В принципе, это параметры очень хорошего SCSI-винчестера на 10000 rpm. При этом WD Raptor предлагается по цене на 25% ниже, чем SCSI-модели аналогичной емкости (и не надо забывать, что SerialATA контроллер с функциями RAID стоит недорого или вообще достается бесплатно в составе новых чипсетов Intel, а за современный SCSI-контроллер придется выложить около 0 даже без функций RAID).

Рис. 1. Внешний вид винчестера Western Digital WD360 Raptor.

На данный момент серия Raptor состоит из единственной модели WD360, которая имеет одну пластину (две рабочие стороны) с полезной емкостью 36,7 Gb. В будущем, при успехе модели, планируется производство аналогичных винчестеров с несколькими пластинами и увеличение плотности записи на них.

Происхождение Raptor

В разговоре с представителями Western Digital сотрудникам известного сайта AnandTech удалось прояснить ситуацию по поводу технологии, позаимствованной фирмой из предыдущих поколений жестких дисков для создания более дешевого (по сравнению со SCSI) привода.

Как вы знаете, пока что Raptor имеет дизайн с одной пластиной, что определяет полезную емкость в 36 Gb. Причиной такой низкой (по меркам IDE-моделей) емкости служит не только целевой рынок, на который Western Digital позиционирует Raptor, но и стремление фирмы добиться высокой надежности модели (1,2 млн часов MTBF получить непросто), а также некоторое уменьшение диаметра пластины с целью снизить вибрации и уменьшить в ней центробежные нагрузки. Впрочем, поскольку большинство продаваемых HDD со SCSI-интерфейсом на рынке серверных решений имеет объем 18-36 Gb, WD не имело смысла делать начальный объем больше 36 Gb.

Однако откуда же берется снижение цены на 25%? Очевидно, что не только из интерфейса, так как вряд ли использование SerialATA вместо SCSI так сильно снизит цену. Похоже, что Western Digital использовала для Raptor почти всю электронику 7200 rpm приводов Caviar серии JB (Special Edition) и наработки по микрокоду этой серии. Использование “массовой” электроники и микропрограмм от линейки Caviar, а также чуть более медленного привода головок по сравнению со SCSI моделями конкурентов вполне могло позволить снизить цену Raptor на 20-30%. В разговоре с представителями Western Digital по поводу технических характеристик Raptor выяснилось, что он позиционируется фирмой как “дешевый 10 000 rpm привод для корпоративного рынка” (отсюда и длительная гарантия, и высокая наработка на отказ). Фактически и не скрывалось, что Raptor нацелен на рынок SCSI-решений, поскольку у WD отсутствует линейка SCSI-винчестеров (и фирма не видит смысла ввязываться в конкуренцию с Maxtor, IBM/Hitachi и Seagate на этом поле. По крайней мере, до тех пор, пока не будут наработаны опережающие конкурентов технические решения в новой серии).

В конкуренции со SCSI-решениями новому винчестеру должна помочь, прежде всего, низкая “стоимость владения” решениями на его основе при сохранении конкурентоспособной со SCSI производительности. Низкая стоимость владения является не только следствием удешевления самого жесткого диска – на нее влияет еще несколько других факторов:

Между прочим, много лет назад WD уже выпускала SCSI-винчестеры, и неплохие, но проиграла битву с IBM, Quantum и Seagate и была вынуждена свернуть это производство, сосредоточившись на более массовых рынках и войдя в стратегическое партнерство с IBM. И это решение оказалось верным. “За последние три года Western Digital достигла значительного прогресса в бизнесе, и наш выход на рынок устройств хранения данных уровня предприятия – очередной шаг в нашем развитии”, – говорит Arif Shakeel, президент и исполнительный директор Western Digital. Таким образом, теперь Western Digital выходит за пределы рынка настольных компьютеров и приносит свое собственное ноу-хау на рынок устройств уровня предприятия. Учитывая стремительный рост корпорации на фоне стагнации и даже свертывания бизнеса ее конкурентов, Western Digital начинает играть одну из самых важных ролей на быстрорастущем рынке устройств хранения данных.

Raptor изнутри

Взглянем на это изделие повнимательнее (см. рис. 1). Бросается в глаза совершенно новый, не похожий на прежние модели WD корпус, снабженный с одного бока оребрением для улучшения теплоотдачи (несмотря на одну пластину, при частых Seek винчестер греется весьма серьезно) и повышения жесткости корпуса (это нужно и для большей надежности работы, и для обеспечения требований военных по ударостойкости в рабочем режиме – 20 G при записи и 65 G при чтении получить ох как сложно).

