Test disků Western Digital Blue – CMR klasika versus SMR šindel | Kapitola 10
Seznam kapitol
Přízrak SMR rozhazuje své sítě a snaží se uchvátil nezkušené zákazníky. Nabídku počítačových obchodů nenápadně zaplňují cenově výhodné modely pevných disků s technologií šindelového magnetického záznamu SMR, které se obecně netěší zrovna dobré reputaci. Máme se jim skutečně vyhýbat, nebo se již jedná o překonaný mýtus? Na tuto otázku se pokusíme odpovědět ve srovnávacím testu, kde proti konvenčnímu 3TB CMR modelu WD Blue (WD30EZRZ) postavíme nejnovější 4TB SMR disk WD Blue (WD40EZAZ), nabízející vyšší kapacitu za nižší cenu.
Po čistě syntetických testech budeme výkon disků s konvenčním a šindelovým záznamem porovnávat pomocí běžných praktických úloh, jimiž budou při reálném provozu zatíženy nejvíce. Asi nejčastější úlohou, kterou u datového disku budeme provádět, je prosté kopírování souborů a složek.
Pro účely testování jsem jako obvykle použil jednu ze složek z mé rozsáhlé knihovny 3D objektů do modelovacích aplikací. Složka o celkové velikosti 15,2 GB obsahuje celkem 4.434 kusů různě velkých souborů. Jedná se o zip soubory velikosti v jednotkách až desítkách MB, doplněné vždy několika doprovodnými obrázky o velikosti desítek kB.
Složku jsem kopíroval nejprve z SSD na jednotlivé oddíly testovaného disku (M, N a O). Poté jsem otestoval kopírování složky z oddílu M testovaného disku do oddílů N a O. Jen připomenu, že oddíl M se nachází v nejrychlejším sektoru v první polovině diskových ploten od vnějšího okraje, oddíl N ve druhé polovině a oddíl O je v nejpomalejším sektoru na samém vnitřním okraji ploten. Každé jednotlivé kopírování jsem prováděl vždy 3× a do výsledného hodnocení jsem použil průměrnou hodnotu ze všech tří měření. Mezi každým měřením proběhlo rychlé formátování cílového oddílu a restart počítače.
Během testování jsem zjistil, že operační systém po dvou letech provozu plného aktualizací a jedné kompletní přeinstalaci mnohem intenzivněji pracuje s operační pamětí během kopírování souborů. Pro přesné měření doby kopírování složky se soubory využívám šikovnou aplikaci DiskBench, která přesně zaznamená čas kopírování podle údaje z průzkumníka souborů. Stejně jako on však nedokáže připočíst čas, po který se na konci kopírování ještě dopisují data načtená během kopírování do RAM. Dříve tato skutečnost neměla žádný vliv na vzájemné porovnání disků, protože využití paměti RAM u testovací sestavy bylo po dlouhý čas prakticky konzistentní.
Nyní však operační systém na mém počítači za určité situace využívá mnohem větší porci RAM a kopírování je tak podle průzkumníka citelně rychlejší. Ovšem to zrychlení je pouze zdánlivé, neboť se současně prodloužila doba, po kterou se následně dopisují data z RAM. Asi to znáte z praxe, že informační okno průzkumníka s grafem průběhu kopírování se vám po dosažení 100 % automaticky uzavře a kopírování je pro systém zdánlivě dokončeno, ale kontrolka aktivity disku ještě nějakou dobu svítí. Tím vás informuje, že disk je stále v režimu zápisu dat uložených dočasně během kopírování do RAM.
Je škoda, že výrobci již přestali do některých modelů počítačových skříní kontrolky aktivity disků montovat. Zde vidíme, že je stále docela důležitá. Například u své skříně Define R4 jsem si musel tuto kontrolku „vyrobit“ připojením LED diody osvětlující tlačítko Power, které mi teď v rytmu aktivity disku rudě poblikává. Neuvěřili byste, jakou jsem tím udělal svému kocourovi radost.
