Десятая линия в перпендикулярный мир

Евгений Рудометов,

Виктор Рудометов

authors@rudometov.com

Отвечая на потребности рынка в высокоемких накопителях, компания Seagate Technology разработала и выпустила десятое поколение своих 3,5-дюймовых накопителей на жестких магнитных дисках, по традиции получивших наименование  Barracuda. Старшим представителем этой линейки стала модель емкостью 750 Гбайт с интерфейсом Serial ATA

В современных компьютерах в обработке информации участвуют практически все его комплектующие, однако за долговременное и энергонезависимое хранение больших объемов информации отвечает накопитель на жестких магнитных дисках (HDD). Несмотря на появление альтернативных устройств, выполняющих данную функцию, именно HDD остается основным хранителем программ и данных, чьи размеры постоянно увеличиваются.

Из года в год улучшаются их технические параметры. И в первую очередь это касается роста информационной емкости, обеспечивающей сохранение все больших объемов. Так, например, совсем недавно удалось выпустить 500 Гбайт устройства. Рост информационной емкости обеспечивается главным образом за счет увеличения плотности хранения информации на магнитных дисках. Этот показатель в течение длительного времени возрастал в два раза каждые год-полтора.

Однако, несмотря на успехи инженеров, работающих над улучшением традиционной технологии записи, явно просматривается предел. Его наличие связано с увеличением плотности записываемой информации, рост которой в последние годы резко замедлился.

Дело в том, что запись в HDD осуществляется с помощью магнитного поля, формируемым специальной головкой, на дисках, покрытых магнитным материалом. Поле записи ориентировано горизонтально и изменяется в соответствии с потоком поступающей информации. Это поле намагничивает элементы — домены магнитного слоя, представляющие собой элементарные магниты. Они расположенные в соответствии с направлением поля горизонтально плоскости диска. Устойчивость намагниченных областей зависит от силы поля и особенностей используемых материалов. К сожалению, увеличение плотности записи, обеспечивающей рост емкости накопителей, сопровождается уменьшением магнитных доменов. Это уменьшает устойчивость намагниченных участков. Дело в том, что уменьшение доменов приводит к уменьшению их энергии. В результате увеличивается вероятность самопроизвольного изменения состояния доменов, вызванного внешними и внутренними воздействиями, например, за счет изменения температуры, окружающих полей, космических частиц и т. п. Данный предел был назван парамагнитным. Его наступления ожидалось довольно давно — еще со времен накопителей, чья емкость исчислялась еще в сотнях мегабайт.

Но благодаря совершенствованию технологии и материалов он постоянно отодвигался. Тем не менее, этот процесс не мог продолжаться бесконечно. И конструкторам пришлось в корне пересмотреть сам способ записи, предусматривающий изменение ориентации поля и доменов.

Не вдаваясь в технические подробности, следует отметить, что основные изменения связаны с использованием поля, вектор которого теперь ориентирован не параллельно плоскости диска, а перпендикулярно. В соответствии с эти изменилась и ориентация магнитных доменов, которые также располагаются теперь перпендикулярно. Это позволило повысить их плотность без необходимости их критического уменьшения. В результате повысилась энергия доменов и существенно уменьшилась вероятность произвольного изменения их состояния.

Все это позволило повысить надежность хранения информации при увеличении плотности и общей информационной емкости накопителей.

Первым 3,5-дюймовым накопителем на жестких магнитных дисках с перпендикулярной технологией записи (и считывания) стал HDD компании Seagate Technology (Seagate).

В рамках очередной, уже десятой линейки 3.5-дюймовых HDD, получивших официальное наименование Barracuda 7200.10, верхней моделью является накопитель с информационной емкостью 750 Гбайт (1 Гбайт = 1 000 000 000 байт).

Внешний вид данной модели представлен на Рис. 1.

Рис. 1. Накопитель на жестких магнитных дисках Seagate Barracuda 7200.10 750 Гбайт

Кроме информационной емкости, важными  особенностями данной модели являются встроенная кэш-память объемом 16 Мбайт, а также последовательный интерфейс Serial ATA со скоростью передачи данных до 300 Мбайт/с — SATA/300 (Рис. 3).

