Грамотный выбор жесткого диска (HDD). Методика измерения энергопотребления жёстких дисков

20 современных серий - SAS, SCSI, Serial ATA

Энергопотребление и тепловыделение современных накопителей на жестких магнитных дисках, имеющих, как правило, значительно меньший диапазон рабочих температур (от +5 до +55 градусов Цельсия, реже от 0 до +60 С), чем большинство других компьютерных компонентов - это одна из проблем, на которую пользователи все чаще обращают внимание. Производительность жестких дисков растет, как и скорость процессоров или графических ускорителей. Но, к счастью, здесь нет того бурного роста тепловыделения (с увеличением быстродействия), который наблюдается у центральных и графических процессоров в последние лет десять. Тем не менее, общие требования по экономии электропитания и по лимитированной нагрузочной и охлаждающей способности конкретных компьютерных шасси все чаще заставляют пользователей задумываться и о том, сколько «кушают» их винчестеры. Причем, данные вопросы задаются не только пользователями (и производителями) ноутбуков, где каждые полватта способны повлиять не только на температуру накопителя в узком и плохо вентилируемом пространстве, но и на время автономной работы всего ноутбука (за которое обычно всеми силами борются). И не только потребителями и сборщиками настольных персональных компьютеров, где вследствие резкого роста прожорливости процессоров и видеокарт на винчестеры остается лишь крупица мощности бюджетных блоков питания.

Но вопросы потребления и тепловыделения накопителей все настойчивее волнуют и тех, кто по долгу службы работает с высокопроизводительными профессиональными средствами хранения данных на жестких дисках, принадлежащих к так называемому сегменту Enterprise, то есть дискам для корпоративных применений. Помимо прочего, здесь играет роль и то, что надежность и долговечность работы этих накопителей существенно зависит от их рабочей температуры - исследования показывают, что повышение температуры жесткого диска на 5 градусов оказывает такое же влияние на надежность, как переход от 10-процентной к 100-процентной загрузке диска работой! А каждый градус его температуры вниз эквивалентен 10-процентному росту времени жизни накопителя. Применение же мощных охлаждающих систем не всегда оправдано ввиду их большого шума и немалой стоимости. В целом же, экономия и экономичность - это те факторы, о которых никогда не следует забывать при принятии решений. Поэтому наша попытка в очередной раз обратиться к теме энергопотребления и тепловыделения жестких дисков в практической плоскости носит не только «познавательный», но и чисто прикладной характер.

Напомню, что ранее мы уже рассматривали на систематизированной основе вопросы энергопотребления и тепловыделения трехдюймовых жестких дисков для настольных компьютеров и производительных двухдюймовых накопителей для ноутбуков . И будем возвращаться к этой теме еще не раз. Но сегодня пришла пора поговорить о наиболее дорогих и критичных к отказам (в том числе, из-за перегрева или проблем с питанием) накопителям Enterprise-сегмента, к коим мы вслед за производителями причисляем жесткие диски форм-факторов 3,5 и 2,5 дюйма со скоростью вращения 10 и 15 тысяч оборотов в минуту и интерфейсами Ultra320 SCSI и Serial Attached SCSI (SAS) (Fibre Channel пока оставим в стороне). А также определенные профессиональные модели со скоростью вращения 7200 об./мин, интерфейсом Serial ATA (позднее SATA 2.5) и высокой емкостью (400-500 Гбайт, пока недоступной SCSI-моделям), выполненные на базе существующих настольных винчестеров этих же производителей, но слегка модернизированных по конструкции и управляющей микропрограмме с целью повысить надежность и улучшить работу в профессиональных задачах. К последним, то есть к профессиональным жестким дискам с интерфейсом Serial ATA и скоростью вращения 7200 об./мин., мы отнесем традиционные серии Maxtor MaXLine III и MaXLine Pro 500 (а также более раннюю MaXLine II), недавно появившуюся Seagate NL35 (проф. аналог старших моделей Barracuda 7200.8 и 7200.9), а также Western Digital Caviar RE и RE2 (в частности, недавно появившуюся 400-гигабайтную модель WD4000YR). К сожалению, Hitachi GST не выделяет свои диски Deskstar 7K400 и 7K500 (объемом 400 и 500 Гбайт соответственно) в «профессиональную» линейку, хотя по многим характеристикам они могут быть к ней причислены. Поэтому мы в данном обзоре привлечем к рассмотрению и их, наряду с вышеперечисленными семитысячниками и всеми текущими SCSI-сериями, обзор которых сделан нами, например, в недавней статье . Кроме того, здесь примет участие и первый (из реально появившихся в России) из дисков с SAS-интерфейсом - Seagate Cheetah 15K.4 SAS.

Подробные обоснования нашего подхода к анализу энергопотребления и тепловыделения жестких дисков (и почему в единицах мощности это практически одно и то же) вы можете найти в нашем предыдущем обзоре на эту тему. Поэтому без лишних слов переходим к цифрам. Напомню лишь, что мы сознательно не будем использовать температуру жестких дисков как меру их тепловыделения, поскольку, на наш взгляд, делать это в типичных случаях просто бесполезно, то есть почти не имеет практического смысла (обоснование нашего подхода см. по лику выше). Кроме того, измеряя энергопотребление (вместо температуры), мы получаем ряд полезной дополнительной информации.

Спецификации энергопотребления жестких дисков

Чтобы нам было, от чего оттолкнуться, в таблице 1 приведу данные по энергопотреблению основных серий профессиональных дисков, указанные в их спецификациях.

Таблица 1. Мощность энергопотребления (ватт) жестких дисков для профессиональных применений (согласно спецификациям)

К сожалению, «паспортные данные» в большинстве случаев оказываются очень скупы и не могут дать полного представления о реальности. Ведь иногда производители указывают лишь верхние границы значений, иногда - типичные значения, а иногда их вообще сложно привязать к реальной ситуации, если сравнивать с непосредственно измеренными для дисков данными. Тем не менее, спецификации есть и нам придется с ними считаться.

Ошибкой, кстати, будет судить об энергопотреблении винчестеров по цифрам, нанесенным на их крышке. Ниже, сравнив эти «надписи» с реальными цифрами, мы убедимся, что совпадение наблюдается далеко не всегда. Более того, эти значения нередко расходятся даже со спецификациями самих дисков, и понять, по какому принципу каждый из производителей указывает эти «циферки», порой, не так просто.

Участники и методика испытаний

В наших испытаниях приняла участие 21 модель современных жестких дисков, представляющих 20 современных серий накопителей для профессиональных применений. Диски перечислены ниже в таблице результатов тестов (см. таблицу 3). Отдельной строкой на диаграммах мы включили случай использования двух винчестеров серии Seagate Savvio 10K.1, поскольку их пара в RAID способна составить реальную конкуренцию самым высокопроизводительным дискам со скоростью вращения 15 000 об./мин. (см., например, наш обзор).

