Pevné disky se dočkají vyšší vrozené inteligence

Hovoří-li se o výkonu pevných disků, padají často slova jako počet otáček za sekundu nebo velikost vyrovnávací pam...


Hovoří-li se o výkonu pevných disků, padají často slova jako počet otáček za
sekundu nebo velikost vyrovnávací paměti. Je-li řeč o aktuálních trendech, pak
se zpravidla na prvním místě zmiňuje posun k SATA. To ale nejsou jediné
parametry a trendy, které lze v této oblasti v současnosti zaznamenat. Na trhu
se objevují také nová řešení zaměřená na inteligentnější ukládání a čtení
uchovávaných dat.

Příznivci výkonných PC poměřují odnepaměti přednosti hardwaru pomocí několika
jednoduchých měřítek: Má rychlejší procesor? Větší paměť? Novou sběrnici?
Technologie ale bývají složitější. Procesory, grafické karty, paměť všechny
tyto prvky lze vždy popsat komplexněji než jen jejich taktovací frekvencí nebo
jiným, ze souvislosti vytrženým parametrem. Totéž platí i v oblasti disků
zrovna nedávno se na trhu objevila nová technologie, která slibuje, že výkon
pevného disku rozhodně nebude závislý pouze na tom, jak rychle se disk otáčí.
Společnost Seagate loni předvedla na jarní konferenci Microsoft WinHEC a poté
koncem roku začala dodávat svůj nejnovější disk se sériovým rozhraním ATA
Barracuda 7200.7. To, co je na něm zajímavé, není rychlost rotace ploten, která
činí standardních 7 200 otáček za minutu, ani kapacita, celkem skromných 160 GB
(i když se má brzy dodávat s vyšší kapacitou). Na tomto disku je výjimečná
skutečnost, že obsahuje novou technologii s názvem Native Command Queuing
(NCQ), která dokáže účinně zvýšit jeho inteligenci, takže je jeho výkonnost
srovnatelná s podstatně dražšími disky, které se otáčejí daleko rychleji. Firma
Seagate porovnala svůj disk Barracuda 7200.7 a jeden konkurenční disk s 10 000
otáčkami za minutu. Učinila tak prostřednictvím takzvaného IOMeteru, měřiče
vstupů a výstupů od společnosti Intel, který měří čas, jejž potřebuje každý
disk k přenosu souboru o velikosti 4 GB. Vyhrál disk od Seagate se 7 200
ot./min a technologií NCQ, čímž potvrdil, že chytrost může zvítězit nad
rychlostí. Naše vlastní testování disků s NCQ sice dosud neprokázalo, do jaké
míry se technologie NCQ podílí na jejich rychlosti, ale ukázalo, že určitý
potenciál tu je.

Chytřejší disky
Barracuda 7200.7 od firmy Seagate je podle Joniho Clarka, produktového
marketingového manažera firmy, prvním diskem pro stolní počítače, který
obsahuje novou technologii NCQ. Disky s NCQ ale začínají nabízet také další
výrobci, jako například Maxtor. Důvodem, proč firma Seagate jako první
vyrukovala s technologií, která se zřejmě stane průmyslovou normou, je fakt, že
technologie vyžaduje nativní disk se Serial ATA, a Barracuda právě takovým
diskem je. "Nejnovější disky pro stolní počítače, které dodávají konkurenční
společnosti, jsou založeny na paralelních ATA discích, které byly přeměněny v
sériové pomocí konverzních technologií," vysvětluje Clark. Technologie NCQ,
kterou vymyslela pracovní skupina, zabývající se produkty Serial ATA II, dodává
řadičům v zásadě větší a lépe fungující mozek.

Jak to funguje
Když počítač vyšle příkaz přes standardní paralelní nebo sériové rozhraní ATA
do disku, dojde k roztočení ploten a nastavení čtecích/zapisovacích hlaviček
tak, aby se dostaly k datům potřebným k vykonání příkazu. Počítač normálně
posílá za chodu do disku spoustu příkazů. Protože disk plní tyto příkazy v
pořadí, jak je počítač posílá, musejí se čtecí/zapisovací hlavičky rychle a
skoro náhodně pohybovat po discích a hledat data, která jsou tam někde uložena.
Technologie NCQ umožňuje současně zpracovávat řadu rozpracovaných příkazů (to
je funkce, která se poprvé objevila přednedávnem u disků SCSI 2). Disk používá
vnitřní frontu, která dokáže pojmout zároveň až 32 příkazů, a rychle příkazy
reorganizuje, takže se čtecí/zapisovací ramínka mohou pídit po dalších datech
efektivněji. Disk je dokonce tak chytrý, že dokáže reagovat na nové příkazy, i
když je na cestě za dříve vyžádanými daty.
Dále tato technologie používá pro přesuny dat z disku do paměti přímý přístup
do paměti, který nevyžaduje zásah procesoru. V zásadě je řadič disku tak
chytrý, že zvolí nejúčinnější cestu pro přesun dat, která posbíral, a
minimalizuje zbytečné otáčení disku.
A kromě efektivity je tu podle představitelů společnosti Seagate ještě jedna
výhoda: Disky s technologií NCQ vydrží déle než ostatní, protože se jejich
pohyblivé součástky prostě pohybují v každodenním provozu méně.
A nakonec to nejlepší: Tato moderní technologie je levná. Společnost Seagate
uvádí, že nejprve předpokládala zvýšení ceny každého NCQ disku asi o 10 dolarů.
Nakonec zřejmě bude částka nižší a bude dále klesat, protože samotné disky
nevyžadují zvláštní hardware. Ve skutečnosti jde vlastně o modernizaci firmwaru.

