...
...

Quantum Fireball EX - Винчестеров всем не хватает

kg84804a.jpg (18524 bytes) И многоопытных программистов, и безгранично гордых хакеров, и простых смертных пользователей объединяет одна проблема — им постоянно не хватает свободного места на винчестере. Правда, эту глобальную проблему они решают по-разному.
Но как бы кто ни выкручивался, существует общая тенденция, которую диктуют компании — производители комплектующих. Они всячески ускоряют разработку и внедрение новых винчестерных технологий. Это позволяет им устоять в конкурентной борьбе, а для пользователей выражается в неуклонном снижении стоимости хранения данных. Жесткие диски, поколения которых сменяются нынче раз в год, становятся все вместительнее, а рынок не дает поднять на них цену.

С другой стороны, наращивания емкости дисковой памяти требуют новые операционные системы и приложения. Технологии мультимедиа, Интернет, насыщенность аудио- и видеоматериалами развлекательных и игровых программ заставляют пересмотреть рекомендуемую для массовых РС емкость винчестеров.
Покупая сегодня компьютер, большинство пользователей просто обязано ориентироваться на винчестеры емкостью 4.3 — 6.4 гигабайта и выше. При модернизации старых машин тоже разумнее не пожалеть денег на такие жесткие диски. Поскольку их отличает не только вместимость, но и повышенное быстродействие, старый винчестер лучше использовать для хранения данных, к которым обращаются не слишком часто.
Для настольных персональных компьютеров сегодня все производители предлагают новые семейства жестких дисков. Пусть самые свежие модели, по производительности и емкости подходящие даже для рабочих станций, и слишком дороги, у массового покупателя все-таки имеется богатый выбор накопителей. Однако по характеристикам они уж очень близки друг к другу, вот и тяжело разобраться, что купить лучше.
Рекомендую ориентироваться на количество примененных современных технологий. Даже когда польза от них вам покажется не очевидной, все-таки, наверное, их не зря придумали. Если нет желания разбираться в тонкостях передовых технологий, просто выбирайте винчестеры более свежих серий.

Винчестеры Quantum Fireball EX
Компания Quantum, например, очень активно обновляет свою продукцию. Пока конкуренты медлят, она выпускает все новые серии винчестеров, каждый раз внедряя самые последние разработки. Для настольных машин самой свежей на сегодня является Fireball EX.
Это 3.5-дюймовые низкопрофильные винчестеры с интерфейсом АТА, легко устанавливаемые как в новые, так и в модернизируемые компьютеры. Сегодня серия состоит из пяти моделей, отличающихся числом пластин и, соответственно, емкостью — 3.2, 5.1, 6.4, 10.2 и 12.7 гигабайта. Они базируются на решениях, апробированных в предыдущей серии винчестеров Fireball EL, отличаются высокой производительностью и надежностью.
При скорости вращения пластин 5,400 оборотов в минуту среднее время поиска у винчестеров Fireball EX составляет 9.5 мс, задержки на вращение — 5.56 мс. Это типичные для винчестеров данного класса показатели. Но благодаря применению усовершенствованных магниторезистивных головок и каналов чтения EPRML, а также вдвое большего, чем у большинства конкурирующих моделей, 512-килобайтного, буфера компании Quantum удалось добиться более высокой производительности своих новых АТА-накопителей.
Внутренняя скорость передачи данных у винчестеров Fireball EX достигает рекордной для накопителей этого класса величины — 187 мегабит в секунду (у Fireball EL — до 162 Мбит/с, у новейших Seagate Medalist 17240, серийный выпуск которых еще не начался, — 188 Мбит/с). Внутренняя скорость характеризует производительность винчестера при считывании и записи больших объемов данных, что наиболее важно для современных приложений, в которых широко используются графические, аудио- и видеоданные.
Что касается передачи данных из буфера в системную память компьютера, то для этого в Fireball EX используется интерфейс Ultra АТА/33 с пропускной способностью до 33 мегабайт в секунду.