Рис. 2. Вид снизу на WD360 Raptor.
1 – стандартный разъем питания, 2 – микросхема конвертора интерфейсов, 3 – сигнальный разъем SerialATA, 4 – разъем питания SerialATA.

Если взглянуть на винчестер снизу (см. рис. 2), становится заметно, что привод шпинделя смещен с привычного по дискам WD положения. Эта мера, вместе с уменьшением диаметра пластины, позволила разместить более мощный позиционер головок (что в основном и обеспечило быстрый Seek и высокую ударостойкость). Также видно, что Raptor имеет два разъема для питания – SerialATA разъем (с поддержкой HotSwap/HotPlug) и более привычный всем классический четырехконтактный (разумеется, без поддержки HotSwap). Учитывая, каким дефицитом являются сейчас переходники на SerialATA питание, нельзя не приветствовать подобную заботу Western Digital о пользователях.

Плата электроники в типичном для WD стиле повернута микросхемами внутрь, что снижает риск повредить электронику при непрофессиональном монтаже винчестера в корпус. Мне лично такое решение кажется весьма удачным: в отличие от применяемых Seagate крышек SeaShield, оно не ухудшает охлаждения электронных компонентов. Однако у Raptor не все микросхемы уместились на одной стороне платы – один чип все-таки остался снаружи (рис. 2, поз. 2). Если не полениться слазать в справочники, можно обнаружить, что это – конвертор интерфейсов ParallelATA/SerialATA от Marvel!

Причем и приделан он рядом с SerialATA разъемом, что позволяет предположить, что первоначально Raptor разрабатывался в расчете на обычный ATA-интерфейс на основе стандартного для серии WD Caviar чипсета. И лишь в последний момент, когда дизайн печатной платы уже был готов, было принято решение снабдить винчестер более модным интерфейсом SerialATA. Разумеется, если изделие окажется коммерчески успешным, конструкторы WD перепроектируют и плату, и собственную микросхему интерфейса, отказавшиcь от использования чужого конвертера. Тем более что не за горами время, когда интерфейс SerialATA придет и в серию Caviar, а при их тиражах “обходное” решение с конвертером слишком расточительно.

Рис. 3. Вот так WD360 Raptor выглядит внутри.

На рис. 3, показывающем внутреннее устройство модели Raptor, хорошо видны мощный позиционер головок и уменьшенный диаметр пластины. Заметно также, что места в корпусе вполне достаточно для добавления еще одной или даже двух пластин (что позволит WD нарастить емкость новой модели до 72 Gb и 108 Gb соответственно). Обратите внимание на массивные стенки корпуса, улучшающие распределение тепла и повышающие надежность работы высокоточной механики нового винчестера.

Чехарда в обзорах

Столь интересный и конструктивно, и по своим характеристикам винчестер (тем более первый в индустрии ATA HDD на 10K prm), разумеется, не мог не вызвать ажиотажного внимания околокомпьютерных средств массовой информации. Все спешили как на пожар – скорее, скорее напечатать результаты своего “тестирования” новинки от WD. Не останавливало даже то, что WD Raptor был доступен лишь в виде ознакомительных сэмплов с бета-версиями микрокода (то есть в виде “условно работающего макета”) и не поступал в продажу. Народ все равно упорно “тестировал” эти бета-версии и пугал окружающих безумными результатами, имеющими, как сейчас выяснилось, к коммерческой версии WD Raptor примерно такое же отношение, как результаты испытаний аэроплана братьев Райт к ТТХ “Боинга-747”.

Рис. 4. Вот такой WD Raptor “тестировали” на AnandTech. Обратите внимание на надпись “BETA SAMPLE” – то есть это сырая, отладочная версия не для продажи.

В эту ловушку попался даже авторитетный сайт AnandTech, тестировавший Beta Sample версию WD Raptor (см. рис. 4) и получивший, естественно, плохие результаты, но не задумавшийся о том, насколько эти результаты будут соответствовать финальной (коммерческой) версии продукта, а поспешивший выдать многомудрые рекомендации следующего вида: – судя по пресс-релизу Western Digital, Raptor должен уже поставляться в продажу, так что вряд ли у компании есть время для серьезных доработок привода. Скорее всего, финальная версия Raptor не обеспечит существенного роста производительности по сравнению с протестированным нами образцом. Даже если производительность заметно возрастет, мы бы не сказали, что Raptor будет лучшим решением для пользователя, желающего докупить новый жесткий диск для своего настольного компьютера.

