Przegląd dysków SATA: testy 160GB

Już po raz czwarty na łamach benchmark.pl prezentujemy obszerny test dysków twardych. Od ostatniego minęło wszak już ponad 16 miesięcy, w trakcie których producenci powoli ale systematycznie rozwijali swoje konstrukcje.

W 1981r, kiedy IBM prezentował pierwszy komputer osobisty (PC - Personal Computer), dyski twarde były na tyle drogie, że tylko nieliczni mogli pozwolić sobie na luksus ich posiadania. Pierwszy pecet był więc dostarczany z dwoma stacjami dyskietek elastycznych, a dysk twardy o zawrotnej pojemności 10MB można było zamówić jako bardzo drogą opcje. Ówczesny użytkownik komputera nie miał problemu z jego wyborem, ponieważ z IBM PC współpracował wtedy tylko jeden model twardziela - ST-412.

Dziś niemal ćwierć wieku później dyski twarde są integralnym elementem każdego komputera, nikt nie wyobraża sobie pracy bez nich. Technika posunęła się mocno do przodu, na rynku obecnych jest kilkaset rożnych modeli dysków. Chociażby w naszym sklepie internetowym, w dziale dyski twarde znaleźć można ponad 250 pozycji - a nie są to wszystkie dostępne na rynku modele. Każdy dysk definiuje przynajmniej kilka parametrów, z których nie wszystkie jednoznacznie przekładają się na osiągi. Tak więc wybór odpowiedniego twardziela potrafi nawet bardziej zaawansowanych użytkowników przyprawić o ból głowy.

Na pierwszy rzut wybraliśmy dyski o pojemności 160GB. W porównaniu bierze udział pięciu przedstawicieli tej kategorii:

• WD Caviar SE 160 GB WD1600JD 8MB cache Serial ATA
• Samsung SpinPoint 160 GB HD160JJ (7200) Serial ATA II
• Seagate 160 GB Barracuda 7200.7 ST3160827AS 8MB Serial ATA / NCQ
• Hitachi DeskStar 7K250 (HDT722516DLA380) 160 GB SATA II NCQ
• Maxtor DiamondMax 10 160 GB (8MB) 6B160M0 SATA + NCQ

Druga tura testów będzie dotyczyła napędów o pojemności 250GB, tym razem w szranki stanie czterech przedstawicieli tej kategorii. Procedura testowa, platforma testowa oraz zestaw aplikacji pozostają wspólne z testami dysków o pojemności 160GB.

• WD Caviar SE-16 250 GB WD2500KS 16MB cache SATA-II
• Samsung SpinPoint 250 GB SP2504C (7200) Serial ATA II
• Seagate 250 GB Barracuda 7200.8 ST3250823AS 8MB Serial ATA / NCQ
• Hitachi DeskStar 7K250 (HDS722525VLSA80) 250 GB SATA

Historia powszechnie dostępnych dysków twardych zaczyna sie w okolicach 1979 roku. Wtedy to ówczesny Shugart Associates a dzisiejszy Seagate Technologies opracował ST-506 pierwszy dysk twardy przeznaczony do komputera osobistego. Urządzenie miało pojemność 5MB, talerze o rozmiarach 5.25'' oraz wysokość określaną mianem full-height, zajmowało więc dwie zatoki na urządzenia 5.25''.

Jak na dzisiejsze standardy ówczesny twardy dysk był bardzo wolny, prędkość obrotowa na poziomie 3600 rpm, czas dostępu wynoszący 85ms oraz prędkość przesyłania danych na poziomie 170kB/s czyniły go nieco tylko szybszym od stacji dyskietek.

Ze względu na duża awaryjność ST-506 na rynku bardzo szybko pojawił sie jego następca. W 1980r Seagate przedstawił ST-416. Główną różnicą miedzy nim a poprzednikiem była dwa razy większa pojemność wynosząca aż 10MB. Niestety ze względu na skomplikowaną dwu-talerzową konstrukcję miał kilkakrotnie wyższą cenę, tak więc również i ten model nie specjalnie przyjął się na rynku pomimo, że IBM postanowił zastosować go do swojego komputera PC.

Oba dyski jako technologię zapisu wykorzystywały MFM (Modified Frequency Modulation) do dziś wykorzystywany w popularnych stacjach dyskietek 3.5''.

W 1981r Seagate opracował kolejny model ST-225, rozmiar i ilość talerzy pozostała taka sama, ale dopracowanie konstrukcji mechanicznej spowodowało spadek wysokości (oraz ceny) dysku o połowę. Zmienił się także logiczny format zapisu na dużo bardziej efektywny RLL, co zaowocowało podwojeniem pojemności do 20MB.

ST-225 był tym czego oczekiwał rynek i w chwili obecnej jest uznawany za największy sukces rynkowy firmy Seagate. Co ciekawe, wymieniając stary kontroler MFM na nowy RLL można było teoretycznie podnieść pojemność niemal każdego dysku twardego o około 50%. Wymagało to niestety bardzo precyzyjnego mechanizmu prowadzącego głowice więc praktyka wyglądała nieco inaczej. Niemniej w dużej ilości przypadków taka operacja kończyła się sukcesem. MFM i RLL używały elektrycznie zgodnych ze sobą złącz dlaczego były dość często mylone.

