Начало
 
 

НовостиОборудованиеСтатьиФорумФайлыОрганизацииСсылкиПрайс-листыРекламаСловарьПоиск
СТАТЬИ
Установка жесткого диска под Windows 98

Жесткие диски - точка зрения

PC: Оптимальная конфигурация. Часть I: Процессоры.

PC: Оптимальная конфигурация. Часть II: Память.

Оптимизация PC
 
 
  PC: Оптимальная конфигурация.
  Часть III: Жесткие диски.

Денис ДУБРОВСКИЙ
Музыкальное Оборудование
май 2000

Поскольку в компьютере звук записывается на жесткий диск, от его производительности и надежности в значительной степени зависит успех всей работы. Однако выбор диска, подходящего для музыкальной рабочей станции, представляется делом еще более замысловатым, чем подбор процессора и памяти: выбор просто огромен, и человеку неискушенному легко запутаться. Поэтому прежде чем начать разговор о конкретных моделях жестких дисков, давайте немного углубимся в теорию.

Как устроен жесткий диск
Если повнимательнее приглядеться к жесткому диску, то становится видно, что снизу к нему приделана печатная плата с микросхемами и другими радиодеталями. Эта плата называется контроллером, а сама коробочка диска - "гермоблоком" (закрыт этот блок на самом деле не герметично, но воздух очищается от пыли при помощи специальных фильтров). В недрах гермоблока, собственно, и скрывается вся электро-механическая начинка жесткого диска.

Рис. 1 Если открыть крышку гермоблока, то первым делом в глаза бросается несколько круглых пластин, расположенных одна над другой, нависающее над пластинами "коромысло", похожее на тонарм проигрывателя виниловых дисков, и какие-то загадочные механизмы и детали у основания "коромысла". Пластины и есть то место, куда записывается вся информация. Они обычно выполняются из алюминия, стекла или керамики и покрываются с двух сторон магнитным слоем кобальта или оксида хрома толщиной около 10 микрон. Все пластины насажены на вал электродвигателя, который заставляет их вращаться с очень высокой скоростью (у разных моделей современных дисков эта скорость колеблется от 5400 до 12000 об/мин). У некоторых жестких дисков на вале электродвигателя есть еще и дополнительные пластины, на которые не записывается никакая информация. На их поверхность нанесены специальные метки, по которым производится контроль скорости вращения электродвигателя и положения блока головок. Но у большинства дисков эти метки записываются прямо на рабочую поверхность обычных пластин.

На "тонарме-коромысле" расположены магнитные головки, осуществляющие операции чтения/записи. Так как пластины покрыты магнитным материалом с двух сторон, на каждую из них приходится по паре головок - пластину обхватывает своеобразная "вилка" с головками на концах (на некоторых моделях жестких дисков на каждую пластину может приходиться по две пары головок - две головки чтения и две записи). Когда диск выключен, головки отведены и лежат вровень с поверхностью диска. Но как только пластины начинают раскручиваться, головки под воздействием набегающего потока воздуха приподнимаются над поверхностью и весь сеанс работы так и "летают" на высоте в несколько микрон. До недавнего времени использовались головки, которые, по сути, не отличались от головок аналоговых магнитофонов, - они работали по тому же принципу электромагнитной индукции. Но в современных жестких дисках используют так называемые магниторезистивные головки - принцип действия которых основан на эффекте изменения сопротивления некоторых материалов при изменении окружающего магнитного поля. В отличие от классических головок, магниторезистивные обладают лучшей чувствительностью и помехозащищенностью, и позволяют добиться большей плотности записи.

Рис. 2 Загадочный механизм у основания коромысла - это его привод, заставляющий головки перемещаться над пластинами. Сегодня в жестких дисках обычно используются приводы типа "звуковая катушка", которые получили свое название за сходство с линейными приводами катушек динамиков. "Звуковые катушки" позволяют очень быстро и точно перемещать блок головок к нужной дорожке. А электронные компоненты рядом с приводом - это предусилители записи и чтения, очень похожие на аналогичные схемы ленточных магнитофонов.

Информация на пластины записывается в виде концентрических дорожек, которые называются "цилиндрами". Цилиндры, в свою очередь, разбиваются на 512-байтные секторы (рис. 3). Тот, кто работает на компьютерах давно, должен помнить, что несколько лет назад при подключении жесткого диска в BIOS Setup нужно было указывать параметры трехмерной логической адресации диска в виде цилиндры/головки/секторы. Однако этот метод совершенно себя изжил, так как позволял адресовать лишь 504 Мб дискового пространства. Сейчас используется линейная адресация, которая называется Logical Block Addressing (LBA) - логическая адресация блоков. А для компьютеров, работающих под операционной системой Unix, обычно используют адресацию под названием Large. В современных версиях BIOS любой из этих трех типов адресации - Normal, LBA и Large - может быть установлен через BIOS Setup.

Рис. 3

Также несколько лет назад у жестких дисков количество секторов на внешних и внутренних цилиндрах (дорожках) было одинаковым. Однако сейчас для увеличения плотности записи применяется метод Zone Bit Recording, при котором количество секторов на внешних дорожках гораздо больше (на рис. 3 секторы размещены именно в соответствии с этим методом). Отсюда следует важный факт: наибольшую производительность жесткий диск показывает именно на внешних цилиндрах, и чем больше вы записываете на него информации, тем больше падает производительность (этот эффект хорошо будет виден в наших испытаниях).

Все схемы управления жестким диском находятся на плате контроллера, которая крепится под гермоблоком. Кстати говоря, схемы на материнской плате (или отдельной плате, установленной в слот расширения), управляющие обменом данными с диском, также называются контроллером. И вообще, в компьютере довольно много других контроллеров, например, контроллер гибкого диска. Эта путаница с названиями сложилась исторически, и никуда от нее не деться. Так что мы в каждом отдельном случае будем обязательно уточнять, что же за контроллер мы имеем в виду и где он находится.

Любой современный жесткий диск на собственной плате контроллера обязательно имеет оперативную память, которую называют кэшем или буфером. Обычно размер кэша колеблется от 512 Кб до 2 Мб, в зависимости от модели диска. Кэш влияет на производительность жесткого диска самым непосредственным образом, так как скорость чтения данных из него в два-три, а то и более раз может превышать скорость считывания информации с пластин. В кэш записываются данные, к которым чаще всего обращается программа, и таким образом скорость работы некоторых программ с дисками может достигать совершенно фантастических величин. Некоторые производители устанавливают на свои диски не только кэши чтения, но и кэши записи. Однако для потоковой записи и чтения информации, к которой относится и запись/воспроизведение звука, размер кэша, да и само его существование, не так уж и важно - данные поступают непосредственно с пластин, поэтому для нас с вами на первое место выступает качество механики жесткого диска и скорость позиционирования головок. И именно поэтому при выборе жесткого диска для музыкальных приложений не стоит особо полагаться на результаты испытаний, которые публикуются в компьютерных журналах - стандартные тестовые программы, как правило, показывают скорость обмена данными с кэшем, а не линейную скорость обмена с пластинами (в этом можно будет убедиться немного позже).

Помимо кэш-памяти, на собственной плате контроллера любого жесткого диска расположены схемы интерфейсной логики и процессор, управляющий вводом-выводом и кодированием данных. Также процессор управляет программой самодиагностики, которая стала обязательной для современных жестких дисков. Большинство дисков использует для самодиагностики технологию SMART (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology - технология самоанализа и информирования), предложенную несколько лет назад фирмами IBM и Compaq. В этой технологии для анализа надежности используются две группы параметров: параметры естественного старения и параметры текущего состояния накопителя, которые обычно записываются на специальные дорожки диска. К этим дорожкам имеет доступ BIOS компьютера или программы мониторинга.

Однако технология SMART имеет один существенный недостаток: в ней не предусмотрено никаких средств исправления сбоев. Пользователь просто информируется: "Все, уважаемый, твой диск накрылся!". Поэтому многие фирмы в своих изделиях используют более продвинутые системы самодиагностики. Например, фирма Western Digital разработала технологию Data Lifeguard, которая полностью совместима со SMART, но, в отличие от нее, автоматически переносит информацию с подозрительных секторов в резервные области диска. Проверка производится раз в восемь часов в паузах между обращениями к жесткому диску. А фирма Quantum, начиная с серии Fireball Plus KA, снабжает свои диски системой Data Protection System, которая отличается от Data Lifeguard наличием специальной программы, позволяющей лечить диски очень наглядно (программа доступна на сайте Quantum).

