Рабочие принципы и перспективы Serial ATA. Первый жесткий диск с Serial ATA интерфейсом достиг наших тестовых лабораторий. Seagate 120 Гб Barracuda ATA V ознаменовал начало новой эры интерфейсов. Чтобы полностью исследовать возможности винчестера, мы также протестировали пять последних адаптеров от Promise, HighPoint и 3Ware.
Введение
Мы очень долго ждали. Как мы предполагали раньше, диски должны были появиться к концу лета, но вот уже и зима почти прошла. Первой вышла на рынок Fujitsu со своим образцом 2,5 дюймового Serial ATA винчестера для ноутбуков. Сегодня к нам попал первый привод для настольных ПК - Barracuda ATA V от Seagate.Тесты предварительных образцов (например, от Western Digital среди других) заставили нас быстро повесить нос - мы ожидали от нового интерфейса большего. Serial ATA интерфейс способен обеспечивать пропускную способность до 150 Мбайт/с. 300 и 600 Мбайт/с будут достигнуты в будущем. Однако эти цифры показывают лишь максимальную скорость передачи интерфейса. Реальная скорость зависит, как обычно, от самого привода. И не только, поскольку контроллер тоже сильно влияет на производительность системы хранения, именно поэтому мы решили включить тестирование пяти последних контроллеров: RocketRAID 1520 и 1540 от HighPoint; Promise SATA 150 TX2 и TX4 (с двумя и четырьмя портами соответственно); и Escalade 8500-8 от 3Ware, который может поддерживать до восьми Serial ATA приводов.
Seagate Barracuda ATA V будет конкурировать с приводами от Western Digital (WD2000JB) и IBM (DeskStar 180 GXP). Оба этих привода имеют максимальную скорость передачи данных около 60 Мбайт/с.
В нашем обзоре мы не только коснемся вечной битвы за корону производительности, все же нас будет больше интересовать реальная производительность, обеспечиваемая Serial ATA в целом, и новым винчестером Barracuda, в частности. Конечно, еще потребуются месяцы, прежде чем Serial ATA выйдет из тени и станет обязательным элементом материнских плат. Ключевой вопрос, на который мы постараемся ответить - стоит ли переход на Serial ATA свеч?
Serial ATA подробно
Рабочие принципы Serial ATA просты. Технология следует за многими другими технологиями, использующими последовательный принцип передачи для достижения высоких скоростей - к примеру, Ethernet, USB и FireWire.
Фото явно показывает, что от чипа контроллера до разъема идет только четыре провода.
Обычный ATA использует большое число проводов (если быть точным, 40) и построен на принципе параллельной передачи. Широкие кабели и разъемы механически громоздки, да и на них накладывается целый ряд электрических ограничений. Serial ATA требует две пары высокочастотных кабелей, работающих под низким напряжением. Компактные кабели очень легко подсоединять, и они не блокируют воздушный поток внутри корпуса. Более того, в прошлом остались ограничения соединений параллельного ATA - режимы "ведущий" (master) и "ведомый" (slave).
Еще один ракурс, на этот раз снизу: справа находится разъем питания, слева - разъем данных.
Один из наиболее важных моментов, влияющий на успех Serial ATA, это обратная совместимость с Ultra ATA. Особенно интересно, что текущее поколение Serial ATA контроллеров прекрасно работает с обычными UltraATA/133 жесткими дисками (или более старыми). Это относится не только к материнским платам, которые оборудованы разъемами Serial ATA и UltraATA/133. Даже раздельные Serial ATA контроллеры могут работать со старыми ATA приводами через адаптеры.
Минусом преобразования является удар по производительности. Чипсеты со встроенными Serial ATA контроллерами должны появиться только лишь весной-летом, а сегодня многие модели теряют некоторую часть своей потенциальной производительности из-за преобразования из параллельного формата в последовательный (см. наше тестирование). К счастью, на практике потери не очень велики, поскольку оставшейся пропускной способности вполне достаточно для работы современных жестких дисков.
