Евгений Рудометов
Виктор   Рудометов

 >>    Часть 1   
  

При тестировании накопителя на жестких магнитных дисках Barracuda XT емкостью 2 Тбайт в качестве эталонов были выбраны старшая  модель линейки Barracuda LP, а также представители линеек Barracuda 7200.11 и Barracuda 7200.9, выпущенные несколько лет назад.

Итак, в тестировании использовались следующие модели накопителей:

• Накопитель  на  жестких  магнитных  дисках  1:    HDD  Seagate  ST32000641AS  (Barracuda  XT, 2 Тбайт,     64 Мбайт кэш-памяти,   7200 об/мин,   SATA 6Gb/s),
   
• Накопитель  на  жестких  магнитных  дисках  2:    HDD  Seagate  ST32000542AS  (Barracuda  LP, 2 Тбайт,     32 Мбайт кэш-памяти,   5900 об/мин,   SATA 3Gb/s),
   
• Накопитель  на  жестких  магнитных  дисках  3:    HDD  Seagate  ST31000340AS  (Barracuda 7200.11,  1 Тбайт,     32 Мбайт кэш-памяти,   7200 об/мин,   SATA 3Gb/s),
   
• Накопитель  на  жестких  магнитных  дисках  4:    HDD  Seagate  ST3500641AS    (Barracuda 7200.9, 500 Гбайт, 16 Мбайт кэш-памяти,   7200 об/мин,   SATA 3Gb/s).
      

В качестве программного инструмента анализа скоростных свойств использовался известный пакет Winbench 99.

В Таблице 2 и на Рис. 2 приведены результаты сравнительного тестирования указанных накопителей.

Таблица 2. Результаты выполнения теста Winbench 99 Disk Transfer Rate

Рис. 2. Результаты выполнения теста Winbench 99 Disk Transfer Rate
     

Как следует из результатов тестирования, накопитель Seagate Barracuda XT с информационной емкостью 2 Тбайт со скоростью вращения магнитных дисков 7200 об/мин обладает очень высокой производительностью. Благодаря высоким значениям плотности информации и скорости вращения магнитных дисков они превышают аналогичные параметры предыдущих моделей.

Накопители на жестких магнитных дисках Seagate Barracuda XT 2 Тбайт и Seagate Barracuda LP 2 Тбайт были предоставлены компанией EAST SIDE Consulting

В статье были использованы материалы книги: Рудометов Е.А. «Современное железо: настольные, мобильные и встраиваемые компьютеры» – СПб.: БХВ-Петербург, 2010. – 464с.
    

>>    Часть 1  
      

Евгений Рудометов
Виктор   Рудометов

На основе опыта, накопленного в процессе разработки, производства и эксплуатации энергоэкономичного HDD Barracuda LP 2 Тбайт, компания Seagate выпустила высокопроизводительную модель той же емкости.

В отличие от предшественника у новой разработки магнитные диски вращаются с более высокой скоростью, достигшей значения, стандартного для предыдущих линеек массовых, высокопроизводительных моделей, — 7200 об/мин. Это на 22% больше скорости вращения дисков HDD Barracuda LP.

Сменившая HDD Barracuda LP новая линейка получила наименование Barracuda XT (XTreme speed and capacity — экстремальные производительность и емкость).

Внешний вид старшей модели HDD Seagate Barracuda XT (HDD Barracuda XT) представлен на Рис. 1. Техническое наименование данной модели — ST32000641AS.
       

Рис. 1. HDD  Seagate Barracuda XT 2 Тбайт
       

Указанная модель HDD Barracuda XT характеризуется высокой скоростью вращения магнитных дисков и высокой плотностью записи информации.

Кроме того,  важными особенностями данной модели являются удвоенный по сравнению с предшественником объем кэш-памяти, а также использование новейшего интерфейса Serial ATA третьего поколения со скоростью передачи данных до 600 Мбайт/с — SATA 6Gb/s.

Данный HDD может использоваться как с контроллерами, поддерживающими интерфейс SATA 6Gb/s (SATA III), так и с контроллерами предыдущих версий интерфейса SATA — SATA 1,5Gb/s (SATA I) и SATA 3Gb/s (SATA II).

Основные параметры HDD Barracuda XT 2 Тбайт в сравнении с HDD Barracuda LP 2 Тбайт приведены в Таблице 1.
       

Таблица 1. Основные параметры HDD Barracuda XT 

   
Рекомендуемые области применения HDD Barracuda XT: высокопроизводительные игровые ПК, системы для создания и обработки видео в формате HD, домашние серверы и рабочие станции, настольные RAID-массивы, внешние устройства хранения данных с интерфейсами FireWire 800 или eSATA.

Что же касается конкретных значений параметров производительности модели Barracuda XT, то соответствующие оценки были получены в процессе тестирования.

Результаты проведенного исследования модели HDD Barracuda XT 2 Тбайт (2000 Гбайт) в сравнении с эталонными накопителями приведены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2  
      

Евгений Рудометов
 

 >>   Часть 2  
  

В качестве эталонов, с которыми сравнивалась указанная старшая  модель линейки Barracuda LP, использовались ранее выпущенные высокопроизводительные накопители. Каждый из них на момент выпуска являлся вершиной технологических разработок и обладал выдающейся для того времени производительностью.