Для измерений энергопотребления жестких дисков применялся стенд в составе:

1. Процессор Intel Pentium 4 3.0C
2. Материнская плата Gigabyte GA-8KNXP Ultra-64 на чипсете Intel E7210 (i875P с южным мостом Hance Rapids 6300ESB с шиной PCI-X)
3. Системная память 2×256 Мбайт DDR400 (тайминги 2.5-3-3-6)
4. Контроллер интерфейса Ultra320 SCSI Adaptec AIC-7902B на плате Gigabyte
5. Контроллер интерфейса SAS - Adaptec 4800SAS
6. Основной жесткий диск Maxtor 6E040L0
7. Блок питания Zalman ZM400B-APS, 400 ватт
8. Корпус Arbyte YY-W201BK-A

Потребление дисков измерялось в различных режимах работы: при простое (только вращение, Idle), работе интерфейса связи с хост-контроллером (ATA или SCSI Bus Transfer), чтении (Read), записи (Write) и активном случайном поиске (Seek) (а дополнительно – и в режиме тихого поиска, когда это поддерживалось накопителем; эти результаты мы здесь не представляем за неактуальностью). Кроме того, измерялись максимальные токи при включении питания (Start). Именно эти параметры в комплексе наиболее полно отражают картину как с нагревом диска (произведение тока на напряжение питания дает рассеиваемую диском тепловую мощность), так и с его экономичностью. Режимы работы накопителя задавались соответствующими подтестами программы AIDA32 Disk Benchmark, для режимов чтения и записи измерялись показания «в начале» диска (на внешних, наиболее часто используемых в работе дорожках; на внутренних дорожках ток потребления, как правило, несколько меньше). Испытания проводились под управлением операционной системы MS Windows XP Professional SP2. Винчестеры тестировались не размеченными на разделы. Перед тестированием диски прогревались в течение 20 минут запуском программы с активным случайным доступом.

Измерение токов потребления дисками от источников питания +5 и +12 вольт (точные напряжения на выходе указанного выше блока питания были равны +5,02 В и +12,04 В) проводилось одновременно при помощи двух цифровых амперметров класса точности 1.5 с сопротивлением не более 0.15 Ом (включая сопротивление подводящих проводов). Время обновления показаний приборов составляло примерно 0,3-0,4 с. В таблице результатов приведены средние за несколько секунд значения (обычно флуктуации тока во время измерений не превышали 30 мА), кроме случая стартового тока, для которого приведены максимальные (усредненные за время порядка 0,3 с) значения.

Результаты тестов

Результаты измерений приведены в таблице 2. В последней колонке указаны данные, приведенные на корпусе дисков.

Таблица 2. Ток потребления (в мА) жестких дисков от источника питания в различных режимах работы

Цифр в таблице много и комментировать каждую из них, видимо, особого смысла нет - они и так говорят сами за себя. Однако необходимо отметить, что ток потребления от +5 вольт для диска Seagate Cheetah 15K.4 с интерфейсом SAS оказался много выше, чем для его аналога с параллельным интерфейсом SCSI - на 200-470 мА в зависимости от режима! Ранее мы уже могли убедиться , что при переходе с интерфейса UltraATA к Serial ATA ток потребления (для однотипных моделей, различающихся только интерфейсом) возрастает на 100-250 мА (в зависимости от производителя и модели), а для Serial ATA на скорости 3 Гбит/с эта прибавка еще больше. Так что сам по себе последовательный интерфейс Serial Attached SCSI «кушает» на стороне диска весьма прилично - от 1 до 2,4 ватт дополнительно (и, видимо, столько же - на стороне контроллера), и прогресс даже здесь не достается бесплатно.

Для удобства анализа на следующей диаграмме приведена мощность потребления дисков от напряжения +5В в режиме передачи данных по интерфейсу (без обращения к магнитным пластинам) (то есть это, в основном, часть, потребляемая контроллером, тогда как механика диска питается от +12В). Диски здесь и ниже сгруппированы по категориям (по скорости вращения).

Мощность потребления жестких дисков по шине питания +5 В при передаче данных по интерфейсу

Интересно, что самым экономичным SCSI-контроллер оказался у пятнадцатитысячников Hitachi (если помните, они построены по более прогрессивной схеме, чем у их собратьев со скоростью вращения 10 000 об./мин.). Впрочем, у Savvio 10K.1 (да и у Чит вообще) контроллеры тоже потребляют мало. К слову сказать, 4-5 ватт в режиме передачи данных по интерфейсу (то есть без чтения/записи) - это достаточно большие цифры, то есть сами платы контроллеров (не оснащенные радиаторами) могут испытывать значительный нагрев в работе. Поэтому не рекомендую устанавливать профессиональные диски вплотную друг над другом, а для охлаждения их электроники лучше использовать обдув (например, в корзине).

Самый экономичный контроллер из всех дисков со скоростью вращения 10 000 об./мин. - у WD Raptor с интерфейсом Serial ATA. И он при этом, как ни странно, обогнал даже все (почти) нынешние профессиональные диски со скоростью 7200 об./мин. Самый экономичный контроллер оказался у 400-гигабайтных дисков Seagate NL35, построенных на базе Seagate Barracuda 7200.8. Эта парочка потребляет (контроллером) всего по 2,5 ватта в режиме передачи данных по интерфейсу.

Насчет совпадения паспортных данных с измеренными - картина достаточно разрозненная. Где-то можно видеть схожесть, где-то, напротив, заметные различия (сравнивать удобнее таблицу 1 с таблицей 3 ниже).

Теперь насчет корреляции между данными потребления, указанными на корпусе накопителей, и реально измеренными значениями в различных режимах. Здесь наблюдается полная разноголосица! Честно говоря, я даже не стану гадать, что именно имел ввиду каждый производитель, когда наносил эти «циферки» на диски. Можете попробовать догадаться сами. :) Могу лишь предположить, что у некоторых дисков указанные на корпусе значения соответствуют максимальному току в режиме Idle (и то с изрядной долей условности). Короче, этим надписям на корпусе определенно верить не стоит, они фактически бесполезны и даже вредны, поскольку дезинформируют. И тем более, по ним нельзя судить о реальном тепловыделении накопителей!

Стартовый ток

Отдельно стоит остановиться на стартовом токе дисков. Если по шине +5 В он укладывается в 1 А, то главная нагрузка, безусловно, идет по линии +12 В, где пиковые токи (усредненные за десятые доли секунды) доходят до полутора-двух ампер и иногда даже более. Хорошо, если используемый вами контроллер и модели дисков поддерживают так называемую поочередную раскрутку (старт) дисков (staggered spinup). А если нет, и стартуют почти одновременно все диски массива, то нагрузка на блок питания получается очень неслабая (например, до 9-10А при старте 4-дискового массива из старших SATA-дисков Seagate)!