Еще два-три года назад жесткие диски подразделялись на обычные и мультимедийные (предназначенные для работы с аудио/видео). На последние наносилась маркировка Multimedia Ready или AV (Audio Video), и стоили они несколько дороже. Главное отличие мультимедийных дисков заключалось в большей линейности записи и чтения - обычные жесткие диски периодически проводили процесс термокалибровки, на который уходило от сотни миллисекунд до нескольких секунд. Если во время термокалибровки на диск производилась запись или с него воспроизводилась аудиоинформация, то в звуке появлялись щелчки и прочие искажения. Но в современных жестких дисках используются автоматические адаптивные системы термокомпенсации, которые полностью устранили необходимость в термокалибровке. То есть, в старой терминологии, все современные жесткие диски являются Multimedia Ready.

IDE и SCSI интерфейсы
Для подключения жестких дисков к компьютеру чаще всего используется два типа интерфейсов - IDE и SCSI. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки, а также вполне определенную область применения. В музыкальных рабочих станциях используются и тот, и другой, поэтому знакомиться с ними будем по очереди.

Считается, что IDE интерфейс появился на свет в 1985 году. За год до этого компания IBM выпустила свой знаменитый компьютер IBM AT, а фирмам Western Digital и Compaq пришло в голову вставить в жесткий диск 16-разрядный AT-совместимый контроллер. Новый дисковый интерфейс получил название ATA (AT Attachment - "Присоединение" к AT) и был принят в качестве стандарта для IBM-PC совместимых компьютеров. Он поддерживал два жестких диска одновременно и имел максимальную пропускную способность в 8,3 Мб/с. Но некоторое время спустя кому-то пришло в голову поменять название ATA на IDE (существует несколько вариантов расшифровки этого сокращения, перечислю их в порядке убывания частоты употребления: Integrated Drive Electronics, Integrated Device Electronics, Intelligent Drive Electronics). Новое название понравилось далеко не всем производителям, и с тех пор пошло двойное название дискового интерфейса: кто-то его называет ATA, а кто-то - IDE.

 

Винчестер
Хотя в последнее время жесткий диск "винчестером" называют все реже, хочется рассказать о появлении этого названия. История его связана с моделью диска фирмы IBM, имевшей обозначение "30/30", сходное с названием широко распространенной в Америке винтовки тридцатого калибра фирмы Winchester. Однако существуют разночтения в том, когда был разработан диск этой модели (называют 60-е годы, начало и середину 70-х), был ли он выпущен или остался прототипом, а также что в нем соответствовало обозначению "30/30". В одних источниках утверждается, что диск позволял записывать 30 дорожек по 30 секторов каждая, в других говорится об объединении 30-Мбайтного фиксированного диска и 30-Мбайтного сменного диска в одном устройстве.

 
   
Некоторое время спустя был принят стандарт ATA-2, в котором появилась поддержка LBA (диски больше 504 Мб), и максимальная пропускная способность увеличилась до 16,6 Мб/с. Этот стандарт также известен под такими маркетинговыми псевдонимами, как Fast ATA и Fast ATA-2. А компания Western Digital выпустила в свет собственную разработку под названием Enhanced IDE (EIDE), которая полностью базировалась на стандарте ATA-2, но позволяла на одной материнской плате устанавливать два ATA контроллера, что увеличивало количество одновременно работающих устройств до четырех.

Но ATA был изначально только интерфейсом жестких дисков. Приводы CD-ROM в свое время соединялись с компьютером через звуковую плату (может, кто-нибудь помнит эти времена?) или SCSI интерфейс. Разумеется, идея "повесить" CD-ROM на один шлейф с жестким диском витала в воздухе, и, в конце концов, она материализовалась в специальном протоколе передачи данных под названием ATAPI (ATA Packet Interface - пакетный интерфейс ATA).

Дальнейшим развитием ATA-2 стал Ultra ATA. Правда, он так и не был принят как всеобщий стандарт, и считается стандартом неофициальным. Ultra ATA отличается от предыдущих повышением пропускной способности интерфейса до 33 Мб/с. Это стало возможным благодаря оптимизации использования быстрых каналов DMA (Direct Memory Access - Прямой доступ к памяти), поэтому Ultra ATA чаще называют Ultra DMA или UDMA 33. Но последние названия - продукт деятельности рекламных отделов производителей. Кроме того в новой версии стандарта появилась поддержка протокола коррекции ошибок и технологии мониторинга дисков SMART.

Самым последним усовершенствованием интерфейса IDE/ATA стал также неофициальный стандарт Ultra ATA 66 (или Ultra DMA 66). Пропускная способность интерфейса повысилась до 66 Мб/с, и многократно повысилась помехоустойчивость. Новый вариант интерфейса использует 80-жильный шлейф (предыдущие варианты - 40-жильный), который, однако, соединяется с устройствами при помощи старого 40-контактного разъема. Логика такого решения проста - каждая пара "горячих" жил разделена "холодной", которая выведена на землю, то есть "холодные" жилы работают как экраны. Все это понадобилось из-за того, что старые 40-жильные шлейфы теряли слишком много информации при работе на скоростях, близких к 60 Мб/с. А старые 40-контактные разъемы используются для обеспечения совместимости с предыдущими версиями интерфейса.

Сейчас большинство новых жестких дисков соответствует стандарту Ultra ATA 66, однако использовать все их преимущества можно только с материнскими платами, которые имеют набор соответствующей логики. Если вы подключите жесткий диск U-ATA 66 к разъему UDMA33 на материнской плате, то диск ничем не будет отличаться от своих предков. В настоящее время этот интерфейс поддерживается материнскими платами на основе чипсетов VIA MVP4 под Socket 7, VIA Apollo Pro под Slot 1, SiS 530 под Socket 7 и Intel i820 (см. PC: оптимальная конфигурация. Часть I: процессоры.). Все же остальные материнские платы можно заставить работать с жесткими дисками в режиме U-ATA 66 при помощи специальных контроллеров, которые устанавливаются в свободный слот PCI.

Жесткие диски IDE/ATA могут работать с программным обеспечением в двух режимах. Первый называется PIO (Programmed I/O - Программируемый ввод/вывод). В этом режиме центральный процессор компьютера непосредственно участвует в управлении потоками информации, что существенно увеличивает его загрузку (в пиках загрузка может достигать 90%!). Однако этот режим не требует никакой специальной поддержки со стороны операционной системы, поэтому он является основным, когда вы работаете в DOS и Windows, если последней специально не указано работать по-другому. Сейчас существует пять режимов (mode) работы этого протокола, самый младший из которых - PIO mode 0 - позволяет достигать скорости 3,3 Мб/с, а самый старший - PIO mode 4 - позволяет прокачивать через интерфейс уже 16,6 Мб/с.

Второй режим работы жестких дисков называется DMA (Direct Memory Access - Прямой доступ к памяти). Вообще, DMA - это группа протоколов, позволяющих периферийному устройству напрямую обращаться к памяти, не нагружая процессор. Но, в отличие от звуковых плат, жесткие диски используют DMA, предварительно перехватив управление шиной (это называется bus mastering). Однако для реализации работы жесткого диска в этом режиме требуется поддержка операционной системы (в Windows 98 эта поддержка есть, но ее надо специально включать - см. врезку). Сейчас существует пять режимов работы диска с использованием DMA. Младшие режимы (Multiword 0, 1 и 2) были утверждены еще в спецификации ATA-2 и позволяли достичь максимальной скорости 16,6 Мб/с (как и PIO mode 4). В стандарте Ultra ATA появился новый режим - Multiword 3, который обеспечивает пропускную способность 33 Мб/с, а в Ultra ATA-66 этот режим был расширен для обеспечения пропускной способности 66 Мб/с.

 

Как включить режим DMA для IDE жестких дисков в Windows 98
Открываем панель управления (Пуск/Настройка/Панель управления) и дважды щелкаем мышью на пиктограмме "Система". На экране появляется окно "Свойства: Система". Далее выбираем закладку "Устройства" и в появившемся списке устройств открываем папку "Дисковые накопители". Перед вами появляется список всех установленных в компьютер жестких дисков.

Далее выделяем нужный диск, нажимаем кнопку "Свойства" и в появившемся диалоговом окне выбираем закладку "Настройка". В поле "Параметры" отмечаем опцию DMA. Сразу после этого действия на экране оказывается страшное диалоговое окно под названием "Предупреждение о возможном несоответствии", в котором содержится надпись, что "изменение этого параметра может повлечь неправильную работу оборудования" (в Windows 95 эта надпись грозила выходом из строя физического устройства). Если вы уверены, что ваш диск поддерживает работу в режиме DMA (все современные IDE диски этот режим поддерживают), то смело жмите ОК. После этого нажмите ОК в диалоговых окнах свойств жесткого диска и системы и перезагрузите компьютер.