Ale vraťme se zpět. Od tohoto testu jsem tedy přestal měřit čas kopírování pomocí aplikace DiskBench a vracím se ke sledování času kopírování se stopkami v ruce. Nezaznamenávám tedy čas, za který průzkumník souborů dokončí kopírování, ale celkovou dobu, po kterou se kopírovaná data skutečně ukládají na cílový disk. Za tímto účelem sleduji průběh aktivity disku ve správci úloh.
Pro představu o průběhu kopírování jsem navíc pořídil snímky informačního okna průzkumníka souborů, kde vidíme graf rychlosti přenosu dat v celé délce kopírování až po hodnotu blížící se 100 %.
Nenechte se zmást údajem průzkumníka, že SMR disk dosahoval rychlosti nad 200 MB/s prakticky po celou dobu kopírování. Jak nám dokazuje snímek správce úloh níže, SMR disk zapisoval kolísavou rychlostí v pásmu okolo 100 – 150 MB/s a přebytkem dat proudících z rychlého SSD systém postupně plnil RAM až do kapacity cca 9 GB.
Oproti tomu CMR disk zapisoval data nižší, ale přitom velmi stabilní rychlostí okolo 125 MB/s. Měl tak k dispozici větší přebytek dat z SSD, kterými systém současně zaplnil RAM do kapacity 10,5 GB a dále již nepokračoval. Hodnota okolo 10,5 GB RAM je stropem, který operační systém mého počítače v tomto případě automaticky používá jako dočasnou mezipaměť pro uložení kopírovaných dat při jejich zápisu na disk.
V disciplíně kopírovaní složky souborů o velikosti 15,2 GB z SSD na oddíl M testovaného disku (u vnějšího okraje ploten) podle očekávání zvítězil časem 1:40 minut SMR disk. Disk CMR s celkovým časem 2:00 minut zaostal za vítězem o 20 sekund. SMR disk zřejmě hrnul všechna data sekvenčně přímo do pruhů s šindelovým záznamem a díky jeho vyšší hustotě oproti konvenčnímu záznamu profitoval z nižšího poklesu obvodové rychlosti pohybu hlav ve směru ke středu ploten.
Při kopírování souborů z SSD na oddíl N testovaného disku, nacházejícího se ve druhé polovině ploten, se logicky čas pro dokončení úlohy úměrně prodloužil, vzájemný odstup výkonu testovaných disků se však nezměnil.
Opět vítězí SMR disk s časem 1:59 minut a CMR disk s časem 2:18 minut zaostává o 19 sekund. Při tak krátkém celkovém čase disk SMR opakovaně nestačil využít celou dostupnou kapacitu RAM pro tuto úlohu a naplnil pouhých 9,1 GB, zatímco CMR disk využil kompletních 10.6 GB. Okamžik naplnění RAM při kopírování na disk CMR je dobře patrný poklesem rychlosti přenosu dat na obrázku z průzkumníka výše. U SMR k naplnění nedošlo, takže rychlost přenosu dat na grafu nepoklesla. Ve skutečnosti CMR disk zapisoval data stabilní rychlostí okolo 120 MB/s a SMR disk kolísavou rychlostí se středem okolo 125 MB/s.
Nejpomaleji disky zapisovaly data z SSD do malého oddílu O nacházejícího se zcela na vnitřním okraji záznamové plochy ploten. V této disciplíně se naplno projevil menší pokles rychlosti přenosu dat u CMR disku, vyplývající z omezeného rozsahu využitelného prostoru záznamových ploten (záznamová hlava nezajíždí tak hluboko ke středu ploten).
Tato konstrukční vlastnost dopomohla disku CMR získat na svou stranu vítězství časem 3:09 minut. Disk SMR v tomto případě dosáhl celkového času 3:26 minut a zaostal tedy o 17 sekund. Během kopírování naplnil systém v obou případech RAM na maximální vyhrazenou kapacitu 10,6 GB a okamžik tohoto naplnění je patrný poklesem rychlosti přenosu dat na obrázku z průzkumníka výše.
