Обзор SCSI-винчестеров: продукты или решения?

2 апрель, 2002 - 23:00Сергей Макаров

Бурное развитие рынка винчестеров с интерфейсом IDE несколько "затенило" сегмент высокоуровневых SCSI-устройств. Однако в нем также протекают достаточно интересные процессы, и такие накопители имеют весьма прочные позиции на рынке. Этот материал и призван показать, что же происходит в несколько "загадочном" для основной массы пользователей мире SCSI-винчестеров.

Форма, в которую, в конце концов, выльется эта статья, вызывала достаточно продолжительные споры. Вопрос заключался в следующем: проводить ли полномасштабное и полноценное тестирование этих устройств или сделать некий обзорный материал с элементами тестирования?

И та и другая точки зрения достаточно веско аргументировались, и каждая из них по-своему интересна. Но в итоге было принято решение подготовить обзор с элементами тестирования. И, как следствие, отказаться от большого количества тестовых измерений, итоговой оценки производительности и "раздачи призовых мест". Вместо этого читателю предлагается некий обзор того, что произошло в последнее время на этом рынке, рассказ о конкретных продуктах и модельных рядах ведущих производителей и все-таки некоторые результаты тестов, демонстрирующие даже не сравнительное, а просто быстродействие рассматриваемых продуктов.

Почему? Почему не тестирование, а обзор? Почему нет распределения мест? Для ответа на эти вопросы давайте поговорим о том, что же такое SCSI-винчестеры (да и не только винчестеры), какую нишу они занимают и на выполнение каких задач ориентированы.

В последнее время рынок IDE HDD сделал большой "рывок вперед" -- плотность записи достигла отметки 40 GB/platter, кэш-буфер объемом 8 MB уже стал реальностью, да и емкость накопителей поражает воображение -- до 160 GB! Кроме этого, очень интенсивно развиваются IDE RAID-контроллеры. Несмотря на то что основной областью их применения остаются RAID-массивы уровней 0, 1 и 0+1, все же производительности этих продуктов уже вполне достаточно для рабочих станций начального и среднего уровня, а также небольших серверов. А если еще учесть цену самого контроллера и накопителей, используемых для построения массива, то получаем вполне производительное решение, но в несколько раз дешевле, чем аналоги, основанные на SCSI-интерфейсе.

А появление восьмиканальных IDE RAID-контроллеров и поддержка технологии HotSwap еще более потеснили SCSI-устройства из "нижнего сегмента high-end-рынка". Начали уже поговаривать о скором исчезновении этого интерфейса...

Технические характеристики жестких дисков

Однако ни о каком "уходе" речь не идет. Скорее, SCSI-решения становятся все более "высокоуровневыми" -- отдавая на откуп IDE-устройствам рынок рабочих станций (чем дальше, тем больше), SCSI-накопители постепенно переходят в область серверных решений. Одним из свидетельств этого перехода является тот факт, что восемь из одиннадцати представленных в обзоре винчестеров оснащены 80-контактным разъемом SCA-2. Напомним, что этот тип интерфейсного разъема обеспечивает группировку в одном кабеле как сигнальных, так и силовых линий и предназначен для горячей замены накопителей. Подобная возможность вряд ли будет востребована в случае одиночного винчестера (а так чаще всего и бывает в рабочих станциях), а вот в дисковых массивах она является попросту необходимой. Отсюда можно сделать вывод, что время "одиночных SCSI HDD" постепенно проходит.

Ситуация со SCSI HDD очень сильно напоминает положение дел в стане профессиональных видеоакселераторов -- эти рынки практически не зависят от процессов, происходящих в секторе схожих по функциональности потребительских продуктов. Громкие анонсы новых чипсетов, скоростей, объемов кэша, выходы обновленных версий трехмерных API и т. д. практически не затрагивают "тихую гавань" профессиональных продуктов.

Достаточно посмотреть на таблицу с техническими характеристиками участников обзора и сразу становится очевидной огромная пропасть, разделяющая решения массовые и решения сугубо профессиональные, ориентированные на задачи определенного класса. Да, SCSI-винчестеры не поражают величиной плотности записи на пластину. В них до сих пор применяются пластины с объемом максимум 18 GB. Кто из пользователей IDE-винчестеров вот так, с ходу, вспомнит, когда похожие решения использовались в массовых продуктах?