Standard ten nazwano od pierwszych wykorzystujących go dysków ST-506/ST-416 i przez kilka kolejnych lat był wykorzystywany jako jedyny interfejs dysków twardych dla tanich komputerów osobistych.

Równolegle z powstaniem pierwszego dysku dla komputerów osobistych, od początku lat 80-tych w zakładach Shughart Associates pracowano nad inną bardzo zaawansowaną magistralą równoległą o roboczej nazwie Shughart Associates System Interface, SASI. Specyfikacje ukończono w 1982 roku po czym ją upubliczniono. Ze względu na jej techniczne zaawansowanie bardzo szybko została zaadoptowana jako magistrala dla stacji roboczych i serwerów przez wielu producentów.

Niecałe dwa lata po powstaniu ST-506 Seagate miał gotową magistralę o ośmiokrotnie wyższej wydajności, oraz znacznie większych możliwościach rozbudowy. Zasadniczą różnicą miedzy SASI a ST-506 była organizacja magistrali. W ST-506 podłączane urządzenia były stosunkowo "głupie" bez pośrednictwa kontrolera nie potrafiły same wykonać żadnej operacji I/O. Dzięki temu można było prosto zwiększyć pojemność dysków poprzez wymianę kontrolera na nowocześniejszy.

Takie rozwiązanie miało niestety swoje wady. Po pierwsze kontrolery były bardzo skomplikowane a zatem podatne na awarie i dość drogie. Po drugie komunikacja z dyskiem odbywała się poprzez dwie taśmy: 34 żyłową taśmę sygnałową oraz 20 żyłową taśmę danych, które musiały być stosunkowo krótkie aby nie następowało przekłamywanie przesyłanych danych.

Po trzecie elektroniczna komplikacja kontrolera miała jeszcze jeden niepożądany efekt uboczny. Jedna karta potrafiła obsłużyć maksymalnie dwa dyski twarde. A powód był prozaiczny - po prostu fizycznie nie mieszczono się z elementami na płytce.

Problem ten rozwiązano dopiero kilka lat później w momencie wprowadzenia specjalizowanych układów wysokiej skali integracji. Jednak wtedy było już za późno. Początkowe zalety ST-506 przyczyniły się do jej ostatecznego zniknięcia z rynku. SASI od początku nie miała tych problemów. Po pierwsze urządzeniom z niej korzystających zintegrowano kontrolery. Co załatwiło trzy główne problemy ST-506 za jednym zamachem. Integracja kontrolerów na urządzeniach wymusiła opracowanie własnego protokołu transmisji danych, a co za tym idzie przyczyniła się do zwiększenia wydajności całej magistrali.

Pierwsza specyfikacja zakładała maksymalną przepustowość na poziomie 5MB/s podczas gdy ten sam parametr w przypadku ST-506 wynosił tylko 5Mbps a więc nieco tylko ponad 610kB/s. Ze względu na duża autonomiczność urządzeń, a także odporność magistrali na zakłócenia transmisji na jednym kanele mogło pracować aż siedem urządzeń w odróżnieniu od jednego w przypadku ST-506.

Kilka miesięcy po ogłoszeniu wstępnej specyfikacji nieco rozszerzono jej funkcjonalność a następnie zgłoszono do standaryzacji w ANSI już nie jako SASI ale SCSI - Small Computer System Interface. Standard oficjalnie zatwierdzono dopiero w 1986 roku jednak do tego czasu SCSI zyskała ogromna popularność na rynku high-end. Jako ciekawostkę można podać to, iż już w 1985 dla magistrali SCSI były dostępne dyski po zawrotnej wtedy pojemności 760MB. ST-506 dobijał wtedy mniej więcej do 200MB. O IDE/ATA jeszcze wtedy nikt nie słyszał. Do dziś zresztą SCSI uważany jest za jedyny profesjonalny standard przez co znajduje zastosowanie głównie w wysokowydajnych serwerach i profesjonalnych stacjach roboczych.

Interfejs, który dziś nazywamy ATA zaczął być opracowywany w 1986r przez trzy firmy:

1. Imprimis - wydział CDC (Control Data Corporation).

2. Western Digital.

3. Compaq Computer.

Imprimis był wtedy jednym z głównych dostawców dysków twardych, Western Digital zajmował się produkcją specjalizowanych układów scalonych - np. do kontrolerów hdd, a Compaq był jednym z większych dostawców komputerów osobistych.

Dziś jak wiadomo sytuacja wygląda nieco inaczej. Western Digital jest jednym z głównych dostawców dysków twardych, Compaq został wykupiony przez swojego głównego konkurenta, HP. A o Imprimis dziś już nikt nie pamięta.

Pierwsza wersja interfejsu ATA była tak na prawdę tylko specjalną implementacją standardu ST-506 opracowaną na potrzeby Compaq Computer. Dyski ATA emulowały starszy kontroler ST-506 przy pomocy elektroniki umieszczonej na samym dysku twardym. Ponieważ była to specjalna implementacja, nie była powiązana z żądnym oficjalnym standardem. Nie przysparzało jej zbytniej popularności wśród innych producentów, co z kolei stawiało pod znakiem zapytania jej szersze zastosowanie.

