Обзор жесткого диска HGST Travelstar Z7K500 (500 Гбайт): тонкий и быстрый

Среди всех типов компьютеров в ноутбуках твердотельные накопители вытесняют жесткие диски наиболее активно. Если год назад только 25% новых машин оснащались SSD, то уже в текущем году, по оценкам DRAMeXchange, этот показатель составит 33%, а к 2018 году больше половины ноутбуков перейдут на твердотельные ПЗУ. Неудивительно, ведь именно в мобильных устройствах, помимо скорости передачи данных, столь важны другие преимущества SSD — компактные форм-факторы M.2 и mSATA, низкое энергопотребление и устойчивость к вибрации.

Однако магнитное хранилище обходится покупателю дешевле в пересчете на гигабайт объема, и жесткие диски по-прежнему занимают львиную долю этого рынка. Поэтому, пусть внимание прессы приковано к SSD, неуклонно наращивающим быстродействие и объем, мы периодически интересуемся, как поживают старые добрые HDD.

HGST в свое время выпустила первый жесткий диск объемом 1 Тбайт в 2,5-дюймовом корпусе стандартной высоты 9,5 мм, одновременно обладающий скоростью вращения шпинделя 7200 об/мин, — Travelstar 7K1000. А сегодня мы изучим схожую модель в тонком, 7-миллиметровом корпусе.

⇡#Технические характеристики, цены

Мобильные HDD под натиском Flash-памяти начали осваивать новые форм-факторы: сначала появились диски в корпусах с высотой семь, а затем и пять миллиметров. Впоследствии увеличение плотности записи позволило тонким дискам достигнуть объемов вплоть до 2 Тбайт (в корпусах высотой 7 мм) с использованием терабайтных пластин. На фоне таких накопителей (которые сейчас предлагает только Seagate) объем Travelstar Z7K500 не впечатляет: в линейке есть лишь модели на 250—500 Гбайт.

Однако в Travelstar Z7K500 шпиндель вращается со скоростью 7200 об/мин. На самом деле, все последние модели тонких семитысячников форм-фактора 2,5 дюйма, которые есть в ассортименте четырех производителей жестких дисков (HGST, Seagate, Toshiba и WD), по-прежнему не превышают по объему 500 Гбайт и имеют по одной пластине. По всей видимости, технологии, которые позволят сочетать такую скорость вращения с более высокой плотностью записи или большим числом пластин в корпусе высотой 7 мм, пока не готовы к коммерческому применению (либо производители считают их невостребованными). В диски стандартной высоты 9,5 мм при скорости вращения шпинделя 7200 об/мин устанавливают две пластины, но также не больше 500 Гбайт каждая, поэтому и в плане производительности здесь пока нет никаких подвижек.

А вот буфер объемом 32 Мбайт в Travelstar Z7K500 — это довольно скромно при том, что конкуренты уже оснащают мобильные HDD вплоть до 128 Мбайт DRAM.

Среди прочих особенностей серии отметим поддержку полнодискового шифрования («обычного» или по стандарту TCG Opal), а главное — возможность работы в режиме 24×7 (и то и другое доступно в избранных моделях линейки). Travelstar Z7K500 — единственный из тонких HDD, который официально рассчитан на непрерывную работу. Более того, это единственный из всех ныне выпускаемых дисков формата 2,5 дюйма с интерфейсом SATA и скоростью вращения шпинделя 7200 об/мин, обладающий такой функцией. Впрочем, резерв циклов парковки головок у всех моделей Travelstar Z7K500 не отличается от показателей конкурентов — 600 тысяч.

Наконец, в дисках HGST применяется технология TrueTrack, которая позволяет избежать ошибок чтения/записи в результате ударов и вибрации. В ее основе лежит фильтрация гармоник в сигнале позиционирования головки.

Для тестирования мы получили модель Travelstar Z7K500 объемом 500 Гбайт без функции шифрования и непрерывной работы. Как выяснилось, устройство довольно дешевое (в России его можно купить по средней цене 2 660 руб.), причем не только по сравнению с SSD: среди жестких дисков на 500 Гбайт Travelstar Z7K500 — один из самых доступных в каталоге «Яндекс.Маркета».