А теперь другая сторона медали -- частота вращения шпинделя 10000 об/мин, а тем более 15000 об/мин является пока еще пределом мечтаний для IDE-рынка. А время наработки на отказ? Для IDE HDD оно составляет порядка 500 тыс. часов, либо 50000 циклов старт/стоп. А вот для SCSI-устройств этот параметр увеличивается до 1000--1200 тыс. часов... Ощутимая разница, не правда ли? Даже из заявленного производителем срока безотказной работы становится ясным отличие в позиционировании IDE- и SCSI-устройств.

Еще один момент -- консерватизм в сегменте высокоуровневых решений. Здесь неведомо само понятие "священных войн". Никто не выясняет, чьи винчестеры лучше, -- никого, по большому счету, не волнует, что "накопитель производителя А показал в тесте В на 3,5 попугая больше, чем аналогичный продукт от С". Единственные требования к устройствам -- это выполнение возложенных на них задач в том объеме, в котором это необходимо потребителю, и надежность. Все остальное -- прерогатива массовых, потребительских устройств. Характеристика высокоуровневой профессиональной системы имеет только два значимых положения: "работает/не работает" и "выполняет/не выполняет" поставленные задачи. Прочее уже не важно.

В этом секторе рынка потребитель, как правило, приобретает решение, а не единичный продукт. То есть кроме аппаратного комплекса (опять же комплекса, а не отдельно взятого устройства) приобретается весь сопутствующий ему спектр услуг по установке, обслуживанию, гарантийному сопровождению и настройке.

Таким образом, покупать SCSI-винчестер из-за низкой производительности имеющегося либо из-за недостатка места уже практически бессмысленно. С этими задачами вполне справляются присутствующие в большом количестве на рынке IDE-накопители. А вот когда требуется высокопроизводительный, отказоустойчивый и интеллектуальный RAID-массив, основной задачей которого будет не обработка видеопотока с любительской видеокамеры, а обслуживание одновременных запросов не одного десятка клиентов, тогда SCSI-решения полностью раскрывают свои преимущества. Общая пропускная способность шины, увеличившаяся с 6 MBps до 320 MBps, интеллектуальный механизм кэширования и выполнения запросов, на порядок более надежная и отказоустойчивая механика, наконец, время поиска, в несколько раз меньшее, чем у IDE-накопителей...

Итак, учитывая все вышесказанное, можно теперь кратко сформулировать причины, по которым мы отказались от проведения сравнительного тестирования, а решили ограничиться обзорным материалом:

Производительность отдельно взятого накопителя, а точнее, разница с конкурирующими продуктами, не имеет столь решающего значения, как для IDE-винчестеров.

Консерватизм и специфика рынка определяют способ закупки необходимого оборудования -- приобретается готовое и законченное решение, ориентированное на конкретную задачу, а не "конструктор" из отдельных комплектующих. Поэтому ответственность за выбор той или иной модели каждого устройства ложится на плечи поставщика, а не потребителя.

Замена и апгрейд оборудования также выполняются поставщиком, и в немалой степени на этот процесс накладывает ограничение тот производитель, который был выбран изначально при построении системы. При выходе из строя одного из накопителей массива, базирующегося на винчестерах Seagate, никто не станет устанавливать в него продукт, к примеру, IBM вне зависимости от его характеристик. Переход на продукцию другого производителя повлечет за собой в большинстве случаев полную перестройку системы.

Наконец, мир SCSI-устройств настолько многогранен, что протестировать все возможные комбинации в разумные сроки попросту нереально. Так, определенные марки контроллеров "любят" лишь определенные винчестеры -- т. е. именно с накопителями конкретного производителя они показывают наиболее высокое быстродействие. Но и это еще не все. Комбинация "винчестер+контроллер+задача" демонстрирует различные результаты при смене каждого из компонентов...

И еще один момент: современный сервер уже практически немыслим без RAID-контроллера. Как было сказано ранее, большинство жестких дисков SCSI используются сегодня в серверах -- и, соответственно, в RAID-массивах. Вместе с тем известно, что производительность массива дисков часто сильно зависит не только от производительности самих винчестеров, но и от RAID-контроллера. И с разными сочетаниями дисков и контроллеров результаты быстродействия могут получиться "с точностью до наоборот". Расширенный же тест RAID-контроллеров выходит за рамки данного материала, и это также побудило нас ограничиться экспресс-тестированием жестких дисков SCSI.

