После периода определенного затишья в области производства накопителей произошли два заметных события. Первое видно даже невооруженным глазом — емкость жестких дисков формфактора 3,5 дюйма преодолела планку в 1 Тбайт. А это, в свою очередь, произошло потому, что четыре основных изготовителя (Hitachi Global Storage Technology, Samsung, Seagate и Western Digital) успешно внедрили в свои продукты технологию перпендикулярной записи, позволяющую преодолеть так называемый барьер суперпарамагнетизма.

На всякий случай вкратце напомним об эффекте, ограничивавшем емкость дисков. Традиционный путь увеличения емкости, а также скорости накопителей — постоянное повышение плотности записи. Чем она выше, тем больший объем информации помещается на одной пластине, большее количество бит информации записывается на одной дорожке и больше ускоряется процесс чтения/записи при неизменной скорости вращения диска. Однако чем меньше размер магнитного домена, направление намагниченности которого определяет бит информации (0 или 1 в зависимости от направления), тем меньшая энергия требуется для изменения направления вектора намагниченности на противоположное. Следовательно, как только порядок величины этой энергии становится сравнимым с величиной тепловой энергии частиц, о надежности хранения данных можно благополучно забыть. С помощью различных ухищрений инженерам удавалось «отодвигать» действие такого эффекта ко все большим значениям плотности, но это были только временные меры до внедрения перпендикулярной записи. Суть новой технологии следует из ее названия — векторы намагниченности располагаются не в плоскости поверхности диска, как это было в более старых моделях накопителей, а перпендикулярно ей.

От теории к практике

Чтобы познакомиться на практике с последними достижениями современного дискостроения, мы выбрали для тестирования четыре 1-Тбайт накопителя: Seagate Barracuda 7200.11, Hitachi Deskstar 7K1000, Samsung F1 и WD Caviar SE16 (табл. 1). Следует обратить внимание на скорость вращения накопителя WD, точнее, на заданный интервал — от 5400 до 7200 об/мин. Переменная частота вращения дисков — составная часть технологии Green Power компании Western Digital, направленной на уменьшение энергопотребления и, значит, на заботу об окружающей среде. Инициатива, конечно, очень правильная, но все же позволю себе предположить, что мощность, потребляемая накопителем, сколько-нибудь значима по сравнению с общим энергопотреблением компьютера только в моменты раскрутки дисков. Следовательно, разница в потребляемых мощностях между ПК с «зеленым» диском и компьютером, оснащенным каким-либо другим накопителем, будет стремиться к нулю. Правда, заметим, что за «зеленые» диски WD нужно будет отдать несколько меньшее количество зеленых купюр, а это уже существенный аргумент. Стоимость же остальных трех накопителей примерно одинакова, а впоследствии выяснилось, что и не только она.

Таблица 1. Основные характеристики накопителей

Синтетические различия

Стандартное тестирование накопителей с помощью обычного набора синтетических тестов вызывает традиционные замечания о том, что искусственные нагрузки — это, конечно, хорошо, однако с производительностью в реальных приложениях дело может обстоять несколько иначе. В данных испытаниях мы решили ориентироваться в первую очередь на быстродействие системы в реальных приложениях, что было несложно сделать с помощью тестового пакета WorldBench 5, разработанного в лаборатории PC World USA для измерения производительности ПК. Каждый из дисков мы инсталлировали в тестовую систему в качестве единственного накопителя и после установки ОС Windows XP SP1 и выставления фиксированных настроек системы измеряли время выполнения эталонного набора инструкций в наиболее распространенных приложениях (табл. 2). Изучение полученных данных позволило прийти к мысли о том, что общие показатели всех четырех накопителей получились примерно одинаковыми, хотя формальных лидеров и можно выделить. Если вычислить итоговый индекс производительности тестовых систем на разных накопителях WorldBench 5.0, то разница окажется в пределах семи процентов. Значит, можно считать, что при повседневной работе с приложениями, приведенными в табл. 2, разница между накопителями будет практически незаметна.