* По данным newegg.com на 05.12.2016.
** По данным market.yandex.ru на 05.12.2016.

⇡#Методика тестирования

Изолированные тесты производительности

Выполняются с помощью Iometer 1.1.0. Объем и скорость передачи данных указывается в бинарных единицах (1 Кбайт = 1024 байт). Границы блоков выровнены относительно разметки по 4 Кбайт.

1. Последовательное чтение/запись данных блоками размером 128 Кбайт с глубиной очереди запросов 256.

2. Произвольное чтение/запись блоков от 512 байт до 2 Мбайт с глубиной очереди запросов 256.

3. Смешанное чтение/запись блоков размером 128 Кбайт с глубиной очереди запросов 256. Доля операций чтения и записи варьирует от 0 до 100% с шагом 10%.

4. Зависимость пропускной способности от глубины очереди запросов. Выполняется чтение блоков размером 4 Кбайт, глубина очереди запросов варьирует от 1 до 256 с шагом степени двойки. Аналогичный тест на запись блоков не проводится, т. к. по этому параметру жесткие диски не различаются.

5. Устоявшееся время отклика. Выполняется произвольное чтение/запись блоков размером 512 байт с глубиной очереди запросов 1. Тест продолжается в течение 10 мин.

6. Постоянство времени отклика. Выполняется произвольное чтение/запись блоков размером 4 Кбайт с глубиной очереди запросов 256. Для каждого отрезка теста продолжительностью 1 с записывается среднее и максимальное значение времени отклика, на основании которых вычисляются: а) средние значения обоих показателей; б) стандартное отклонение среднего времени отклика.

7. Многопоточное чтение/запись. Создаются четыре потока, выполняющие последовательное чтение/запись блоков размером 64 Кбайт с глубиной очереди запросов 1. Потоки имеют доступ к непересекающимся адресным пространствам объемом 100 Гбайт, которые расположены в объеме диска вплотную друг к другу, начиная с нулевого сектора. Измеряется совокупная пропускная способность всех потоков, а также каждого из них в отдельности.

Тесты с эмулированной нагрузкой

1. Iometer 1.1.0. Объем и скорость передачи данных указывается в бинарных единицах (1 Кбайт = 1024 байт). Границы блоков выровнены относительно разметки по 4 Кбайт. Глубина очереди команд – 256.

2. PCMark 7 (Secondary Storage). На тестируемом накопителе создается единственный раздел в файловой системе NTFS на весь доступный объем. В результатах учитывается а) итоговый балл теста; б) пропускная способность в отдельных субтестах.

⇡#Тестовый стенд

Тестируемый накопитель подключается к контроллеру, встроенному в чипсет материнской платы, и работает в режиме AHCI.

⇡#Участники тестирования

Для сравнения с Travelstar Z7K500 мы взяли другой семитысячник HGST в корпусе стандартной высоты 9,5 мм (Travelstar 7K1000), а также два HDD со скоростью вращения шпинделя 5400 об/мин под маркой Clover Hightech Utania, которые представляют собой перемаркированные модели Samsung Spinpoint M8. Все участники тестирования комплектуются пластинами объемом 500 Гбайт.

• Clover Hitech Utania MM802NS 500 Гбайт (CN-M500MBB);
• Clover Hitech Utania MM802JS 250 Гбайт (CN-M250MBB);
• HGST Travelstar 7K1000 1 Тбайт (HTS721010A9E630);
• HGST Travelstar Z7K500 500 Гбайт (HTS725050A7E630).

⇡#Последовательное чтение/запись

В тесте с последовательным доступом к данным Travelstar Z7K500 уступает «толстому» семитысячнику HGST и лишь ненамного опережает пятитысячник Utania (Samsung Spinpoint M8).

Произвольное чтение/запись

А вот по скорости произвольного доступа герой обзора обладает заметным преимуществом перед соперниками.

Устоявшееся время отклика

По этому параметру накопитель не отличается от «толстого» диска HGST. Как мы увидим далее, преимущество Travelstar Z7K500 в скорости произвольного чтения/записи обусловлено удачной логикой контроллера, а не механикой актуатора.