Стартовая мощность потребления жестких дисков для трех профессиональных категорий с разной скоростью вращения

Наиболее «гуманными» (по отношению к блоку питания при старте) оказались диски Hitachi Deskstar 7K400 и малютка Seagate Savvio 10K.1 (стартовый ток не более 1200 мА от +12 В), а также Maxtor MaXLine III (1400 мА) и однопластинные модели Seagate Cheetah 10K.7 и 15K.4 SAS (у последней, правда, подводит пятивольтовая нагрузка). Наиболее прожорливыми при старте уже традиционно становятся SATA-диски Seagate - Barracuda 7200.8 и 7200.9, а также их «последыш» NL35: 30 и более ватт при старте (и 2,3 А по линии +12В) - это «по силам» лишь сдвоенному Savvio 10K.1. :) Между тем, около двух ампер (и более 28 ватт) в пике при раскрутке потребляют SCSI-диски Fujitsu (причем это еще средние, не самые емкие модели данных серий), а также два диска Maxtor предельно большой емкости - 300-гигабайтный SCSI Atlas 10K V и 500-гигабайтный MaXLine Pro 500 (в лице DiamondMax 11:)). Да и 400-гигабайтные модели WD не могут похвастать «нежным» стартом (в отличие от WD Raptor). Объясняются данные характеристики достаточно просто: у некоторых SCSI- и ATA-дисков пусковой ток в «динамике» «размазан» на достаточно большой промежуток времени (в течение раскрутки пусковой ток ограничивается электроникой диска на заданном уровне). Тогда как у других моделей сделана ставка на быструю раскрутку и подготовку диска к работе, поэтому и график их пускового тока напоминает, скорее, резкий импульс с ниспадающем наклоном, нежели долгое «плато».

Тепловыделение дисков

Токи потребления (особенно, по двум линиям питания) не очень наглядны при оценке тепловыделения, поэтому мы на их основе вычислим потребляемую мощность для каждого из режимов работы дисков (см. таблицу 3). Разумеется, мощность в данном случае считалась с учетом падения напряжения на внутреннем сопротивлении амперметров в цепях питания, то есть соответствует конкретному случаю измерений. При других напряжениях питания мощность может быть немного иной.

Таблица 3. Мощность энергопотребления и тепловыделения (Вт) жестких дисков в различных режимах работы

Некоторые данные удобнее наблюдать на диаграммах. Например, на следующем рисунке приведена мощность потребления дисков в режиме Idle (вращение без обращения к пластинам и передачи данных по интерфейсу).

Типовая мощность потребления и тепловыделения жестких дисков в режиме Idle

Очень любопытен громадный разброс значений в клане 15-тысячников: наиболее экономичный здесь диск Fujitsu (средней емкости) почти вдвое лучше, чем старшая модель Maxtor. Представитель последней жарче всех и в категории десятитысячников - хотя это и более емкая модель, чем остальные. Кстати, модели Seagate Cheetah 10K.7 емкостью 73 и 147 Гбайт различаются по энергопотреблению здесь всего на 0,9 ватт и обе являются самыми экономичными SCSI-дисками со скоростью вращения 10 000 об./мин. (они и в реальности заметно холоднее остальных в работе). Диски со скоростью 7200 об./мин. гораздо меньше отличаются друг от друга по этому параметру, чем SCS-модели - от 7,4 Вт для Seagate NL35 (прямо как в паспорте!) до 8,9 Вт для 500-гигабайтной модели Barracuda 7200.9 (спецификации, видимо, обманули. :)). В среднем же 8 ватт являются для подобных накопителей типичным тепловыделением в режиме Idle, хотя нюансы (то есть токи по шинам 5 и 12В) могут заметно разниться от модели к модели (как правило, от 400 до 500 мА по шине +12В и 480-630 по +5В). Победил по экономичности 2,5-дюймовый SCSI-десятитысячник Seagate Savvio 10K.1 - 4,5 ватт в режиме Idle, это очень хорошо. То есть даже пара таких дисков рассеивает тепла меньше, чем большинство пятнадцатитысячников и часть десятитысячников.

Лидирует экономичный Savvio и при активном случайном поиске. Здесь диски расположились по энергопотреблению и тепловыделению следующим образом:

Средняя мощность потребления и тепловыделения жестких дисков в режиме случайного поиска

Снова SCSI-диски Maxtor наибольшей емкости оказались самыми прожорливыми (около 20 ватт - это не шутка, активное охлаждение им просто необходимо). И оправдывает их лишь то, что при этом они лидируют и по производительности в большинстве профильных приложений. Впрочем, старшая модель Seagate Cheetah 15K.4 тоже оказалась одной из самых горячих при поиске, в отличие от младшей SAS-модели этой же серии. Самыми экономичными в своих категориях при поиске оказались SCSI-модели от Hitachi GST. А SCSI-диски Fujitsu в лишний раз подтвердили нашу оценку, что это лучшие на сегодня накопители для персональных компьютеров (!), поскольку наряду с лучшей производительностью в настольных приложениях они обладают еще и одним из наименьших энергопотреблением (в своих классах). :) Кстати, разброс по мощности в режиме поиска среди SCSI-моделей составляет более полутора раз в каждом из классов, тогда как для SATA-дисков со скоростью вращения пластин 7200 об./мин. разброс немного меньше, и большинство дисков укладываются в диапазон от 11 до 14 ватт. Интересно, что лидируют по экономичности здесь диски Seagate поколения Barracuda 7200.8, тогда как 7200.9, имеющая большее количество пластин, уже не может похвастать низким нагревом. Впрочем, даже она менее прожорлива при поиске, чем пятипластинная модель Hitachi 7K400 и старшие SATA-модели Maxtor.

Чтобы привести цифры таблицы 3 к общему, более простому и понятному для читателя «знаменателю», мы вычислили два практически полезных параметра: усредненную потребляемую мощность дисков при низкой загрузке накопителя работой и при интенсивной (постоянной) работе компьютера с винчестером. Для вычисления этих оценочных показателей, не претендующих на какую-то «полноту отражения реальности», я применил две характерные модели использования дисков:

1. При низкой загрузке диска (например, при офисной работе или при редактировании графики) модель среднего потребления диска описывается формулой:

P typ =(Idle *90%+ Write *2.5%+ Read *7.5%)/100%,

где буквенные режимы означают мощность потребления диском от обоих источников напряжения в соответствующих режимах обращения к нему, а цифры, на которые эти токи умножаются - процент по времени, в течение которого диск находится в этом режиме (для чтения и записи берутся максимальные значения тока потребления, соответствующие начальным участкам диска; режим Seek здесь фактически учитывается через чтение и запись). В основу этой модели положено, в частности, то, что при типичной работе пользователя с настольным ПК диск читает/пишет в течение примерно 10% от общего времени работы.