Итак, в тестировании использовались следующие модели накопителей:

• Накопитель на жестких магнитных дисках  1:   HDD  Seagate   ST32000542AS  (Barracuda LP,
  2000 Гбайт,  32 Мбайт кэш-памяти,  5900 об/мин,  SATA 3Gb/s),
• Накопитель на жестких магнитных дисках  2:   HDD  Seagate   ST31000340AS  (Barracuda 7200.11,
  1000 Гбайт,  32 Мбайт кэш-памяти,  7200 об/мин,  SATA 3Gb/s),
• Накопитель на жестких магнитных дисках  3:   HDD  Seagate   ST3750640AS    (Barracuda 7200.10,
  750 Гбайт,  16 Мбайт кэш-памяти,  7200 об/мин,  SATA 3Gb/s),
• Накопитель на жестких магнитных дисках  4:   HDD  Seagate   ST3500641AS    (Barracuda 7200.9,
  500 Гбайт,  16 Мбайт кэш-памяти,  7200 об/мин,  SATA 3Gb/s),
• Накопитель на жестких магнитных дисках  5:   HDD  Seagate   ST3400832AS    (Barracuda 7200.8,
  400 Гбайт,   8 Мбайт кэш-памяти,  7200 об/мин,  SATA 1,5Gb/s),
• Накопитель на жестких магнитных дисках  6:   HDD  Seagate   ST3200822AS    (Barracuda 7200.7,
  200 Гбайт,   8 Мбайт кэш-памяти,  7200 об/мин,  SATA 1,5Gb/s).
• Накопитель на жестких магнитных дисках  7:   HDD  Seagate   ST3160023AS    (Barracuda 7200.7,
  160 Гбайт,   8 Мбайт кэш-памяти,  7200 об/мин,  SATA 1,5Gb/s).

В качестве программного инструмента анализа скоростных свойств использовался известный пакет Winbench 99.

В Таблице 2 и на Рис. 3 приведены результаты сравнительного тестирования указанных накопителей.

Таблица 2. Результаты выполнения теста Winbench 99 Disk Transfer Rate

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

Из приведенных результатов тестирования следует, что несмотря на позиционирование накопителя Seagate Barracuda LP 2 Тбайт в качестве экономичного HDD с пониженной скоростью вращения магнитных дисков 5900 об/мин, он обладает не только большой информационной емкостью, но и очень высокой производительностью.

Накопитель на жестких магнитных дисках Seagate Barracuda LP 2 Тбайт был предоставлен компанией EAST SIDE Consulting.
    

>>   Часть 1  
  

Евгений Рудометов
 

 >>   Часть 1  
  

Накопители на жестких магнитных дисках линейки Seagate Barracuda LP могут использоваться как с контроллерами, поддерживающими интерфейс SATA 3Gb/s (SATA II), так и с контроллерами предыдущей версии SATA-интерфейса — SATA 1,5Gb/s (SATA I).

Необходимая совместимость накопителей с двумя типами перечисленных контроллеров обеспечивается с помощью применения специальной перемычки, использование которой разъясняет краткая инструкция, приведенная в техническом описании накопителей.

На Рис. 2 представлена маркировка старшей модели Seagate Barracuda LP 2 Тбайт с интерфейсом SATA 3Gb/s.
     

Рис. 2. Маркировка модели Seagate Barracuda LP 2 Тбайт
     

Остается добавить, что рассматривая старшую модель накопителей линейки Seagate Barracuda LP, необходимо отметить, что младшим представителем линейки накопителей Barracuda LP в настоящее время (на момент опубликования статьи) является устройство с информационной емкостью 1 Тбайт.

Итак, данная линейка состоит из следующих моделей:
  -  2    Тбайт    (ST32000542AS),
  -  1,5 Тбайт    (ST31500541AS),
  -  1    Тбайт    (ST31000520AS).

Основные параметры моделей HDD Barracuda LP приведены в Таблице 1.
     

Таблица 1. Основные параметры моделей HDD Barracuda LP

   
В конструкции старшей модели накопителей линейки Barracuda LP использованы четыре магнитных диска (и 8 магнитных головок). Каждый из дисков вмещает по 500 Гбайт информации. Объединение в одном устройстве четырех таких дисков позволило конструкторам компании Seagate достичь информационного объема в 2 Тбайт (2000 Гбайт), означающего возможность хранения до двух триллионов  байт (2 000 000 000 000 байт).  

Что же касается конкретных значений параметров производительности старшей модели Barracuda LP, то соответствующие оценки были получены в процессе тестирования.

Результаты проведенного исследования модели емкостью 2 Тбайт (2000 Гбайт) в сравнении с несколькими эталонными накопителями представлены в следующей части данной статьи.
    