Зависимость пропускной способности от длины очереди команд

Действительно, Travelstar Z7K500 более эффективно использует NCQ, чем Travelstar 7K1000, уже при глубине очереди в четыре команды (что соответствует стандартной клиентской нагрузке).

Смешанное чтение/запись

А вот по характеру распределения запросов между чтением и записью при смешанной нагрузке два диска HGST практически не различаются. И хотя в изолированном тесте последовательного чтения/записи Travelstar Z7K500 не сильно превосходит пятитысячники Samsung Spinpoint M8, при чередовании команд преимущество HGST налицо.

Многопоточное чтение/запись

Этот тест также оценивает логику контроллера HDD. При одновременном чтении из четырех непересекающихся адресных пространств диск либо равномерно распределяет действия актуатора между несколькими потоками команд (что дает наименьшее совокупное быстродействие), либо выбирает один-два приоритетных потока и жертвует тремя остальными (максимальный совокупный результат). Лишь редкие модели при многопоточной записи задействуют NCQ и в результате достигают высокой скорости во всех потоках одновременно. Travelstar Z7K500 работает по первому сценарию, Travelstar 7K1000 — по второму.

При многопоточной записи ведущую роль играет объем и характер использования буфера. Здесь Travelstar Z7K500 вновь уступает Travelstar 7K1000.

Печально, но Utania (Samsung Spinpoint M8) лучше HGST справляется с многопоточной нагрузкой как при чтении, так и при записи, несмотря на меньшую скорость вращения шпинделя.

Постоянство времени отклика

В этом тесте длинная очередь запросов позволяет максимизировать пропускную способность диска по операциям в секунду, но одновременно создает ситуацию, когда время отклика между отправкой запроса с хост-контроллера (а следовательно, постановкой в предельно длинную очередь) и получением результата велико настолько, чтобы разница между его средним значением и пиковым была наиболее выраженной, как и разброс времени отклика.

В тесте на чтение Travelstar Z7K500 продемонстрировал наилучший результат как по среднему, так и по максимальному времени отклика. К тому же, Travelstar 7K500 улучшил показатель разброса времени отклика по сравнению с Travelstar 7K1000, хотя Utania (Samsung Spinpoint M8) здесь лидирует.

В тесте на запись, напротив, все результаты Travelstar Z7K500 являются непревзойденными.

Производительность, эмулированная нагрузка

Во всех четырех тестах, эмулирующих серверные приложения, Travelstar Z7K500 оказался лидером, оставив позади Travelstar 7K1000, не говоря уже о дисках со скоростью вращения шпинделя 5400 об/мин.

PCMark 7

В бенчмарке, эмулирующем распространенные клиентские приложения, два семитысячника HGST практически не различаются по результатам и радикально превосходят пятитысячники Utania (Samsung Spinpoint M8).

⇡#Выводы

SSD окончательно вытеснили жесткие диски из категории высокопроизводительного хранилища, а цена за гигабайт объема на твердотельном носителе неуклонно снижается. Но клиентские HDD со скоростью вращения шпинделя 7200 об/мин все еще востребованы в настольных компьютерах. Для ноутбука, будем честны, это нишевой продукт, однако и ему можно подыскать достойное применение. К примеру, мобильный жесткий диск можно использовать как основной накопитель в недорогом игровом ноутбуке (ведь HDD объемом 500 Гбайт стоит более чем в три раза меньше по сравнению с аналогичным SSD).

Travelstar Z7K500 — тонкий жесткий диск в корпусе высотой 7 мм — по быстродействию не уступает полноформатным аналогам (таким как Travelstar 7K1000). В нем лишь одна пластина, и это, с одной стороны, ограничивает полезную емкость значением 500 Гбайт, а с другой — чем проще конструкция, тем надежнее продукт. Не зря Travelstar Z7K500 — единственная линейка мобильных HDD, в которую входят модели, допускающие работу в режиме 24×7. Это значит, что Travelstar Z7K500 можно использовать не только в ноутбуках, но и в переносных NAS с корзинами под 2,5-дюймовые диски — других компактных HDD со скоростью вращения шпинделя 7200 об/мин, интерфейсом SATA и непрерывной доступностью, насколько нам известно, больше не производят.