2. Аналогично, для интенсивной работы с диском (гораздо более характерной для типичного профиля использования профессиональных накопителей) среднее потребление численно описывается формулой:

P max =(Write + Seek + Read *3)/5

По вычисленным данным потребляемой мощности построены следующие две диаграммы.

Средняя потребляемая мощность жестких дисков в режиме низкой рабочей загрузки (типичной работы ПК).

Эти результаты, очевидно, близки к расстановке «сил» по режиму Idle - победители по экономичности потребляют при такой работе ПК всего 7-8 ватт, наиболее «холодными» являются диски Seagate и WD, а также пятнадцатитысячник Fujitsu. Разумеется, Savvio 10K.1 наголову экономичнее всех остальных участников.

Усредненная потребляемая мощность дисков при интенсивной (постоянной) работе компьютера с винчестером показана ниже.

Средняя потребляемая мощность жестких дисков в режиме интенсивной работы компьютера с накопителями.

Здесь расстановка участников тестирования близка к таковой при активном поиске, хотя среднее потребление на несколько ватт ниже. Интересно, что два диска Savvio 10K.1 потребляют примерно столько же, сколько один пятнадцатитысячник или даже десятитысячник. Это делает их реальными соперниками (по производительности тоже) и даже дает некоторое преимущество по занимаемому месту. Среднее потребление старших моделей SATA-дисков в активной работе сейчас составляет 10-12 ватт, что менее чем в полтора раза больше, чем в режиме idle. И при грамотной установке на металлическом шасси активное охлаждение в работе им не потребуется. В отличие от старших SCSI-моделей, где активное воздушное охлаждение при интенсивной работе просто необходимо. Но опять же - не для всех. Например, для младших моделей Seagate Cheetah в ряде случаев размещения на шасси вполне возможно обойтись и пассивным охлаждением.

Зависимость энергопотребления от размера блока случайного доступа

В процессе наших экспериментов с энергопотреблением профессиональных жестких дисков возник вопрос - а какова зависимость энергопотребления этих дисков от размера блока случайного доступа? Дело в том, что ток потребления дисков по шине +5В при чтении или записи обычно заметно выше, чем при поиске (см. таблицу 2). Тогда как ток по шине +12В выше, напротив, при поиске. И по средней мощности тепловыделения именно поиск более требователен к охлаждению (см. таблицу 3). Вместе с тем, по мере роста размера блока случайного доступа к диску постепенно возрастает ток потребления по шине +5В и падает - по шине +12В (поскольку время перемещения между крупными блоками возрастает за счет дополнительных затрат времени на чтение или запись этих блоков). И может возникнуть ситуация, когда монотонность зависимости средней мощности нарушается и для каких-то размеров блока чтения или записи потребление либо становится наибольшим, либо наоборот, имеет некий минимум.

В поисках этих экстремумов мы и провели исследование зависимости энергопотребления дисков от размера блока случайного доступа при чтении и записи. В качестве объектов для наших экспериментов были выбраны два новейших накопителя из противоположных участков Enterprise-поля: Seagate Cheetah 15K.4 емкостью 36 Гбайт с интерфейсом SAS и скоростью вращения 15 000 об./мин. и WD Caviar RE2 на 400 Гбайт с интерфейсом Serial ATA и скоростью вращения 7200 об./мин. К слову, средний ток потребления шпиндельного мотора от +12В у этих двух дисков в режиме последовательного чтения или записи совершенно одинаков, хотя контроллер у Читы почти вдвое более прожорлив.

Средний ток потребления измерялся в зависимости от размера блока случайного чтения или записи от 512 байт до 1 Мбайт при выполнении соответствующих паттернов в программе IOMeter. Одновременно регистрировались изменения показателей производительности этих накопителей - среднее время доступа, количество операций в секунду (IOps) и абсолютная производительность чтения или записи в Мбайт/с. Результаты приведены в таблицах ниже и проиллюстрированы на сводных графиках.

Для диска Seagate Cheetah 15K.4 SAS при случайном чтении ток по шине +5В постепенно возрастает почти на 20% при росте размера блока от 512 байт до 1 Мбайт, тогда как ток на шине +12В падает с 870 до 540 мА. Полная мощность потребления тоже падает, но меньше в процентном отношении - с 15,7 ватт до 12,5 ватт, причем, на графике зависимости мощности от размера блока мы наблюдаем два экстремума: один минимум при блоках 64 Кбайт и следом за ним максимум на блоках 128 Кбайт. Это как раз то, о чем мы говорили в преамбуле к данным экспериментам. Одновременно можно наблюдать, что картина производительности в IOps поразительно повторяет картину с энергопотреблением! Таким образом, работа с блоками размером 64 Кбайт для данного жесткого диска (в паре с контроллером Adaptec 4800SAS) оказывается далеко не оптимальной в плане производительности, и предпочтение стоит отдавать блокам по 32 или 128 Кбайт, хотя потребление при этом и будет немного выше.

Аналогичный экстремум для блоков размером 64 Кбайт можно наблюдать для этого диска и при записи: совершенно очевиден провал потребления и выпадение из общей тенденции в худшую сторону по производительности в данной точке. В целом зависимость потребления от размера блока при записи значительно меньше, чем при чтении (да и само потребление в целом меньше), поскольку при записи эффективно работает кэширование отложенных операций (write-back). На записи видна и другая тенденция - для блоков размером 32-128 Кбайт потребление действительно меньше, и оно снова возрастает при дельнейшем росте размера блока до 1 Мбайт.

Для жесткого диска WD4000YR тенденции немного другие. При случайном чтении мы наблюдаем абсолютный максимум энергопотребления при размере блока 16 Кбайт (хотя видимых аномалий в производительности при этом нет). То есть в данном случае именно некоторое повышение среднего тока чтения дает свой вклад, тогда как замедление поиска из-за роста размера блока еще не начало сказываться. При записи ситуаций еще необычнее. Минимум потребления есть на блоках среднего размера (выраженные минимумы - при 8 и 64 Кбайт; или можно сказать, что на фоне общего снижения потребления на блоках от 8 до 128 Кбайт наблюдается максимум на тех же 16 Кбайт, что и при чтении). А при блоках 256 Кбайт и больше потребление резко повышается, несмотря на то, что скорость доступа резко падает. И это уже связано со значительным замедлением поиска притом, что ток записи в это же время намного выше.

Заключение

Изучение энергопотребления и тепловыделения жестких дисков путем измерения токов по шинам питания +5 и +12В в различных режимах работы дает возможность получить дополнительную информацию о свойствах накопителей, полезную как для общего понимания, так и для практического применения. В заключение нашего исследования энергопотребления представителей практически всех серий современных винчестеров Enterprise-сегмента остается сказать, что:

1. К данным об энергопотреблении дисков, указанным в их спецификациях и, тем более, на «крышках» самих дисков, следует относиться очень критически. Далеко не всегда по ним можно судить об истинных «масштабах» прожорливости и нагрева накопителей! Доверять лучше данным непосредственных измерений в реальных задачах.