После выхода коммерческой версии и ее тестирования результаты были столь ошеломляющими, что господам с AnandTech пришлось посыпать голову пеплом и давать совершенно другие рекомендации:

активация кэша записи и новая прошивка сделали Raptor самым быстрым жестким диском в приложениях по созданию контента. Финальная версия Raptor продолжает свое победное шествие, новый результат Business Winstone 2002 Disk Performance составил 781 операцию ввода/вывода в секунду, что на 19% выше, чем у ранее лидировавшего специального издания Caviar. Raptor подтверждает свою роль лидера в SYSMark 2002, разрыв между ним и специальным изданием Caviar составляет уже 31%. С включенным кэшем записи и оптимизацией производительности в новой прошивке Raptor сейчас является самым быстрым жестким диском среди всех “настольных” приводов, что побывали в наших руках. Такого эффекта в действительности не ожидала даже Western Digital.

Разумеется, господам с AnandTech лучше меня известно, чего ожидали или не ожидали в WD, однако факты таковы: в некоторых тестах производительность финальной версии Raptor возросла по сравнению с бета-версией более чем вдвое и позволила ему не только занять с большим отрывом лидирующее положение среди всех ATA HDD, имеющихся на рынке, но и опередить лучшие SCSI HDD класса 10K rpm во многих типичных для рабочей станции задачах. Это признали и AnandTech, и F-Center, и многие другие. Но сеть Internet до сих пор полна перепечатками скороспелых обзоров бета-версий Raptor, которые вводят пользователей в заблуждение относительно характеристик тех Raptor, что поступили сейчас в продажу. Недаром в России говорят: “Поспешишь – людей насмешишь”.

Займемся тестированием!

Для тестирования винчестер Western Digital WD360 Raptor был подключен к системе, построенной на материнской плате Gigabyte GA-8INXP SpecialEdition (чипсет Intel E7205, контроллер SerialATA на популярной микросхеме Silicon Image Sil3112ACT144) с процессором P4-2400 (шина 533MHz). Для подключения использовался SerialATA шнур из комплекта материнской платы. Операционная система Windows XP Professional + ServicePack 1 была установлена на этот же HDD Raptor для максимального приближения условий работы системы к типичной для массовой Workstation конфигурации с одним жестким диском.

Рис. 5. Вот так видит WD360 Raptor программа управления RAID-контроллером Sil3112.

Для начала воспользуемся привычным нам тестом Drive! для определения физических характеристик HDD. На рис. 6 представлен график зависимости скорости чтения данных с диска в зависимости от номера дорожки. Хорошо видно, что у WD360 Raptor он весьма пологий, первые 40% поверхности читаются на максимальной скорости (около 57 Mb/s), а затем идет плавное падение (до 34 Mb/s в самом конце диска). В целом этот график очень напоминает результаты старших версий IBM 180GXP (Vancouver-2) с кэшем 8 Mb, что и неудивительно, учитывая взаимопроникновение технологий этих двух фирм.

Рис. 6. Зависимость скорости чтения данных с диска WD360 от номера дорожки (больше – лучше).

Рис. 7. Зависимость скорости чтения данных из кэша диска WD360 от размера блока (больше – лучше).

Зависимость скорости чтения из кэша от размера блока данных (см. рис. 7) у WD360 менее тривиальна. Видно, что оптимальный размер блока невелик и составляет около 16-20 Kb, а скорости чтения с поверхности кэш достигает при размере блока в 8 Kb. Это очень хорошие результаты, означающие высокую производительность HDD при работе с файлами небольшого размера (например, типичными для Web-серверов). Сравнение результатов WD Raptor с другими популярными IDE HDD позволяет увидеть преимущества новинки. Если в средней скорости (см. рис. 8) и гарантированной скорости чтения (см. рис. 9) WD360 на равных борется с прежним лидером индустрии IBM-Hitachi 180AVV2 (топ-модель серии 180GXP), то в среднем времени доступа (см. рис. 10) преимущество WD360 становится подавляющим, что и обеспечивает грандиозный отрыв от конкурентов в суммарном индексе скорости чтения (см. рис. 11).