Выбор контроллера сильно влияет на общую максимальную производительность. И хотя этот фактор не так сильно значим для системы с одним жестким диском, но если вы собираетесь построить RAID массив на двух или более дисках, то некоторые контроллеры быстро достигнут своего предела.
Используйте адаптер наподобие этого (поставляется с различными HighPoint контроллерами) для подключения ваших UltraATA жестких дисков к Serial ATA контроллеру.
Перспективы Serial ATA
Спецификации стандарта Serial ATA предусматривают большое пространство для будущих расширений. Итак, заглянем в будущее:| Serial ATA I | Serial ATA II | Serial ATA III | |
| Скорость передачи | 150 Мбайт/с | 300 Мбайт/с | 600 Мбайт/с |
| Дата выпуска | 2002 | ~ 2005 | ~ 2007 или позднее |
| Разъем | 7-контактный | 7-контактный | 7-контактный* |
| Сигналы | Как в Serial ATA I | Как в Serial ATA II** | |
| * Предварительно. Информация может измениться. | |||
| ** Вероятна обратная совместимость с Serial ATA I. | |||
300 или 600 Мбайт/с для Serial ATA II и III сегодня выглядят немыслимо, но в ближайшие годы скорость передачи данных жестких дисков должна превысить 100 Мбайт/с. Максимальная скорость передачи на практике обычно бывает на 10-15 процентов ниже теоретической, поскольку мы должны учесть накладные расходы контроллера.
Seagate Barracuda ATA V: версии и спецификации
Barracuda ATA V с Serial ATA доступна в двух версиях. ST380023AS имеет объем 80 Гб; а ST31200023AS - в полтора раза больше (120 Гб). Все винчестеры в серии работают на 7200 об/мин и имеют среднее время поиска 9 мс. С 8 Мб встроенного кэша оба привода конкурируют с лучшими моделями от Western Digital (WD2000JB) и IBM (DeskStar 180 GXP). Barracuda ATA V также доступна и с UltraATA/100 интерфейсом.
Новый жесткий диск отличается Serial ATA интерфейсом и новым двигателем с гидродинамическими подшипниками от SoftSonic. В соответствии с Seagate, жесткий диск относится к шестому поколению, при этом он превосходит все конкурирующие продукты по уровню шума. Можно отметить, что уровень шума Barracuda ATA IV уже был настолько мал, что лишь самые чувствительные уши могли услышать его работу.
И вновь Seagate показала свое мастерство, как в улучшении производительности, так и в уменьшении уровня шума. Мы еще подробнее остановимся на этом в секции тестов.
Достойно подражания: алюминиевая пластина защищает электронику снизу Barracuda ATA V.
Здесь есть даже место для рекламы, благодаря крышке.
Установка: еще легче, чем раньше
Сверху на винчестере прикреплено небольшое руководство по установке. К счастью, замечания относятся лишь к установке под Windows 95/ 98, а не к более свежим версиям Windows.
Предыдущие жесткие диски всегда требовали установки одного из трех режимов: "ведущий" (master), "ведомый" (slave) или "выбор кабеля" (cable select). Привод является ведущим, если он монопольно занимает IDE канал, или когда на том же канале установлено второе устройство в режиме "ведомый". В режим "выбор кабеля" каждый диск выбирает свою роль в зависимости от положения разъема на кабеле.
Интерфейс Serial ATA оставил подобные трудности в прошлом - сегодня работает принцип - каждому диску отдельный кабель. Больше не нужно конфигурировать диски с помощью перемычек.
Как только вы подключили кабель питания и кабель данных, вы можете сразу же запускать свой компьютер. Практически все Serial ATA контроллеры автоматически распознают новый установленный диск. Исключением являются интегрированные на платы устройства. Они будут работать только при должной настройке в BIOS материнской памяти.
Еще одно важное преимущество Serial ATA заключается в "горячей замене": вы можете подключать и отключать диски при работающем компьютере. Однако здесь могут появиться проблемы из-за недостаточной проработанности контроллера или жесткого диска.