2. В enterprise-сегменте существуют три основные категории накопителей на жестких дисках, которые различаются по скорости вращения шпинделя (15000, 10000 и 7200 об./мин.). И хотя в энергопотреблении и тепловыделении тенденция зависимости от скорости вращения тоже прослеживается, она далеко не такая выраженная, как, скажем, по среднему времени доступа или некоторым другим параметрам быстродействия. Оказывается, что ряд даже самых быстрых моделей дисков обладает потреблением на уровне накопителей более медленной категории, и наоборот. А в рамках одной категории потребление накопителей может различаться порой в полтора и даже более раза.

3. И это безусловно нужно учитывать при проектировании профессиональных систем хранения данных - если с накопителями одного производителя может оказаться вполне достаточным использовать пассивной охлаждение дисков, то с их «классовыми» аналогами от другого производителя может потребоваться активное охлаждение, и наоборот.

4. Более того, некоторые современные высокопроизводительные SCSI-диски очень «гуманны» в плане тепловыделения, соревнуясь в этом даже с настольными SATA-дисками. А миниатюрный Seagate Savvio 10K.1 вообще оказался самым экономичным из высокопроизводительных накопителей, опередив все ATA-диски форм-фактора 3,5 дюйма, хотя и по производительности он ведет себя очень достойно

5. В определенных случаях следует уделять особое внимание обеспечению надлежащей нагрузочной способности блока питания во время старта жестких дисков - это касается даже некоторых современных SATA-моделей (например, от Seagate), и особенно - их массивов. Максимальный пусковой ток дисков, как оказывается, практически не коррелирует со скоростью вращения шпинделя, поскольку производители иногда применяют специальные схемы его (тока) ограничения. И некоторые SATA-модели на 7200 об./мин. могут оказаться вдвое более жадными до тока раскрутки, чем их более быстро вращающиеся SCSI-собратья того же производителя.

6. Появление последовательного интерфейса Serial Attached SCSI (SAS) выводит на новый уровень энергопотребление контроллеров от шины питания +5В. К сожалению, изменения произошли не в лучшую сторону, поскольку те же диски с интерфейсом SAS потребляют по +5В значительно (от 1 до 3 ватт) больше энергии, чем их аналоги с традиционным параллельным интерфейсом SCSI. Фактически, это плата всего за несколько трехгигабодных буферов (приемопередатчиков) последовательного интерфейса. И очевидно, что с дальнейшим повышением скорости передачи данных по шине в будущих поколениях этого интерфейса ситуация будет только усугубляться, поскольку чтение и запись тоже будут требовать все больших токов (ввиду возрастания внутренней скорости передачи данных с пластины). Тогда как потребление «по механике» от +12В, скорее всего, будет немного падать или оставаться на прежнем уровне.

7. В этих условиях вызывает интерес зависимость энергопотребления накопителей от характера их обращений к данным на пластине и, в частности, от размера блока данных при случайном характере доступа, более типичном именно для профессиональных применений винчестеров. При росте размера блока данных чтения или записи может наблюдаться экстремум по энергопотреблению, причем, как максимум, так и минимум. Это было бы не лишним учитывать при эксплуатации таких дисков, подбирая системам хранения данных оптимальные условия работы с учетом производительности и тепловыделения.

Напоследок хочется отметить, что нами уже накоплен немалый опыт оценки энергопотребления и тепловыделения жестких дисков самых разных категорий. И если в нашей методике тестирования дисков для ноутбуков эти вопросы уже давно прописаны на регулярной основе, то при тестированиях очередных новинок сегментов Desktop и Enterprise они пока отсутствуют, хотя в грядущей (обновленной) методике тестов таких винчестеров мы наверняка будем привлекать измерения энергопотребления по уже отлаженной или немного усовершенствованной схеме.

ВступлениеВот уже много лет мы в тестах жёстких дисков c магнитными пластинами и твердотельных накопителей измеряем потребляемую накопителями мощность. Для этого мы используем специальный стенд, оборудованный осциллографом (о том, почему нельзя измерять потребление накопителей при помощи мультиметра, подробно написано здесь .) Но при помощи такой установки мы меряем потребление накопителя только в нескольких режимах с использованием синтетической нагрузки, создаваемой тестом IOMeter (случайное чтение, случайная запись, последовательное чтение, последовательная запись). Это даёт нам возможность оценить максимальное потребление накопителя, но ничего не говорит о потреблении накопителя в реальных условиях эксплуатации.
В то же время, судя по активному обсуждению в форумах, пользователей сильно интересует потребление накопителей именно что в боевых условиях – при работе в реальных приложениях. Соответственно, возникла идея – взять ноутбук и использовать его, как измерительное оборудование!

Постановка задачи

Методика тестирования

Участники тестирования

Результаты тестирования

Выводы

HDD, как и большинство компонентов персональных компьютеров, греются. Это происходит от работы их двигателей, крутящих шпиндель, вращающий диски с магнитными поверхностями и обеспечивающих движение считывающих головок, а также ряда других факторов. За счет отсутствия такого рода приспособлений в SSD, он практически не греется. Как следствие, твердотельный диск не добавляет свою лепту в разогрев атмосферы внутри системного блока. Эта особенность SSD особенно востребована в ноутбуках и другой портативной технике с их тесными корпусами, где перегрев наступает быстрее.

Потребление электроэнергии

Сказать однозначно, что SSD потребляет меньше энергии, чем HDD - было бы некорректно. Все зависит от режима работы накопителей. Например, во время простоя, вращение шпинделя HDD прекращается, точнее, может прекращаться, при условии соответствующих настроек системы. Поэтому в режиме простоя HDD вообще энергии не потребляет, а SSD продолжает ее «тянуть». Однако во время активной работы энергопотребление у HDD больше в разы. Энергопотребление же SSD серьезно возрастает при записи блоков данных (при чтении оно заметно ниже). Что интересно, растет оно (энергопотребление) также вместе с ростом объёма накопителя.

Поэтому при сравнении времени работы автономных устройств (нетбуков и ноутбуков) от аккумуляторных батарей, использование SSD, как правило, дает небольшой прирост. Однако далеко не всегда и его никак нельзя назвать значительным.

Долговечность - циклы записи, надежность контроллера и восстановление данных

Сколько раз можно перезаписывать информацию на жестком диске? Если брать HDD, то довольно много. А вот у SSD эта величина не превышает 10 000 раз, для самых качественных MLC-ячеек флэш-памяти. Для более дорогих SLC-ячеек этот показатель может достигать 100 000 циклов. Процессы записи оптимизируются контроллером твердотельного накопителя, который старается равномерно использовать ячейки, балансируя нагрузку таким образом, чтобы ячейки изнашивались равномерно. Без такой оптимизации этот лимит для ряда ячеек флэш-памяти можно превысить за месяц-другой, получив сбойные ячейки на новом накопителе.

