Обзор жестких дисков Toshiba S300 (10 Тбайт) и V300 (2 Тбайт)

⇡#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 блоков 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. В 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

• HGST Ultrastar He10 10 Тбайт (HUH721010ALE604);
• Seagate BarraCuda Pro 10 Тбайт (ST10000DM0004);
• Seagate BarraCuda Pro 12 Тбайт ( ST12000DM0007);
• Seagate IronWolf 10 Тбайт (ST10000VN0004);
• Seagate IronWolf Pro 10 Тбайт (ST10000NE0004);
• Toshiba S300 10 Тбайт (HDWT31AUZSVA);
• Toshiba V300 2 Тбайт (HDWU120UZS5A);
• WD Gold 10 Тбайт (WD101KRYZ);
• WD Red 10 Тбайт (WD100EFAX).

⇡#Производительность, основные тесты

Последовательное чтение/запись

По быстродействию в операциях линейного чтения/записи 10-терабайтная модель Toshiba S300 практически не отличается от иных жестких дисков на пластинах с полезной емкостью 1429 Гбайт и скоростью вращения шпинделя 7200 об/мин.

Что касается Toshiba V300, то спецификации этого накопителя (5700 об/мин и пластины емкостью 1 Тбайт) не располагают к высокому быстродействию: его пиковая пропускная способность не превышает 155 Мбайт/с.

Произвольное чтение/запись

В задаче чтения с произвольным доступом Toshiba S300 занял достаточно высокую позицию среди дисков с аналогичными характеристиками. При записи данных большинство соперников мало отличаются от накопителя Toshiba, но у моделей HGST Ultrastar He10 и WD Gold есть т. н. Media Cache, ускоряющий операции записи мелких блоков. Впрочем, диск Toshiba S300 и не рассчитан на такие сценарии использования, как серверные модели Western Digital.

Что касается Toshiba V300, то медленно вращающийся шпиндель и скромный объем буфера не позволяют этому бюджетному накопителю соревноваться с современными HDD большого объема. Но если учесть, что серия V300 предназначена для нетребовательных задач с преимущественно линейным доступом к данным, скорость произвольного доступа не является для нее приоритетной характеристикой.

⇡#Производительность, расширенный анализ

Устоявшееся время отклика

В данном тесте латентность чтения определяется главным образом механикой HDD, а на латентность записи влияют еще и характеристики (скорость и объем) DRAM-буфера. Здесь результаты Toshiba S300 оказались лучше, чем у дисков для NAS и рабочих станций, участвующих в сравнении, в то время как серверные HDD выигрывают по обоим измеренным параметрам.

Toshiba V300 обладает буфером в четыре раза меньшего объема (64 против 256 Мбайт). Тестовая нагрузка целиком заполняет его, и, как следствие, скорость отклика при чтении и записи блоков практически одинакова. Плотность записи в этой задаче не играет никакой роли, а результаты V300 в абсолютных значениях вполне удовлетворительны для HDD со скоростью вращения шпинделя 5700 об/мин.

Зависимость пропускной способности от длины очереди команд

Оба жестких диска Toshiba достигают максимального быстродействия при длинной очереди команд. Динамика Toshiba S300 соответствует результатам иных дисков для NAS и рабочих станций, в то время как набор скорости у Toshiba V300 ограничен сравнительно низкой скоростью вращения шпинделя.

Смешанное чтение/запись

Микропрограмма Toshiba S300 явно не рассчитана на сложную смешанную нагрузку. Даже в том случае, когда соотношение между чтением и записью сильно сдвинуто в сторону операций того или иного типа, S300 теряет быстродействие гораздо сильнее, чем аналогичные по характеристикам HDD других производителей. Как ни удивительно, Toshiba V300 справился с этим испытанием гораздо лучше и в ряде точек измерения даже превосходит своего старшего коллегу.