Описание моделей

Fujitsu

Обзор SCSI-винчестеров продукты или решения?

Fujitsu Enterprise MAM3367MC 36 GB, 15000 об/мин

Fujitsu Enterprise MAN3367MC 36 GB, 10000 об/мин

Эта компания отказалась от выпуска накопителей для настольных систем и полностью сосредоточилась на высокоуровневых SCSI-винчестерах. Надо отметить, что такой шаг очень благотворно сказался на качестве устройств этого производителя. Винчестеры Fujitsu по-прежнему являются одними из самых тихих, как это было и в случае с IDE-приводами данной марки. Кроме того, и по скоростным характеристикам эти продукты находятся среди лидеров.

В нашем тесте представлены два накопителя Fujitsu. Первый Fujitsu Enterprise MAM3367MC (объем 36 GB) относится к самой производительной линейке модельного ряда Enterprise. Серия MAMxxxxMC/MP включает в себя HDD объемом 18 и 36 GB с частотой вращения шпинделя 15000 об/мин. Плотность записи составляет 9 GB/platter, объем кэш-буфера -- 8 MB. Все диски этой серии поддерживают интерфейс Ultra160 SCSI. Модели с индексом MC оснащены 80-контактным SCA-2-разъемом, в то время как индекс MP указывает на наличие обычного, 68-контактного разъема.

Второй продукт, Fujitsu Enterprise MAN3367MC (объем 36 GB), относится к линейке MANxxxxMC/MP. Отличия от старшей серии состоят в более низкой частоте вращения (10000 об/мин) и увеличенной плотности записи (18 GB/platter). В остальном же все параметры идентичны -- кэш-буфер объемом 8 MB, применение улучшенных магнито-резистивных (AGMR) головок чтения/записи, поддержка интерфейса Ultra160 SCSI. Индексы MC/MP опять же указывают на использование либо 80-контактного SCA-2-разъема, либо 68-контактного.

Кроме моделей объемом 18 и 36 GB, серия MAN включает и диск объемом 73 GB -- MAN3735MC/MP.

IBM

IBM Ultrastar 36Z15 IC35L036UWPR15-0 36 GB, 15000 об/мин

IBM Ultrastar 73LXZ IC35L036UCD210-0 36 GB, 10000 об/мин

Линейка, в которой у этого производителя представлены высокоуровневые SCSI-накопители, носит название Ultrastar. Конечно, кроме моделей этого ряда, таким интерфейсом оснащаются и некоторые представители семейств Travelstar (отдельные модели серий Travelstar XP и Travelstar VP) и Deskstar (в серии Deskstar XP). Но это скорее исключение, чем правило. Линейка Travelstar изначально ориентирована на рынок мобильных устройств, а Deskstar -- на настольные системы. Поэтому появление в этих модельных рядах SCSI-накопителей можно считать неким нонсенсом и говорить даже не о полноценном SCSI HDD, а о винчестере, оснащенном, ввиду некоторой необходимости, SCSI-интерфейсом.

Итак, модельный ряд винчестеров Ultrastar. Состоит из достаточно большого числа линеек, начиная от Ultrastar XP с частотой вращения 5400--7200 об/мин и заканчивая Ultrastar 36Z15 -- 15000 об/мин. В данное время IBM уже не производит жесткие диски SCSI 7200 об/мин (ну а о частоте 5400 об/мин в таких дисках уже мало кто помнит).

В наш обзор попали представители семейств Ultrastar 36Z15 (модель IC35L036UWPR15-0) и Ultrastar 73LZX (модель IC35L036UCD210-0).

Оба продукта имеют объем 36,7 GB и оснащены интерфейсом Ultra160 SCSI. Различия состоят в частоте вращения шпинделя (15000 об/мин и 10000 об/мин соответственно) и плотности записи на пластину -- 6 и 12 GB/platter.

А теперь несколько слов об этих линейках в общем.