Однако в результате такой оптимизации файлы на SSD получаются разбросанными по всему диску. То есть данные на твердотельных носителях хранятся в чрезвычайно фрагментированном виде… А как же может быть иначе, если контролер руководствуется при записи данных не скоростью записи и чтения, а только равномерным распределением данных по ячейкам? Такая фрагментация файлов не оказывает значимого влияния на скорость поиска информации на SSD, однако приводит к другим, значительно более неприятным последствиям.

Как вы думаете, где хранятся данные о том, в какой ячейке лежат какие данные? И кто эти данные может интерпретировать? Правильно, контроллер! Структура такого рода информации очень сложна, ведь данные в накопителе распределяются по нескольким чипам, а кроме того, чередование ячеек для равномерного износа еще более усложняет ее. Поэтому при сбое в контроллере SSD, возникают весьма закономерные проблемы - вытащить записанные на носитель данные становится почти нереальной задачей.

Наиболее распространенной причиной выхода из строя носителей, использующих флэш-память, является как раз сбой в микропрограмме или же физическое повреждение контроллера (он расположен в большинстве моделей таким образом, что легко может быть поврежден скачком напряжения). Информация, которая находится на твердотельном накопителе, в случае выхода из строя контроллера, превращается в нечитаемый, беспорядочный набор битов информации.

Разумеется, носители HDD тоже частенько выходят из строя. Однако в 90% случаев с них можно восстановить информацию. Разумеется, такие работы, в ряде случаев, стоят как новый HDD, а иногда и чуть больше, но восстановление данных в принципе возможно, и если их стоимость высока, то деньги можно найти. С SSD-носителями такой фокус не пройдет. Утраченная при сбое контроллера информация, часто не подлежит восстановлению вовсе. Есть определенные методики, которые позволяют это сделать, однако для этого приходится полностью эмулировать и воспроизводить работу алгоритма контроллера на дорогостоящем оборудовании, что может вылиться в принципиально иные суммы. Веский минус, не правда ли?

Совместимость с операционными системами

Еще один значимый минус твердотельных накопителей состоит в том, что особенности работы SSD (сравнительно небольшое количество циклов записи) не учтены в ряде актуальных версий операционных систем Windows. Работа под управлением таких систем приводит к преждевременному износу накопителей на базе флэш-памяти. К технологиям, которые значительно сокращают срок эксплуатации твердотельных носителей информации, относятся, в первую очередь, механизмы файлов подкачки (свопинга) и создания многочисленных временных файлов, размещаемых системой на SSD.

Выводы

Как видите, о массовом вытеснении старых HDD новыми высокотехнологичными SDD пока говорить рано. Флэш-память за несколько лет заняла сравнительно небольшую, но важную нишу в мобильных устройствах и ряде специфических систем с высокой производительностью. Следует отметить, что перспективы у этой технологии весьма светлые. Количество предлагаемых носителей информации на базе твердотельных запоминающих устройств будет увеличиваться, на этот счет у меня нет сомнений. Достаточно взглянуть в сторону многочисленных в последнее время мобильных устройств и повышения спроса на них, чтобы понять, что даже если SSD не выйдет за пределы этого специфического класса гаджетов, то в них его особенности будут востребованы еще очень долго.

Сравнение энергосберегающих жёстких дисков

Жёсткие диски, о которых пойдёт сегодня речь, вряд ли побьют рекорды производительности, зато в том, что касается соотношения "ёмкость/ватт", они могут стать рекордсменами. Компании Hitachi Global Storage Technologies (HGST) и Western Digital уже выпустили накопители, удовлетворяющие требованиям пользователей, которые заботятся об экономии энергии. Hitachi Deskstar P7K500 и "зелёная" линейка WD GreenPower снижают энергопотребление на 40% по сравнению с обычными жёсткими дисками. Мы хотели выяснить, насколько изменения, произошедшие в таких накопителях, повлияли на их производительность, ведь они не должны быть существенными, чтобы данные продукты могли конкурировать на рынке.

По сравнению с энергопотреблением ЖК-дисплеев (50-120 Вт), процессоров (20-120 Вт), отдельных видеокарт (25-200 Вт), high-end материнских плат (до 50 Вт), а также учитывая ещё 10-20% потерь в блоке питания, обсуждение энергопотребления жёстких дисков может показаться неинтересным и бессмысленным. В конце концов, типичный жёсткий диск настольного компьютера потребляет около 5-15 Вт, в зависимости от модели, скорости вращения шпинделя и количества пластин. На первый взгляд, выбор того или иного жёсткого диска мало влияет на энергопотребление настольного ПК.

Однако жёсткие диски всё же оказывают вполне измеримое влияние на энергопотребление, если взять в расчет не типичный настольный ПК, а информационные центры, где требуются тысячи жёстких дисков для обеспечения огромного дискового пространства. Более того, любое устройство во время работы не только потребляет определённое количество энергии, но и выделяет тепло, которое должно выводиться с помощью систем кондиционирования воздуха. В сущности, усилия и затраты на развёртывание масштабных, отказоустойчивых решений кондиционирования воздуха могут быть более значительными, чем непосредственная стоимость и влияние энергопотребления самого накопителя.

К другой сфере применения жёстких дисков с малым энергопотреблением относится потребительская (бытовая) электроника: персональные видеомагнитофоны (PVR), телевизионные приставки со встроенными накопителями и все виды таких устройств резервирования, как внешние жёсткие диски и решения на основе RAID для резервного хранения данных (near-line storage). Они должны хорошо охлаждаться, тихо работать и быть простыми в эксплуатации настолько, насколько это возможно, а высокой производительности от них не требуется. Большая часть жёстких дисков, встроенных в продукты бытовой электроники, по-прежнему основана на интерфейсе UltraATA вместо Serial ATA.

Компании Hitachi и Western Digital располагают продукцией, которая может удовлетворить потребности вышеназванных сфер рынка: Hitachi Deskstar P7K500, где буква "P" означает "мощность", и "зелёная" линейка Western Digital GreenPower , включающая в себя решения по оптимизации энергопотребления, которые можно найти в различных линейках продуктов WD.

Энергосбережение на жёстких дисках

Когда речь идёт об энергопотреблении обычных жёстких дисков, следует рассматривать два основных момента. Во-первых, энергопотребление механических деталей: мотора шпинделя, который используется для вращения физических пластин, а также привода головок жёсткого диска (актуатора), который перемещает головки чтения/записи в заданное место магнитной поверхности. Для достижения более высоких скоростей вращения шпинделя требуется больше энергии. Кроме того, энергопотребление зависит от диаметра пластин, их количества и от типа используемых подшипников.

Чтобы сократить время доступа, тоже требуется больше энергии, поскольку приводу головок жёсткого диска нужно быстро менять скорость для перемещения головок с одного места на другое. Количество пластин также влияет на энергопотребление привода головок, так как для позиционирования каждой пары головок нужен один кронштейн (по одной несущей на каждую сторону пластины).