Кроме того, данная модель поддерживает технологию NCQ, обеспечивающая повышенную скорость обработки последовательности одновременно поступающих запросов к HDD на чтение и запись информации. Эта технология обеспечивает запоминание запросов и оптимизирует очередь, минимизируя число перемещений головок по дискам, что уменьшает непроизводительное время и увеличивает общую скорость доступа к данным.

На Рис. 2 представлена маркировка модели Seagate Barracuda 7200.10 750 Гбайт с интерфейсом SATA/300.

Рис. 2. Маркировка 750 Гбайт модели Seagate Barracuda 7200.10 с интерфейсом SATA/300

Рассматривая указанную старшую модель, необходимо отметить, что помимо нее в  линейке накопителей Barracuda 7200.10 имеется и вариант с той же емкостью 750 Гбайт, но с интерфейсом Parallel ATA/100. Младшим же представителем данной линейки в настоящее время является устройство с емкостью 200 Гбайт. Вся же линейка состоит из следующих моделей: 750, 500, 400, 320, 250, 200 Гбайт.

Таблица 1. Основные параметры моделей HDD Barracuda 7200.10

Емкость моделей, Гбайт	От 200 до 750
Интерфейсы	Serial ATA/300 с NCQ или Ultra ATA/100
Объем кэш-памяти, Мбайт	16, 8
Скорость вращения дисков, об/мин	7200
Допустимые ударные нагрузки, g	При работе – до 68, при хранении – до 300
Диапазон рабочих температур, С	0-60
Уровень акустического шума, Белл	2,7, 3,0 (при поиске)
Гарантийный срок, лет	5

Модель 750 Гбайт имеет в своем составе четыре жестких диска. Остальные же накопители содержат от двух до трех дисков.      

Что же касается конкретных значений производительности 750 Гбайт модели в распространенных прикладных задачах, то их можно получить только в процессе тестирования.

В качестве эталонов, с которыми сравнивалась данная старшая  модель, использовался ранее выпущенный высокопроизводительный накопитель 500 Гбайт — верхняя модель линейки Barracuda 7200.9.

Конфигурация системы, используемой в тестировании накопителя на жестких магнитных дисках Seagate Barracuda 7200.10 емкостью 750 Гбайт:

·         Материнская плата Intel D925XCV (чипсет i925X, память DDR2, слот видео PCI Express x16, порты PATA и SATA),

·         Процессор Intel Pentium 4 с тактовой частотой ядра 3,4 ГГц (LGA 775, ядро Prescott, шина 800 МГц, технология Hyper-Threading),

·         Накопитель на жестких дисках 1: HDD Seagate ST3750640AS (Barracuda 7200.10, 750 Гбайт, 16 Мбайт кэш-памяти, 7200 об/мин, SATA/300),

·         Накопитель на жестких дисках 2: HDD Seagate ST3500641AS (Barracuda 7200.9, 500 Гбайт, 16 Мбайт кэш-памяти, 7200 об/мин, SATA/300),

·         Оперативная память 2 x 1 Гбайт, Apacer DDR2 667,

·         Видеоадаптер ASUS EXTREME AX 600XT (чип ATI Radeon X600XT, шина PCI Express x16),

·         Оптический накопитель CD-ROM: ASUS CD-S400/A (40x),

·         Операционная система: Windows XP.

В качестве инструмента тестирования использовался известный пакет  Winbench 99.

В Таблице 2 – Таблице 3 и на Рис. 3 – Рис. 4 приведены результаты сравнительного тестирования.

Таблица 2. Результаты выполнения теста Winbench 99 Disk Transfer Rate

Модели  HDD	Winbench 99 Disk Transfer Rate
	Beginning	End
750Gb SATA	78900	44400
500Gb SATA	59900	33200

Рис. 3. Результаты выполнения теста Winbench 99 Disk Transfer Rate

Таблица 3. Результаты Winbench 99 High-End Disk WinMark 99

Модели  HDD	Winbench 99 High-End Disk WinMark 99
750Gb SATA	48800
500Gb SATA	42700

Рис. 4. Результаты выполнения теста Winbench 99 High-End Disk WinMark 99

Из приведенных результатов тестирования следует, что накопитель Seagate Barracuda 7200.10 750 Гбайт с интерфейсом SATA/300 обладает не только большой емкостью, но сравнительно высокой производительностью.

Накопитель на жестких магнитных дисках Barracuda 7200.10 емкостью 750 Гбайт был предоставлен компанией EAST SIDE Consulting