Ultrastar 36Z15 является последней разработкой компании IBM в области SCSI-дисков и включает в себя четыре модели объемом 18 и 36 GB, оснащенные 80-контактными и 68-контактными разъемами Ultra160 SCSI. Частота вращения шпинделя -- 15000 об/мин, плотность записи на пластину -- 6 GB/platter, объем кэш-буфера -- 4 MB. Из конструктивных особенностей стоит отметить поддержку технологии Drive Fitness Test, позволяющей приводу проводить самодиагностику. Следующий модельный ряд -- Ultrastar 73LZX. Представлен двенадцатью моделями с объемом 9, 18, 36 и 73 GB. Частота вращения шпинделя 10000 об/мин, объем кэш-буфера 4 MB, плотность записи 12 GB/platter. Продукты оснащаются как 80/68-контактными разъемами Ultra160 SCSI, так и интерфейсом FC-AL-2. Также поддерживается технология Drive Fitness Test. Как и в более старшей (36Z15) линейке, используются стеклянные пластины и магнито-резистивные (GMR) головки.

Maxtor

Maxtor Atlas 10KIII 36 GB, 10000 об/мин

В данном случае корректней говорить не о SCSI-винчестерах Maxtor, а о знаменитой серии high-end-накопителей Atlas производства компании Quantum. Дело в том, что собственных SCSI HDD Maxtor до недавнего времени не имела, и нынешние SCSI-винчестеры Maxtor представляют собой модели, унаследованные от приобретенного подразделения Quantum HDD. После слияния с этой компанией руководство Maxtor решило сохранить торговую марку Atlas и в дальнейшем продвигать эти винчестеры именно под таким названием.

Об этом свидетельствует и фото, приведенное в статье. Если обратить внимание на верхнюю поверхность накопителя, то можно увидеть его "оригинальную" маркировку -- "Quantum Atlas 10KIII".

Вся линейка Atlas состоит из трех веток: весьма "почтенного" возраста Atlas V, Atlas 10KII и участника нашего сегодняшнего обзора Atlas 10KIII.

Atlas V относится к уже устаревшему морально поколению SCSI-винчестеров с частотой вращения шпинделя 7200 об/мин. Практически все производители уже отказались от выпуска подобных продуктов.

Следующая серия -- Atlas 10KII. Содержит винчестеры с объемами от 9 до 73 GB и частотой вращения 10000 об/мин. Объем кэш-буфера составляет 8 MB. Поддерживаемый интерфейс -- Ultra160 SCSI как с разъемами SCA-2, так и с обычными 68-контактными.

И наконец, последняя серия в этой линейке -- Atlas 10KIII. Объемы дисков находятся в пределах от 18 до 73 GB. Частота вращения шпинделя -- 10000 об/мин, объем кэш-буфера -- 8 MB. Интерфейс -- Ultra160 SCSI либо Ultra320 SCSI. Плотность записи -- 18 GB/platter. Заявлена поддержка технологий Shock Protection System III (SPS III), Data Protection System, а также наличие температурных сенсоров. Одной из особенностей этой серии производитель называет существенно сниженный уровень шума -- по информации компании Maxtor, он не превышает значения, характерного для винчестеров с частотой вращения 7200 об/мин.

Seagate

Seagate Cheetah 36ES ST336706LC 36 GB, 10000 об/мин

Seagate Barracuda 36ES ST336737LC 36 GB, 7200 об/мин

Seagate Cheetah X15-36LP ST318452LC 18 GB, 15000 об/мин

Seagate Cheetah 73LP ST373405LW 73 GB, 10000 об/мин

Seagate Cheetah 36ES ST318406LC 18 GB, 10000 об/мин

Seagate Cheetah X15-36LP ST336752LW 36 GB, 15000 об/мин

Эта компания всегда отличалась тем, что именно в ее продуктах в первую очередь реализовывались практически все технологические новинки. Но, как ни странно, Seagate -- единственный из производителей, продолжающий продвигать на рынке SCSI HDD с частотой вращения 7200 об/мин. Это серии Barracuda 36ES и Barracuda 180. И если первая модель ничем примечательным не выделяется и в скором будущем, скорее всего, будет снята с производства, то вот на второй (Barracuda 180) хотелось бы остановиться подробней. Мы уже писали об этом продукте ранее ("Компьютерное Обозрение", # 18--19, 2001). Напомним, что основная особенность данного винчестера -- это его большая емкость, равная 180 GB. Такая цифра является исключительной не только для SCSI-винчестеров, но и для их "более емких" собратьев с интерфейсом IDE. На сегодняшний день данная модель обладает самой низкой стоимостью хранения информации. Поэтому скорость для этого HDD, по большому счету, не главное. Основным его предназначением является создание больших массивов данных.