Технологии увеличения производительности жёстких дисков, такие, как "родная" очередь команд (Native Command Queuing, NCQ), тоже могут поспособствовать экономии энергии при нагрузке. Очередь команд NCQ упорядочивает все входящие команды, анализирует их, а затем выполняет в наиболее эффективном порядке, что минимизирует передвижения головки. Однако NCQ реально представляет интерес лишь в окружениях серверного типа.

Во-вторых, следует обратить внимание на энергопотребление печатной платы жёсткого диска, которая отвечает за контроллер, кэш-память и интерфейсную логику. Повышение уровня интеграции способствует увеличению эффективности печатной платы по энергопотреблению. Однако её всё равно не стоит сбрасывать со счетов.

Очевидно, что экономия энергии может быть достигнута на физическом уровне, за счёт снижения скорости вращения шпинделя или уменьшения ускорения и производительности привода головок жёсткого диска. Оптимизировать подшипники трудно, потому что большинство жёстких дисков уже основаны на так называемых гидродинамических подшипниках (fluid dynamic bearings, FDB). Применение новых, более лёгких материалов также может помочь снизить энергопотребление. Однако прочность и надёжность - это те свойства, которые нельзя недооценивать. К тому же, трудно уменьшить такие параметры, как толщина пластины, из-за их влияния на другие параметры, например, обеспечение плавного вращения. Что касается печатной платы (PCB), то к ней, безусловно, можно применять энергосберегающие механизмы, как и к другим кремниевым компонентам. Та часть логики, которая не используется в какой-то конкретный момент, например кэш-память, может быть временно отключена.

Hitachi Deskstar P7K500

Компания Hitachi уже близка к выпуску следующего поколения настольных жёстких дисков, которое призвано заменить Deskstar 7K1000 с пятью пластинами винчестерами с меньшим количеством вращающихся деталей. Это могло бы позволить обновить линейку продуктов, эффективных по энергопотреблению, которая на данный момент включает в себя накопители ёмкостью только до 500 Гбайт. Принимая во внимание, что эффективность часто измеряется как ёмкость/ватт, это увеличило бы шансы Hitachi на победу над WD.

Жёсткий диск, который потребляет мало энергии в режиме бездействия, но работает с низкой производительностью, может в итоге потребовать больше энергии на выполнение определённой задачи, чем какой-то другой винчестер. Следовательно, производительность тоже важна, поскольку очень медленный жёсткий диск сведёт на нет все преимущества экономии, поскольку он будет дольше находиться в состоянии с высоким потреблением энергии.

Доступны четыре варианта ёмкости: 500, 400, 320 и 250 Гбайт. Последние варианты больше подойдут для PVR и тому подобных устройств бытовой электроники, поскольку большинство жёстких дисков для настольных ПК должны иметь, минимум, 500 Гбайт дискового пространства. Меньшая ёмкость не обеспечит большой экономии денег на новом ПК, зато в ближайшем будущем точно обернётся нехваткой дискового пространства. Как бы то ни было, Hitachi явно нацеливается на потребительский рынок, потому что Deskstar P7K500 доступен с интерфейсом SATA или UltraATA, последний из которых всё ещё доминирует на рынке потребительских хранилищ и на рынке устройств начального уровня.

Скорость вращения шпинделя всех жёстких дисков P7K500 стандартна и составляет 7 200 об/мин, тогда как Western Digital решила снизить скорость, чтобы сократить энергопотребление. Все версии с интерфейсом UltraATA имеют 8 Мбайт кэш-памяти, а SATA-версии (за исключением 250-Гбайт жёсткого диска начального уровня) оснащены 16-Мбайт кэшем. Винчестеры имеют плотность 250 Гбайт на пластину, т.е. 250-Гбайт модель имеет одну пластину, а все остальные модели - по две пластины.

Жёсткий диск Deskstar P7K500 на самом деле гораздо эффективнее, чем другие 3,5" винчестеры, работающие со скоростью вращения 7200 об/мин: в режиме простоя он потреблял 4,7 Вт. Хотя такое энергопотребление выше, чем то, что мы измерили для жёстких дисков Western Digital GreenPower, мы пришли к выводу, что максимальное энергопотребление в действительности оказывается поразительно низким - всего 6,6 Вт, тогда как другим жёстким дискам на 7 200 об/мин требуется 9-11 Вт, когда происходит много передвижений головок. Это также соответствует заявлениям Hitachi об экономии энергии до 40%. Обратите внимание, что жёсткие диски UltraATA, как правило, более эффективны, так как параллельный интерфейс требует приблизительно на 250 мВт меньше энергии, чем Serial ATA.

По утверждению Hitachi, в Deskstar P7K500 используются те же технологии энергосбережения, что и в жёстких дисках ноутбуков Travelstar. Это может быть причиной большого среднего времени доступа 18,7 мс, которое соответствует времени доступа 2,5" винчестера. Тем не менее, это объясняет, почему Hitachi поддерживает такое низкое максимальное энергопотребление.

"Зелёное" семейство Western Digital GreenPower

Компания Western Digital выпускает так называемые "зелёные" жёсткие диски GreenPower для трёх разных сегментов рынка: для организаций, для пользователей настольных ПК и для бытовой электроники. Диски доступны в нескольких вариантах ёмкости: 500, 750 и 1 000 Гбайт, и носят привычные названия Caviar, RE2 (RAID Edition 2) и AV (Audio/Video), но с суффиксом GP. Мы рассмотрели два жёстких диска Caviar GP, которые предназначены для обычных пользователей ПК.

На странице спецификаций WD GreenPower представлено маловато информации. WD много говорит о проблемах с окружающей средой, но не упоминает о скорости вращения шпинделя даже в характеристиках . Да, там есть информация о 16 Мбайт кэш-памяти и интерфейсе 300 Мбайт/с SATA, но обязательные технические спецификации отсутствуют.

Давайте посмотрим на эти два жёстких диска, оказавшихся в нашей лаборатории.

WD5000AACS (Caviar GP Green Power)

WD7500AACS (Caviar GP Green Power)

Тестовая конфигурация

Результаты тестов

Жёсткие диски Hitachi P7K500 и Western Digital WD7500AACS обеспечивают самую высокую минимальную скорость передачи данных на уровне почти 50 Мбайт/с. WD5000AACS показал хороший результат, но на внутренних секторах пластин скорость передачи упала до 40 Мбайт/с.

Hitachi ограничивает производительность доступа в попытке поддержать максимальное энергопотребление на низком уровне. Среднее время доступа 18,7 мс маловато даже для 2,5" жёстких дисков. Для серверов-хранилищ или устройств бытовой электроники это не проблема, чего не скажешь о настольных ПК. Жёсткие диски WD обеспечивают лучшее время доступа.

