правильности записи данных. Поскольку на скорость чтения или записи влияет не только скорость обмена между поверхностью пластин и контроллером, но и скорость передачи через интерфейс, эта характеристика показывает «чистую» скорость обмена внутри накопителя без учета скорости передачи через интерфейс. В тех случаях, когда интерфейс настроен на режим с низкой скоростью (например, без использования UDMA), это единственный способ измерить реальную скорость чтения.

Скорость передачи данных через интерфейс, Мбайт/с. Эта характеристика измерялась как скорость многократного чтения одного и того же блока данных размером меньше, чем объем кэш-памяти. При этом реальное чтение данных с пластин производится только один раз, а в дальнейшем передача данных производится уже из кэш-памяти накопителя. Для обеспечения оптимальной работы жесткого диска важно, чтобы скорость передачи данных через интерфейс была выше максимальной скорости передачи данных при операциях чтения и записи, иначе и та и другая в действительности оказываются заметно ниже.

Максимальная скорость считывания внутренним контроллером, Мбит/с. Эта характеристика приводится изготовителем и отражает скорость считывания данных непосредственно с пластин накопителя. В отличие от прочих величин измеряется не в Мбайт/с, а в Мбит/с. Однако, разделив приводимую скорость на 8, мы все равно получим скорость существенно большую, чем показали тесты. Никакой ошибки здесь нет: во-первых, данные пишутся на пластины с использованием кодов Рида—Соломона, т. е. обладают избыточностью, чтобы можно было при необходимости восстановить слегка поврежденные данные. А во-вторых, из 8—11 мс, за которые происходит полный оборот диска (т. е. чтение одной дорожки), 1,2—2 мс расходуются не на чтение, а на перемещение головки. Приняв избыточность кода равной 25% (т. е. 2 битa на байт), и время, приходящееся на обмен данными, за 80% от полного времени оборота, при скорости чтения данных с пластин 420 Мбит/с получим на выходе поток данных со средней скоростью 420/10?0,80 = 33,6 Мбайт/с, что довольно близко к величинам, полученным при измерении.

Среднее время доступа, мс. Для получения этого результата 1000 раз выполнялось чтение одного сектора, выбранного случайным образом по всей поверхности диска. Затраченное время делилось на количество попыток.

Среднее время доступа по части диска объемом 8 Гбайт, мс. Эта характеристика вычислялась программой HddSpeed аналогично предыдущей, но для случайного поиска использовалась не вся поверхность диска, а только первые 8 Гбайт. Это более адекватно отражает реальную работу при условии, что физический диск разбит на несколько логических.

Среднее время доступа по чтению данных, мс. Эта характеристика приводится изготовителем.

Среднее время позиционирования, мс. Если время доступа представляет собой сумму трех составляющих: времени перемещения головки, времени на затухание механических колебаний и поиска нужной дорожки с учетом времени ожидания подхода нужного сектора под головку, то время позиционирования — это сумма только первых двух. Теоретически данная величина должна отличаться от предыдущей на фиксированную величину: время половины оборота диска. На практике в зависимости от производителя эти две величины зачастую считаются синонимами.

Среднее время позиционирования по части диска объемом 8 Гбайт, мс. Величина, аналогичная предыдущей, но измеренная программой HddSpeed по первым 8 Гбайт диска.

Максимальное время позиционирования, мс. Для измерения этой величины 1000 раз выполнялось позиционирование первого и последнего секторов по очереди. Таким образом, это среднее время позиционирования с первой дорожки на последнюю и с последней на первую.

Максимальное время позиционирования по части диска объемом 8 Гбайт, мс. Эта же величина, измеренная программой HddSpeed, между первым и последним секторами в 8-Гбайт области (т. е. между секторами 0 и 16777215).

Время перемещения на одну дорожку, мс. Величина, указываемая изготовителем. В связи с тем, что реальная геометрия жесткого диска (т. е. количество секторов на дорожке) неизвестна (см. «Мир ПК» №4/01, с. 26), программное определение этой величины крайне затруднительно.