>>   Часть 3  
  

Евгений Рудометов
 

Из года в год улучшаются технические параметры накопителей на жестких магнитных дисках (HDD), среди которых наиболее важными являются производительность, надежность и, конечно, емкость. Признавая важность первых двух, следует отметить, что рост информационной емкости обеспечивает сохранение все больших объемов программ и данных. Это достигается в основном за счет улучшения используемых элементов, магнитных материалов и технологий записи. Соответствующие исследования ведут лаборатории всех основных производителей HDD, лидером среди которых по выпуску 3,5-дюймовых жестких дисков является компания Seagate. Ее модели Barracuda сочетают в себе многие современные, перспективные компьютерные технологии. Данные жесткие диски хорошо подходят для настольных компьютеров, что обеспечивает их популярность среди пользователей.

Высокую эффективность семейства жестких дисков Barracuda подтверждают уже двенадцать линеек данных накопителей. Скорость вращения их магнитных дисков уже сравнительно давно составляет 7200 об/мин, что является одной из их характеристик, обеспечивающих высокие скоростные параметры HDD. Однако столь высокая скорость вращения магнитных дисков сопровождается и сравнительно высокими уровнями энергопотребления со всеми вытекающими из этого факта негативными последствиями.

Учитывая это, компания Seagate специально для энергоэкономичных систем и устройств выпустила соответствующую линейку накопителей на жестких магнитных дисках, присвоив им наименование Barracuda LP.

Семейство HDD с торговой маркой Seagate Barracuda LP (lower power — пониженное энергопотребление) отличается низким энергопотреблением и тепловыделением, бесшумной работой и стоимостью дисков начального уровня. Уменьшенное тепловыделение этих дисков удобно для применения в ПК, поскольку требует меньших усилий на поддержание оптимальных температурных режимов, а также упрощает энергоснабжение и необходимое обслуживание. Это означает, что снижение энергопотребления позволяет сократить расходы на эксплуатацию HDD, а благодаря более низким рабочим температурам увеличивается срок его службы.

Старшим представителем линейки Seagate Barracuda LP в настоящее время является накопитель с объявленной информационной емкостью 2 Тбайт (2000 Гбайт — два триллиона байт).

Внешний вид старшей модели Seagate Barracuda LP представлен на Рис. 1.
      

Рис. 1. Накопитель на жестких магнитных дисках Seagate Barracuda LP 2 Тбайт
      

Модели накопителей линейки Seagate Barracuda LP характеризуются:
  -  высокой плотностью записи информации — 341,5 Гбит / кв. дюйм,
  -  пониженной скоростью вращения магнитных дисков, составляющей 5900 об/мин.

Высокая плотность записи и хранения информации обеспечивают, соответственно, и высокую информационную емкость накопителей.

Пониженная скорость вращения магнитных дисков, по сравнению со стандартным значением 7200 об/мин, обеспечивает энергоэкономичность и, соответственно, пониженное теплообразование. А это благотворно сказывается на надежности изделий, как самих накопителей линейки Seagate Barracuda LP, так и устройств и компьютерных систем, в составе которых применяются данные накопители.

Здесь следует отметить, что, несмотря на пониженную скорость вращения магнитных дисков, благодаря высокой плотности размещения информации на дисках, накопители обладают высокой производительностью.     

Кроме информационной емкости, важными  особенностями моделей линейки Seagate Barracuda LP являются встроенная кэш-память объемом 32 Мбайт, а также последовательный интерфейс Serial ATA со скоростью передачи данных до 300 Мбайт/с — SATA 3Gb/s.

Остальные  параметры  и особенности эксплуатации накопителей на жестких магнитных дисках линейки Seagate Barracuda LP рассмотрены  в следующей части  данной статьи.
    

>>   Часть 2  
  

Евгений Рудометов,
Виктор   Рудометов 

 >>   Часть 2 
  

Итак, в тестировании накопителей на жестких магнитных дисках использовались следующие модели:

• Накопитель на жестких магнитных дисках 1:   HDD  Seagate  ST31000340AS  (Barracuda 7200.11, 1000 Гбайт, 32 Мбайт кэш-памяти, 7200 об/мин, SATA/300),
• Накопитель на жестких магнитных дисках 2:   HDD  Seagate    ST3750640AS  (Barracuda 7200.10,   750 Гбайт, 16 Мбайт кэш-памяти, 7200 об/мин, SATA/300, firmware — 3.AAE),
• Накопитель на жестких магнитных дисках 3:   HDD  Seagate    ST3750640AS  (Barracuda 7200.10,   750 Гбайт, 16 Мбайт кэш-памяти, 7200 об/мин, SATA/300, firmware — 3.AAС).

Остальные важнейшие компоненты тестовой системы:

• Материнская плата Intel D975XBX (чипсет i975X),
• Процессор Intel Core 2 Extreme X6800 (Conroe, Dual Core, технология — 65 нм, тактовая частота процессора — 2,93 ГГц, шина процессора — 1066 МГц, кэш-память L2 — 4 Мбайт),
• Оперативная память DDR2 667,  два модуля Apacer по 1 Гбайт, два канала,
• Видеокарта X600 XT,
• Операционная система OC Windows 2003 Enterprise Server.

В качестве программного инструмента анализа скоростных свойств использовался известный пакет Winbench 99.