Kolejnym problemem był brak oficjalnej nazwy. Stąd wzięła się taka mnogość nieoficjalnych nazw tego interfejsu. Jedną z najpopularniejszych jest akronim IDE, który można rozwinąć na dwa sposoby. Popularniejszy Integrated Disc Electorinics oraz drugi mniej znany IBM Disc Electronics, czasami błędnie podaje się też Integrated Device Electronics. Ponieważ akronim IDE nigdy nie został zaadoptowany jako oficjalna nazwa, pewnie nigdy nie dowiemy się, jak tak na prawdę powinniśmy go rozwijać.

Kuriozalnie jedną z przyczyn tego faktu była obecność nazwy marki IBM w jednym z możliwych rozwinięć. Niektórzy uważali bowiem, iż użycie marki w oficjalnej nazwie standardu jest wysoce niestosowne. Niewielka grupa pracująca wtedy nad standardem chciała nadać mu nazwę zgodną z zastosowaniem. Jako oficjalną nazwę przyszłego standardu zaproponowano więc PC AT Interface. Szybko okazało się jednak, iż użycie takiej nazwy może implikować problemy patentowe. Zmieniono ją więc na AT Atachment w skrócie ATA.

Pojawienie się oficjalnej nazwy oczywiście nie rozwiązywało właściwie żadnych problemów. Żaden z wielkich producentów nie chciał implementować czegoś, co nie było oficjalnie zatwierdzone przez ANSI. Jako pierwszy wyłamał się Conner Peripherials którego sukces na rynku przekonał innych producentów. Jednak ATA tak na prawdę upublicznił się wraz z chwilą pojawienia się na rynku 3.5'' dysków twardych. Tylko nieliczne modele 5.25'' używały tego interfejsu. Ostatecznie ATA zastał oficjalnie zatwierdzony dopiero w 1994 roku jako ANSI X3.221-1994.

Przez osiem lat jakie minęły od początku prac do oficjalnego zatwierdzenia producenci implementowali własne wersje standardu, co niestety przyczyniło się do wielu problemów z urządzeniami ATA. Jako jeden z poważniejszych można wymienić problemy z rozpoznawaniem urządzeń skonfigurowanych jako Slave.

Ponieważ udało się nam przybliżyć historię ST-506, SCSI oraz IDE warto wspomnieć o jeszcze jednym interfejsie, który prawdopodobnie nigdy nie zawita do naszych domów. Chodzi oczywiście o Fibre Channel. Nazywanie Fibre Channel interfejsem nie do końca oddaje jego możliwości. Tak na prawdę jest to bardzo szybka magistrala szeregowa, która do połączeń wbrew nazwie nie musi korzystać z światłowodów, możliwe są także połączenia zwykłymi kablami miedzianymi.

Dogłębny opis Fibre Channel w zasadzie zasługuje na osobny artykuł, dlatego tutaj przedstawimy tylko najważniejsze informacje.

Praca nad opracowaniem standardu rozpoczęła się w 1988 roku, a standard jako taki został zatwierdzony przez ANSI w 1994 roku, a więc w tym samym roku co IDE. Standard FC przewiduje pracę w trzech trybach. Point 2 Point (FC-P2P), Arbitrated Loop (FC-AL) oraz Switched Fabric (FC-SW).

Tryb P2P umożliwia podłączenie do kontrolera tylko jednego urządzenia. Takim urządzeniem może być pojedynczy dysk twardy, ale może to być także aktywna macierz dyskowa - a więc taka, która zawiera własny kontroler. Urządzenie przyłączane dysponuje wtedy pełna przepustowością magistrali.

Tryb AL jest rozwinięciem P2P na potrzeby przyłączenia większej liczny urządzeń. Może być ich wtedy maksymalnie 127. Urządzenia mogą pracować niezależnie ale każde dzieli pasmo z innymi urządzeniami pracującymi w tej samej pętli (Loop). Podobnie jak wcześniej urządzeniami mogą być dyski twarde, aktywne lub pasywne macierze a także inne kontrolery.

Najbardziej rozbudowaną topologią jest SW. W tym trybie urządzenia podłączane są do specjalnych przełączników (Switch) podobnie jak w przypadku sieci Ethernet. Taką sieć nazywa się wtedy SAN'em (Storage Area Network) i umożliwia przyłączenie nawet 16 milionów urządzeń. Tak szerokie możliwości doboru trybu pracy wymagają odpowiedniej wydajności, to właśnie min. dla tego FC jest najszybszym obecnie używanym interfejsem pamięci masowych.

Podstawowa specyfikacja z 1994 zakładała pracę w trybie 1 Gbps dupleks. Co oznacza, że kontroler mógł przesłać w obie strony niezależnie 1 Gbps = 122 MB/s.

Bardzo szybko okazało się to nie wystarczające, dlatego specyfikacje rozbudowano do 2 Gbps a następnie 4 Gbps dupleks. Ten ostatni zapewnia transmisje na poziomie 488MB/s w każdą stronę niezależnie. Gdy czytacie te słowa trwają prace nad wersją o przepustowości 8 Gbps dupleks po raz kolejny podwajającą przepustowość. Wersje 1/2/4/8 Gbps są ze sobą kompatybilne.

Opracowano także wersję 10 Gbps dupleks, niemniej do tej pory nie zyskała ona zbytniej popularności ze względu na brak wstecznej kompatybilności.