 
   

Каковы же основные достоинства и недостатки интерфейса IDE/ATA? Самое главное его достоинство - низкая стоимость. Как правило, IDE контроллер уже установлен на материнскую плату, а сами диски стоят вполне разумных денег - аналогичные SCSI диски обходятся намного дороже, плюс приходится тратить деньги на SCSI адаптер. Конечно, для подключения жесткого диска U-ATA 66 к материнской плате на чипсете BX придется покупать отдельный PCI контроллер, если есть желание воспользоваться всеми преимуществами новой версии интерфейса, однако такой контроллер стоит в пределах 30-40 долларов, что гораздо дешевле, чем нормальные SCSI адаптеры.

Основным же недостатком интерфейса IDE/ATA является почти полное отсутствие "интеллекта" - в один момент времени через один порт IDE процессор может обратиться только к одному устройству. То есть никаких параллельных потоков данных здесь не предусмотрено. Разумеется, если на материнской плате установлено два порта IDE и она работает нормально, то можно параллельно обращаться к двум IDE устройствам, но никак не больше. Особенно ярко этот недостаток проявляется, когда на одном шлейфе висят жесткий диск и CD-ROM. Если программа обращается к CD-ROM, то обмен данными с жестким диском становится просто невозможен - контроллер IDE не пропустит к нему не одного пакета данных до тех пор, пока не будет получен отклик от CD-ROM. А если отклика по каким-то причинам нет (такое с IDE CD-ROM бывает время от времени...), то компьютер просто подвисает в состоянии ожидания, и вывести его из этого состояния можно только путем холодной перезагрузки (сочетание Ctrl+Alt+Del обычно в этой ситуации не помогает).

Таким образом, для компьютера с IDE интерфейсом оптимальным является использование одного жесткого диска и одного привода CD-ROM, висящих на разных портах. Если же вы хотите использовать два IDE диска в многозадачной операционной системе (одна программа, например Cubase, работает с одним диском, а вторая, например Gigasampler, - с другим), то вам нужно либо переходить на SCSI CD-ROM, либо устанавливать в компьютер отдельную плату IDE контроллера. Последний вариант, кстати, может оказаться наиболее привлекательным при переходе на интерфейс U-ATA 66: два жестких диска подключены к двум портам платы контроллера, а CD-ROM - на интегрированном IDE порте.

Интерфейс SCSI (Small Computer System Interface - Системный интерфейс малых компьютеров) гораздо старше своего конкурента - он был разработан еще в 1979 году. Но первая редакция стандарта под названием SCSI-1 была принята только в 1986 году. Она строго определяла минимальный набор команд, а также физические и электрические свойства интерфейса. SCSI-1 обладал шиной шириной 8 бит и максимальной пропускной способностью 5 Мб/с (тактовая частота 5 МГц).

Вторая утвержденная редакция стандарта под названием SCSI-2 (Fast SCSI) появилась только в 1994 году, хотя де-факто этот стандарт существовал с 1988 года. Основными отличиями стали увеличение максимальной пропускной способности до 10 Мб/с (тактовая частота 10 МГц), расширение набора базовых команд и введение дополнительных для CD-ROM и прочей периферии. Кроме этого, SCSI-2 стал поддерживать очереди команд (до 252) и выполнять их автономно, без участия центрального процессора. Еще одним новшеством стал обмен данными между двумя SCSI устройствами без участия центрального процессора.

Все остальные расширения стандарта не являются официально утвержденными, хотя они уже давно стали едиными для большинства производителей. Ultra SCSI - разрядность 8 бит, пропускная способность 20 Мб/с (тактовая частота 20 МГц). Ultra 2 SCSI - разрядность 8 бит, пропускная способность 40 Мб/с (тактовая частота 40 МГц), Ultra 2 Wide SCSI - разрядность 16 бит, пропускная способность 80 Мб/с (тактовая частота 40 МГц). Самое последнее обновление SCSI интерфейса - это неофициальный стандарт Ultra160/m SCSI. Его приняли в 1998 году семь ведущих производителей компьютерных систем, но только сейчас первые устройства добрались до нашего рынка. Основное отличие этого интерфейса от Ultra 2 Wide SCSI - увеличение пропускной способности до 160 Мб/с.

Все версии SCSI интерфейса могут существовать в двух вариантах. Первый из них называется линейным (Single Ended) и в его шлейфе сигнальные проводники чередуются с нулевыми, которые работают как экраны (такие же шлейфы применяются в U-ATA 66 интерфейсе). Обычно линейная версия SCSI способна работать с семью устройствами на шлейфе (восьмой - сам адаптер), а максимальная длина шлейфа уменьшается от шести до полутора метров, в зависимости от тактовой частоты интерфейса. Как правило, линейный вариант SCSI используется в рабочих станциях и недорогих серверах. Второй вариант называется дифференциальным (для его обозначения часто применяют аббревиатуру LVD - Low Voltage Differential). В этом типе интерфейса в шлейфе для передачи сигналов используют витые пары и специальные приемо-передатчики. Дифференциальный SCSI интерфейс допускает максимальную длину шлейфа до 12 м (даже для Ultra 2 Wide SCSI, который работает на частоте 40 МГц). Такой тип интерфейса обычно применяется в высокопроизводительных серверах. Дифференциальные и линейные варианты SCSI имеют одинаковые разъемы и шлейфы, но несовместимы.

Рис. 4 Ни одна SCSI цепочка устройств не может существовать без хост-адаптера. Старые адаптеры обычно устанавливались в слоты ISA, современные же рассчитаны на работу с шиной PCI. На адаптере, как правило, есть разъемы как для внутренних, так и для внешних устройств (рис. 4). В восьмибитных (их часто называют Narrow) версиях SCSI интерфейса они были 50-контактные (на некоторых старых адаптерах для связи с внешними устройствами использовались 50-контактные разъемы типа Centronics или D-SUB). Сейчас в 16-битной (Wide) версии чаще всего используются 68-контактные разъемы (на некоторых адаптерах применяются не стандартные внешние разъемы, а разъемы типа Micro Centronics). Помимо разъемов на SCSI адаптерах обычно есть микросхемы SCSI BIOS и флэш-памяти, в которой хранятся пользовательские настройки конфигурации, а также процессор, который управляет потоками данных (на самых дешевых SCSI адаптерах процессор, как правило, отсутствует).

Любая SCSI цепочка устройств начинается со специальной заглушки-терминатора, и терминатором же (уже другим) заканчивается. Терминаторы могут быть внешними, выполненными в виде небольшой платы с разъемом, и внутренними, смонтированными на SCSI устройстве (обычно эти терминаторы включаются при помощи перемычки или через SCSI BIOS, если терминатор смонтирован на адаптере). По своим электрическим свойствам терминаторы подразделяются на пассивные и активные. Первые применяются в SCSI-1 цепочках. Во всех остальных случаях используются активные терминаторы. При установке SCSI устройств надо очень внимательно следить за терминацией, так как неправильно установленные заглушки могут привести к неустойчивой работе или к полной потере работоспособности интерфейса.

Так в чем же заключаются главные достоинства SCSI? Во-первых, этот интерфейс не является только дисковым: к любому SCSI контроллеру можно подключить множество другой периферии - от сканеров до семплеров. Во-вторых, количество одновременно работающих устройств намного превышает возможности IDE интерфейса: 8 для обычного SCSI и 15 для Wide. И все эти устройства работают совершенно независимо, а в некоторых случаях вообще не нагружают центральный процессор компьютера (например, при копировании с диска на диск) - все это весьма важно при использовании интерфейса с многозадачными операционными системами. Кроме того, внешние устройства можно расположить на расстоянии до 12 метров от компьютера (в LVD версии). Ну и, в-третьих, SCSI интерфейс очень надежен - он полностью гарантирует, что ваши данные не потеряются при передаче. Среди IDE вариаций только Ultra ATA 66 может предложить нечто подобное. Но где вы видели гарантию больше двух лет на IDE жесткие диски? А для SCSI дисков нормальной является гарантия в 3-5 лет.

Недостатками SCSI интерфейса являются относительно высокая стоимость и сложность в конфигурировании. Конечно, если вам нужна независимая работа нескольких жестких дисков, хочется обмениваться данными с семплером по SMDI, да еще важна надежность и устойчивость системы, то вы затяните потуже пояс и заплатите. Но порой цены на качественные SCSI диски могут вызвать кондрашку не только у самых закоренелых скряг. Здесь невольно возникает мысль, что, может, лучше почаще запускать Disk Doctor в системе с IDE дисками?