В Таблице 3, Таблице 4 и на Рис. 3 и Рис. 4 приведены результаты сравнительного тестирования указанных накопителей.
   

Рис. 3. График Transfer Rate теста Winbench 99

Таблица 3. Результаты выполнения теста Winbench 99 Disk Transfer Rate

Рис. 4. Результаты выполнения теста Winbench 99 Disk Transfer Rate

Таблица 4. Результаты тестирования HDD

Из приведенных результатов оценки скоростных параметров следует, что накопитель Seagate Barracuda 7200.11 с информационным объемом 1000 Гбайт и с интерфейсом SATA/300 обладает не только большой емкостью, но и очень высокой производительностью.

Остается добавить, что несмотря на отмеченные высокие значения производительности, и они могут быть перекрыты после появления моделей HDD Seagate Barracuda 7200.11 со следующими, более совершенными вариантами прошивок (firmware), а возможно и с более скоростными встроенными контроллерами.

Накопители на жестких магнитных дисках Seagate Barracuda 7200.11 и Barracuda 7200.10 были предоставлены компанией EAST SIDE Consulting
    

>>   Часть 1 
     

Евгений Рудометов,
Виктор   Рудометов 

 >>   Часть 1 
  

Кроме информационной емкости, важными особенностями 1000 Гбайт модели, входящей в состав линейки Barracuda 7200.11, являются встроенная кэш-память объемом 32 Мбайт (ST31000340AS), а также последовательный интерфейс Serial ATA со скоростью передачи данных до 300 Мбайт/с — SATA/300.

Рассматривая указанную старшую модель, необходимо отметить, что младшим представителем линейки накопителей Barracuda 7200.11 в настоящее время является устройство с емкостью 320 Гбайт. А вся одиннадцатая линейка в момент ее объявления  состоит из пяти моделей: 1000, 750, 640, 500, 320 Гбайт.

Накопители данной линейки могут использоваться как с контроллерами, поддерживающими интерфейс SATA/300 (SATA II), так и с контроллерами предыдущей версии SATA-интерфейса — SATA/150 (SATA I). Необходимая совместимость обеспечивается с помощью применения  специальной перемычки (Рис. 2), использование которой разъясняет краткая инструкция, традиционно приведенная на корпусе накопителя.
   

Рис. 2. Обеспечение совместимости с котроллерами SATA
     

Остается отметить, что все накопители обеспечивают поддержку технологии NCQ (Native Command Queuing — встроенная очередь команд). Эта технология позволяет устройству накапливать запросы и оптимизировать порядок их выполнения с учётом внутренней архитектуры устройства за счет минимизации количества перемещений головок и простоя в ожидании нужного сектора на треке. В результате NCQ повышает производительность задач, связанных с обработкой запросов от нескольких программ.

Основные параметры моделей HDD Barracuda 7200.11 приведены в Таблице 2.
      

Таблица 2. Основные параметры моделей HDD Barracuda 7200.11

     
В конструкции старшей модели накопителей линейки Barracuda 7200.11 использованы четыре магнитных диска. Каждый из них вмещает около 250 Гбайт информации. Объединение в одном устройстве четырех таких дисков позволило конструкторам компании Seagate достичь психологически важного рубежа в 1000 Гбайт. К слову сказать, это значение нередко представляется в многочисленных пресс-релизах и прайс-листах как 1 Тбайт. Однако реальное значение, выводимое средствами операционных систем, несколько отличается от этого значения. Связано это с тем, что производители жестких дисков при оценке емкостных параметров уже сравнительно давно оперируют не двоичными, а десятичными основаниями чисел. Именно поэтому операционные системы оценивают емкость старшей модели Barracuda 7200.11, как величину, соответствующую примерно 930 Гбайт, что не является ошибкой, а связано с выбранным масштабом. 

Что же касается конкретных значений параметров производительности старшей модели Barracuda 7200.11 в распространенных прикладных задачах, то соответствующие значения были получены в процессе тестирования. Ниже приведены результаты проведенного исследования модели 1000 Гбайт в сравнении с несколькими эталонными накопителями.

В качестве эталонов, с которыми сравнивалась указанная старшая  модель линейки Barracuda 7200.11, использовались два варианта старшей модели предыдущей линейки — HDD 750 Гбайт Barracuda 7200.10.

Здесь следует отметить, что эталонные накопители идентичны по емкости, конструкции и даже номеру модели (шифру), но отличаются скоростными параметрами. Дело в том, что стремясь  увеличить производительность своих моделей, инженеры Seagate ведут работы по совершенствованию не только материалов, конструкции и комплектующих, но и улучшению программного кода — firmware. Так, например, в случае HDD 750 Гбайт Barracuda 7200.10 на смену прошивке с кодом 3.ААС пришла версия 3.AAE (цифро-буквенный код прошивки всегда указывается на корпусе накопителя). В результате на рынке присутствуют два варианта старшей модели линейки Barracuda 7200.10. Они и были использованы в качестве эталонов в тестировании старшей модели Barracuda 7200.11 — HDD 1000 Гбайт — ST31000340AS.

Некоторые особенности тестирования и результаты приведены в следующей части данной статьи.
    

