Megatest 120GB disků: 2. část

Metodika testů

Již v minulosti jsem nějaký ten test pevných disků udělal. Otázkou však je, co vlastně testovat. Testování disků totiž není tak jednoduché, jak se na první pohled může zdát. Podobně jako u jiných zařízení existují u disků určité základní charakteristiky jako přístupová doba a rychlost sekvenčního čtení / zápisu. Ty však nemusí plně vyjadřovat rychlost při běžném použití. U těchto dvou faktorů se blíže zastavím.

Přístupová doba

Přístupová doba je čas, který disku zabere vyhledat informaci. Disk se skládá z ploten s materiálem schopným reagovat na elektrické impulsy (nastavovat nuly a jedničky). Plotna je v podstatě placka otáčející se vysokou rychlostí. Samotné impulsy vyvolává čtecí zapisovací hlavička. Tato hlavička je extrémně maličká a pohybuje se extrémně nízko nad povrchem plotny (její kontakt s plotnou fakticky znamená zničení disku). Plotny se otáčí určitou konstantní rychlostí, v případě zde recenzovaných disků je to 7200 otáček za minutu. Přístupová doba se skládá ze dvou faktorů - vystavování hlaviček a rotační latence ploten. První faktor znamená, za jak dlouho motor přemístí hlavičku disku z jedné polohy do druhé. Existují tři různé časové údaje rychlosti přesouvání hlaviček:

track-to-track - Data jsou na disku uložena v kruzích. Hlavička při přesunu zjišťuje, nad kterým z kruhů se právě nachází. Rychlost přesouvání track-to-track znamená, za jak dlouho se přesune hlavička z jednoho kruhu na sousední kruh.

full-stroke - Jedná se o dobu, za kterou hlavička přejede ze zcela vnitřního záznamového kruhu až k zcela vnějšímu kruhu.

average access - Tato doba udává, jaká je průměrná přístupová doba přesunu po disku. Přesun hlaviček charakterizují dva extrémy - track-to-track a full-stroke. První operace trvá u nových 7200 otáčkových disků kolem 1ms, poslední kolem 20ms. Průměr z obou extrémů je například přesun hlavičky ze zcela vnitřního kruhu doprostřed disku. Average access je doba, kterou uvádějí výrobci pevných disků.

Jak jistě uznáte, běžná charakteristika disků pouze pomocí average access je v řadě případů nepřesná. Mezi testovanými disky byly značné rozdíly - některé mají deklarovaný track-to-track 0,8ms, jiné až 2ms! Stejně tak full-stroke se liší třeba o 3ms. Přitom tyto disky mohou mít stejnou hodnotu average access! Problémem pak ale je, že disk s rychlým track-to-track patrně bude rychleji spouštět aplikace, rychleji bootovat, disk s rychlým full-stroke bude rychleji kopírovat atp. Jinými slovy average access je hezká hodnota pro představu, ale její reálný vliv na výkon může být diskutabilní.

Druhým z faktorů je rotační latence disků. Jedná se zhruba o toto - když se hlavička přesune nad správný kruh, ještě to neznamená, že je nad správnými daty. Realita je taková, že buďto se ihned po přesunu pod ní objeví správná data nebo bude muset čekat možná až celou jednu otáčku plotny. Průměrem z těchto dvou extrémů je polovina otáčky plotny. Disky se 7200 otáčkami za sekundu otočí plotnou za 8,333ms (120 otáček za sekundu), tj. jejich rotační latence je 4,166 ms. Rotační latenci nelze zkrátit jinak než zvýšením rychlosti otáčení ploten. Výrobci se s ní běžně nechlubí, protože například u 7200 otáčkových disků trvá polovinu doby average access.

Sekvenční čtení / zápis

V testech hodně oblíbené hodnoty STR (Sequential Transfer Rate) udávají, jak rychle je disk schopen číst / zapisovat nepřetržitý proud dat. Například sekvenční zápis od 0 do 40GB znamená, že disk zapisuje bez přerušení od kapacity nula do kapacity 40GB. Tyto hodnoty jsou mezi recenzenty a čtenáři velmi oblíbené, protože podobně jako average access je možné je snadno porovnávat. A vyšší přece znamená rychlejší! Nebo ne? Bohužel ne. Hodnoty STR prakticky nemají žádnou vypovídací schopnost o reálném použití ! Proč je tomu tak? Z jednoho prostého důvodu - v praxi taková situace nenastává. Uvědomme si jednu věc - když jako uživatel něco dělám, vždy dochází ke kombinaci více faktorů. Například když kopíruji, disk sekvenčně čte a sekvenčně zapisuje, jenže tyto operace nejsou ihned za sebou, ale mezi nimi je ještě přesun hlaviček. Nebo když je načítám operační systém, také všechna data nejsou hned za sebou a i tam dochází k přesunu hlaviček. To ale není vše. Disk ještě využívá paměti cache (přesněji DRAM modul), kterou má k dispozici. Díky té například přečte i to, co si uživatel nevyžádal, protože předpokládá, že to třeba vyžadovat bude... a když už stejně hlavička je na místě, proč nepřečíst něco málo před vyžadovanými daty (hlavička by stejnak čekala na otočení plotny) nebo něco málo za požadovanými daty. Této operaci se říká read-ahead. Stejně tak disk používá cache pro zápisy. Disk přijme požadavek a namísto okamžitého zapsání na plotnu data uloží do cache, Fyzicky je zapíše na plotnu až v okamžiku, kdy uživatel nebude požadovat žádná data ke čtení nebo hlavička disku bude blízko oblasti zápisu a celkové zdržení tak bude menší.

U moderních disků hraje obrovskou roli firmware a cache paměť disku. Základní charakteristiky average access a STR jsou i nadále významné, ale protože u dnešních disků jsou porovnatelné, jejich význam pro pořadí v testech výkonu již není tak velký. Rovnou na začátek proto zklamu ty, kteří čekali, že tento test bude o benchmarcích jako HDtach, AIDA32, Sandra a podobných. Nebude. Místo toho jsem se soustředil na praktické testy, které zohlední všechny faktory ovlivňující výkon.