Обзор Serial ATA контроллеров
За последние несколько недель наша лаборатория получила пять контроллеров: Promise SATA 150 TX2 и TX4; HighPoint RocketRAID 1520 и 1540; и 3Ware Escalade 8500-8. Если Promise и HighPoint наверняка знакомы большинству пользователей (их чипы присутствуют на каждой третьей проданной материнской плате), то 3Ware не сильно светилась на потребительском рынке.
Продукты HighPoint нацелены на продвинутых домашних пользователей ПК и бюджетные серверные системы. Поэтому этот производитель не включает в свой ассортимент high-end решения. Promise Technology ориентируется на более придирчивых покупателей, уже два года поставляя серию SuperTrak. В результате пользователь ПК получает возможность организовать RAID 5 массив на IDE дисках.
3Ware не только поставляет IDE контроллеры с поддержкой до двенадцати каналов, эта компания является единственной, предлагающей Serial ATA RAID с четырьмя, восемью или двенадцатью каналами, что уже само по себе неплохо для будущих разработок. Все карты, имеющие четыре канала или больше, поддерживают RAID уровень 5, и поэтому применимы для более изощренных систем.
Между тремя производителями существуют отличия в поддерживаемых операционных системах. Если 3Ware опирается на Linux (SuSe, Red Hat) и все версии Windows, Promise имеет поддержку Mandrake Linux. Хотя HighPoint не признает последнего, компания выпустила драйвер для FreeBSD (на сайте).
Ограничения производительности Serial ATA
При работе с Serial ATA, нам необходимо различать два вида контроллеров: "родные" Serial ATA контроллеры, и те, которые поддерживают новый интерфейс с помощью Serial ATA мостов (чипы, преобразующие параллельный ATA в последовательный). Пока что решения от HighPoint и 3Ware опираются на мосты, в то время как Promise кое-где уже использует "родные" контроллеры.
Оба решения прекрасно работают, однако мосты потребляют ощутимую долю доступной пропускной способности. Практически у вас не остается больше чем 60-80 Мбайт/с из начальных 150 Мбайт/с. На сегодняшний момент такой производительности вполне достаточно, поскольку даже самые скоростные диски не могут передавать данные быстрее 50 Мбайт/с. Даже следующее поколение дисков вряд ли превысит 80 Мбайт/с, то есть большинства обозреваемых в статье контроллеров хватит еще на некоторое время.
Что касается RAID массивов, то наиболее критичным фактором там является пропускная способность PCI шины, поскольку максимальная скорость 60-80 Мбайт/с доступна на каждом канале. Интеллектуальные контроллеры могут объединять пропускную способность нескольких каналов для обеспечения высокой суммарной скорости передачи данных. Однако здесь узким местом становится максимальная пропускная способность шины PCI (133 Мбайт/с на 33 МГц с шириной 32 бита). 66 МГц PCI контроллеры являются идеальным решением, поскольку они обладают удвоенной пропускной способностью, но на практике их нечасто увидишь.
Только 3Ware предлагает контроллеры с интерфейсом 64-битной PCI, которая легко обходит упомянутое выше препятствие.
Promise SATA150 TX2
TX2 - это самая маленькая модель от Promise, и она основана на чипе PDC20375. Карта использует мосты, хотя они и интегрированы на чип. Контроллер оборудован соответствующим образом: он обеспечивает стандартный IDE разъем в дополнение к двум Serial ATA портам. Вы можете использовать все доступные диски для организации RAID массива.
Два Serial ATA диска могут быть использованы в комбинации с двумя обычными IDE приводами.
Promise - единственный производитель, поставляющий инструкцию на пяти языках. Однако она несколько скудна.
SATA150 TX2 показал хорошую производительность в тестах приложений Winbench 99 2.0 и H2benchw. Она была занижена по причине скорости интерфейса шины материнских плат на чипсетах Intel, где результат не превышал 63 Мбайт/с. Сравнительное тестирование на системе Athlon с чипсетом KT400 (южный мост VT8235) дало 82 Мбайт/с.
Что интересно, встроенное на плату решение с таким же чипом контроллера на MSI KT4 Ultra (KT400) дает несколько лучшую производительность.