Má to své háčky
Všechno to nejspíš zní velmi lákavě, ale než se uživatelé rozhodnou vyskočit a
běžet si nový disk s NCQ koupit, měli by ještě znát úskalí nové technologie.
Použití NCQ má totiž i své zádrhele.
Za prvé je třeba uvést, že disk Barracuda 7200.7 nelze jednoduše zapojit do
základní desky se stávajícím sériovým rozhraním ATA nebo do příslušné
rozšiřující PCI karty. Disk sice bude fungovat, ale nebude možné využít výhod
technologie NCQ. Abyste ji mohli zužitkovat, budete potřebovat rozhraní, které
je kompatibilní s NCQ. Podle společnosti Seagate ale není možné si prostě
stáhnout nový firmware, a vylepšit tak rychlost stávajícího hardwaru. Jinak
řečeno, budete si muset koupit novou PCI kartu nebo novou základní desku, která
využívá moderní čipové sady, podporující standard modernizovaného rozhraní
Serial ATA.
Za druhé platí, že ne každý software dokáže využít výhod technologie NCQ,
alespoň ne zpočátku. Řada programů produkuje v určitý okamžik jen jediný příkaz
a čeká na odpověď řadiče teprve potom přijde na řadu další příkaz. Tento způsob
naprosto znehodnocuje výhody, které nabízí technologie front. Dobrou zprávou
podle společnosti Seagate je, že vývojáři softwaru mohou celkem snadno své
produkty vylepšit ze synchronního k asynchronnímu zasílání příkazů. Doufejme,
že tomu tak brzy bude.
Za třetí platí, že největší užitek budou mít z technologie NCQ počítače s
multithreadingem. Jinak řečeno, počítače s procesory Intel Pentium 4 s
hyperthteadingem by měly pocítit podstatnější zlepšení než počítače, které jsou
postaveny na čipech AMD bez této funkce. Je to proto, že počítače s P4 častěji
pracují s řadou aplikací současně a ty pak vyžadují přístup k disku zároveň.
A konečně, jde také trošku o image. Vážně, každý počítačový nadšenec si
odjakživa přeje mít ten nejvýkonnější stroj, jaký jen existuje. A je třeba
připustit, že když se mluví o disku, zní 10 000 otáček za minutu opravdu
impozantně. Možná tedy bude chytré počkat si na řadič s 10 000 otáčkami za
minutu i s NCQ.


Co přináší Matrix RAID
Juha Saarinen
Digitální éra s sebou nese rostoucí objemy uložených dat nejrůznějšího typu. A
to nejen ve firemní sféře, ale také v domácnosti. Společnost Intel se rozhodla
na tuto skutečnost zareagovat nabídkou Matrix RAID, řešení úložiště dat pro
digitální domácnost. Cílem je dosáhnout prostřednictvím kombinace dvou nebo
více disků vyššího výkonu nebo vyšší bezpečnosti dat. A nejlépe obojího.
Pokud jde o sféru stolních počítačů, zde se nejčastěji používají disková pole
typu RAID 0 pro zvýšení výkonu a RAID 1 pro zajištění bezpečnosti dat. Výhodou
prvního z nich je podpora rychlého čtení a zápisu, přičemž kapacita stoupá v
závislosti na velikosti každého nového disku, přidaného do diskového pole.
U typu RAID 0 jsou soubory paralelně rozloženy do stop na každém disku v
diskovém poli. V tom spočívá tajemství zvýšení rychlosti, ale zároveň to
znamená, že když se na libovolném disku něco přihodí, přijdete o data.
RAID 1 naopak používá zrcadlení všech dat na všechny disky. Takže když dojde k
výpadku disku, zůstane vám (doufejme) kopie dat na jiném. Ovšem RAID 1 dává jen
polovinu možné úložné kapacity, a zatímco rychlost čtení je skoro stejná jako u
jednoho samostatného disku, zápis trvá déle.
Diskové pole, které by poskytovalo jak bezpečnost, tak i vyšší výkon, by
tradičně vyžadovalo více disků, uspořádaných například do dvou stripovaných sad
zrcadlených disků. To však není úplně praktické pro stolní počítače, které mají
omezený prostor, možnosti chlazení i napájení, nemluvě o snaze omezit zde další
náklady.
Společnost Intel se rozhodla na dvoudiskovém poli nabídnout jak rychlost, tak i
bezpečnost, a proto přichází se zajímavým, i když nijak revolučním řešením s
názvem Matrix RAID. Díky této technologii můžete nastavit oblast s typem RAID 1
i RAID 0 na témž dvoudiskovém poli, a teoreticky tak využít výhod obojího.