Время одного оборота, мс. Величина, указываемая изготовителем. Поскольку она вычисляется точно и однозначно исходя из скорости вращения, по ней можно судить об искренности изготовителя. Так, при 5400 об/мин она должна равняться 11,1 мс, а при 7200 об/мин — 8,3 мс. Если в документации написано что-то другое — изготовитель лукавит. (Иногда приводится другая величина, latency time, равная половине времени оборота.)

Индекс производительности по HddSpeed. Вычисляется как отношение линейной скорости передачи данных к среднему времени доступа.

Интегральный индекс производительности. Этот индекс не слишком отличается от индекса HddSpeed, но, во-первых, составлен по результатам собственных измерений, во-вторых, учитывает не только скорость чтения, но и скорость записи, и, в-третьих, учитывает то, что время поиска значительно сильнее (в три раза) влияет на производительность, чем линейная скорость передачи данных. Индекс вычисляется по формуле:

где I_rd — максимальная скорость чтения; I_wr — максимальная скорость записи; I_av.acc — среднее время доступа.

Кроме того, были построены профили скорости обмена при чтении, верификации и записи. Для этого измерялось время чтения (верификации, записи) последовательных 100-Мбайт блоков по всей поверхности диска от первого до последнего сектора.

Методика тестирования: работа с файлами

Для проведения тестов по скорости файловых операций накопители разделялись на три логических диска по 2047 Мбайт каждый. На первый диск (С:) устанавливалась файловая система FAT16, а на второй (D:) и третий (E:) — FAT32. В процессе проведения тестов все три логических диска не содержали никаких файлов кроме обрабатываемых. Все исполняемые программы-тесты, а также протоколы их работы находились на виртуальном диске (F:) объемом 4 Мбайт, размещаемом в оперативной памяти. Измерялись следующие величины:

Скорость записи одного длинного файла (FAT16), Мбайт/с. Определялась путем измерения времени записи одного 512-Мбайт файла на пустой диск С:.

Скорость чтения одного длинного файла (FAT16), Мбайт/с. Определялась путем измерения времени чтения файла, записанного при предыдущем измерении.

Скорость записи одного длинного файла (FAT32), Мбайт/с. Определялась путем измерения времени записи одного 512-Мбайт файла на пустой диск D:.

Скорость чтения одного длинного файла (FAT32), Мбайт/с. Определялась путем измерения времени чтения файла, записанного при предыдущем измерении.

Скорость копирования множества мелких файлов с одного логического устройства на другое, Мбайт/с. Измерялась путем копирования 3298 файлов общим объемом 31,9 Мбайт, расположенных в разветвленном дереве, включающем 165 папок, с диска D: на диск E: (оба диска — FAT32).

Скорость копирования нескольких больших файлов с одного логического устройства на другое, Мбайт/с. Измерялась путем копирования 4 файлов общим объемом 95,6 Мбайт, расположенных в одной папке, с диска D: на диск E: (оба диска — FAT32).

Обобщенный индекс по операциям без кэширования и с кэшированием. Вычисляется по формуле (1) с использованием соответствующих величин.

Обобщенный индекс по файловым операциям. Вычисляется по формуле (2).

Каждый тест по измерению скоростей чтения и записи проводился три раза, а скорости копирования — пять раз, результаты усреднялись. Кроме того, каждая серия тестов производилась как с кэшированием диска программой SmartDrv, так и без него. Для обоих случаев вычислялся индекс производительности. При вычислении индекса принималось, что:

• чтение — более частая операция, поэтому ее вес считался вдвое большим веса операции записи;
• вес операций с FAT32 полагался вдвое большим, чем вес операций с FAT16;
• веса операций копирования группы файлов различной структуры полагались равными;
• вклад операций копирования в индекс полагался равным суммарному весу операций записи и чтения.