Promise SATA150 TX4
SATA150 TX4 оснащен четырьмя Serial ATA портами и построен на специальном чипе (PDC20318), который Promise решила охладить с помощью небольшого радиатора. Нам понравился компактный размер контроллера, что делает этот чип идеальным для интеграции на материнские платы.
Подобно TX2, TX4 также поставляется с инструкцией на пяти языках, облегчающей установку - хотя это будет важно лишь для новичков.
В комплект поставки входят кабели для всех четырех Serial ATA портов.
TX4 имеет ту же слабость, что и TX2 в нашем тестировании скорости интерфейсов. При использовании совместно с материнской платой, оснащенной южным мостом Intel (i82801DB), пиковая пропускная способность составила около 63 Мбайт/с. И опять же, при переходе на чипсет VIA скорость поднялась до 82 Мбайт/с. Это наглядно демонстрирует, что и TX2, и TX4 могут достичь должной производительности.
3Ware Escalade 8500-8
Мы благодарны 3Ware за отсылку нам версии с восемью Serial ATA портами. Однако компания производит модель с четырьмя портами (8500-4) и впечатляющую двенадцатипортовую модель (8500-12).
Но контроллер 3Ware отличается не только приятным количеством портов. Это единственная карта в нашем тестировании, поддерживающая RAID 5 - важный плюс в корпоративном секторе. Как видим, 3Ware оказалась более щедрой, чем конкуренты. Но все имеет свою цену. Если простейшие Serial ATA контроллеры находятся в хвосте результатов тестирования, Escalade 8500-8 обеспечил достойную пропускную способность 80 Мбайт/с. С 64-битной PCI шиной производительность должна быть еще выше - при использовании на соответствующей платформе.
Дизайн Escalade 8500-8 основан на предыдущей модели, Escalade 7500-8, которая имела восемь обычных ATA портов.
Впечатляет: восемь Serial ATA портов. Приятно видеть, что 3Ware использовала отдельный Serial ATA мост для каждого порта.
Достойно подражания: к каждому Serial ATA порту поставляется кабель.
Руководство полное, но только на английском.
HighPoint RocketRAID 1520
Двухканальный контроллер HighPoint носит имя RocketRAID 1520, и он предлагает минимальный набор разъемов - только два Serial ATA винчестера. Как вы можете заметить на фотографии, для каждого канала используются мостовые чипы. Но это не влияет на производительность: при 84 Мбайт/с мы получаем самую высокую скорость интерфейса в тестировании - причем на обеих платформах!
Если конкуренты поставляют только кабель данных, HighPoint также добавляет и кабели питания для Serial ATA дисков.
Контроллер поставляется с двумя адаптерами, позволяющими использовать приводы с 40-контактным ATA интерфейсом.
Комплект поставки включает адаптеры Serial ATA - IDE, которые позволяют подключать к контроллеру обычные диски.
HighPoint RocketRAID 1540
RocketRAID 1520 основывается на HPT372, в то время как 1540 использует старшего брата - HPT374, который оснащен уже четырьмя Serial ATA портами вместо двух.
Производительность 1540 удовлетворительна, хотя он и проигрывает 1520 в тесте приложений WinBench 99 2.0. Интересно заметить, что RocketRAID 1520 имеет немного меньшую пропускную способность при работе на платформе с чипсетом Intel (81 против 84 Мбайт/с). То же самое мы уже наблюдали и с контроллерами Promise.
RocketRAID 1540 поставляется с целым набором кабелей, для каждого порта вы получите кабель данных и кабель питания.
Также в комплекте поставки присутствуют четыре Serial ATA адаптера для подключения стандартных IDE приводов.
Как и 1520, 1540 поставляется с адаптерами для подключения UltraATA/66, UltraATA/100 или UltraATA/133 приводов.