Рис. 9. Гарантированная скорость чтения некоторых популярных HDD по тесту Drive (больше – лучше).

Рис. 10. Среднее время доступа некоторых популярных HDD по тесту Drive (меньше – лучше).

Рис. 11. Индекс скорости некоторых популярных HDD по тесту Drive (больше – лучше).

Известный тест Sandra Drives Benchmark позволит нам заметить еще кое-что интересное (см. рис. 12): если в части скорости чтения результаты после Drive! вполне предсказуемы, то цифры скорости записи способны вызвать удивление. WD Raptor имеет скорость записи не ниже (а в режиме Random и значительно выше), чем скорость чтения! Это поразительный результат, которым могут похвастаться очень немногие серверные SCSI-винчестеры, и почти невероятный результат для IDE-винчестера (пусть даже и с SerialATA интерфейсом). Неудивительно, что результирующий индекс производительности столь высок.

Столь же высокие результаты современный Raptor показывает и в тестах AnandTech (см. рис. 13 и 14). На диаграммах хорошо заметно не только то, насколько прибавил прыти финальный Raptor по сравнению со своей beta-версией, но и его преимущество над SCSI-винчестерами Seagate Cheetah 6 и Maxtor Atlas 4. Особенно это заметно в Office Productivity, где отрыв Raptor от конкурентов становится более чем двукратным, и даже Seagate Cheetah, несмотря на интерфейс SCSI Ultra320, отстает от него почти в два раза.

Нечто подобное отмечается и в тестах F-Center (см. рис. 15). Raptor легко обходит даже в последовательном чтении (когда его маленький Seek и высшая скорость записи оказываются “не у дел”) весьма именитые SCSI-винчестеры класса 10K rpm Seagate Cheetah и Fujitsu MAN. Преимущество последних выявляется лишь при малых размерах блока данных (менее 2 Kb), что, учитывая намного больший размер кластера у наиболее популярных файловых систем, является чисто академическим преимуществом, далеким от реальной работы. Фактически только RAID Level-0 (на двух дисках Maxtor 6L020J1 и RAID-контроллере Promise FT TX2000) смог поспорить по скорости последовательного чтения с Raptor и даже выиграть при больших размерах блока. Однако не стоит забывать, что он проиграет Raptor, как только мы перейдем от последовательного чтения к тестам с большим количеством операций записи или к тестам, требующим случайного доступа. Рис. 15. Сравнительная производительность различных HDD и IDE RAID-массивов при последовательном чтении (по данным F-Сenter, больше – лучше).

Рис. 12.

Рис. 13.

Рис. 14.

Рис. 15.

К сожалению, объем статьи не позволяет мне привести имеющиеся данные по сравнительной производительности WD Raptor и SCSI-винчестеров на серверных паттернах, однако пару слов об этом я все-таки скажу. Raptor обгоняет SCSI-винчестеры класса 10K rpm практически во всех задачах, но только до тех пор, пока глубина очереди команд невелика (не более 2-3 запросов) или в случае, если операций записи намного больше, чем операций чтения. Причины этого просты, как три копейки: Western Digital до сих пор не ввела в свои винчестеры работу с очередью команд (TagQueuing), и SCSI-модели, имеющие эту очередь, оказываются в выигрышном положении, как только команд становится много; Raptor же выигрывает за счет очень высокой скорости записи, а также отлаженных алгоритмов управления кэшем в режимах записи и чтения.

С другой стороны, недавнее тестирование серверов в тестовой лаборатории журнала “КомпьютерПресс” выявило весьма интересный факт – глубина очереди команд на сбалансированном сервере, обслуживающем примерно 50 клиентов, редко превышала 4-5 запросов. Другими словами, для правильно сконфигурированного сервера с высокопроизводительным дисковым массивом, обслуживающего небольшое предприятие или большую рабочую группу (до 30-50 клиентов), наличие у HDD способности к обработке очереди команд не является критичным свойством. И новые HDD WD Raptor в этом случае оказываются отличной альтернативой SCSI-дискам.

Выводы

В общем, еще одна пропасть между технологиями начала заполняться интересными и качественными продуктами. Идет процесс интеграции, выравнивания и унификации технологий с целью сделать высокие технологии более доступными широким массам пользователей, а значит, и нам с вами.