По поводу же проблем со SCSI ходят обрастающие все новыми подробностями легенды. Сколько бы не было недостатков у IDE, у него есть огромное преимущество: если у вас есть четыре любых устройства с этим интерфейсом, вы можете подключить их к компьютеру в любых конфигурациях, и все будет работать (пускай медленно, но зато с первого раза). Со SCSI устройствами бывают такие приключения, что мало не покажется. Конечно, надо отдать должное производителям SCSI устройств: если у вас совсем новые накопители и адаптеры, то, скорее всего, система заработает с первой попытки и без проблем (см. врезку "Установка жесткого диска"). Проблемы же начинаются, когда к современному адаптеру нужно подключить старое устройство - тут существует множество тонкостей, которые знают только специалисты.

И все-таки, что же лучше использовать в музыкальных рабочих станциях - IDE или SCSI? На самом деле, ответ на этот вопрос очень прост: если вам требуется истинная многозадачность, либо вам необходимо, помимо дисков, связать компьютер с другой периферией, то лучше использовать SCSI. Во всех остальных случаях вполне разумным выбором будет Ultra ATA 66. О скоростных характеристиках жестких дисков мы сейчас не говорим - речь об этом пойдет ниже. И еще одно важное замечание: если вам нужен только один жесткий диск и один привод CD-ROM, то SCSI не даст вам никакого преимущества ни под Windows 98, ни под Windows NT, за исключением хорошей гарантии на "железки". Все преимущество SCSI интерфейса начинает проявляться только при использовании нескольких устройств.

RAID массивы
До недавнего времени про RAID массивы слышали лишь системщики, которые занимались построением сетей, и инженеры видеомонтажа. Но сейчас в продаже появились недорогие RAID контроллеры (как SCSI, так и IDE), и широкие массы пользователей получили возможность познакомиться с ними поближе.

Итак, RAID массив - это система, состоящая из специального контроллера и нескольких жестких дисков, которые воспринимаются операционной системой как один. Вся эта кухня нужна для повышения производительности дисковой подсистемы и увеличения ее надежности - ведь давно известно, что именно жесткие диски тормозят работу компьютера и являются самым ненадежным его элементом. И если в настольных мультимедиа компьютерах скорость и надежность не так уж и важны, то в серверах и рабочих станциях они выходят на передний план.

А зачем вообще улучшать производительность дисковой подсистемы в аудио приложениях, если современные жесткие диски отлично справляются с многоканальной записью звука? При записи в формате 16 бит и 44,1 кГц совершенно незачем. А вот в формате 24 или 32 бита и 96 кГц, да еще если сведение идет в 5.1, да еще параллельно музыке видеоролик прокручивается - еще как зачем... Давайте элементарно подсчитаем: лучшие современные диски позволяют вести обмен с пластинами на скорости порядка 10 Мб/с (в районе крайних цилиндров) - это позволяет записывать не более 20 стерео дорожек в формате 24 бита 96 кГц (причем далеко не во всех приложениях). Но если у вас параллельно музыке воспроизводится видеоролик, то это количество может существенно уменьшаться. Кроме того, лучше не гонять жесткие диски в режимах, близких к предельным - при этом как IDE, так и SCSI диски начинают очень сильно нагружать центральный процессор компьютера (см. раздел об испытаниях дисков). Вот и получается, что иметь более производительную дисковую подсистему не такая уж и роскошь.

Сейчас существует три основных способа построения дискового массива в RAID системе (на самом деле их больше, но все остальные являются производными от первых трех).

Первый называется RAID 0 (рис. 5) или Striping (можно перевести как "чересполосица"). Суть этого способа проста: поток данных разделяется, и чтение/запись производятся в блоки данных, которые чередуются на разных дисках. Таким образом, производительность всей системы теоретически удваивается (практически прирост производительности бывает несколько меньшим). Однако за прирост производительности приходится платить: надежность всей системы становится ниже, чем надежность одного диска, ведь при поломке одного из дисков "летит" вся система и данные безвозвратно теряются.

Рис. 5

Второй способ называется RAID 1 (рис. 6) или Mirroring (Зеркальное отображение). Здесь поток данных направляется на один из дисков, а на второй диск записывается его точная копия. То есть происходит дублирование потока на два носителя. В результате скорость работы RAID массива остается на уровне обычного жесткого диска, а вот надежность удваивается. И если один из дисков выходит из строя, то его заменяют, и массив продолжает успешно трудиться (при замене диска в массиве уровня 1 происходит автоматическое восстановление его содержимого со второго диска).

Рис. 6

Третий способ комбинирует первые два и называется RAID 0+1 или Striping+Mirroring. В построении такого массива участвуют четыре жестких диска: два из них работают в режиме 0 (чередующаяся запись, позволяющая добиться высокой производительности), а на оставшиеся два дублируется содержимое первой пары. Такой способ построения RAID массива позволяет получить высокую "скорострельность" при максимальной надежности.

Файловые системы
Информация на дисках записывается в различных секторах, которые расположены на концентрических дорожках (цилиндрах) пластин. Однако, работая в любой операционной системе, мы не видим ни того, ни другого, ни третьего - мы имеем дело с файлами и папками. То есть операционная система создает некую логическую структуру хранения информации, которая удобна и понятна для любого пользователя. Эта логическая структура и называется файловой системой, а процесс создания файловой системы называется форматированием диска. После форматирования вы как раз имеете дело с привычными способами хранения информации, а команды, понятные для жестких дисков, генерирует на основе ваших действий специальная программа, которая называется драйвером файловой системы.

Существует несколько файловых систем, создававшихся под разные операционные системы. DOS, Windows 3.x и Windows 95 используют FAT 16, Windows 95 OSR2 и Windows 98 работают как с FAT 16 так и с FAT 32, Windows NT "понимает" FAT 16 и NTFS, OS/2 - HPFS и т. д. Файловые системы, как правило, несовместимы друг с другом, например, если вы установите диск, отформатированный под NTFS в компьютер с операционной системой Windows 98, то ничего на этом диске не увидите. Единственное исключение из этого правила - FAT 16 и FAT 32, но они совместимы только в одном направлении, то есть диск с FAT 16 может работать под Windows 98 (как, впрочем, и под Windows NT), но диск с FAT 32 под DOS работать не захочет.

Как правило, на платформе PC для музыкальных приложений используются операционные системы Windows 95/98 и Windows NT. Поэтому мы сейчас вкратце познакомимся с особенностями их файловых систем.

Файловая система FAT 16 (или просто - FAT) была создана задолго до появления и DOS, и Windows. Компания Microsoft начала разрабатывать ее еще в 1977 году для совершенно других целей. А когда от IBM поступил заказ на операционную систему для первого IBM PC, Microsoft просто использовал свою старую разработку. Изначально FAT предназначалась для работы с дисками не больше 32 Мб (когда-то такой объем казался пределом человеческих мечтаний, как, кстати, и размер оперативной памяти в 640 килобайт). Но к началу 90-х годов стало понятно, что 32 Мб - это очень мало. И в операционной системе MS DOS 4.0 появилась доработанная версия FAT, которая получила возможность работать с дисками объемом до 128 Мб. А еще через некоторое время была предпринята героическая попытка по взятию рубежа в 2 Гб. Но на этом развитие FAT и закончилось. То есть, если вы форматируете диск под FAT 16, то его объем не может превышать 2 Гб. А если ваш жесткий диск большего объема, то приходится создавать несколько логических дисков.

FAT 16 использует 16-разрядную адресацию данных. Она разбивает все рабочее пространство диска на 65536 (216) специальных зон, которые называются кластерами. Любой файл записывается только в целое число кластеров. Когда FAT была еще юной, размер кластеров определялся в 512 байт (то есть размер кластера соответствовал размеру физического сектора) - отсюда и первоначальное ограничение по объему всего диска: 512 байт x 65536 = 32 Мб. Для того, чтобы заставить эту файловую систему работать с дисками большего объема, разработчики просто стали увеличивать размер кластера. В результате при форматировании 2 Гб жесткого диска размер кластеров стал равняться 32 Кб (под каждый из них используется 64 физических сектора). И вот здесь-то и коренится самый главный недостаток этой файловой системы: даже если вы сохраняете файл объемом 1 Кб, на жестком диске под него расходуется целых 32! Теоретически можно представить себе ситуацию, когда пользователь создает 65536 файлов размером в 1 Кб и операционная система показывает, что диск полон, хотя на самом деле он заполнен только на 1/32.