Тест на пропускную способность интерфейса обязателен для подтверждения технических спецификаций, но он имеет мало отношения к реальной производительности. Производительность интерфейса показывает скорость, с которой компьютер может обмениваться данными с кэш-памятью винчестера.

Hitachi Deskstar P7K500 обеспечивает наилучшую последовательную пропускную способность при том, что он работает со скоростью вращения 7 200 об/мин по сравнению с 5 400+ об/мин жёстких дисков Western Digital (подробную информацию компания не предоставила). Однако другие жёсткие диски на 7 200 об/мин, такие, как Seagate Barracuda 7200.11 или Samsung Spinpoint F1, достигают, как минимум, 100 Мбайт/с, в то время как Hitachi показал, максимум, 87 Мбайт/с, а WD - 84 Мбайт/с.

Энергосберегающие накопители явно не предназначены для интенсивных операций ввода/вывода.

Жёсткие диски WD GreenPower обеспечивают только 80% производительности в приложениях по сравнению с другими винчестерами со скоростью вращение 7 200 об/мин; так что уменьшение скорости вращения шпинделя в данном случае является недостатком. Впрочем, и P7K500 не может обеспечить лучшей производительности записи файлов в тесте PCMark05 HDD.

Минимальное энергопотребление при простое в 3,1 Вт - это новый рекорд. Western Digital WD5000AACS Caviar GP (500 Гбайт) показал себя как самый эффективный с точки зрения энергопотребления жёсткий диск, хотя в данном обзоре его производительность была самой низкой. Скорость вращения шпинделя 7 200 об/мин винчестера Hitachi является недостатком, поскольку энергопотребление при простое этого жёсткого диска почти на 50% выше! Тем не менее, жёсткий диск Hitachi всё равно гораздо эффективнее, чем другие винчестеры на 7 200 об/мин, потребляющие от 6 Вт и выше в режиме бездействия.

Максимальное энергопотребление жёсткого диска Hitachi даже ниже, чем у жёстких дисков WD, несмотря на более высокую скорость вращения. Если вы помните, что время доступа большое, то поймёте, как так получилось. Если вам нужен эффективный жёсткий диск для настольного ПК, то Hitachi предлагает лучшее соотношение "производительность/ватт", поскольку производительность явно выше при том же энергопотреблении.

Что касается температуры поверхности, то все жёсткие диски показали хорошие результаты. Как и ожидалось, температура жёстких дисков WD при скорости вращения менее 7 200 об/мин остаётся ниже, чем у 7 200-об/мин винчестеров Hitachi. Обратите внимание, что WD VelociRaptor, занявший верхнюю строчку в таблице с результатом всего 38°C, является 2,5" жёстким диском со скоростью вращения шпинделя 10 000 об/мин.

Заключение

Жёсткие диски Hitachi Deskstar P7K500 и Western Digital Caviar GP оправдали ожидания, поскольку оба снижают энергопотребление при простое на 50%, а при максимальной нагрузке - на 20-30%. Для домашних пользователей эта разница незначительна, потому что экономией энергии в 3-5 Вт по сравнению с обычными 3,5" жёсткими дисками можно пренебречь. Однако устройства бытовой электроники, которые должны работать тихо и не нагреваться, безусловно, выиграют от использования таких жёстких дисков. Весьма интересны экономичные винчестеры и для больших серверных систем с сотнями и даже тысячами жёстких дисков за счёт снижения энергопотребления как самих винчестеров, так и систем охлаждения. Кроме того, пользователи, которые хотят сделать разумный апгрейд, могут подумать насчёт такого жёсткого диска, поскольку разницы в цене с другими моделями нет. Hitachi предоставляет интересный выбор для апгрейда, поскольку доступна версия жёсткого диска P7K500 с интерфейсом UltraATA.

Благодаря скорости вращения шпинделя 7 200 об/мин, Hitachi на протяжении всех тестов демонстрировал превосходные скорости передачи и приличную производительность в целом. Однако по времени доступа и производительности ввода/вывода Deskstar P7K500 не может соревноваться с другими жёсткими дисками на 7 200 об/мин, поскольку Hitachi замедлила движения привода головок жёсткого диска в целях экономии энергии. Именно поэтому P7K500 требует даже меньше энергии при максимальной нагрузке, чем 750-Гбайт и 1 000-Гбайт жёсткие диски WD Caviar GP.

Компания WD снизила скорость вращения шпинделя с 7 200 об/мин до значения, которое находится в пределах между 7 200 об/мин и 5 400 об/мин, благодаря чему она добилась нового рекорда в энергопотреблении: 3,1 Вт при простое для 500-Гбайт модели и 3,6 Вт для 750-Гбайт Caviar GP - отличные результаты. Если вы ищите один или несколько жёстких дисков для экономичного хранения данных, то Caviar GP - это лучший выбор. Hitachi предоставляет хороший вариант, если вы хотите использовать жёсткий диск, эффективный с точки зрения энергопотребления, для своей операционной системы.

Сравнительная таблица

Мы немало внимания уделяем жестким дискам. Это одна из тех составляющих системы, от которой во многом зависит комфорт работы с ПК. И если ранее мы рассматривали в основном возможности 3,5-дюймовых накопителей, то теперь не меньший интерес представляют винчестеры с диаметром пластин 2,5″ – такие HDD используются не только в мобильных устройствах, но и в моноблоках, неттопах и других компактных экономичных ПК. Имея одинаковый принцип работы, диски этих двух формфакторов заметно отличаются техническими характеристиками. Как именно? Давайте разбираться.

Физические размеры

Первое, на что обращаешь внимание при взгляде на накопители двух формфакторов, – разница в их габаритах. 2,5-дюймовые диски гараздо меньше своих собратьев с магнитными пластинами диаметром 3,5″.

Объем пространства, занимаемого стандартным HDD, почти в шесть раз больше, чем в случае с мобильным винчестером толщиной 9,5 мм. При этом если подсчитать емкость хранимой информации на единицу объема, взяв за основу 750-гигабайтовый портативный диск и десктопный накопитель на 2 ТБ, то разница будет более чем двукратной, причем не в пользу последнего (11,3 ГБ/cм3 и 5,1 ГБ/cм3).

Плотность записи

Диаметр магнитных дисков накопителей обоих типов отличается на 40%, при этом пластины 3,5-дюймовых винчестеров имеют в 1,8 раза большую рабочую площадь. Такое же соотношение сохраняется, если рассматривать максимальную емкость дисков, используемых в HDD, – для портативных накопителей это 375 ГБ, для десктопных – 667 ГБ. С технологической точки зрения поверхностная плотность записи на магнитных пластинах для обоих формфакторов оказывается примерно одинаковой. Если учитывать только форматируемую область, доступную для записи пользовательских данных, то для наиболее емких пластин это порядка 330 Гб на кв. дюйм.