Tym z Was, na których te liczby nie robią wrażenia pragnę przypomnieć, że pozostałe opisane interfejsy nie oferują niezależnej transmisji w obie strony. Dlatego przy porównaniu ich przepustowości z FC wartości podane przez specyfikacje należy podzielić przez dwa. Fibre Channel to nie tylko możliwości konfiguracji trybów pracy oraz wydajność, to także zasięg sieci. Na początku wspominałem iż FC do transmisji danych może używać kabli miedzianych bądź światłowodów.

Połączenia miedziane używane są głównie w dwóch pierwszych typach pracy: P2P i AL. W przypadku trzeciego: SW, wykorzystuje się głównie światłowody. Przy połączeniach do przełączników maksymalna długość kabla wynosi wtedy standardowo 2 kilometry. Oczywiście jeśli to nie wystarcza można zastosować specjalne urządzenia o zasięgu 10 lub nawet 50 kilometrów.

Na tym dość optymistycznym akcencie zakończymy nasz dość pobieżny opis technologi Fibre Channel.

Rok 2004 z punktu widzenia pamięci masowych został w zasadzie zdominowany poprzez napływ urządzeń z wygodnym interfejsem Serial ATA. To co było absolutną nowością pod koniec roku 2003 stało sie codziennością w roku 2004. Trudno wyobrazić sobie nowoczesnego peceta bez portów SATA. Jednak pomimo niewątpliwego ogromnego sukcesu rynkowego SATA-IO organizacja zajmująca się rozwojem oraz promocją szeregowej odmiany interfejsu ATA nie spoczęła na laurach.

Rok 2005 to przede wszystkim wprowadzenie nowej drugiej już wersji specyfikacji Serial-ATA. Pierwsze pogłoski o SATAII zaczęły do nas dobiegać zaraz po wydaniu pierwszej wersji specyfikacji. Z góry wiadomo było, że kolejna wersja jest tylko kwestią czasu. Nie do końca natomiast wiedzieliśmy co przyniesie nam nowa specyfikacja. Teraz możemy przedstawić różnicę. Zasadnicze innowacje są tak na prawdę tylko cztery.

1. Zwiększenie prędkości przesyłania danych miedzy interfejsem dysku twardego a kontrolerem Serial-ATA z 1.5Gb/s do 3.0Gb/s (Giga-bita, nie mylić z GB - GigaBajtem). Co to oznacza dla przeciętnego użytkownika? wbrew pozorom nic. Podwojenie przepustowości interfejsu nie przekłada się bezpośrednio na wzrost wydajności dysków twardych. Ta jest limitowana przez zupełnie inne czynniki o których pisałem już wcześniej. W przypadku pojedynczego dysku twardego wzrost prędkości przesyłania danych będzie niezauważalny. Chociaż pewnie w niektórych przypadkach mierzalny. Krok ten poczyniono w nieco innym celu. Czytajcie niżej.

2. Zwielokratniacze portów (port multipliers). Co to takiego? W każdym nowoczesnym interfejsie szeregowym wszelkie połączenia wykonywane są w topologi punkt-punkt. Czyli każde urządzenie wymaga własnego portu. W przypadku komputerów domowych nie jest to wielki problem, ponieważ większość płyt głównych ma na pokładzie przynajmniej cztery porty SATA. Jednak w środowiskach serwerowych zaczyna to być problem. Główny konkurent SATA, SCSI, potrafi przyłączyć do piętnastu urządzeń na port, przy czym kontrolery czteroportowe nie są jakąś specjalną rzadkością. Każdy taki kanał ma przepustowość 320MB/s. Daje to w sumie do sześćdziesięciu urządzeń na kontroler, co jest wynikiem już całkiem przyzwoitym.

Wróćmy jednak do naszych zwielokratniaczy. Każde takie urządzenie jest odpowiednikiem koncentratora sieciowego. Jego główne zadanie pokrywa się dokładnie z jego nazwa - zwielokratnia ilość portów. W ten sposób do jednego portu hosta można podłączyć nawet piętnaście urządzeń SATA. To właśnie w tym miejscu przyda się dodatkowa przepustowość interfejsu opisana w punkcie pierwszym 3.0Gb czyli około 384MB/s. Zbieg okoliczności do SCSI? Nie sądzę. O ile jeden dysk nie będzie w stanie wysycić takiego kanału danych, ale cztery pracujące równolegle jak najbardziej.

3. Wybieracze portów (port selectors). To kolejna nowość SATAII która nie koniecznie przyda się w domu, ale w serwerowni jak najbardziej. Wybieracz portów umożliwia podłączenie fizycznie jednego urządzenia SATA do dwóch kontrolerów hosta. Do czego można to wykorzystać? Dwa rozwiązania nasuwają się z góry. Po pierwsze do zapewnienia redundancji na poziomie sprzętowym. Wystarczy w jednym serwerze zainstalować dwa kontrolery na następnie podłączyć do nich dysk bądź zwielokratniacz portów poprzez wybieracz portów. W ten sposób jeśli jeden z kontrolerów zawiedzie, drugi przejmie jego rolę.

Oczywiście wymaga to jeszcze odpowiedniego oprogramowania, ale najważniejsza jest sprzętowa możliwość stworzenia takiego tandemu.