>>   Часть 3 
     

Евгений Рудометов,
Виктор   Рудометов 

Современный компьютерный рынок наполнен большим количеством  устройств, обеспечивающих энергонезависимое хранение программ и данных. Несмотря на разнообразие таких изделий, основными устройствами подсистемы памяти современных компьютеров, представленных серверами, настольными компьютерами, ноутбуками и даже встраиваемыми системами, остаются накопители на жестких магнитных дисках (HDD).

Из года в год улучшаются их технические параметры, основными из которых являются производительность, надежность и емкость. Признавая важность первых двух, следует отметить, что рост информационной емкости обеспечивает сохранение все больших объемов программ и данных, темп накопления которых приводит  практически к ежегодному удвоения их информационных объемов.

Высокий темп увеличения информации требует выпуска все более совершенных устройств хранения, что обеспечивается благодаря постоянному  улучшению используемых элементов, магнитных материалов и технологий записи.

Не вдаваясь в технические подробности, следует отметить, что в борьбе за новые рубежи информационной емкости главным достижением последних лет является переход от так называемой параллельной записи к перпендикулярной (perpendicular recording technology). Это означает, что основные изменения в технологии магнитной записи связаны с изменением направления магнитного поля, вектор которого теперь ориентирован не параллельно плоскости диска, как раньше, а перпендикулярно. В соответствии с эти изменилась и ориентация магнитных доменов, которые располагаются теперь также перпендикулярно. Это позволило резко повысить плотность их размещения без необходимости уменьшения их размеров, влияющих на надежность хранения информации. Дело в том, что уменьшение размеров магнитных доменов с целью увеличения плотности их размещения на магнитных дисках накопителей ограничено парамагнитным пределом, когда энергия домена, состоящего из нескольких кристаллических ячеек, уже сравнима с энергией тепловых флуктуаций при комнатной температуре. Это приводит к спонтанному, нежелательному изменению ориентации магнитных доменов и, соответственно, к саморазрушению хранимой на магнитных дисках информации.

В результате реализованных изменений технологии записи, а также внедрения новых многослойных магнитных материалов, усовершенствованных головок и алгоритмов обработки информации удалось повысить устойчивость доменов и существенно уменьшить вероятность произвольного изменения их состояния.

Таким образом, внедрение перспективных разработок обеспечило повышение надежности хранения информации при значительном увеличении ее плотности на входящих в состав накопителей магнитных дисках. Каждый из дисков в массовых 3.5-дюймовых моделях способен хранить большое количество информации (250 , 500 и более гигабайт). Это дало возможность конструкторам накопителей значительно увеличить информационную емкость своих изделий без уменьшения надежности хранения информации, а благодаря увеличению плотности записи информации увеличить еще и производительность.

Необходимо отметить, что перспективные технологические инновации уже  внедрили в свои новейшие изделия все основные производители HDD, лидером которых является компания Seagate Technology LLC (Seagate). Эта компания первой представила на массовый рынок устройств энергонезависимого хранения информации соответствующие модели накопителей на жестких магнитных дисках.

Первыми накопителями с 3,5-дюймовыми жесткими дисками, поддерживающими указанную перспективную технологию магнитной записи, стали устройства линейки Barracuda 7200.10. Ее старшей моделью стал накопитель с информационной емкостью 750 Гбайт.

Несмотря на популярность данных устройств, вскоре компания Seagate выпустила на рынок следующую линейку своих 3.5-дюймовых HDD с реализацией перпендикулярного способа записи. Эта линейка получила официальное наименование Barracuda 7200.11. Старшим и наиболее совершенным представителем одиннадцатой линейки Barracuda стал накопитель с объявленной информационной емкостью 1000 Гбайт.

Основные параметры HDD линеек Barracuda 7200.11 и Barracuda 7200.10 приведены в Таблице 1.
      

Таблица 1. Основные параметры моделей HDD Seagate Barracuda 7200.11 и Barracuda 7200.10

   
Внешний вид старшей модели Seagate Barracuda 7200.11 (ST31000340AS)  представлен на Рис. 1.
      

Рис. 1. Накопитель на жестких магнитных дисках Seagate Barracuda 7200.11 1000 Гбайт
  

В дополнение к большой информационной емкости данный накопитель обладает рядом важных особенностей, которые рассмотрены в следующей части данной статьи. 
    

>>   Часть 2 
     

Евгений Рудометов,
Виктор   Рудометов 

Развитие архитектуры компьютеров тесно связано с совершенствованием их комплектующих. От этих комплектующих зависят и производительность, и функциональные свойства. Процесс совершенствования затронул все составляющие постоянно усложняющихся вычислительных систем, в которых находят воплощение новейшие инновации IT-отраслей.

Признавая высокие темпы развития архитектуры процессоров и увеличения числа их элементов, необходимо напомнить, что существуют компьютерные комплектующие, чье совершенствование и рост возможностей происходит еще быстрее. Такими комплектующими являются накопители на жестких дисках (HDD). Быстрыми темпами растет их емкость, совершенствуются конструкция накопителей и их интерфейсы. Как следствие растет скорость доступа к данным при постоянном уменьшении цены хранения единицы информации. В дополнение к этому улучшение технических и эксплуатационных параметров происходит одновременно с эволюцией их форм-факторов, в результате чего постепенно уменьшаются их размеры, расширяя области использования данных устройств.

