Жесткие диски SCSI: IBM против Seagate

Как известно, фирмы IBM и Seagate являются одними из крупнейших производителей жестких дисков. Обе находятся на переднем крае технологических разработок в этой области. Хотя жесткие диски с интерфейсом SCSI всегда считались прерогативой высокопроизводительных серверов и рабочих станциий, оставляя массовый рынок более дешевым IDE устройствам, последнее время из-за возростающих требований к скорости доступа к данным, это положение начинает меняться. Поскольку SCSI диски всегда были дороже своих IDE собратьев, главной проблемой на пути их широкого распространения является ценовой фактор. К счастью недавно младшие модели сильно подешевели, не истратив при этом преимуществ интерфейса SCSI.

У IBM и Seagate есть полная линейка продуктов, от массовых недорогих до самых современных и производительных дисков и нам показалось интересным сравнить несколько пар дисков с примерно одинаковыми параметрами. В качестве таких выступили три пары: недорогие UltraSCSI 7200 RPM, UltraWide SCSI 7200 RPM с большим объемом и самые быстрые сегодня Ultra2 SCSI 10000 RPM. Еще двум (последним IBM) у нас пары не нашлось.

Вот их характеристики:

Замечания: первое - к сожалению в последнее время производители странным образом шифруют названия своих дисков, поэтому возможно, что Ultrastar 18XP это тоже, что и Ultrastar 3XP и совсем не DGHS, и второе - поскольку методы измерения скоростных характеристик часто отличаются у разных производителей, приведенные цифры сложно сравнивать напрямую.

Диапазон остальных моделей представлен в таблицах:

Конфигурация

MB Chaintech 6BTS с AHA7880 UltraWideSCSI контроллером на ней, Intel Celeron 450A (ранее 300A), 64Mb RAM, Windows NT 4.0 / SP4. Система стоит на IDE Fujitsu 3.5Gb. К AHA7880 подключаются тестируемые диски. К дополнительному PCI SCSI контроллеру Tekram DC390 подключается CDROM Pioneer 12x. На дисках создается по одному разделу на весь диск, форматируется под NTFS. Для Ultra2 дисков применялось дополнительное охлаждение, хотя, как показала практика, для некоторых моделей это не было действительно необходимым.

В качестве теста использовалась программа ZD WinBench 99 1.0 . Тест "Disk CPU Utilization" можно осуществлять в двух режимах: с фиксированной скоростью чтения и с максимально достижимой. В таблице представлен первый вариант со скоростью 4000000b/sec. "TB/S" означает Thousand Bytes/Sec. Иногда приводится процент загрузки процессора при работе теста. В программе ZD Winbench 99 1.0 есть возможность строить графики чтения, аналогичные программе HDDSPEED. Только здесь нет ограничения на размер диска 8Гб (точнее на 1024 цилиндр), что очень удобно. На графиках по горизонтальной оси - цилиндр (переведенный в почти гигабайты - 10^30 байты), по вертикальной скорость в 10^20b/s (Почти Mb/s). Для быстрых дисков видно ограничение на графике - около 20Mb/s. Upgrade программы до версии 1.1 и переписка с авторами не прояснило ситуацию, так что скорее всего это особенность алгоритма. (Заметим, что на RAID системе удалось получить цифру больше 20Mb/s). Дополнительные обозначения во втором столбце: s - чем больше, тем лучше, t  - чем меньше, тем лучше.

UltraSCSI 7200 RPM

Как вы знаете, для жестких дисков есть два параметра: скорость чтения данных с диска и скорость передачи их по интерфейсу. Для достижения максимальной эффективности необходимо, что-бы вторая была больше первой. Для SCSI (и многих других систем) скорость передачи по шине определяется двумя параметрами - шириной шины и частотой ее работы. Ширина шины может быть 8 или 16 бит (обозначается narrow и wide). В принципе narrow устройство можно обычно подключить к wide шине и наоборот, но реально этого лучше не делать. Скорости (синхронные) могут быть 10 или 20MHz (Ultra2 - 40MHz), что дает скорости передачи данных в 10, 20, 40Mb/s (80Mb/s). Если считать, что популярные современные диски достигают скоростей чтения с носителя  12-16Mb/s, то для подключения одного диска вполне хватает UltraSCSI - узкой шины на 8 бит и частотой 20МГц. Однако если вы хотите иметь запас для подключения еще одного или нескольких дисков (или CDROM, CDR и т.д.), то необходим запас по скорости интерфейса. Поскольку разница в цене между narrow и wide моделями часто невелики, то обычно рекомендуется сразу использовать UltraWide диски и контроллеры. Тем не менее сегодня производятся и UltraSCSI модификации дисков.