SPS — защита от неосторожного обращения
В винчестерах Fireball EX применена разработанная Quantum технология SPS (Shock Protection Systems). В результате проведенных инженерами Fireball EX исследований выяснилось, что винчестеры подвергаются большой опасности еще до того, как на них начнут записываться пользовательские данные. В нерабочем состоянии, когда головки лежат на поверхности пластин в специально отведенном для "парковки" месте, тоже возможны повреждения.
Это явление названо "шлепком головок". При ударе гибкая подвеска головок позволяет им оторваться от диска, после чего и происходит шлепок. Его последствия могут проявиться нескоро. Мельчайшие частицы покрытия пластин, когда те начнут вращаться с высокой скоростью, способны привести к выбиванию новых микрочастиц. В том числе уже в рабочей зоне пластин. Возможно также повреждение головок.
Особенно влияют микрочастицы на магниторезистивные головки. В них считывающий элемент представляет собой тончайшее пленочное покрытие, сопротивление которого изменяется при прохождении над намагниченными участками диска — доменами. Однако сопротивление еще сильнее зависит, как известно, от температуры. При столкновении с микрочастицами, образовавшимися в результате шлепка, тонкопленочное покрытие нагревается. Электроника канала чтения, замеряющая его сопротивление, может оказаться не в состоянии определить момент прохождения над доменами и, следовательно, прочитать данные.
Самое обидное, что эти катастрофические последствия могут проявиться спустя многие месяцы после неосторожного обращения с неработающим винчестером.
Еще чуточку теории. Ударные нагрузки характеризуются ускорением (его указывают кратным ускорению свободного падения g) и продолжительностью.
При падении компьютера или ударе по нему нагрузки имеют наибольшую продолжительность и небольшое ускорение. Если машина выключена, эти нагрузки не превышают допустимых пределов, обеспечиваемых традиционными мерами защиты.
Как оказалось, наибольшую угрозу представляют ударные нагрузки минимальной продолжительности, но с очень высоким ускорением. Инженеры из Quantum выяснили, что они случаются, например, при неосторожном касании отверткой, при установке винчестера в направляющие корпуса, ударе о другой винчестер или о рабочий стол и даже если уронить диск в его антистатическую упаковку.
Система SPS, разработанная после детального изучения этих явлений, практически полностью устраняет риск шлепка головок. Этого удалось добиться, пересмотрев конструкцию многих узлов винчестера, чтобы они полностью поглощали ударные нагрузки и предохраняли наиболее чувствительные внутренние компоненты.
Естественно, надежность винчестеров Fireball EX определяется не только SPS. Компания Quantum применила в них целый ряд других технологий — S.M.A.R.T., модернизированную встроенную сервосистему позиционирования головок, технологию обнаружения и исправления ошибок передачи данных "на лету" при помощи 224-разрядного ЕСС-кода Рида-Соломона и т.д.