На смену винчестерам Barracuda приходит модельная линейка Cheetah. Она включает в себя серии Cheetah 36ES, Cheetah X15-36LP, Cheetah X15 и Cheetah 73LP.

А теперь остановимся на каждой из них более подробно.

Cheetah 36ES. В нашем тесте участвовали две модели этого ряда Cheetah 36ES ST318406LC и ST336706LC. Отличия заключаются лишь в емкости накопителей (18 и 36 GB соответственно). Оба диска имеют частоту вращения шпинделя 10000 об/мин, четырехмегабайтовый кэш-буфер и пластины с плотностью записи 18 GB/platter. Интерфейс -- Ultra160 SCSI.

Cheetah X15-36LP. И опять две модели -- Cheetah X15-36LP ST318452LC и ST336752LW. Отличаются модели емкостью (18 и 36 GB) и типом интерфейсного разъема. Модели с индексом LC поддерживают 80-контактный разъем SCA-2, тогда как LW-серия -- 68-контактный wide-разъем.

Скорость вращения у продуктов этой серии составляет 15000 об/мин, плотность записи -- 9 GB/platter, объем кэш-буфера 8 MB. В линейке представлены модели емкостью 18 и 36 GB. В серии STxxxx52LC/LW используется интерфейс Ultra160 SCSI, а в серии STxxxx32LC/LW -- Ultra320 SCSI.

Cheetah 73LP. Модель ST373405LW, принимавшая участие в обзоре, имеет объем 73 GB. В целом же в этой линейке присутствуют продукты емкостью 73 и 36 GB.

Частота вращения шпинделя -- 10000 об/мин, плотность записи -- 18 GB/platter, объем кэш-буфера 4 MB. Интерфейс -- Ultra160 SCSI либо с разъемом SCS-2 (LC), либо -- обычный 68-контактный (LW).

И наконец, представитель модельного ряда Barracuda 36ES -- Barracuda 36ES ST336737LC. Этот продукт объемом 36 GB имеет частоту вращения 7200 об/мин (единственный из участников обзора), двухмегабайтовый кэш-буфер и пластины с плотностью записи 18 GB/platter. Интерфейс -- Ultra160 SCSI. Также компания Seagate выпускает еще один ряд винчестеров серии Barracuda -- Barracuda 36ES2 с поддержкой интерфейса Ultra320 SCSI.

Тестовый стенд и методика тестирования

В качестве тестовой платформы использовалась система на основе материнской платы ASUS P4T-F (чипсет i850), 256 MB RDRAM, процессора Intel Pentium 4 2 GHz, винчестера WD Caviar WD1000BB (объем 100 GB, 7200 об/мин) и акселератора на базе GeForce2 GTS. В роли SCSI-контроллера выступала плата Adaptec ASC-29160N (Ultra160 SCSI).

Все тесты проводились под управлением ОС Windows 2000 Professional SP2.

Для оценки производительности накопителей использовался тест Intel IOMeter (модели Workstation, Database и File Server с длиной очереди запросов от 1 до 256). В качестве приложения, демонстрирующего работу винчестеров в реальных приложениях, была выбрана программа Adobe Photoshop 5.5. Каждый из тестируемых продуктов устанавливался как отдельный Scratch-диск, после чего замерялось время, за которое осуществлялся поворот тестового изображения (объемом 320 MB) на углы 118° и 90° . Объем доступной для программы памяти выставлялся равным 50% от имеющейся свободной. Поскольку распределение мест при повороте изображения на различные углы оставалось неизменным (менялось лишь время), в материале приведены результаты лишь для 118°.

Комментарии к результатам

Начнем с теста Intel IOMeter. На диаграммах четко видно разделение винчестеров на три группы, по частоте вращения шпинделя -- 7200, 10000 и 15000 об/мин. Внутри же этих категорий выделить явного лидера очень сложно, если вообще возможно. Все продукты одного класса показывают весьма схожее быстродействие. Единственное, что можно отметить, это относительно низкую производительность винчестера IBM IC35L036UWPR15-0. По результатам он находится как раз между накопителями 15000 об/мин и 10000 об/мин. Кроме того, оба продукта компании Fujitsu немного оторвались от конкурентов. Но уже при очереди запросов 64 "отрыв" практически нивелируется... Это именно те самые "несколько попугаев", о которых мы говорили в начале статьи. То есть разница есть, но она настолько мала, что вызывает сомнение необходимость эту разницу учитывать... Все продукты показывают столь схожее быстродействие, что даже отличить на графиках один от другого -- весьма сложная задача.