Кстати, у FAT 16 еще был резерв по увеличению максимального объема жесткого диска - размер кластеров можно было сделать равным 64 Кб (максимальный объем диска - 4 Гб), и только тогда файловая система подходила к своему пределу. Однако при анализе существующих приложений сотрудники Microsoft обнаружили, что многие сторонние разработчики программ исходили из предположения, что значение числа байт в кластере умещается в 16 разрядах. А это как раз и дает искомый размер кластера в 32 Кб (в двоичном виде это число представляется как 1000000000000000).

После того, как стало ясно, что FAT 16 полностью исчерпала свои возможности как по максимальному объему жесткого диска, так и по сервисным функциям (в FAT 16 можно использовать имена файлов не длиннее восьми основных и трех дополнительных символов), компания Microsoft предприняла попытку потянуть время - Windows 95 вышла с модификацией FAT 16 под названием VFAT. Новинка так и осталась 16-разрядной, однако удалось решить проблему использования длинных имен (до 255 знаков) и их преобразования в эквивалентные короткие имена. И, наконец, в Windows 95 OSR2 появилась новая файловая система, которая получила имя FAT 32. Она же является основной для Windows 98.

FAT 32 позволяет работать с длинными именами файлов (до 255 знаков). Она использует 32-разрядную адресацию, и, соответственно, 32-разрядные номера кластеров. То есть при размере кластера равного размеру физического сектора на диске (512 байт) мы получаем максимальный размер диска 2 Тб (2 199 023 255 552 байт)! Однако в спецификации новой файловой системы для дисков объемом до 8 Гб размер кластера определен в 4 Кб, у дисков объемом до 16 Гб - 8 Кб, а для дисков объемом до 32 Гб - 16 Кб. Если же использовать диски объемом более 32 Гб, то при форматировании создаются кластеры размером в 32 Кб. Такое решение было принято из-за того, что для улучшения времени доступа к диску Windows загружает таблицу FAT и ее копию в оперативную память. И если бы использовались кластеры объемом в 512 байт, у 2 Гб диска таблица вместе с копией занимали бы 32 Мб (номер каждого кластера отъедает по 4 байта - 32 бита оперативной памяти)! А при размере кластеров в 4 Кб они занимают всего 4 Мб. Экономия получается довольно приличная - 28 Мб.

Но и у FAT 32 есть свои проблемы. Главная из них - ограничение на максимальный размер файла, которое установлено в 4 Гб. Дело тут в том, что размер файла в байтах может быть выражен только 32-разрядным числом, то есть максимально возможное его значение может быть 232=4 294 967 296 байт или 4 Гб. Кроме этого, есть ряд проблем совместимости со старыми программами, рассчитанными для работы с файлами FAT 16: попытка работы с файлами FAT 32 в таких программах может окончиться полной потерей данных. Да и вообще не факт, что старые приложения у вас запустятся с FAT 32 жесткого диска. Есть и еще один экспериментальный факт: производительность дисков с FAT 32 несколько меньше, чем с FAT 16 (вероятно из-за того, что новая версия файловой системы гораздо более громоздка).

Из всего вышесказанного можно сделать следующие заключения. При работе в Windows 98 выбор файловой системы в первую очередь зависит от наличия или отсутствия старых программ. Если они у вас есть, то лучше отформатировать диски под FAT 16, если же нет - то смело выбирайте FAT 32. Небольшая потеря производительности с лихвой окупится всеми остальными достоинствами этой файловой системы.

Файловая система NTFS появилась вместе с Windows NT. Какую разрядность адресации использует NTFS официальные источники почему-то умалчивают, но в Интернете есть сведения, что она 64-битная. В официальных источниках лишь упоминается, что максимальный размер и диска и файла на нем для NTFS составляет 16 экзабайт (16000000 Гб)! Кстати говоря, профессиональные системы видеомонтажа чаще всего выпускаются под Windows NT именно из-за этого свойства файловой системы - ведь под Windows 98 максимальный размер файла может составлять лишь 4 Гб, а это для видеопроизводства очень мало.

Другими достоинствами NTFS, помимо фантастических цифр максимального объема дисков и файлов, являются способность к самовосстановлению файлов в случае их повреждения, возможность сжатия отдельных файлов и папок, широкие возможности защиты информации от несанкционированного доступа и длинные имена файлов (до 255 символов). Есть еще некоторые специфические особенности, которые важны для сетевой работы типа множественных потоков данных (грубо говоря, данные одного файла могут храниться в нескольких независимых частях, которые называются "потоками" - потоке данных, потоке ресурсов и т. д.) или жестких ссылок (это когда один файл имеет несколько разных имен, которые могут находиться, к тому же, в разных папках на диске). При этом NTFS сохраняет совместимость с FAT 16 - все файлы могут быть без проблем перенесены на обычные DOS дискеты или жесткие диски (с потерей, разумеется, всех хитрых "прибамбасов"). Короче говоря, если вы работаете под Windows NT и до сих пор почему-то используете FAT 16, то вам в срочном порядке надо переходить на NTFS.

Испытания жестких дисков
Еще пару лет назад на рынке жестких дисков существовала полная определенность: SCSI диски всегда имели производительность большую, чем диски с интерфейсом IDE. Кроме того, использование SCSI гарантировано уменьшало загрузку центрального процессора, не говоря уже о других преимуществах этого интерфейса. Поэтому с выбором дисков для нормальной музыкальной рабочей станции особых проблем не было: если позволяли финансы, вопрос решался в пользу SCSI.

Однако сейчас ситуация сильно изменилась. Во-первых, производители IDE жестких дисков стали применять в своих изделиях все самые передовые технологии: здесь вам и магниторезистивные головки, и система самодиагностики SMART, и скорость вращения шпинделя 7200 об/мин, и автоматическая термокомпенсация, и здоровенная кэш-память объемом в 2 Мб. Появились даже недорогие IDE RAID массивы, существование которых еще два года назад представлялось нереальным. Кстати говоря, многие производители автономных систем записи на диск уловили эту тенденцию и стали использовать в своих изделиях именно IDE диски, отказавшись от дорогостоящего SCSI. Во-вторых, Ultra ATA 66 интерфейс резко повысил надежность работы дисков за счет использования шлейфов новой конструкции, а система проверки целостности данных появилась еще в прошлой редакции IDE интерфейса - Ultra ATA (UDMA 33). Использование же режима DMA Multiword 3 позволило весьма сильно снизить загрузку центрального процессора компьютера.

Третье принципиальное изменение коснулось самого понятия "музыкальная рабочая станция". Если некоторое время назад этим термином называли высокопроизводительные компьютеры, в которых стояли системы типа Pro Tools или Soundscape SSHDR, то сейчас в категорию рабочих станций попадают уже компьютеры с любым многоканальным интерфейсом (мультимедийными компьютерами их называть язык как-то не поворачивается). Поэтому, чтобы в дальнейшем избежать путаницы, давайте определимся с терминологией. Компьютеры с многоканальными интерфейсами или платами ввода/вывода, которые используют программное микширование и обработку, предлагаю называть рабочими станциями начального уровня. Машины, в которых стоят более дорогие (1-2 тыс. долларов) системы аппаратного микширования, будем называть станциями среднего уровня. И, наконец, самые дорогие системы типа уже упоминавшегося Pro Tools будут называться станциями высшего уровня.

Задумывая это испытание, я преследовал три основных задачи: разобраться с реальной производительностью новых жестких дисков в музыкальных приложениях, испытать самые распространенные приложения на предмет работы с дисковой подсистемой, а также найти оптимальные решения для музыкальных рабочих станций разного уровня (на самом деле проблема существует лишь в выборе дисков для станций начального и среднего уровня, так как тот же самый Pro Tools 24 работает только со вполне определенными SCSI жесткими дисками, и IDE дисков он просто не увидит; а Soundscape SSHDR, наоборот, использует только IDE диски, но установленные не в компьютере, а в специальном рэковом корпусе).

Итак, в испытании участвовали следующие IDE диски.

IBM DPTA 372050 - объем 20,5 Гб, интерфейс Ultra ATA 66, скорость вращения шпинделя 7200 об/мин, буфер 2 Мб, три пластины, шесть головок. Важные особенности диска: наличие системы защиты от вибрации TrueTrack Servo, система контроля состояния диска Drive Fitness Test (дальнейшее развитие технологии SMART) и фирменные головки с гигантской магниторезистивностью (GMR), которые позволяют добиться просто фантастической плотности записи на пластину.