Тестирование и интересные наблюдения

Конечно, мне было интересно как следует протестировать самый быстрый из выпускаемых сегодня винчестеров для массовых настольных компьютеров. Тем более что у меня в машине тоже стоит жесткий диск от Quantum.
При помощи тестового пакета ZD WinBench 97 удалось установить, что средняя производительность 6.4-гигабайтного Fireball EX для бизнес-приложений составляет 1,160 Кбайт/с, а для профессиональных приложений, которые оперируют большими по размеру данными, она составляет 2,090 Кбайт/с. Пиковая скорость чтения при работе аудио- и видеоприложений достигает 14,500 Кбайт/с. Таким образом, Quantum Fireball EX можно использовать не только в персональных компьютерах, но и в системах цифрового видеопроизводства.
Приведенные цифры получены на компьютере с 350-мегагерцевым Pentium II, 64 мегабайтами памяти и операционной системой Windows 98. При разметке жесткого диска применялась файловая система FAT 32. Тут, с вашего позволения, я допущу еще одно отступление.
Этак с месяц назад на страницах "Компьютерной газеты" был поднят вопрос о том, как лучше форматировать новые винчестеры большой емкости. Мнение, что единственное достоинство FAT 32 в том, что она позволяет организовать дисковые тома емкостью более 2 гигабайт, единодушно было признано ошибочным. Все участники диспута сошлись на том, что не менее важно то, что появляется возможность сократить бесполезные потери дискового пространства.
Файлы записываются в кластеры, их количество на диске определяется разрядностью таблиц FAT, на каждом файле теряется в среднем половина размера кластера, на больших дисках FAT 32 оперирует 4-килобайтными кластерами, в то время как FAT 16 вынуждена использовать кластеры размером 32 килобайта... Обо всем этом говорилось.
Экономичность FAT 32 продемонстрирую на примере. Тестовый набор из 4,505 файлов (система Windows 98 с приложениями) общим размером в 773 мегабайта я записал на 2-гигабайтный раздел винчестера. При использовании FAT 16 потери составили ни много ни мало 89 мегабайт. Когда те же файлы расположились на диске с FAT 32, потери дисковой памяти сократились на порядок и составили 8.8 мегабайта. Выводы делайте сами.
Однако в ходе "разборок" было неоднократно заявлено, что FAT 32, к сожалению, работает ощутимо медленнее, чем FAT 16. Похоже, авторы этих утверждений, не совсем знакомые с тем, как организована виртуальная память в современных операционных системах и как сейчас происходит процесс записи и чтения файлов, исходили из элементарной логики — раз кластеров стало намного больше, на работу с ними уйдет и больше времени. Не так ли, Ватсон?
Работая с FAT 32 уже не один год и не заметив никакого снижения производительности, я подозревал, что это не так. И могу на уровне теории пояснить почему. Но лучший довод — практические результаты. Так вот, тесты WinBench 97 при аналогичных условиях для FAT 16 дали следующие результаты: 1,270 Кбайт/с по Business Disk WinMark, 2,050 Кбайт/с по High-End Disk WinMark и 6,330 Кбайт/с при работе с аудио/видеоданными.
Как видите, на практике FAT 32 оказалась не медленнее, а при чтении больших по объему потоковых данных даже в два с лишним раза быстрее, чем FAT 16. Привет любителям простых объяснений.
Решив, что результаты тестирования с помощью WinBench 97 простыми ребятами могут быть отвергнуты, я провел дополнительные опыты. Их подоплека, надеюсь, будет понятна всем без исключения.
Я разбил диск на два раздела — 2-гигабайтный основной DOS и 4-гигабайтный расширенный DOS с двумя 2-гигабайтными логическими дисками в нем (остался еще небольшой неиспользованный кусочек). В итоге получил три диска. На первый была перенесена система Windows 98 с пачкой приложений (те самые 4,505 файлов самого разного размера). Тест состоял в их копировании на второй диск. Третий диск не использовался.
Таким образом, при тестировании происходило и чтение, и запись множества файлов самого разного размера. Полный спектр дисковых операций. Причем копирование в пределах одного винчестера сопровождается множеством перемещений головок. То есть Quantum Fireball EX пришлось работать в наиболее напряженном режиме, характерном, скорее, даже не для персональных компьютеров, а для серверов баз данных с интенсивным доступом.
При использовании FAT 16 средняя скорость чтения-записи составила 1,178 Кбайт/с, а для FAT 32 она оказалась немного выше — 1,277 Кбайт/с. Как видите, результаты простейшего опыта полностью подтверждают цифры, которые были получены с помощью WinBench.

Резюме

В общем, FAT 32 работает не медленнее, а при использовании мультимедийных или аудио/видеоприложений и значительно быстрее, чем FAT 16. В придачу справляется со своей основной задачей — сводит к приемлемому уровню пустые затраты дисковой памяти.
Подвергнувшись столь жестоким испытаниям, 6.4-гигабайтный винчестер Quantum Fireball EX не ударил в грязь лицом. По производительности он реально превосходит конкурирующие модели. Плюс к этому отличается простотой инсталляции и высокой надежностью. Примечательно, что винчестеры семейства Fireball EX подходят для использования не только в персональных компьютерах, но и в рабочих станциях. Стоят же они не дороже конкурирующих моделей и вполне доступны массовому покупателю.

Роман Соболенко

© Компьютерная газета

полезные ссылки
Оффшорные банковские счета