Ну, а теперь перейдем к результатам в Adobe Photoshop. Здесь ситуация несколько интересней, но ничего кардинально не поменялось. Опять самую низкую производительность продемонстрировал винчестер 7200 об/мин, и на "первое место" вышел накопитель Fujitsu MAM3367MC. Но разница между ним и Seagate Cheetah ST336752LW, показавшим самый низкий результат среди винчестеров 10000--15000 об/мин, составляет 22 с. Отличие уже ощутимое, но все же не поражающее воображение.

Что удивляет -- так это практически полное отсутствие разницы в быстродействии между 15000 об/мин и 10000 об/мин HDD. Можно предположить, что скорости "десятитысячника" уже вполне хватает для этой задачи, а дальнейший рост производительности упирается в процессор. И еще один момент: SCSI-винчестеры с частотой вращения 15000 об/мин сильны своим рекордно низким временем поиска (Seek Time) и доступа (Access Time). Вместе с тем ввиду сравнительно небольшой емкости пластин их скорости линейного чтения/записи не так высоки, поэтому в тестах, подобных использовавшейся операции в Adobe Photoshop, преимущество дисков с 15000 об/мин не так заметно. Отметим, что нынешнее поколение таких дисков не предназначено для рабочих станций, и мы приводим для них результаты этого теста лишь для справки.

Выводы

Начать хочется словами из одной достаточно известной песни: "Вот так все строго, конгруэнтно и небыстро...". "Небыстро", разумеется, совершенно безотносительно к скорости. Скорее, это относится к процессам, происходящим в секторе SCSI-накопителей.

Несмотря на то что все больше "грандов SCSI-индустрии" переходят на выпуск IDE-устройств, существенно на положении данного интерфейса на рынке это не сказывается. SCSI-мир живет своей, не всем понятной, "строгой и размеренной" жизнью. Не гонясь за всеми нововведениями, не "меряясь с конкурентами попугаями". Просто живет, работает и выполняет те задачи, которые на него возложены.

После проведения тестов хотелось бы еще раз вернуться к теме, поднятой в начале статьи, -- сравнивать быстродействие этих устройств "в лоб" не имеет никакого смысла. Но если изначально это было предположение, то сейчас -- подтвержденный факт. Сравнили и получили... полное отсутствие разницы между претендентами. Есть три класса продуктов, четко разделенных по частоте вращения шпинделя. Здесь разница в производительности очень четко прослеживается, а вот внутри "классов" она практически идентична.

Да, особо придирчивые читатели могут заметить, что на диаграммах какой-то из винчестеров где-то обошел конкурента на N единиц. Да, обошел. Но если подумать над величиной этой разницы, а потом представить себе процесс убеждения своего системного администратора перейти с опробованного им решения на "новичка", аргументируя этот шаг именно тем самым N-ым преимуществом... На наш взгляд, его ответ очевиден...

Еще раз повторимся -- сравнивать имеет смысл только решения, причем решения на базе конкретного оборудования и применительно к каждому классу задач.

К примеру, компания IBM рекомендует свою серию Ultrastar 36Z15 для использования с СУБД Oracle и MS SQL Server. А вот для несколько менее производительной серии Ultrastar 73LZX такая рекомендация отсутствует. Почему? Все ли дело в быстродействии или есть еще что-то? А может, как говорил герой известного мультфильма -- "Это ж-ж-ж неспроста"? Может, все-таки действительно стоит подбирать продукт под задачи, а не наоборот?

"Выбирай, но осторожно, осторожно, но выбирай...".

Винчестеры для тестирования предоставлены:
Fujitsu	"Квазар-Микро"	(044) 239-9999
IBM	ASBIS	www.asbis.com.ua
Maxtor	"Версия"	(044) 554-2747
Seagate	ASBIS	www.asbis.com.ua
Seagate	ELKO	(044) 461-9670