В сравнительно короткий срок существования персональных компьютеров, чье появление в 1981 г. обязано изобретению корпорацией Intel микропроцессоров в 1974 г., накопители на жестких дисках прошли путь от устройств, использующих магнитные диски диаметром 8 дюймов, к накопителям с дисками в 3,5. И в настоящее время наблюдается постепенный переход от 3,5 на форм-фактор дисков 2,5 дюймов.

Созданные первоначально для портативных компьютеров, накопители форм-фактора 2,5 дюймов постепенно завоевывают новые для них рынки, внедряясь уже в некоторые модели настольных компьютеров.

Более того, накопителями с дисками данного компактного конструктива заинтересовались создатели и пользователи серверного сектора. Связано это с тем, что данные накопители позволяют не только уменьшить объем изделий, но и позволяют существенно уменьшить общее энергопотребление компьютерных систем. Остается добавить, что на изделиях этого сектора традиционно происходит апробация новейших технологий и архитектур, поскольку проблема с повышенной ценой новинок там не стоит так остро, как в потребительском секторе.

Оценивая достоинства компактных накопителей, необходимо отметить, что новые модели высокопроизводительных 2,5-дюймовых HDD позволяют добиваться высоких скоростей и большой надежности дисковых подсистем.

Принимая во внимание высокие технические, эксплуатационные и потребительские свойства компактных накопителей, многие специалисты считают, что постепенный массовый переход на форм-фактор 2,5 дюймов неизбежен.

В ответ на потребности рынка и в соответствии с тенденциями эволюции систем хранения информации компания Seagate (Seagate Technology) выпустила 2,5-дюймовые накопители с улучшенными техническими и эксплуатационными параметрами. Высокопроизводительные 2,5-дюймовые накопители на жестких магнитных дисках получили наименование  Momentus 7200.2.

Данные накопители сохраняют форм-фактор своих предшественников линеек  Momentus, но отличаются повышенной производительностью, достигнутой не только за счет повышения скорости вращения магнитных дисков, но и  благодаря реализации ряда перспективных технологий. Как утвержает производитель, эти диски являются хорошим выбором не только в персональных компьютерах малого размера — настольных и мобильных, но и во внешних системах хранения данных, копирах/принтерах, компактных рабочих станциях и сверхтонких серверах начального уровня.

Жесткие диски Seagate Momentus 7200.2 имеют размер 2,5 дюйма и отличаются низкой стоимостью и высокой производительностью. Переносные ПК с этим диском практически не уступают в производительности настольным ПК.

Внешний вид старших накопителей на жестких магнитных дисках линейки Seagate Momentus 7200.2 и более распространенной Seagate Momentus 5400.3 представлен на Рис. 1.
  

Рис. 1.  Накопители   на   жестких  магнитных  дисках:
             Seagate  Momentus 7200.2  160 Гбайт  (слева)  и  
             Seagate  Momentus 5400.3  160 Гбайт  (справа)
    

Вид этих же моделей накопителей со стороны встроенных контроллеров представлен на Рис. 2.
   

Рис. 2.  Накопители   на   жестких  магнитных  дисках:
             Seagate  Momentus 7200.2  160 Гбайт  (слева)   и 
             Seagate  Momentus 5400.3  160 Гбайт  (справа) 
                                             со  стороны  контроллеров
      

Основные параметры накопителей на жестких магнитных дисках Seagate Momentus 7200.2 и Momentus 5400.3 приведены в Таблице 1.
   

Таблица 1. Основные параметры HDD Momentus 7200.2 и Momentus 5400.3

   
Рассматривая указанные модели, необходимо отметить, что в линейках накопителей Seagate Momentus 5400.3 имеются варианты как с интерфейсом Serial ATA (SATA), так и Parallel ATA (PATA). Однако накопители в линейках Seagate Momentus 7200.2 представлены исключительно моделями с интерфейсом Serial ATA (SATA).

Обе указанные линейки HDD созданы на основе технологии перпендикулярной записи, что позволило в очередной раз значительно отодвинуть парамагнитный предел: повышение плотности записи до предельного уровня резко  увеличивает вероятность потери информации из-за самопроизвольного размагничивания миниатюрных магнитных доменов. Перпендикулярная технология повышает емкость и надежность записи за счет вертикального хранения магнитных доменов, обеспечивающих хранение данных, вместо горизонтального. Вертикальное размещение данных — это увеличенная плотность записи, следовательно, более высокая информационная емкость, производительность и эффективность.

Для повышения надежности накопителей модели обеих линеек снабжены различными специализированными средствами защиты от вибраций и толчков. Так например, разработанная и рекламируемая в моделях Seagate Momentus 7200.2 фирменная технология определения падения G-Force Protection позволяет защитить данные, записанные на магнитных дисках от случайных падений или ударов накопителя.