Snímky ze správce úloh jsem pořídil ještě ve fázi, kdy se kapacita RAM plnila a nebyla zcela využita. Účelem snímku bylo zejména posouzení křivek přenosové rychlosti disků, což ovšem komplikuje rozdílné měřítko svislé osy, které se dynamicky mění bez možnosti ručního nastavení.
V dalších dvou praktických disciplínách jsem měřil rychlost kopírování stejné složky se soubory mezi jednotlivými oddíly testovaných disků. V těchto případech již není rychlost kopírování ovlivněna velikostí dostupné RAM, kterou zde disky používají jen v malé míře. Data načtená v jedné části disku jsou vzápětí kopírovaná do jiné části téhož disku a pro práci s nimi je využívána zejména interní cache samotného disku a jen pár stovek MB RAM jako mezipaměť.
Nejprve jsem testoval kopírování z diskového oddílu M (u vnějšího okraje záznamových ploten) do oddílu N (za polovinou záznamové plochy ploten).
V této disciplíně zvítězil SMR disk časem 4:36 minut, čímž o 32 sekund porazil CMR disk s časem 5:08 minut. Snímky správce úloh nám přehledně zobrazují křivky rychlosti čtení a zápisu, které se vzájemně střídají. Opět se neorientujte podle vyčíslení aktuální rychlosti v okamžiku pořízení snímku. V obou případech byly záznamové hlavy nuceny přesouvat se opakovaně přes polovinu šířky ploten, a proto jsou křivky docela zubaté. Průměrná rychlost přenosu dat se u CMR disku pohybovala na hladině 50 MB/s, SMR disk se nacházel lehce nad touto hladinou.
Zaplnění RAM po celou dobu testu setrvávalo na nízké úrovni 3,7 – 3,8 GB a naměřené výsledky tak nebyly jejím využitím ovlivněny. Můžeme si je tedy porovnat s výsledky dříve testovaných disků na níže uvedeném grafu, zobrazujícím přepočet dosaženého času kopírování na průměrnou rychlost přenosu dat v MB/s.
Výrazně delší dráhu musely záznamové hlavy překonat v případě kopírování složky souborů z diskového oddílu M do oddílu O, nacházejícího se u samotného vnitřního okraje aktivní plochy ploten. Tomu odpovídaly také nízké přenosové rychlosti a dlouhé výsledné časy.
CMR disk měl v této disciplíně výraznou výhodu kratší aktivní plochy ploten, a přesto ji dokázal využít pouze pro přiblížení se vítěznému disku SMR. Ten s celkovým časem 6:32 minut porazil CMR disk (čas 6:48 minut) o 16 sekund. U SMR disku s výrazně větší kapacitou cache je na křivce přenosové rychlost dobře patrné, že oproti CMR disku se čtvrtinovou cache pracuje s většími bloky dat. Lze z toho logicky vyvodit, že mu pro kopírování dat postačilo méně dlouhých přesunů záznamových hlav.
Prohra CMR disku v této disciplíně mne docela překvapila, neboť před lety zde podal výrazně lepší výkon. Porovnání výsledků přináší následující graf.
Abych si ověřil, že rychlost kopírování dat mezi dílčími oddíly testovaných disků s větším množstvím kopírovaných dat neklesá, přidal jsem disciplínu, v níž jsem měřil čas kopírování trojice původních složek se soubory z oddílu M na N. Kopírováno bylo celkem 45,6 GB dat obsahujících celkem 13.302 ks různě velkých souborů. Snímky ze správce jsem pořídil těsně před dokončením testu. Výraznější pokles přenosové rychlosti jsem nezaznamenal a vzájemné rozdíly výkonu obou rivalů se nijak neliší. Po vynásobení času kopírování jedné složky jsou výsledné časy delší jen o několik desítek sekund.
Sekvenční zápis dat nedělá SMR disku žádný problém a dokonce díky vyšší hustotě šindelového záznamu v některých disciplínách konvenční disk poráží. Opět lze konstatovat, že rozdíly ve výkonu mezi CMR a SMR diskem ani v tomto případě prakticky nepoznáme.
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