Многопоточное чтение/запись

Этот тест оценивает в первую очередь логику работы контроллера HDD, и его результаты невозможно предсказать по паспортным данным устройства. При одновременном чтении из четырех непересекающихся адресных пространств диск либо равномерно распределяет операции актуатора между несколькими потоками команд (что дает наименьшее совокупное быстродействие), либо выбирает один-два приоритетных потока и жертвует тремя остальными (максимальный совокупный результат). Редкие модели при многопоточном чтении группируют операции и в результате достигают высокой скорости во всех потоках одновременно. В аналогичной задаче записи блоков ведущую роль играет дисковый буфер, и это полностью меняет картину результатов.

Поведение Toshiba S300 и V300 при чтении данных соответствует первому сценарию: микропрограмма этих дисков не группирует потоки команд и совокупное быстродействие находится на чрезвычайно низком уровне. Что касается записи, то положение Toshiba V300 на последней строчке графика совершенно предсказуемо, исходя из его результатов в предыдущих тестах. А вот Toshiba S300, несмотря на крупный буфер — 256 Мбайт — и высокую скорость произвольной записи в один поток, неожиданно уступил всем соперникам, за исключением WD Red.

Постоянство времени отклика

В этом тесте длинная очередь запросов позволяет целиком задействовать 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 настолько велико, что время отклика на отдельные запросы колеблется наиболее сильно. Параметрами оценки жесткого диска здесь является разница между средним и пиковым значениями времени отклика и его разброс (чем меньше оба результата, тем лучше).

Здесь диск Toshiba S300 продемонстрировал выдающийся результат при чтении данных и довольно посредственный — при записи. Toshiba V300 не блещет постоянством времени отклика в обоих сценариях.

⇡#Производительность, эмулированная нагрузка

В большинстве тестов, эмулирующих типичные серверные приложения, оба накопителя Toshiba выступили откровенно слабо, причем не только бюджетная модель V300, но и 10-терабайтный Toshiba S300. Последний диск пострадал от низкого быстродействия при смешанной нагрузке, комбинирующей операции чтения и записи. Тест, эмулирующий back-end веб-сервера, зависит почти целиком от произвольного чтения, и только в нем Toshiba S300 достиг высокой оценки на уровне лучших серверных HDD объемом 10 Тбайт.

⇡#PCMark 7

Оба накопителя Toshiba плохо приспособлены к десктопным задачам. Модель S300 оказалась в самом конце списка соперников, а вот Toshiba V300 смогла опередить серверные диски Western Digital. Подобный результат наверняка связан с низким быстродействием Toshiba S300 в задачах со смешанной нагрузкой, в то время как V300 справляется с ней весьма неплохо.

⇡#Выводы

Магнитные накопители Toshiba серий S300 и V300 — это специализированные HDD для накопления и трансляции видеоконтента, поэтому не вполне корректно оценивать их исключительно с позиции производительности, на которой сконцентрирована наша тестовая методика. Однако модель S300 объемом 10 Тбайт ведет себя в бенчмарках как абсолютно стандартный накопитель для NAS и в ключевых метриках быстродействия не уступает жестким дискам других компаний, обладающих аналогичными характеристиками плотности записи и скорости вращения шпинделя. Микропрограмма S300 оптимизирована в первую очередь для записи множественных потоков данных с камер видеонаблюдения, но хорошо справляется и с другими задачами, в которых преобладает линейный доступ к данным или нагрузка преимущественно состоит из команд одного типа (чтение либо запись). А это не только видео, но и резервное копирование и хранение редко используемых данных на домашнем DAS/NAS. К сложной нагрузке, комбинирующей запросы чтения и записи по произвольным адресам, S300 не приспособлен, но это в любом случае не лучший сценарий использования для жестких дисков с интерфейсом SATA.

Что касается Toshiba V300, то HDD столь небольшой емкости (от 500 Гбайт до 3 Тбайт) не могут соревноваться по скорости работы с накопителями объемом 10 Тбайт и выше. Но с другой стороны, диски V300 основаны на проверенной платформе, обладают простой конструкцией (не больше трех пластин в корпусе) и низким энергопотреблением. Кроме того, серия V300, также как и S300, рассчитана на работу в режиме 24/7 и оснащается микропрограммой, оптимизированной для многопоточной записи видеоконтента. Учитывая низкие цены HDD такого объема, Toshiba V300 станет подходящим выбором для HTPC или сервера видеонаблюдения с небольшим числом дисковых «корзин».