Технология G-Force Protection защищает жесткий диск, определяя, когда он находится в состоянии свободного падения, при этом головки убираются с поверхности пластины и фиксируются на месте. Все это происходит в течение трех десятых секунды, если зафиксировано состояние ускорения соответствующее силе тяжести. Технология G-Force Protection помогает при случайных падениях устройства, повышая его надежность и продлевая срок службы.

Дополнительные функции HDD Momentus 7200.2, такие как технология переменного прижима головок Seagate QuietStep, а также 5-летняя ограниченная гарантия расширяют возможности встраивания диска в другие системы.

Как утверждается, высокая скорость вращения, составляющая 7200 об/мин у накопителей Seagate Momentus 7200.2, обеспечивает максимально возможную производительность дисковых подсистем переносных ПК — примерно на 25% большую, чем при использовании дисков со скоростью вращения 5 400 об/мин.  

Что же касается конкретных значений параметров производительности, то они были получены в процессе  тестирования  с помощью соответствующих программ.

Полученные результаты приведены в следующей части данной статьи.
    

>>   Часть 2 
  

Евгений Рудометов,
Виктор   Рудометов 

>>   Часть 1
  

Конкретные значения параметров производительности старшей модели Barracuda 7200.11 в распространенных прикладных задачах были получены в процессе тестирования. Ниже приведены результаты проведенного исследования модели 1000 Гбайт в сравнении с несколькими эталонными накопителями.

В качестве эталонов, с которыми сравнивалась указанная старшая  модель линейки Barracuda 7200.11, использовались ранее выпущенные высокопроизводительные накопители. Каждый из них на момент выпуска являлся вершиной технологических разработок в области накопителей на жестких магнитных дисках и обладал выдающейся для того времени емкостью и производительностью.

Итак, в тестировании использовались следующие модели накопителей на жестких магнитных дисках:

• Накопитель на жестких магнитных дисках 1: HDD Seagate ST31000340AS (Barracuda 7200.11, 1000 Гбайт, 32 Мбайт кэш-памяти, 7200 об/мин, SATA/300),
• Накопитель на жестких магнитных дисках 2: HDD Seagate ST3750640AS (Barracuda 7200.10, 750 Гбайт, 16 Мбайт кэш-памяти, 7200 об/мин, SATA/300),
• Накопитель на жестких магнитных дисках 3: HDD Seagate ST3500641AS (Barracuda 7200.9, 500 Гбайт, 16 Мбайт кэш-памяти, 7200 об/мин, SATA/300),
• Накопитель на жестких магнитных дисках 4: HDD Seagate ST3400832AS (Barracuda 7200.8, 400 Гбайт, 8 Мбайт кэш-памяти, 7200 об/мин, Serial ATA/150),
• Накопитель на жестких магнитных дисках 5: HDD Seagate ST3200822AS (Barracuda 7200.7, 200 Гбайт, 8 Мбайт кэш-памяти, 7200 об/мин, SATA/150).
• Накопитель на жестких магнитных дисках 6: HDD Seagate ST3160023AS (Barracuda 7200.7, 160 Гбайт, 8 Мбайт кэш-памяти, 7200 об/мин, SATA/150).

В качестве программного инструмента анализа скоростных свойств использовался известный пакет Winbench 99.

В Таблице 2 и на Рис. 4 приведены результаты сравнительного тестирования указанных накопителей.

Таблица 2. Результаты выполнения теста Winbench 99 Disk Transfer Rate

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

Из приведенных результатов оценки скоростных параметров следует, что накопитель Seagate Barracuda 7200.11 1000 Гбайт с интерфейсом SATA/300 обладает не только большой емкостью, но очень высокой производительностью. Остается добавить, что несмотря на отмеченные высокие значения производительности, и они могут быть перекрыты после появления моделей HDD Seagate Barracuda 7200.11 со следующими, более совершенными вариантами прошивок (firmware), а возможно и с более скоростными контроллерами.
   

Накопитель на жестких магнитных дисках Seagate Barracuda 7200.11 емкостью 1000 Гбайт был предоставлен компанией EAST SIDE Consulting
    

>>   Часть 1 
  

Евгений Рудометов,
Виктор   Рудометов 

Несмотря на появление разнообразных альтернативных устройств, предназначенных для энергонезависимого хранения программ и данных, основными устройствами подсистемы памяти современных компьютеров (серверов, десктопов, ноутбуков и даже встраиваемых систем) остаются накопители на жестких магнитных дисках (HDD).

Из года в год улучшаются их технические параметры, среди которых производительность, надежность, емкость. Признавая важность первых двух, следует отметить, что рост информационной емкости обеспечивает сохранение все больших объемов программ и данных. Это достигается в основном за счет улучшения используемых элементов, магнитных материалов и технологий записи.