Western Digital WD273BA - объем 27,3 Гб, интерфейс Ultra ATA 66, скорость вращения шпинделя 7200 об/мин, буфер 2 Мб, четыре пластины, восемь головок. Брат-близнец диска IBM DPTA 372730, только произведенный компанией, которая частенько отличалась плохим качеством продукции. Но есть и три принципиальных отличия: отсутствует система защиты от вибрации, вместо Drive Fitness Test используется система защиты информации Data Lifeguard (о ней уже говорилось ранее), а радиодетали, которые находятся на плате контроллера, в основном корейские (у IBM детали большей частью из Японии).

Fujitsu MPE 3273AH - объем 27,3 Гб, интерфейс Ultra ATA 66, скорость вращения шпинделя 7200 об/мин, буфер 2 Мб, четыре пластины, восемь головок. Особенности: система SMART и алгоритм контроля данных Cyclic Redundancy Check (циклический контроль избыточности), который предотвращает потерю данных при передаче. Эти диски имеют самый высокий показатель наработки на отказ (Mean time between failures - MTBF - среднее время между повреждениями) в своем классе - 500000 часов (57 лет!). Вообще, Fujitsu славятся своей надежностью, хотя и не показывают обычно выдающихся скоростных показателей.

К сожалению, не удалось раздобыть довольно привлекательные Ultra ATA 66 диски Quantum Fireball KA Plus и Seagate Barracuda ATA - компьютерный рынок пребывает в состоянии перманентных конвульсий и, когда собирались испытуемые, эти диски просто не удалось добыть. Хотя эта потеря не столь принципиальна - оба диска появились на рынке довольно давно и уже успели слегка устареть.

SCSI диски в тестировании представлены следующими моделями.

Quantum Atlas 10K - объем 9,1 Гб, интерфейс Ultra160/m (совместим с Ultra 2 Wide SCSI), скорость вращения шпинделя 10000 об/мин, буфер 2 Мб, три пластины, шесть головок. Помимо стандартной системы самодиагностики диск оснащен противоударной системой Shock Protection System, значительно снижающей вероятность повреждений при транспортировке. Гарантия - четыре года.

Fujitsu MAG3091LP - объем 9,1 Гб, интерфейс Ultra 2 Wide SCSI, скорость вращения шпинделя 10025 об/мин, буфер 2 Мб, три пластины, пять головок. Для диска заявлена просто фантастическая надежность: его время наработки на отказ (MTBF) составляет 1.000.000 часов (114 лет!), а гарантия - пять лет. Оснащен системой SMART.

Fujitsu MAE3091LP - объем 9,1 Гб, интерфейс Ultra 2 Wide SCSI, скорость вращения шпинделя 7200 об/мин, буфер 2 Мб, две пластины, четыре головки. Жесткий диск ничем не отличается от старшей модели, кроме скорости вращения шпинделя. Гарантия также дается на пять лет.

Как и в случае с дисками Ultra ATA 66, не удалось найти многие интересные SCSI диски (например, производства Seagate). Однако два самых нашумевших за последнее время диска - Fujitsu MAG и Quantum Atlas 10K - в испытании представлены. Диск Fujitsu MAE взят для прямого сравнения с IDE дисками, которые имеют такую же скорость вращения шпинделя - 7200 об/мин.

Помимо одиночных дисков, был испытан RAID массив на основе контроллера Promise Fast Track 66 (для создания массива использовались диски Fujitsu MPE 3273AH и IBM DPTA 372050). Контроллер представляет собой PCI плату с двумя портами U-ATA 66. Он поддерживает массивы типа 0, 1 и 0+1, а также возможность создания одного виртуального диска из нескольких физических (но такой диск не является RAID массивом). К контроллеру прилагается очень удобная утилита мониторинга состояния дисков под Windows 98.

Promise Fast Track 66

Все жесткие диски и RAID массив по очереди устанавливались в компьютер: процессор Pentium III, материнская плата Lucky Star (чипсет BX), 128 Мб памяти, графическая плата Matrox G400 (32 Мб SGRAM), SCSI адаптер Adaptec 2940 U2W (Ultra 2 Wide SCSI), Ultra ATA 66 адаптер Promise Ultra 66, системный диск IBM DTTA 371010 - на интегрированном порте IDE, операционная система Windows 98 SE. В компьютере диски форматировались под файловую систему FAT 32, а для IDE дисков включался режим DMA. RAID массив был сконфигурирован для работы в режиме 0 (Stripping). Массив также был отформатирован под FAT 32 (режим DMA он использует по умолчанию).

Надо сказать, что при установке как SCSI, так и IDE дисков не было ни одной проблемы - только диск Western Digital гораздо дольше остальных распознавался контроллером. А вот при создании IDE RAID массива я неожиданно столкнулся с полным зависанием системы при загрузке. Причина выяснилась быстро - в паре не захотели работать диски IBM и Western Digital, хотя они очень похожи друг на друга. Как только Western был заменен на Fujitsu, массив заработал как часы, и больше с ним никаких проблем не было. Кстати, меня предупреждали, что Fast Track хорошо работает только с двумя абсолютно одинаковыми дисками. На примере WD и IBM это подтвердилось...

Испытания начинались с исследования четырех самых главных многоканальных программ (Cakewalk 9.02, Cubase VST 3.7, Logic Audio 4.03 и Samplitude 2496 5.55) на предмет работы с дисковой подсистемой (а точнее - со SCSI диском Quantum Atlas 10K). Этот тест проводился следующим образом: в программу по одному импортировались трехминутные стерео файлы, записанные с разрядностью 24 бита и частотой дискретизации 44,1 кГц, и расставлялись по разным дорожкам. После создания каждой новой дорожки запускалось воспроизведение. Определялось максимальное количество одновременно воспроизводимых дорожек (весь проект обязан был проиграться до самого конца без единого сбоя) и затем пересчитывалось в цифры реально полученного потока данных (это нужно было из-за того, что Samplitude работает с форматом 32 бита 44,1 кГц). Результаты получились очень интересные.

Затем я занялся непосредственно жесткими дисками и начал со стандартного пакета ZD WinBench 99, которым пользуются для тестирования компьютерного оборудования во всем мире (в том числе и в испытательных лабораториях компьютерных журналов). Всего запускалось три теста: Disk Access Time, показывающий среднее время доступа к диску; Disk CPU Utilization, показывающий загрузку центрального процессора, и Disk Transfer Rate, показывающий скорость обмена данными с диском (при активном участии кэша). Причем Disk CPU Utilization запускался два раза - с фиксированным потоком в 4 Мб/с и с максимально возможным. А тест Disk Transfer Rate не только показывал скорость обмена в начале и конце диска, но и строил график линейности чтения, который очень важен для нас, так как для любых потоковых приложений (к которым относится и работа со звуком) чем ровнее работает диск, тем лучше.

Последнее испытание проводилось в программе Samplitude 2496 5.55. Для каждого диска определялось максимальное количество воспроизводимых дорожек, записанных в формате 32 бита 44,1 кГц (все должно было проиграться до конца без единой ошибки), а также значение загрузки процессора при микшировании 16 стерео дорожек (средняя нагрузка на диск), и при микшировании максимального количества дорожек. Таким образом, измерялась производительность дисков в условиях, максимально приближенных к реальной работе, и сравнивалась с данными тестового пакета ZD WinBench 99. Однако стоит сразу оговориться: полученные результаты ни в коем случае не являются абсолютными - по ним можно лишь судить о том, что один диск быстрее другого, или о том, что один диск больше чем другой загружает процессор. Но полученные цифры потока или загрузки за абсолютные выдавать никак нельзя - в другом компьютере они могут быть другими.

Итак, давайте начнем знакомиться с результатами тестирования программ, тем более, что они оказались неожиданными.

Таблица 1. Испытание программ на производительность работы с дисковой подсистемой в 24 бита 44,1 кГц (жесткий диск Quantum Atlas 10K).