Тем не менее мы продолжили измерения с помощью традиционных пакетов PCMark 2005 и HD Tach 3.0. Разница в производительности по итогам работы PC Mark 2005 (табл. 3) оказалась чуть более заметной, но это легко объяснить синтетическим характером нагрузки, видимо несколько превышающей реальную. Опять же формально можно выделить лучшие показатели накопителей Hitachi Deskstar 7K1000 и Samsung F1, причем результаты последнего в режимах Virus Scan и File Write очень хорошо согласуются с показанными им лучшими временами выполнения инструкций из приложений Ahead Nero Express 6.0 и WinZip 8.1 теста WorldBench. Так или иначе, но вряд ли представленные результаты позволяют делать далеко идущие выводы о том, что система с каким-либо накопителем будет работать в целом заметно медленнее или, наоборот, быстрее.

Таблица 3. Производительность дисковых подсистем в тестах PC Mark 2005, Мбайт/c

В общем, все четыре 1-Тбайт накопителя демонстрируют примерно одинаковую скорость работы в наиболее распространенных приложениях и сравнимую стоимость хранения 1 Мбайт данных. Еще один немаловажный фактор, влияющий на выбор накопителя, — надежность (особенно с учетом перехода на новую технологию), но какие-либо данные по числу гарантийных отказов появятся только спустя какое-то время, а иную сколько-нибудь объективную оценку придумать сложно. Покупать 1Тбайт в одном диске или все же подождать? На мой взгляд, здесь так же, как и с большинством технологических новинок, все зависит от того, действительно ли нужен вам этот объем прямо сейчас.

Таблица 4. Низкоуровневые характеристики накопителей, измеренные с помощью HD Tach 3.0


Взгляд производителя

Как будет дальше развиваться рынок накопителей? Что будет происходить с объемом и, самое главное, с надежностью? Мы поинтересовались мнением Питера Парка (Peter Park), вице-президента подразделения жестких дисков Samsung Semiconductors.

— Известное физическое ограничение для максимальной плотности и, следовательно, емкости жесткого диска — барьер суперпарамагнетизма. Как известно, технология перпендикулярной записи помогает решить эту проблему. Чем обусловлен максимальный объем накопителя в 1 Тбайт — технологическими сложностями его дальнейшего увеличения или маркетинговыми соображениями (возможно, неготовностью рынка к накопителям большого объема)? Какой, на ваш взгляд, будет максимальная емкость жестких дисков к концу 2008 г.?

— В настоящее время только Samsung предлагает рекордную плотность записи 334 Гбайт на пластину для дисков формфактора 3,5 дюйма. Благодаря этому нам удалось реализовать жесткий диск объемом 1 Тбайт всего на трех дисковых пластинах.

Терабайт информации — это 1000 ч цифрового видео, либо 500 игр, или 350 тыс. фотографий! А поскольку популярность таких интернет-ресурсов, как YouTube и подкасты, растет стремительно, то выбор музыки, видео, фото становится все больше, а их качество — все лучше. Сейчас в Интернете можно найти информацию, удовлетворяющую любым вкусам, и она становится все доступнее. В результате, численность людей, нуждающихся в хранении информации объемом 500 Гбайт и выше, каждый год будет увеличиваться почти вдвое. И уже через пять лет подавляющее большинство пользователей будут хранить данные объе-мом минимум 500 Гбайт.

Поэтому усилия разработчиков Исследовательского центра Samsung в первую очередь направлены на повышение плотности записи. Летом 2008 г. Samsung планирует выпустить жесткий диск объемом 1,5 Тбайт (375 Гбайт на дисковую пластину), а в конце 2008 г. — «винчестер» вместимостью 2 Тбайт (500 Гбайт на каждую пластину).

— Существует мнение, что в последние несколько лет надежность жестких дисков падает, а число отказов накопителей, например в течение первого года эксплуатации, возрастает. Ведется ли в Samsung какая-либо статистика по числу отказов/гарантийных случаев жестких дисков, и если да, то уменьшается или увеличивается число гарантийных случаев?

— Действительно, в последнее время у всех производителей наблюдается небольшой рост числа отказов накопителей в первый год работы. Это связано с переходом на технологию перпендикулярной записи (PMR).

После первого опыта использования разработчики Samsung оптимизировали технологию перпендикулярной записи.
В 2007 г. улучшенная технология PMR была применена в линейках Samsung Spinpoint M5, T166 и F1. Число обращений в сервис-центры Samsung по вопросам поломок жестких дисков практически не увеличилось.

782