Не вдаваясь в технические подробности, следует отметить, что в борьбе за новые рубежи информационной емкости основным достижением последних лет является переход от так называемой параллельной записи к перпендикулярной (perpendicular recording technology). Это означает, что основные изменения в технологии магнитной записи связаны с изменением направления магнитного поля, вектор которого теперь ориентирован не параллельно плоскости диска, как раньше, а перпендикулярно. В соответствии с эти изменилась и ориентация магнитных доменов, которые также располагаются теперь перпендикулярно. Это позволило резко повысить плотность их размещения без необходимости уменьшения их размеров, влияющих на надежность хранения информации. Дело в том, что уменьшение размеров магнитных доменов с целью увеличения плотности их размещения на магнитных дисках накопителей ограничено парамагнитным пределом, когда энергия домена, состоящего из нескольких кристаллических ячеек, уже сравнима с энергией тепловых флуктуаций при комнатной температуре. Это приводит к спонтанному, нежелательному изменению ориентации магнитных доменов и, соответственно, к саморазрушению хранимой на магнитных дисках информации.

В результате реализованных изменений технологии записи, а также внедрения новых многослойных магнитных материалов, усовершенствованных головок и алгоритмов обработки информации удалось повысить устойчивость доменов и существенно уменьшить вероятность произвольного изменения их состояния.

Таким образом, внедрение перспективных разработок обеспечило повышение надежности хранения информации при значительном увеличении ее плотности на входящих в состав накопителей магнитных дисках. Это дало возможность конструкторам накопителей значительно увеличить информационную емкость своих изделий.

Необходимо отметить, что перспективные технологические инновации в свои новейшие изделия внедрили уже все производители HDD, лидером которых является компания Seagate (Seagate Technology LLC). Эта компания первой представила на рынок соответствующие модели накопителей.

Расширяя свой успех, компания Seagate выпустила очередную линейку своих 3.5-дюймовых HDD с реализацией перпендикулярного способа записи. Вторая линейка получила официальное наименование Barracuda 7200.11 (первая — Barracuda 7200.10).

Старшим, наиболее совершенным представителем одиннадцатой линейки Barracuda, на момент ее объявления, стал накопитель на жестких магнитных дисках с объявленной информационной емкостью 1000 Гбайт.

Внешний вид старшей модели Seagate Barracuda 7200.11 представлен на Рис. 1.
   

Рис. 1. Накопитель на жестких магнитных дисках Seagate Barracuda 7200.11 1000 Гбайт
    

Кроме информационной емкости, важными  особенностями данной модели являются встроенная кэш-память объемом 32 Мбайт, а также последовательный интерфейс Serial ATA со скоростью передачи данных до 300 Мбайт/с — SATA/300.

На Рис. 2 представлена маркировка модели Seagate Barracuda 7200.11 1000 Гбайт с интерфейсом SATA/300.

К слову сказать, накопитель может использоваться как с контроллерами, поддерживающими интерфейс SATA/300 (SATA II, скорость — до 300 Мбайт в секунду), так и с контроллерами предыдущей версии SATA-интерфейса — SATA/150 (SATA I, скорость — до 300 Мбайт в секунду). Необходимая совместимость обеспечивается с помощью применения  специальной перемычки, использование которой разъясняет краткая инструкция, традиционно приведенная на корпусе накопителя.
   

Рис. 2. Маркировка 1000 Гбайт модели Seagate Barracuda 7200.11 с интерфейсом SATA/300
     

Рассматривая указанную старшую модель, необходимо отметить, что младшим представителем линейки накопителей Barracuda 7200.11 в настоящее время является устройство с емкостью 320 Гбайт. Сегодня данная линейка состоит из следующих моделей: 1000, 750, 500, 320 Гбайт.

Основные параметры моделей HDD Barracuda 7200.11 приведены в Таблице 1.
    

Таблица 1. Основные параметры моделей HDD Barracuda 7200.11

  
В конструкции старшей модели накопителей линейки Barracuda 7200.11 использованы четыре магнитных диска. Каждый из них вмещает 250 Гбайт информации. Объединение в одном устройстве четырех таких дисков позволило конструкторам компании Seagate достичь психологически важного рубежа в 1000 Гбайт. К слову сказать, это значение нередко представляется в многочисленных пресс-релизах и прайс-листах как 1 Тбайт.

Однако, оценивая указанные значения, необходимо отметить, что в накопителях при указании емкости уже много лет оперируют не двоичными, в десятичными числами, и «кило» — это 1000, а не традиционное для компьютерщиков значение 1024 — 2 в степени 10. Это означает, что 1 Гбайт — это не 1024 Мбайт = 1024*1024 Кбайт = 1024*1024*1024 байт, а 1 000 000 000 байт. Кстати, если же перейти к традиционным, “честным”, килобайтам и мегабайтам, когда в одном килобайте — 1 024 байт, а в одном мегабайте — 1 048 576 байт, то емкость этого накопителя составит примерно 930 Гбайт. Именно такую оценку выдают операционные системы Windows после форматирования этого НDD, так что не следует удивляться разночтению в числах. Оба указанные значения  являются вполне корректными, вопрос в же том, как считать. И нет ничего удивительного в том, что производители предпочитают десятичные «кило» «мега» и «гига»: в них емкость накопителей выглядит выше.

Что же касается конкретных значений параметров производительности старшей модели Barracuda 7200.11 в распространенных прикладных задачах, то соответствующие значения были получены в процессе тестирования.

Полученные результаты приведены в следующей части данной статьи.
    

>>   Часть 2