  Cakewalk Cubase Logic Samplitude
Кол-во дорож. 18 ст. 33 ст.+1 м. 14 ст. 31 ст.*
Поток, Кб/с 4762,8 8864,1 3704,4 10936,8
Загрузка CPU 13% 30% 30% 42%
* - запись производилась в формате 32 бита 44,1 кГц

Как видно из таблицы 1, Cakewalk и Logic - явные аутсайдеры, а Cubase и Samplitude - явные лидеры, причем в Samplitude удалось получить поток данных на 2 Мб/с больше, чем в Cubase. Кстати, и Cakewalk и Logic останавливали воспроизведение совсем не по причине перегрузки процессора (в Cakewalk загрузка была всего лишь 13%, а в Logic - 30%) или медленности жесткого диска. В Cakewalk остановка воспроизведения происходила из-за выпадения данных (Drop Out) - при этом загоралась соответствующая "лампочка" на строке состояния. А Logic выдавал издевательскую надпись о том, что процессор или жесткий диск очень медленные и их надлежит в срочном порядке заменить, - и это несмотря на то, что индикатор загрузки процессора болтался в положении 1/3 от максимального значения, да и индикатор жесткого диска тоже не был на максимуме.

Похоже, "движки" обеих программ просто не доведены до ума, так как реагируют чуть ли не на каждый ваш вздох. Судите сами: в контекстной помощи Cakewalk проблеме Drop Out посвящено целых 14 параграфов, и еще куча материалов есть на сайте. Когда начинаешь все это читать, то просто диву даешься! Например, там говорится о том, что выпадения данных могут происходить из-за старой версии драйвера звуковой платы, из-за неправильной установки буферизации жесткого диска (это при том, что Cakewalk делает установки автоматически), из-за конфликта с видеоадаптером и другими потоковыми "железками", установленными в слоты PCI. Но это еще цветочки... Теперь держитесь! Данные, оказывается, могут выпадать из-за включенного режима автораспознавания дисков CD-ROM, из-за включенного мастера обслуживания Windows 98, из-за включенных антивирусов и даже из-за активизированного драйвера быстрой загрузки Microsoft Office. И это в многозадачной среде Windows 98! Но самое смешное во всей этой истории то, что Cakewalk 8 работал просто изумительно и показывал производительность лучше, чем Cubase (в проектах с моно дорожками). У Logic в руководстве пользователя такого нет, но сути дела это не меняет - программа работает с дисками также плохо, как и Cakewalk 9.

Таким образом, под Windows 98 на сегодняшний день с аудио проектами повышенной многодорожечности лучше справляется Cubase VST 3.7 или Samplitude 2496 5.55. Кстати, программа Samplitude до недавнего времени не показывала таких выдающихся результатов - еще в версии 5.32 она едва-едва дотягивала до Cubase. И только в версии 5.5 был основательно переписан "движок", что вывело эту программу в лидеры.

Теперь давайте обратимся к результатам испытаний жестких дисков при помощи пакета ZD WinBench 99. Тест Disk Transfer показал вполне ожидаемые результаты, которые практически полностью совпадают с теми, что опубликованы в компьютерной прессе. Светлые столбики на диаграмме 1 показывают скорость обмена в Кб/с на внешних цилиндрах, а темные - на внутренних. Только имейте в виду, что этот тест показывает скорость обмена данными с диском при непосредственном участии кэша, поэтому его результаты ничего не говорят о том, как поведут себя диски в потоковых приложениях. Но общая картина производительности видна хорошо.

Диаграмма 1

SCSI диски Fujitsu MAG и Atlas 10K теоретически показывают большую производительность как на внешних, так и на внутренних цилиндрах за счет скорости вращения шпинделя 10000 об/мин. Но немного позже вы убедитесь, что это не совсем так - немаловажную роль играет и электроника диска. IBM DPTA и Western Digital 273BA показывают совершенно одинаковые результаты, как и должно быть - ведь Western Digital является точной копией диска IBM (он производится по лицензии). Удивили только два диска - Fujitsu MPE и Fujitsu MAE. Первый показал результаты лучшие, чем второй, хотя я ожидал обратного. Объяснение тому очень простое - MPE просто гораздо новее, чем его SCSI соперник, и, соответственно, более совершенен технологически, хотя и стоит значительно дешевле. А RAID массив из двух IDE дисков почти в полтора раза быстрее, чем диск Fujitsu MAG, хотя, конечно, его надежность гораздо меньше, чем надежность SCSI диска.

Рис. 7 По части испытания линейности обмена данными меня ждал всего один сюрприз - диск Fujitsu MPE 3273 AH выдал с первого прохода совершенно невообразимый провал в районе 12 Гб (рис. 7).

Рис. 8 Запустив тест еще один раз, я получил уже совсем другую картинку (рис. 8). Такое поведение диска насторожило. Если бы в первом и втором проходе графики линейности получились одинаковые, то провал можно было бы списать на сбойный участок диска, однако "гуляние" провалов говорит о том, что в реальной работе диск может повести себя не совсем стабильно.

Рис. 9 Хотя, с другой стороны, график линейности RAID массива (рис. 9), в котором был использован этот диск, находится вполне в пределах нормы (но и там наблюдается подозрительный провал, очень похожий на тот, что на рис. 8).

Рис. 10 Остальные диски имели почти идеальные графики линейности (например, на рис. 10 приведен график диска Quantum Atlas).

Следующий тест называется Access Time (Время доступа). Это время складывается из времени выполнения трех действий: поиска нужной дорожки (цилиндра), переключения головок и ожидания нужного сектора. Разумеется, время доступа очень сильно зависит от того, как далеко приходится перемещать головки над поверхностью диска - при перемещении с внешней на внутреннюю дорожку это время будет гораздо больше, чем при перемещении головки над соседними дорожками. Поэтому под параметром Access Time всегда подразумевается среднее время доступа. Сами понимаете, что для работы с Gigasampler это время будет весьма критичным (оно будет непосредственно влиять на время отклика программы на MIDI ноты). А вот для многоканальной записи оно не так уж и важно, так как все современные программы используют буферизацию, и непрерывность потока поддерживается за счет подкачки информации из буферов памяти.

Диаграмма 2

Результаты этого испытания приведены на диаграмме 2. Они довольно интересны, так как заставляют задуматься о том, откуда производители берут цифры спецификаций для своих изделий. У всех трех IDE дисков время доступа практически одинаково и составляет около 13 мс. А вот в их спецификациях сказано, что оно намного меньше. И только SCSI диски, работающие на 10000 об/мин, показали время доступа, равное 8 мс (это именно та цифра, которую должны иметь IDE диски согласно спецификациям). Так что если вы работаете с Gigasampler, то ставьте себе хорошие SCSI диски - иначе ни о каком времени отклика, сравнимом с автономными инструментами, речи идти не может.

Последний тест из пакета ZD WinBench - CPU Utilization (Загрузка центрального процессора) - также преподнес небольшой сюрприз: диск IBM DPTA оказался самым нетребовательным к ресурсам (диаграмма 3). Причем для этого диска тест был произведен несколько раз с перезагрузкой компьютера, но все равно результаты оказывались очень близкими (на диаграмме приведено худшее значение). Напомним: все IDE диски работали в режиме DMA - если бы они испытывались в PIO mode, результаты были бы гораздо хуже. На втором месте оказался SCSI диск Fujitsu MAE - он тоже весьма экономичен.

Диаграмма 3

Теперь давайте посмотрим на результаты испытаний дисков в программе Samplitude 2496 5.55 (таблица 2). Эта программа очень удобна для таких целей, так как имеет очень точные индикаторы загрузки процессора и дисков (воспроизведение останавливается, когда один из них показывает 100%, в отличие от других программ, где сбои могут возникнуть когда угодно). Кроме этого, в Samplitude имеется счетчик ошибок, реагирующий на любые проблемы со звуком. Тест считался выполненным, если трехминутный многоканальный проект со сквозными дорожками воспроизводился от начала до конца без единой ошибки.

Таблица 2. Испытание дисков в программе Samplitude 2496 5.55.

 
  Atlas 10 k Fujitsu MAE Fujitsu MAG IBM DPTA WD Fujitsu MPE RAID IDE
дорожки 31 30 36 32 31 32 37
проц. MAX 42,40% 40,88% 42,96% 43,97% 43,51% 46,41% 56,28%
проц. MID* 23,20% 21,82% 24,17% 24,03% 25,97% 24,86% 21,96%
поток 10936,80 10584,00 12700,80 11289,60 10936,80 11289,60 13053,60
* - 16 дорожек (32 бита, 44,1 кГц)
 
   

Для начала давайте сравним реальные потоки аудиоданных, полученные в Samplitude (диаграмма 4), с потоками по результатам теста Disk Transfer (диаграмма 1). Первое, что бросается в глаза - это разница в их значениях (например, для лучшего в испытании диска Fujitsu MAG - 12 Мб/с и 29 Мб/с). Как уже говорилось выше, при потоковом воспроизведении звука кэш диска практически не работает - обмен данными идет напрямую с пластинами. Отсюда и разница в результатах, ведь WinBench 99 показывает скорость обмена данными при активной работе кэш-памяти.