Po drugie: prosty sposób na udostępnienie zewnętrznej pamięci masowej więcej niż jednemu serwerowi. Wyobraźmy sobie sytuację w której mamy sporą macierz przeznaczoną na składowanie danych. Tradycyjnie jej zawartość trzeba było udostępnić przez stosunkowo wolną sieć Ethernet. W chwili obecnej można ją będzie podpiąć bezpośrednio do dwóch i więcej serwerów właśnie przy pomocy wybieraczy portół.

4. Macierzyste kolejkowanie poleceń (Native Command Queuing - NCQ) . To ostania z nowości nowej specyfikacji SATAII. Już słyszę głosy sprzeciwu. Przecież również SATAI obsługiwało NCQ. I tak i nie. Wcześniej było to tylko rozszerzenie oficjalnej specyfikacji. Stąd nie każdy chipset ja obsługiwał, od producenta zależało bowiem czy implementować tę funkcjonalność czy nie.

W chwili obecnej NCQ jest częścią oficjalnej specyfikacji i każdy kto chce otrzymać znaczek zgodności, będzie musiał je obsługiwać.

Czym jest NCQ szerzej pisaliśmy już w zeszłym roku. Teraz przypomnę tylko w skrócie. Mechanizm kolejkowania poleceń ma za zadanie zwiększyć wydajność i efektywność dysku twardego poprzez takie ustawianie zadań odczytu i zapisu na nośnik, aby głowice dysku twardego musiały wykonać jak najmniej skoków. W ten sposób można uzyskać nawet 10% wzrost wydajności. Oczywiście nie zawsze i nie wszędzie. W przypadku komputera biurkowego zysk będzie znikomy. W przypadku serwerów gdzie obciążenia IO są znacznie większe zysk będzie większy. Po raz kolejny jest to próba dogonienia SCSI, które swoją wersję kolejkowania zadań Tagged Command Queuing obsługuje już od dobrych kilku lat.

Wszystkie wymienione wyżej dodatki świetnie rozszerzają możliwości SATAII jako rywala SCSI na rynku serwerów. Oczywiście SATA nie zastąpi SCSI chociażby ze względu na brak odpowiednich dysków. A na zmianę tej sytuacji będziemy musieli jeszcze trochę poczekać. Pomimo, iż na niebie pojawiła się już pierwsza jaskółka - chodzi oczywiście o WD Raptor - to tak na prawdę nic nie wskazuje na podtrzymanie tego trendu - jaskółka lata bowiem nad naszymi głowami już ponad rok i nadal nie może się zdecydować gdzie polecieć.

Co dla nas do komputerów biurkowych? Niestety nic specjalnego. SATAII przynosi zmiany raczej ewolucyjne niż rewolucyjne. Tak więc jeśli jesteście szczęśliwymi użytkownikami SATAI, to nie ma żadnego powodu na zmianę sprzętu na SATAII ready. Przynajmniej nie w tej chwili. Inna sprawa to użytkownicy, którzy dopiero teraz zastanawiają się nad migracją z PATA do nowszej odmiany interfejsu. SATAII jest wstecznie zgodna z SATAI, warto więc zastanowić się nad wyborem płyty głównej która obsługuje już nową wersję specyfikacji. Będzie to dobra inwestycja na przyszłość.

• HD, HDD - Hard Disk, Hard Disk Drive - Twardy dysk
• RPM - Revolutions per minute - Obrotów na minutę.
• SCSI - Small Computers System Interface - Interfejs/magistrala używana do przyłączania twardych dysków w komputerach wymagających najwyższej wydajności IO np. serwerach. Umożliwia przyłączenie do piętnastu dysków twardych na kanał, przepustowość jednego kanału to maks 320MB/s
• ATA - Advanced Technology (AT) Atachment - Nazwa popularnego interfejsu dysków twardych. Używana w wielu odmianach, ATA, UltraATA - ATA33, ATA66, ATA100, ATA133. Cyfry po nazwie oznaczają maksymalna przepustowość interfejsu w MB/s.
• IDE - Integrated Device Electronics - Powszechne alternatywna nazwa interfejsu ATA.
• SATA - Serial ATA - Nowsza, szeregowa odmiana interfejsu ATA.
• PATA - Wstecznie zmieniona nazwa interfejsu ATA ze szczególnym uwzględnieniem wykorzystanego sposobu transmisji danych - P Pararel - równoległy.
• Latency - Opóźnienie. Czas potrzebny na dokonanie pełnego obrotu talerzami dysku. Najczęściej podawany jako średni, połowa maksymalnego. Jest ściśle związany z prędkością obrotową dysku twardego i wynosi odpowiednio 5.6, 4.2, 3.0, 2.0ms dla dysków o prędkości obrotowej równiej 5400, 7200, 10000, 15000rpm
• Seek Time - Czas pozycjonowania głowicy. Czas w jakim dysk twardy jest w stanie ustawić głowicę nad pożądanym sektorem, najczęściej podawany jako średnio, połowa maksymalnego.
• Access Time - Parametr określający łączny czas dostępu do danych dysku twardego. Wynik sumy czasów parametrów: opóźnienie oraz czas pozycjonowania głowicy
• Transfer Rate - Przepustowość. Podawana z dwoma jednostkami. W przypadku parametru z jednostką Mbps (Megabits per second - Megabitów na sekundę) wyznacza wewnętrzną wydajność dysku, tzn. jak szybko dysk jest w stanie przenieść dane z bufora na talerze. W przypadku jednostki MB/s (Megabyte/second - Megabajty na sekundę) oznacza zewnętrzna wydajność interfejsu dysk twardego, tzn. jak szybko dysk jest wstanie przesłać dane z bufora do kontrolera. Czasami jednoznacznie oznaczony jako Internal - Wewnętrzny lub External - Zewnętrzny
  Spindle Speed - W przypadku dysków twardych prędkość obrotowa talerzy wyrażana w obrotach na minutę.
• MTBF - Mean Time Between Failures - Średni czas między awariami. Określany na podstawie badania statystycznego.
• Actuator - Mechanizm odpowiedzialny za pozycjonowanie głowicy dysku twardego
• Head- Głowica
• Interface - Interfejs danych
• S.M.A.R.T - Self Monitoring Analysis and Reporting Technology - Technologia pozwalająca na bieżąco kontrolować parametry pracy dysku twardego. Za jej pomocą można przewidzieć szybkie uszkodzenie dysku twardego.
• Cache - Pamięć podręczna.