Таким образом, индекс производительности вычислялся так:

При вычислении обобщенного индекса вес кэшируемых операций полагался втрое большим, чем операций без кэширования, так как практически все современные ОС кэшируют дисковые операции, т. е. обобщенный индекс по файловым операциям вычислялся так:

I_wr16 — скорость записи одного длинного файла (FAT16), Мбайт/с; I_rd16 — скорость чтения одного длинного файла (FAT16), Мбайт/с; I_wr32 — скорость записи одного длинного файла (FAT32), Мбайт/с; I_rd32 — скорость чтения одного длинного файла (FAT32), Мбайт/с; I_xcopy1 — скорость копирования множества мелких файлов с одного логического устройства на другое, Мбайт/с; I_xcopy2 — скорость копирования нескольких больших файлов с одного логического устройства на другое, Мбайт/с; I — обобщенный индекс по операциям без кэширования и с кэшированием; I_OS — обобщенный индекс по файловым операциям

Акустические характеристики накопителей

Несмотря на то что производители жестких дисков стремятся сделать их как можно более тихими, до идеала еще далеко. Среди технических характеристик в документации накопителя вы обязательно найдете уровень излучаемого им шума. Не ставя под сомнение технические возможности фирм по измерению акустических характеристик своих дисков и понимая всю сложность этой задачи, мы все-таки решили провести собственные измерения, главное преимущество которых перед «фирменными» — свобода от конкурентной борьбы.

При довольно широком диапазоне воспринимаемых частот человеческое ухо обладает очень неравномерной чувствительностью к разным частям спектра. Поэтому кроме общего уровня шума было интересно посмотреть и на его частотную характеристику, тем более что высокочастотные щелчки при перемещениях головки могут мешать гораздо сильнее, чем монотонное низкочастотное гудение.

Для определения уровня шума использовались точный импульсный шумомер Bru..el&Kj?r 2204 и калибратор VEB Metra типа 05000 94 дБ 1 кГц. Аппаратура для измерения спектра шума была скромнее: микрофон МД85A и АЦП звуковой платы Creative AWE32, поэтому эти результаты можно считать лишь качественными.

«Тихая» комната при испытаниях не применялась, тесты проводились в условиях, близких к реальным. Чтобы шумы накопителя не терялись на фоне посторонних шумов, микрофон находился на расстоянии 5 см от накопителя перпендикулярно плоскости вращения дисков напротив шпинделя со стороны «банки». По оценкам, это должно было привести к увеличению измеренного уровня шума примерно на 15 дБ (по сравнению с требуемыми 25 см), что и подтвердилось полученными результатами. Другие источники шума находились примерно на следующих расстояниях: вентилятор процессора — 45 см, блок питания — 65 см, другой ПК, служивший в качестве измерительного, — более 1 м (только при измерении спектра шума, при регистрации уровня шума этот компьютер выключался).

Шум, присутствующий в бытовых помещениях, весьма значителен и может превышать 50 дБ даже в условиях «тишины». К счастью, подавляющая часть энергии шума при этом сконцентрирована в низкочастотной области, которую человек почти не слышит. Чтобы приблизить результаты измерений к субъективным человеческим ощущениям, используют взвешивающие фильтры. ГОСТ 17187-81 предусматривает в качестве АЧХ взвешивающего фильтра использовать характеристику А, приведенную на рисунке. Эта характеристика восходит к тем временам, когда акустические измерения только начинались и формирование более или менее сложной АЧХ было крайне затруднено, но в целях совместимости она сохраняется и по сей день. Вероятно, ею же пользуются и изготовители жестких дисков, поскольку она дает более низкие значения, нежели появившаяся позднее зависимость D, точнее воссоздающая характеристику чувствительности человеческого уха и рекомендованная ГОСТом в качестве дополнительной.