Диаграмма 4

Диаграмма 1

Рис. 10Сильно разочаровал диск Quantum Atlas 10K - я ожидал от него гораздо большего. Кстати, SCSI диски могли показать лучшие результаты, если бы они имели больший объем. Дело в том, что на всех дисках ошибки начинали появляться после полутора минут воспроизведения. При этом тестовый проект имел объем около 2 Гб и записывался в самое начало диска. А если взглянуть, например, на график линейности Quantum Atlas 10K (рис. 10), то видно, что в пределах первых 2 Гб есть ступенька на которой производительность немного падает. Если бы диск имел объем не 9,1, а 20 Гб, то воспроизводимый проект на эту ступеньку просто бы не попал и количество одновременно воспроизводимых дорожек было бы немного больше. Отсюда следует один важный практический вывод: если вы работаете с более короткими сквозными дорожками или вообще используете короткие петли, то количество реально воспроизводимых дорожек может быть намного больше.

Обратите внимание и на то, что диск IBM DPTA в Samplitude работает существенно быстрее, чем диск Western Digital 273BA, хотя по данным теста WinBench они ничем не отличаются - вот где проявляется качество сборки и разница в использованных микросхемах. Еще один интересный факт - RAID массив в Samplitude лишь немного опережает по производительности диск Fujitsu MAG, хотя в WinBench его производительность больше почти в два раза.

Теперь давайте посмотрим диаграмму загрузки процессора в Samplitude (диаграмма 5), по сравнению с диаграммой загрузки по данным теста WinBench (диаграмма 3). На абсолютные значения загрузки в Samplitude можете внимание не обращать, ведь ресурсы процессора "поедаются" не только дисками, но и самой программой. Нас интересуют лишь значения загрузки для одних дисков по сравнению со значениями других.

Диаграмма 5

Диаграмма 3

Итак, диаграмма 5 очень интересна тем, что на ней видно небольшое преимущество всех SCSI дисков над дисками с интерфейсом IDE. То есть при потоковом обмене данными с диском выигрывает все-таки SCSI интерфейс, хотя и с минимальным преимуществом (если бы мы работали с несколькими приложениями одновременно, это преимущество многократно бы возросло). Также в Samplitude куда-то испарилась экономичность диска IBM DPTA - он расходует ресурсов даже больше, чем его "близнец" Western Digital. Похоже, что его выдающиеся достижения проявляются только в обычных приложениях, в которых есть где развернуться электронике самого диска. Еще одно интересное наблюдение: RAID массив при микшировании 16 стерео треков показывает самые лучшие результаты - он минимально нагружает центральный процессор. Зато при микшировании максимального количества дорожек он оказывается самым ресурсоемким. Отсюда мораль: если вы поставите себе Fast Track, старайтесь не работать на пределе его возможностей, и вы получите значительный выигрыш по части расходования ресурсов.

Выводы и рекомендации
Итак, какие выводы можно сделать из проведенных испытаний? Первый и самый важный: современные IDE диски по своим показателям производительности и экономичности вплотную приблизились к своим SCSI конкурентам. Однако это не означает полное вымирание SCSI. Есть довольно много задач, в решении которых без этого интерфейса не обойтись. Но не вызывает никакого сомнения, что в рабочих станциях начального уровня (которые стоят у большинства музыкантов) SCSI диски - это излишество. Если же вы хотите обмениваться данными с семплером, то поставьте в компьютер дешевый SCSI адаптер.

С рабочими станциями среднего уровня все немного сложнее. Как показали испытания, SCSI диски однозначно опережают IDE соперников по среднему времени доступа. Поэтому их стоит использовать везде, где это время критично. Например, если вы покупаете компьютерную систему звукозаписи и в ее руководстве пользователя сказано, что время доступа у дисков должно составлять не более 8 мс, то вам нужно ставить нормальные SCSI диски. Про Gigasampler уже упоминалось - если вы решили использовать эту программу, то в компьютер также лучше установить хорошие SCSI диски

Кроме того, SCSI диски опережают своих конкурентов по показателям надежности. Гарантия в пять лет - это все-таки очень сильно. А время наработки на отказ 114 лет может поразить вообще кого угодно. Поэтому если у вас есть деньги и вы хотите иметь полную уверенность в надежности своей системы, то лучше поставьте SCSI диски. Хотя качественные IDE диски (например, производства IBM) тоже вряд ли доставят вам хлопоты, несмотря на то, что их гарантия составляет всего два года (тоже, между прочим, немало по компьютерным меркам).

А вот из соображений достижения высокой "скорострельности" и низкой загрузки центрального процессора покупать SCSI диски не стоит - есть более привлекательные по цене варианты. Например, система из RAID контроллера Fast Track 66 и пары IDE дисков обойдется дешевле, чем приличный SCSI диск вместе с адаптером, а производительность будет выше. Вопросы же надежности RAID системы уровня 0 элементарно решаются резервным копированием данных на CD-R или CD-RW. Кроме этого, современные IDE диски отстают от SCSI совсем немного. Поэтому хороший IDE диск обеспечит высокую производительность системы при разумных затратах (помните только, что рабочий IDE диск должен быть на шлейфе в гордом одиночестве).

Теперь о моделях жестких дисков. Если вы остановились на SCSI, то ничего лучше Fujitsu MAG вы сегодня не найдете. Этот диск имеет просто фантастические показатели производительности и надежности, и его не зря так хвалят в компьютерной прессе. Кроме того, он стоит ненамного дороже своих прямых конкурентов - у 9,1 Гб модели разница с аналогичным Quantum Atlas 10K составляет всего 41$, или 9%. А еще он значительно тише любых других SCSI дисков, что немаловажно для музыкальных рабочих станций.

С IDE дисками выбор немного сложнее. С одной стороны, если вы остановитесь на любом диске IBM серии DPTA, то не ошибетесь - они очень быстры, надежны и экономичны. Зато Fujitsu серии MPE...AH при сравнимых показателях производительности стоят меньше при большей емкости. Кроме этого, Fujitsu намного тише - у IBM довольно сильный шум позиционирования головок. Однако вызывают сомнения линейные характеристики Fujitsu. Поэтому если вы работаете с большим количеством длинных сквозных дорожек, то лучше возьмите себе IBM. А вот если вы привыкли записывать небольшие фрагменты партий инструментов и уже из них монтировать дорожки, то Fujitsu будет очень неплохим вариантом.

Если надежность дисков IBM и Fujitsu (как, впрочем, и дисков производства Seagate и Quantum) не вызывает сомнений, то насчет Western Digital такой уверенности нет. У этой фирмы всегда был очень высокий процент брака, и нет никакой уверенности в том, что вы не попадете в этот процент. Кроме того, качество даже нормально работающих дисков этой фирмы вызывает нарекания. Например, диск, который тестировался, при каждой перезагрузке определялся U-ATA 66 адаптером гораздо дольше, чем диски IBM и Fujitsu. Помимо того, при формальном сходстве с диском IBM он вообще не захотел работать с ним в RAID массиве. Все это говорит о невысоком качестве изделия. Поэтому для музыкальных рабочих станций диски Western Digital лучше не использовать, несмотря на привлекательную цену.

Что касается дисков Quantum Fireball KА Plus и Seagate Barracuda ATA, то лучше от их покупки воздержаться. Дело в том, что обе фирмы скоро снимут их с производства, заменив новыми моделями. Если вы являетесь фанатом одной из этих фирм, то лучше немного подождите - новые диски наверняка окажутся производительнее.

IBM DPTA 372050 296$
Western Digital WD273BA 254$
Fujitsu MPE 3273AH 259$
Дестен компьютерс
Quantum Atlas 10K 410$
Fujitsu MAG3091LP 451$
Fujitsu MAE3091LP 318$
True System
Promise Fast Track 66 130$
Мультимедиа Клуб


Установка жесткого диска под Windows 98

Жесткие диски - точка зрения

PC: Оптимальная конфигурация. Часть I: Процессоры.

PC: Оптимальная конфигурация. Часть II: Память.

  Оценка статьи

Посещений: 25868 | Проголосовавших: 36 | Средняя оценка: 4.3

   

  Комментарии
В связи с обилием спама размещение комментариев отключено. Пользуйтесь форумами.

РЕКЛАМА

 
       


Цены на рекламу


Музыкальное Оборудование
www.muzoborudovanie.ru
www.moline.ru
mail@muzoborudovanie.ru
© Агентство ДАТА