Oto główne komponenty naszej platformy testowej:

• Płyta główna: Gigabyte GA-K8N Ultra 9
  chipset nForce4 Ultra
  4x Serial ATA z Raid + 4x Serial ATA II Raid
  
• Procesor: AMD Athlon64 3200+
  Socket 939, magistrala HyperTransport 1000 MHz,
  taktowanie 2000 MHz, 512kb cache L2
  
• Pamięć RAM: Geil 2x 512MB DDR-400

Odpowiedni dobór platformy testowej jest pierwszym ważnym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę podczas każdego testu. Większość testowanych przez nas dysków twardych posiada interfejs Serial-ATA II. Dlatego aby miarodajnie zmierzyć ich wydajność nasza platforma musiała zostać wyposażona w płytę główna, która taki kontroler ma zintegrowany w mostu południowym.

Użycie zewnętrznego kontrolera przyłączanego za pomocą magistrali PCI mogło by wpłynąć na zaniżenie wyników. To samo dotyczy również kontrolerów integrowanych na płytach głównych jako dodatkowe.

Pomimo, że jest to nie widoczne, również one są przyłączane za pomocą magistrali PCI. Pozostałe komponenty nie mają już wpływu na wydajność dysków twardych.

Drugim ważnym czynnikiem jest odpowiednie oprogramowanie maszyny. Sterowniki w wersji beta podobnie jak źle dobrany sprzęt mogły by negatywnie wpłynąć na wyniki, dlatego wszystkie nasze testy wykonaliśmy na najnowszych certyfikowanych sterownikach pobranych ze stron producentów poszczególnych podzespołów.

Jako system operacyjny posłużył nam Windows XP Professional z zintegrowanym SP2 w wersji 32bit. Po instalacji systemu za pomocą Windows Update zaktualizowaliśmy system instalując wszystkie dostępne łatki serwisowe. Dopiero na tak przygotowane stanowisko instalowaliśmy aplikacje służące do testów.

Od ostatniego testu minęło tak dużo czasu, że zestaw programów testowych też musiał ulec drobnym zmianom. Zestaw aplikacji testowych jest z resztą ostatnim czynnikiem, który może wpłynąć na wyniki. Po pierwsze zrezygnowaliśmy ze starszej, wcześniej bardzo cenionej wersji 2.61 programu HD Tach. O ile jego kontynuacje w postaci wersji 2.7x były naszym zdaniem nie udane, to najnowsza wersją 3.0.1.0 w pełni zasługuje na miano zastępcy.

Futuremark zgodnie ze swoim cyklem wydawniczym wypuścił na rynek wersje 2005 swojego PCmarka. Tak więc wersja 2004 stała się produktem starszym zastępując na tym miejscu wysłużonego już PCmarka 2002.

Sześcioletni już WinBench 99 od dawna sprawiający kłopoty na nowszych komputerach przy "Disk Inspection Test" ostatecznie odmówił posłuszeństwa notorycznie zawieszając nam platformę testową. Dlatego z tego programu wyciągniemy tylko dwa sztandarowe już wyniki testów "Bussines Disk-WinMark 99" oraz "High-End Disk WinMak99".

W zasadzie jedynym nie zmienionym programem pozostanie SiSoft Sandra, której z biegiem czasu zmieniają sie tylko numerki wersji.

Konsekwentnie nie podamy Wam wyników testów praktycznych, ponieważ nawet najlepiej opracowana procedura testowa ze względu na mechanizmy buforujące działające w systemie Windows nie daje powtarzalnych wyników. Co gorsza tak uzyskane wyniki nie mogą być porównywane w zasadzie z niczym, tylko same ze sobą. Odtworzenie takich warunków testowych przez czytelników w zaciszu domowym jest po prostu nie możliwe.

Natomiast wyniki otrzymane z testów syntetycznych mogą być porównywane między sobą jeśli zachowamy zgodność wersji aplikacji testowych.

Jak zapewne zauważycie nieco zmienił się także ogólny schemat testów. Teraz nie będziemy porównywać wszystkich dysków ze sobą, ale podzielimy dyski na grupy ze względu na pojemność. Oczywistym jest bowiem, iż pojemniejszy dysk, a więc taki, który wykorzystuje pojemniejsze talerze będzie szybszy od swojego mniejszego brata. Zaawansowanie techniczne konstrukcji ma tu bowiem kluczowe znaczenie.