Описанный эффект легко увидеть при использовании программы SCSIBench32 (из состава Adaptec EZ-SCSI), позволяющей динамически менять число устройств, участвующих в тесте:

(Sequential I/O, 64K блок, скорости представлены с точностью до 100kb/s)

В этом тесте использовалось два UltraSCSI диска и два устройства CDROM на одной narrow шине контроллера AHA7880 (т.е. макс. скорость - 20Mb/s). Причем CDROM1 не поддерживает SCSI "Linked Commands", что вероятно и является причиной его более сильного влияния на другие устройства.  Падение скорости работы дисков видно в единственном тесте - 5, здесь уже шина является узким местом в достижении высокой производительности - суммарная скорость 17900kb/s приближается к пределу в 20Mb/s.

К сожалению для IDE такой подход к скоростям интерфейса не срабатывает и достижение максимальной скорости возможно только при подключении одного диска на канал.

Таким образом диски с narrow шиной остаются достаточно интересными и сегодня, поскольку тесты подтверждают, что вполне реально использование на одном канале одного диска и устройства CDROM/CDR. Редко кто согласиться покупать дополнительный SCSI контроллер для CDR, а использование narrow и wide устройств на одном контроллере (например встроенном в материнскую плату) не очень хорошо (в том числе очень желательны активные терминаторы на narrow шине). Можно предложить использование таких дисков как места для хранения данных перед записью на CDR или даже для любительской оцифровки и монтажа видео (хотя это только при наличии аппаратного кодера или быстрого процессора и программного). Из других причин можно привести экономическую - хороший wide шлейф заметно дороже аналогичного narrow.

Результаты

	IBM DDRS-39130	Seagate ST39140N
Общие
Business Disk WinMark 99 (TB/S)	2470 35.71%	2240 30.94%
High-End Disk WinMark 99 (TB/S)	7530 22.88%	7610 19.03%
Disk Transfer Rate:Beginning (TB/S)	13500 1.81%	14700 1.95%
Disk Transfer Rate:End (TB/S)	8820	8750
Disk Access Time (Milliseconds)	13 0.416%	14,5 0.624%
Disk CPU Utilization (Percent Used)	6,97	6,8
High-End подробно
Disk Playback/HE:AVS/Express 3.4 (TB/S)	10200	8630
Disk Playback/HE:FrontPage 98 (TB/S)	14500	20500
Disk Playback/HE:MicroStation SE (TB/S)	11900	11600
Disk Playback/HE:Photoshop 4.0 (TB/S)	4770	4640
Disk Playback/HE:Premiere 4.2 (TB/S)	5650	5880
Disk Playback/HE:Sound Forge 4.0 (TB/S)	6950	7380
Disk Playback/HE:Visual C++ 5.0 (TB/S)	6800	6740

Скрость чтения IBM DDRS-39130


Скрость чтения Seagate ST39140N

UltraWide SCSI 7200 RPM

Эти диски вполне подходят для относительно недорогого хранения и работы с большими объемами   информации с быстрым доступом. Заметим, что эти модели "толстые" - высотой в 1.62 дюйма против обычного одного.

Результаты

	IBM DGHS18U	Seagate ST118273W
Общие
Business Disk WinMark 99 (TB/S)	2340 36.56%	2490 36.65%
High-End Disk WinMark 99 (TB/S)	7520 17.55%	8460 20.92%
Disk Transfer Rate:Beginning (TB/S)	15500 2.12%	15200 2.17%
Disk Transfer Rate:End (TB/S)	8270	9910
Disk Access Time (Milliseconds)	12,7 0.792%	11,7 0.989%
Disk CPU Utilization (Percent Used)	7,22	7
High-End подробно
Disk Playback/HE:AVS/Express 3.4 (TB/S)	11700	10400
Disk Playback/HE:FrontPage 98 (TB/S)	23000	22000
Disk Playback/HE:MicroStation SE (TB/S)	13500	13600
Disk Playback/HE:Photoshop 4.0 (TB/S)	4020	5250
Disk Playback/HE:Premiere 4.2 (TB/S)	5030	5890
Disk Playback/HE:Sound Forge 4.0 (TB/S)	7600	8090
Disk Playback/HE:Visual C++ 5.0 (TB/S)	6750	7810

Скрость чтения IBM DGHS 18U


Скрость чтения Seagate ST118273W

Ultra 2 SCSI 7200 RPM

Ultra2 SCSI

Этот новый стандарт увеличивает пиковую скорость передачи данных по SCSI шине до 80Mb/s, а также максимальную длинну (при соединении одного устройства с контроллером - до 25м). Однако и требования к оборудованию предъявляются новые. Во первых, при подключении на U2 LVD (LowVoltageDifferential) канал не LVD устройств (т.е. SE - Single Ended) режим LVD задействован не будет, вместо этого будет обычный Ultra Wide с максимальной скоростью 40Mb/s. Второе, поскольку устройства Ultra2 не имеют внутренних терминаторов, обязательно потребуется внешний, причем специально под Ultra2. Ни пассивный ни обычный активный не подойдут (эффект такой-же как при подключении SE устройств - меньшая скорость). Однако с большинством U2 контроллеров в поставке идет необходимый кабель с терминатором. Что касается самого кабеля, то в принципе подходит такой-же как и для UltraWide устройств. Обычно кабели Ultra2 продаются сразу с намертво прикрепленным правильным терминатором, поэтому беспокоиться об этом не надо.