Тестирование
| Тестовая система | |
| Процессор | Intel Pentium 4,
2,0 ГГц 256 кб L2-Cache (Willamette) |
| Материнская плата | Intel D845EBT,
чипсет Intel 845E MSI KT4 Ultra, чипсет VIA KT400 |
| Память | 256 Мб DDR/PC2100, CL2, Infineon |
| IDE контроллер | i845E
UltraDMA/100 контроллер(ICH4) KT400E UltraDMA/133 контроллер (VT8235) |
| Видеокарта | NVIDIA GeForce2 MX 400 |
| Сетевая карта | 3COM 905TX PCI 100 MBit |
| Операционная система | Windows XP Pro
5.10.2600 Service Pack 1 |
| Тесты и ПО | |
| Офисные приложения | ZD WinBench 99 -
Business Disk Winmark 1.2 c't h2benchw |
| High-End приложения | ZD WinBench 99 - High-End Disk Winmark 1.2 |
| Измерение производительности | HD Tach 2.61, c't h2benchw |
| Производительность ввода/ вывода | Intel I/O meter |
| Драйверы и настройки | |
| Видеодрайвер | NVIDIA reference driver 29.42 |
| Драйверы | Intel Application
Accelerator 2.3 VIA Hyperion 4in1 4.45 Promise driver 1.00.0.14 |
| Версия DirectX | 9 |
| Разрешение | 1024x768, 16-бит, 85 Гц обновление |
Результаты тестов, Barracuda ATA V
Мы проводили все наши тесты, за исключением пакетной скорости передачи (burst) на Promise SATA150 TX2.Время доступа к диску
Производительность передачи данных
Производительность чтения: зато уровень шума...
Производительность чтения Barracuda ATA V находится явно ниже конкурирующих моделей от IBM и Western Digital. Однако он работает намного тише. Чуть позже мы еще к этому вернемся.
Производительность записи: достаточно высока
По результатам производительности чтения вы наверняка предположили, что и производительность записи будет хуже, чем у конкурентов. Однако ситуация оказалась в корне обратной. Если IBM и WD скатывались до минимальной скорости в 15 Мбайт/с, Barracuda ATA V продолжал обеспечивать блестящую производительность. Мы в первый раз встречаем скорость записи 22 Мбайт/с!
Производительность пакетного чтения
Скорость пакетного чтения (burst) является производной измерений HighPoint RocketRAID 1520, поскольку этот адаптер обеспечивает лучшую производительность интерфейса, чем карта Promise.
Производительность ввода/вывода
Business Disk WinBench 99: средне
Barracuda ATA V не может соревноваться с текущими результатами IBM и Western Digital. Но цифры вполне удовлетворительны, поскольку превосходная дисковая производительность бывает редко востребована в бизнес приложениях.
High-End Disk WinBench 99: приемлемый результат
Картина в High-End Disk WinBench несколько иная. Здесь Barracuda ATA V показывает себя несколько лучше, хотя винчестер и не может догнать DeskStar 180 GXP от IBM или WD2000JB от Western Digital.
Загрузка процессора: минимальна
Загрузка процессора находится между 1,8% и 4,9%, в зависимости от используемого контроллера. Таблица показывает среднее значение измерений на всех пяти контролерах. В любом случае, загрузка процессора пренебрежимо мала.
Шум: экстремально низок
Seagate подчеркивает важность своего пятого поколения жидкостных подшипников. Новое поколение является основной причиной того, что Barracuda ATA V - самый тихий 7200 об/мин винчестер на рынке.К сожалению, во время тестирования у нас не было акустического измерительного оборудования. Однако мы можем дать субъективную оценку. По сравнению с Barracuda ATA V, WD2000JB работает громко. Во время доступа к диску вы будете отчетливо слышать привод, хотя щелчки можно несколько уменьшить с помощью Acoustic Management. При установке в компьютер Barracuda ATA V работает не громче 5400 об/мин привода.
Рабочая температура: хорошие показатели
По всей видимости, усилия Seagate по снижению шума диска затрагивают уменьшение трения внутри винчестера, поскольку температура поверхности также существенно ниже конкурентов. Кстати, винчестер Samsung на диаграмме имеет скорость вращения 5400 об/мин.
Результаты тестов, Serial ATA контроллеры
Производительность передачи данных
Как и предполагалась, здесь не наблюдается отличий. Ограничивающим звеном для всех контроллеров является скорость передачи данных диска.