Wszystkie testy były weryfikowane pod względem występowania tzw. błędów grubych. Czyli dziwnie wysokich bądź dziwnie niskich wyników. Jeśli występowała obawa, iż uzyskany wynik jest obarczony takim błędem, testy powtarzano.

Poza syntetycznymi testami wydajności mierzyliśmy także temperaturę dysków przy pomocy termometru na podczerwień. Pomiar wykonywany był od czoła dysku, zaraz nad miejscem przyłączenia kabli zasilania oraz danych. W pomieszczeniu testowym panowała stała temperatura ~25°C.

Testowane dyski nie były przykręcane do obudowy, a także nie umieszczano ich w zasięgu jakiegokolwiek wentylatora wewnątrz obudowy. W ten sposób staraliśmy się osiągnąć możliwie najwyższa temperaturę do jakiej jest w stanie rozgrzać się dany dysk. Pomiaru dokonywano zaraz po zakończeniu cyklu testów, a więc po koło 2 godzinach intensywnej pracy dysku.

Ostatnim testem było sprawdzenie względnej głośności pracy. Ten pomiar z braku odpowiedniej aparatury pomiarowej był wykonywany "porównawczo". Badaliśmy głośność w stanie bezczynności oraz w czasie pracy głowic.

BS - Burst Speed (MB/s)
RA - Random Access (ms ; mniej = lepiej )
CPU - CPU Utilization (% ; mniej = lepiej )
SRS - Sequential Read Speed, Start (MB/s)
SRE - Sequential Read Speed, End (MB/s)
AR - Average Read (MB/s)

Analizę wyników rozpoczniemy od HD Tacha. Podstawowym parametrem decydującym o szybkości dysku jest czas dostępu. Tutaj palmę pierwszeństwa otrzymują ExeQuo Seagate i Hitachi. Numerem dwa jest WD wolniejszy o nieco ponad 4%. Prawie 6% do liderów traci Samsung, a listę zamyka Maxtor ze stratą ponad 30%.

Kolejnym ważnym parametrem jest liniowy liniowy czas odczytu.

Prędkość początkowa: Ponownie stawkę otwiera Hitachi, drugie miejsce ExeQuo zajmują WD i Samsung ze stratą nieco ponad 6.5%, kolejny jest Seagate - strata 8.3%, stawkę zamyka ponownie Maxtor ze stratą prawie 10%.

Prędkość końcowa: Tym razem wygrywa Samsung, na drugim miejscu znalazł sie Hitachi z prawie 10% stratą, trzecie miejsce to ExeQuo WD oraz Maxtor z prawie 14% straty a stawkę zamyka Seagate tracąc prawie 17% do lidera.

Ostatnim parametrem jaki bierzmy pod uwagę jest Burst Speed. Tutaj palmę pierwszeństwa otrzymuje Maxtor, a kolejno za nim są Seagate - 1.7% straty, Hitachi - 2.9% straty, niemal równocześnie kończą WD i Samsung - ze stratą około 7%

Jeśli mieli byśmy decydować o wyborze dysku na podstawie wyników HD Tacha, naszym wyborem stał by się Hitachi, zaraz potem Western Digital, za to odradzali byśmy wyboru Maxtora jako najwolniejszego.

BDW - Business Disk WinMark 99 (MB/s)
HEDW - High-End Disk WinMark 99 (MB/s)

W Business Disk WinMark 99 stawkę otwiera WD z wynikiem 23.5 MB/s, drugie miejsce zajął Seagate tracąc nieco ponad 8%, tuż za nim jest Hitachi tracąc nieco ponad 10%, kolejny jest Samsung z ponad 16% straty a stawkę zamyka Maxtor tracąc pond 18% do lidera.

Nieco inaczej przedstawia się sytuacja w przypadku High-End Disk WinMark 99. Tutaj stawkę otwiera WD z wynikiem 49,7 MB/s tuż za nim jest Samsung tracąc 4%, kolejny jest Seagate tracąc 8.5% a zaraz za nim Maxtor tracąc 11%. Stawkę zamyka Hitachi z 12% stratą do lidera.

Jeśli mieli byśmy decydować o wyborze dysku na podstawie wyników WinBench'a 99, naszym wyborem stał by się Western Digital a zaraz po nim Seagate'a. Nie mogli byśmy natomiast polecić dysku Hitachi

PCmark 04
HS - HDD Score
XP - XP Startup (MB/s)
AL - Aplication Loading (MB/s)
FC - File Copying (MB/s)
GHD - General HDD Usage (MB/s)

PCMark 05
HS - HDD Score
XP - XP Startup (MB/s)
AL - Aplication Loading (MB/s)
GU - General Usage (MB/s)
WS - Virus Scan (MB/s)
FW - File Write (MB/s)

Kolejnym testem będzie PCmark w wersji 2004 i 2005. Tutaj naszą analizę statystyczną oprzemy na wynikach ogólnej punktacji. Wyniki szczegółowe możecie zobaczyć na wykresach poniżej.

Zacznijmy może od wersji 2004. Stawkę otwiera Hitachi z wynikiem 5394 punkty, numerem dwa jest WD ze stratą poniżej 1% a więc poniżej granicy błędu pomiarowego. Dyskiem numer trzy jest Seagate tracąc 12%, a stawkę zamykają Samsung i Maxtor z niemalże identyczną stratą nieco ponad 14%.