Большинством производителей Ultra2 SCSI представляется как совершенно необходимое всем и сейчас. Однако такое происходит со всеми передовыми технологиями и не всегда оправдано экономически. Тем не менее необходимость повышения пропускной способности шины с 40Mb/s до 80Mb/s действительно становится реальностью: при подключении уже 3 быстрых UltraWide SCSI дисков будет наблюдаться падение скорости. Особенно это актуально для массивов RAID 3 и 5 уровня.

В нашем случае Ultra2 диски работали в режиме UltraWide SCSI на AHA7880 материнской платы. Как показали тесты (на P2BLS с onboard Adaptec Ultra2 SCSI контроллером), при подключении одного Ultra2 диска в режиме UltraWide падения производительности практически не наблюдается. Поэтому мы решили использовать один контроллер при тестировании всех дисков.

Результаты

	IBM DNES-318350	IBM DRHS 36V
Общие
Business Disk WinMark 99 (TB/S)	2490 48.89%	2790 41.42%
High-End Disk WinMark 99 (TB/S)	9820 28.11%	11000 27.84%
Disk Transfer Rate:Beginning (TB/S)	19700 3.08 %	19900 3.1 %
Disk Transfer Rate:End (TB/S)	13100	12800
Disk Access Time (Milliseconds)	12 1.22%	12,3 1.02%
Disk CPU Utilization (Percent Used)	7,51	7,21
High-End подробно
Disk Playback/HE:AVS/Express 3.4 (TB/S)	13700	14100
Disk Playback/HE:FrontPage 98 (TB/S)	20100	24400
Disk Playback/HE:MicroStation SE (TB/S)	14700	14300
Disk Playback/HE:Photoshop 4.0 (TB/S)	7440	7740
Disk Playback/HE:Premiere 4.2 (TB/S)	6190	8220
Disk Playback/HE:Sound Forge 4.0 (TB/S)	9710	11300
Disk Playback/HE:Visual C++ 5.0 (TB/S)	8120	8820

Скрость чтения IBM DNES 318350


Скрость чтения IBM DRHS 36V

Ultra2 SCSI 10000 RPM

Диски с RPM 10000 безусловно являются самыми быстрыми сегодня. А в сочетании с Ultra 2 SCSI дают просто фантастические скорости!

Результаты

	IBM DRVS-09V	Seagate ST39102LW
Общие
Business Disk WinMark 99 (TB/S)	3040 42.53%	2970 44.27%
High-End Disk WinMark 99 (TB/S)	11300 25.34%	10800 26.70%
Disk Transfer Rate:Beginning (TB/S)	20200 3.24%	19000 2.83%
Disk Transfer Rate:End (TB/S)	15500	12900
Disk Access Time (Milliseconds)	9,3 1.08%	8,81 1.92%
Disk CPU Utilization (Percent Used)	7,26	7,26
High-End подробно
Disk Playback/HE:AVS/Express 3.4 (TB/S)	14500	12800
Disk Playback/HE:FrontPage 98 (TB/S)	25000	23300
Disk Playback/HE:MicroStation SE (TB/S)	16000	15500
Disk Playback/HE:Photoshop 4.0 (TB/S)	6900	6810
Disk Playback/HE:Premiere 4.2 (TB/S)	8800	7860
Disk Playback/HE:Sound Forge 4.0 (TB/S)	11600	11600
Disk Playback/HE:Visual C++ 5.0 (TB/S)	9610	9790

Скрость чтения IBM DRVS-09V


Скрость чтения Seagate ST39102LW

Диск IBM DRVS 09V также выпускается в варианте с буфером в 4Мб. Приведем результаты сравнения этого диска со своми 1Мб аналогом:

Как видно, наличие большого буфера реально может поднять производительность в некоторых приложениях и является желательным для наиболее сложных задач.

Выводы

Итак, абсолютным победителем этого обзора признан диск IBM DRVS-09V в варианте с буфером 4Mb.

Тем не менее все остальные модели на более интенсивных, чем простые офисные, приложениях скорее всего обгонят по скорости большинство современных IDE дисков. Что в свете значительного снижения цен на младшие модели SCSI дисков безусловно привлечет к ним пользователей, ценящих не только объем, но и скорость, возможность легкого расширения системы, универсальность.

Диапазон выпускаемых дисков у представленных компаний очень широк. Для каждой задачи можно подобрать устройство любимой фирмы. Приведенные результаты комплексного теста WinBench могут помочь в выборе конктретной модели. Хотя если смотреть глобально, пожалуй философия выпуска новых моделей все-таки разная. Если IBM выпускает все более технологически совершенные (и более дорогие) модели, например серия  DNES - однодюймовые диски с объемом 9 и 18 Гб с очень удачными тепловыми и шумовыми характеристиками, то Seagate в своими новыми SCSI дисками наоборот хочет завоевать массовый рынок, например моделями Medalist Pro, привлекательными невысокой ценой для современных SCSI дисков.