Производительность приложений
Пропускная способность интерфейса
Да, здесь сразу видно, кто мальчик, а кто мужчина. На нашей тестовой плате с чипсетом VIA KT400 и самым последним южным мостом (VT8235), все контроллеры достигли скорости передачи 80 - 84 Мбайт/с. Нашей стандартной системе (Intel D845EBT) тестирования жестких дисков на чипсете Intel 845 с южным мостом ICH4 почему-то не понравились контролеры Promise, поскольку они не смогли выжать больше 63 Мбайт/с. RocketRAID 1540 демонстрирует ту же самую проблему.
Довольно удивительно, поскольку чипсеты Intel много лет славились самой высокой PCI производительностью.
Заключение: Serial ATA лучше, но не быстрее
Если вы ожидали от Barracuda ATA V новых рекордов, то результаты тестов вернут вас с неба на землю. При внимательном рассмотрении привод имеет качества, которыми пренебрегли другие производители в гонке за высокими скоростями.Как и в случае своего предшественника, Barracuda ATA IV, рабочая температура привода составляет намного меньше других 7200 об/мин винчестеров. Но что более важно, Seagate смогла существенно уменьшить уровень шума - очень важный эргономический критерий. В последнее время мы наблюдаем тенденцию, когда домашние пользователи предпочитают вообще не выключать свои компьютеры. Но такой вариант возможен только с тихими вентиляторами и приводами.
Что впечатляет, подобные термические и акустические улучшения были получены лишь в ущерб максимальной скорости передачи данных, около 50 Мбайт/с. Производительность в приложениях оказывается вполне приемлемой. Винчестер демонстрирует хорошее время поиска и минимальную скорость записи, так что диск станет неплохим выбором для обработки видео и звука.
При использовании дома или в офисе, Barracuda ATA V представляет собой идеальный компромисс между холодной работой, низким уровнем шума и вполне достойной производительностью. Лишь некоторым особо придирчивым пользователям можно рекомендовать лидеров по производительности в этом секторе - IBM и WD, причем не следует забывать и о Maxtor, чьи новые модели уже на подходе.
Выбор подходящего Serial ATA контроллера более проблематичен. Мы наблюдаем разницу в производительности между чипсетами VIA и Intel, так что здесь наверняка есть пространство для дальнейших улучшений.
Удобство Serial ATA бесспорно - просто подключите кабели питания и данных, и все сразу заработает. Разве что устанавливать RAID массив будет сложнее. Но если не смотреть в сторону RAID, подключение привода еще никогда не было столь легко.
RocketRAID 1520 от HighPoint получил корону производительности. Помимо этого контроллер поставляется с кучей аксессуаров, включая кабели и адаптеры для IDE приводов. К сожалению, вы не сможете подключить более двух жестких дисков. Четырех-канальная версия RocketRAID 1540 обходит это ограничение, но при этом контроллер демонстрирует меньшую производительность в high-end приложениях.
Контроллеры Promise тоже демонстрируют неплохой результат. Однако в нашем тестировании оба Serial ATA контроллера, TX2 и TX4, не смогли достичь скорости выше 63 Мбайт/с по шине на нашей тестовой системе. Это не особо важно сегодня, но в будущем подобная скорость может привести к появлению узкого места.
Как вы можете заключить по средней производительности в WinBench 99, контроллер 3Ware Escalade 8500-8 не предназначен для домашнего пользователя. Однако эта карта обладает наибольшей совместимостью в группе, обеспечивая одинаковую производительность на обеих платформах.
В остальном наши чувства оказались неопределенными. В нашем исчерпывающем тестировании первого Serial ATA привода на рынке мы не смогли выявить никаких преимуществ по производительности в сравнении с аналогичной моделью на UltraATA/100 интерфейсе. Так что вывод на сегодняшний момент будет следующим: Serial ATA лучше, но не быстрее решений параллельного ATA.
Переходить на Serial ATA имеет смысл, только если вам досаждают громоздкие шлейфы, или если вы модернизируете систему и желаете приобрести диск с максимальным расчетом на будущее. Мы рекомендуем покупать компьютер с Serial ATA только если контроллер включен в чипсет - но такие платы появятся лишь летом. Иначе лучше просто занять выжидательную позицию.