V praxi
My jsme chtěli vyzkoušet, jestli bude Matrix RAID skutečně takový trhák, a tak
jsme postavili systém založený na desce Intel 915GUX se dvěma disky Maxtor SATA
120 GB a pamětí RAM 1 GB. Jedinou další platformou s podporou Matrix RAID je
zatím deska Intel 925 se southbridgem ICH6-R. K vytvoření Matrix RAID budete
potřebovat disky SATA a řadiče pro Windows XP. BSD ani Linux nejsou podporovány.
Nastavení pole Matrix RAID provede BIOS řadiče RAID při zavádění systému. My
jsme vytvořili logický disk o velikosti 60 GB typu RAID 1 a 108GB disk typu
RAID 0 s velikostí stripovaného bloku 128 KB. Tím vznikne úložiště o kapacitě
168 GB oproti 224 GB (jak by to vypadalo z pohledu operačního systému),
kdybyste byli použili jen pole RAID 0 nebo disky spojili do jednoho velkého.
Samozřejmě jsme do oblasti RAID 1 umístili Windows XP SP2, aby bylo možné
zavést systém i tehdy, pokud disk selže. Tato část Matrix RAID fungovala dobře:
Když jsme odpojili kabel SATA, a nasimulovali tak výpadek disku, nabíhání
Windows se nezastavilo. Ze systémového hlášení jsme se dozvěděli, že diskové
pole běží v omezeném režimu a, samozřejmě, oblast RAID 0 zmizela. Kabel jsme
pak zasunuli zpět a Matrix RAID se sám zrekonstruoval.
Jak se dalo čekat, podle syntetických benchmarků, jako jsou testy kopírování
souborů Sandra a PCMark04, byla oblast RAID 0 dvakrát rychlejší než samotný
disk. Oblast RAID 1 překvapila tím, že byla podstatně rychlejší než samotný
disk, ale byla předstižena oblastí RAID 0 při postupných přesunech souborů.
Test PCMark04 vypočítal, že mezi oblastmi RAID 1 a 0 je malý rozdíl v testech
spouštění Windows XP, ve startování aplikací a obecně v použití disku. Oblast
RAID 0 byla v rámci Matrix RAID trošku pomalejší než bez něho asi o 10 %.
Test BAPco SYSmark 04, orientovaný na aplikace, odhalil malé zlepšení 205 bodů
s Matrix RAID proti 194 u samotného disku. Bude to částečně proto, že Sysmark04
instaluje své aplikace do složek programů, které jsou uloženy na systémovém
disku Windows tj. v tomto případě v oblasti RAID 1. Pokud se týká oblasti RAID
0, některé testy, které pracovaly s rozsáhlými soubory, naměřily rychlejší běh,
ale podle zjištění PCMark04 obecně nebyly velké rozdíly u těch, kde šlo o
náhodný přístup k menším souborům.
Abychom provedli úplný průzkum, spustili jsme několikrát také Doom 3, ale
nezjistili jsme žádné zlepšení výkonnosti s výjimkou několika sekund uspořených
při natahování nových úrovní.

Stojí za to?
Stojí tedy Matrix RAID za to? Je to od společnosti Intel odvážný technologický
počin, ale přínosy jsou nejisté. Poměrně malé zvýšení výkonu je přehlušeno
větším rizikem výpadku disku v oblasti RAID 0 zkracuje se střední doba mezi
výpadky. I když pokud jde o režii na tom je toto řešení lépe než použití
samotného typu RAID 1, nebudete moci dosáhnout zdvojení prostoru jako s RAID 0
nebo JBOD. Zabezpečení dat při nulové ztrátě výkonnosti, které Matrix RAID
nabízí, je prima, ale pro celkový výkon systému není příliš významné.









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.