Перед определением уровней шума, излучаемого непосредственно жесткими дисками, были измерены параметры шума в комнате при отключенных электроприборах, а также с работающим стендом (компьютером без корпуса), к которому и подключался накопитель. Уровни шума при применении различных взвешивающих фильтров, измеренные в отсутствие тестируемого накопителя, приведены в таблице «Уровни фонового шума при проведении измерений»

Уровень шума накопителей измерялся как в режиме ожидания (диск вращался, но головки не перемещались), так и в режиме случайного поиска (интенсивное перемещение головок).

При измерении спектра шума сигнал с микрофона в течение 15 с записывался на жесткий диск другого, измерительного компьютера. Затем из сигнала вырезалась центральная часть, соответствующая 80% длины (чтобы убрать переходные помехи), полученный фрагмент пропускался через третьоктавные фильтры, а после этого измерялось среднеквадратичное значение сигнала на выходе. Вся обработка записанного звука осуществлялась программно.

На графике видно, что шумы компьютера локализуются в основном в низкочастотной области, при этом после включения стенда появляются отчетливые пики примерно на 100 и 700 Гц. Первый пик, скорее всего, соответствует частоте вращения вентиляторов, а второй — частоте прохождения лопастей: крыльчатка обоих вентиляторов имела их по семь штук.

Несколько советов по установке нового жесткого диска

• Если вы остановили свой выбор на диске большого объема, будьте готовы к тому, что некоторые дисковые утилиты его «не увидят». Так, программа Fdisk из комплекта Windows 98 и не подозревает о существовании накопителей объемом больше 64 Гбайт. Она определяет емкость диска как остаток от деления истинного объема на эти самые 64 Гбайт, скажем, 75-Гбайт диск будет восприниматься как 11-Гбайт.
• Если ПК уже три-четыре года, подобные проблемы могут быть связаны и с BIOS. При этом встроенная программа автоопределения параметров жесткого диска может просто зависать, т. е. без обновления версии BIOS компьютер попросту откажется загружаться. Поэтому запаситесь свежей прошивкой BIOS для вашей системной платы и обговорите с продавцом возможные действия, если «запустить» диск вам все-таки не удастся.
• Не забудьте приобрести 80-жильный кабель, так как в OEM-комплектацию он не входит.
• Размещая новый диск в корпусе, постарайтесь не устанавливать новый диск рядом со старым. Как правило, жесткие диски при работе довольно сильно греются, поэтому постарайтесь разнести их подальше друг от друга, например, один рядом с блоком питания (обычно там есть место для одного 3,5-дюймового накопителя), а второй — под флоппи-дисководом через один отсек от него. Если жесткий диск очень сильно греется, то можно применить к нему принудительное охлаждение либо в виде «корытца» с вентилятором, которое крепится сверху или снизу от накопителя, либо закрепив его в 5-дюймовом отсеке с помощью специального переходника, также оснащенного одним или двумя вентиляторами. Не следует применять всевозможные вибро- и шумопоглощающие материалы: во-первых, современные диски шумят довольно мало, а во-вторых, непосредственный контакт с металлическим корпусом обеспечивает неплохой отвод тепла.
• При креплении накопителя к корпусу не стремитесь использовать все отверстия под винты — ограничьтесь тремя. Как известно, через три точки всегда можно провести плоскость, если же точек больше, то уже не всегда. Закрепленный четырьмя винтами, корпус жесткого диска может испытывать скручивающее усилие при неизбежной тепловой деформации корпуса ПК. Пожалейте диск, он хотя и «жесткий», но все же требует деликатного обращения.
• Тот диск, который работает быстрее, по возможности следует сделать системным и подключить его отдельным кабелем к первичному контроллеру IDE. Старый диск и CD-накопитель можно подключить в паре к вторичному контроллеру. Соответственно, если у старого диска частота вращения составляет 7200 об/мин, а у нового лишь 5400, имеет смысл оставить старый диск основным, а новый использовать для размещения больших файлов, например графики высокого разрешения или видеофильмов. Чтобы новый диск получил буквенный идентификатор в конце списка имеющихся (если старый диск разбит на несколько логических разделов), при его разметке нужно создать только вторичный раздел, не создавая первичного.