W przypadku wersji 2005 klasyfikacja przedstawia się jak następuje. Tym razem listę otwiera WD z wynikiem 5501 punktów tuż za nim jest Hitachi ze stratą niecałych 3%, dalej jest Seagate - 4.5% straty, Hitachi - 6.8% straty a na końcu znajduje się Samsung ze stratą ponad 15% do lidera.

Jeśli mieli byśmy decydować o wyborze dysku na podstawie wyników PCmarka, naszym wyborem stał by się Western Digital a zaraz po nim Hitachi. Nie mogli byśmy natomiast polecić Samsunga.

DI - Drive Index (MB/s)
BR - Buffered Read (MB/s)
SR - Sequential Read (MB/s)
RR - Random Read (MB/s)
BW - Buffered Write (MB/s)
SW - Sequential Write (MB/s)
RW - Randowm Write (MB/s)
AAT - Average Access Time (ms; mniej = lepiej)

Listę testów syntetycznych zamyka SiSoft Sandra. Tym razem analizę statystyczną oprzemy na podstawie wyników czasu dostępu oraz Drive Index.

Drive Index. Stawkę otwiera dysk Hitachi z wynikiem 52 MB/s, drugie miejsce ExeQuo zajmuje Seagate i Samsung tracąc 2% do lidera, kolejny jest WD tracąc 6% a stawkę po raz kolejny zamyka Maxtor ze stratą prawie 10%.

W przypadku czasu dostępu stawkę otwiera Seagate z czasem zaledwie 6ms, kolejny jest Hitachi tracąc około 15%, dalej jest Samsung - nieco ponad 30% straty, WD - 50% straty, oraz spektakularne zakończenie w wykonaniu Maxtora ze stratą pond 130%.

Niestety Sandra nie mierzy czasu dostępu zbyt dokładnie, gdyby program podawał wynik choćby z jednym miejscem po przecinku uniknęli byśmy tak ogromnych różnic. Dlatego ten ostatni test można traktować nieco z przemróżeniem oka.

Jeśli mieli byśmy decydować o wyborze dysku na podstawie wyników Sandry, naszym wyborem stał by się Seagate a zaraz za nim Western Digital. Nie mogli byśmy natomiast polecić Maxtora.

głośność w skali od 1 do 3
I = cichy, nie słyszalny w obudowie
II = względnie cichy, ale słyszalny
III = głośny, wyraźnie słyszalny

Najzimniejszym dyskiem w teście okazał się WD, który po testach osiągnął temperaturę na poziomie 39°C - czyli rozgrzał się tylko o 14 stopni ponad temperaturę otoczenia. Kolejny na liście jest Samsung - o 5% cieplejszy od lidera, dalej Maxtor - 9.5% cieplej, Seagate - prawie 11% cieplej. Na końcu listy tym razem znalazł sie Hitachi prawie 12.5% cieplejszy od lidera - rozgrzewając się o równe 19°C ponad temperaturę pokojową.

Jednak jeśli pod uwagę weźmiemy głośność pracy (tym razem bez procentów), to najcichszym dyskiem okazał się Samsung, który był prawie bezgłośny. Drugie miejsce ExeQuo przypada dla Seagate i WD, które tylko podczas pracy głowić są słyszalne. Listę zamkną natomiast Hitachi i Maxtor, które są słyszalne podczas pracy w stanie bezczynności i dobrze słyszalne podczas machania głowicami. Generalnie jednak żaden z dysków nie był na tyle głośny aby tą głośnością przeszkadzać. Dyski z generacji na generacje stają się coraz cichsze.

Jeśli mieli byśmy decydować o wyborze dysku na podstawie parametrów fizycznych liderem byłby Samsung a zaraz po nim WD. Nie mogli byśmy natomiast polecić Maxtora i Hitachi.

Nadszedł czas na wybór lidera kategorii 160 GB. Nie bez przyczyny w podsumowaniu każdego testu posługiwaliśmy się statystyka. W ten sposób bardzo prosto możemy wyłonić lidera naszej klasyfikacji.

Dysk, który wygrał test w danej kategorii dostanie 2 punkty, drugie miejsce premiowane jest 1 punktem, a miejsce ostatnie punktem ujemnym. Dysk, który nie otrzymał wyróżnienia ani nagany otrzyma 0 punktów za dany test. Podsumujmy:

Werdykt jest zatem oczywisty. Wyróżnienie w kategorii oraz znaczek benchmark.pl poleca otrzymuje produkt firmy Western Digital.

Drugim dobrym wyborem będzie produkt marki Seagate.

W tej kategorii nie możemy natomiast polecić dysku marki Maxtor, ten jako jedyny ukończył klasyfikacje z ujemną liczbą punktów na koncie. Zaskoczeniem dla niektórych może być fakt, iż otwierającym stawkę jest dysk, który ma starszy interfejs Serial ATA (1.0). Potwierdza to, co napisaliśmy wcześniej w opisie technologi Serial ATA II. Nowy interfejs nie przyczyni się zbytnio do podniesienia wydajności dysków domowych.

Druga tura testów dotyczy napędów o pojemności 250GB i tym razem w szranki stanie czterech przedstawicieli tej kategorii. Procedura testowa, platforma testowa oraz zestaw aplikacji pozostają wspólne z testami dysków 160GB.