Нові технології IDE: Ultra ATA/133 і 66 МГц PCI

Нові технології IDE: Ultra ATA/133 і 66 МГц PCI



Незважаючи на безперервні суперечки між любителями SCSI і IDE, стає ясно, що вінчестери IDE завойовують ринок і сьогодні займають навіть більшу його частину, ніж раніше. У той час як вінчестери SCSI продовжують домінувати на ринку серверів і робочих станцій, все більше любителів SCSI переходять на IDE. Справа в тому, що вінчестери IDE практично зрівнялися зі SCSI як по частині продуктивності, так і надійності. До того ж інтеграція контролерів IDE RAID на материнську плату, що дозволяють створити високошвидкісний масив RAID-0, стала гідною альтернативою використання одиночних вінчестерів SCSI.

У міру розширення ринку IDE, завжди знаходяться компанії, які намагаються чимось виділитися серед конкурентів. Найбільш яскравим прикладом вирішення проблем, про існування яких до цього ніхто навіть не здогадувався, може послужити компанія Maxtor. Вона нещодавно випустила на ринок нові вінчестери Ultra ATA/133 і периферію до них, які дозволяють збільшити продуктивність інтерфейсу дисків на 33%.


Але навряд чи можна сказати, що пропускна здатність інтерфейсу Ultra ATA/100 не задовольняє потребам наявних вінчестерів. Безумовно, швидкості вінчестерів постійно збільшуються, але пропускна здатність інтерфейсу ніколи не ставала вузьким місцем. Навіть найшвидші вінчестери IDE не можуть переступити за межу 45 Мбайт/с (швидкість читання даних з пластин), і тому проблемним місцем стає не інтерфейс, а власне вінчестер.

Maxtor розробила новий стандарт Ultra ATA/133 поодинці, спробувавши змінити долю розвитку цієї сфери індустрії. Зазвичай подібними речами займаються консорціуми, що складаються з багатьох виробників вінчестерів і контролерів. За останній час це єдиний випадок, коли одна компанія взяла всю ініціативу на себе.

Тоді як Maxtor намагається просувати Ultra ATA/133, всі інші виробники вінчестерів уникають цієї технології і починають розробляти продукти, що підтримують новий стандарт Serial ATA. Навіть сама Maxtor готується до цієї події, щоб утримати свою позицію на ринку до кінця року, але все ж компанія позиціонує Ultra ATA/133 як відмінне перехідне рішення між Ultra ATA/100 і Serial ATA.

Отже, ми поставили своєю метою порівняти інтерфейс ATA/133 з попередніми інтерфейсами ATA і перевірити, чи дає він хоч якийсь помітний приріст продуктивності і чи варто витрачати гроші на нові продукти, що підтримують стандарт ATA/133. Але крім цього в огляд увійде одна з розроблюваних карт 66 МГц PCI компанії Promise, завдяки якій ми зможемо перевірити, чи впливає збільшення швидкості PCI на продуктивність нових вінчестерів. Але перш ніж перейти до тестування, давайте познайомимося ближче з технологіями Ultra ATA/133 і 66-МГц PCI.


64-біт і 66 МГц PCI

У міру розвитку плат PCI і збільшення даних, що передаються ними, вони вимагають все більше пропускної здатності від застарілої специфікації 33МГц PCI. Такі пристрої як Ultra160/320 SCSI RAID або Gigabit Ethernet можуть і зовсім вичерпати всі можливості і без того перевантаженої шини PCI. На шині виникають затримки, оскільки різні пристрої PCI починають воювати один з одним за пропускну здатність шини. Дана проблема вже багаторазово вирішувалася різними способами, в результаті таким картам надавалися швидкі інтерфейси PCI.


Найпоширеніший спосіб збільшення пропускної здатності шини - це збільшення швидкості роз'ємів PCI. Це можна зробити двома способами, які, до речі кажучи, не виключають спільного застосування. Один з них складається в збільшенні обсягу даних, що передаються карті за один такт (перехід від 32 до 64 біт), а другий у збільшенні частоти шини (з 33МГц до 66МГц). Обидва способи практично подвоюють швидкість інтерфейсу. Якщо ж застосувати їх разом, то теоретично продуктивність повинна зрости в 4 рази. Ось таблиця, що відображає стан речей з точки зору теорії.

32-біт, 33 МГц PCI = 133 Мбайт/с

64-біт, 33 МГц PCI = 266 Мбайт/с

32-біт, 66 МГц PCI = 266 Мбайт/с

64-біт, 66 МГц PCI = 533 Мбайт/с

Як бачите, при використанні нових технологій швидкість роз'єму PCI може стати дуже великою. Однак ми не спостерігаємо масового переходу на ці технології через складність реалізації 64-бітної 66 МГц PCI шини на материнській платі. По-перше, використання 64-бітного слоту можливе тільки при спеціалізованому 64-бітному південному мосту, який зможе правильно формувати 64-бітні пакети даних. Intel і AMD вже створили 64-бітні чіпсети для материнських плат, але вони досить дорогі. Шина 66 МГц вимагає дуже якісної збірки і спеціальної розводки, тому швидкісну шину PCI складно реалізувати. Ось чому 66МГц PCI досі залишається на території серверів. Приріст продуктивності за рахунок цієї технології поки що не коштує грошей, які доведеться за нього платити. До того ж карти, що працюють на 66МГц PCI - рідкісне явище в наші дні.

Ось 3 «стандартні» типи роз'ємів PCI, які реалізовані сьогодні. На всьому ринку існує шість різновидів, але на сервери і робочі станції зазвичай встановлюють ці три.


32-біт, 33 МГц PCI (5V)

 

64-біт, 33 МГц PCI (5V)

 

64-біт, 66 МГц PCI (3.3V)

 

Як не дивно, не будь-яка PCI карта зможе працювати з такою шиною. Нова 64-бітова шина PCI створювалися з урахуванням підтримки старого 32-бітного режиму. Тож більшість 32-бітових карт PCI все ж працюватимуть без жодних проблем (але не отримають від такої шини жодної переваги). Якщо у вашої 32-бітової карти PCI є дві виїмки, то вона буде працювати в будь-якому 64-бітовому роз'ємі, зазначеному вище. Якщо ж на ній тільки одна виїмка, то у вас карта, яка підтримує або 5V харчування, або 3,3V. Якщо виїмка ближче до передньої частини плати, то у вас карта на 3,3V. Якщо ж навпаки, то карта на 5V.

Більшість нових 64-бітових карт PCI на 66МГц несумісні зі старими роз'ємами PCI на 33МГц. Вони можуть бути встановлені тільки в нові спеціальні роз'єми. 64-бітові карти PCI на 66 МГц - дуже велика рідкість на сьогоднішній день. Вони використовуються тільки для ДУЖЕ вимогливих до пропускної здатності пристроїв PCI, так що вам вони навряд чи знадобляться, поки ви не займетеся спорудженням серверів.


Найбільшою проблемою, втім, є ситуація, коли на шині використовується кілька високошвидкісних PCI пристроїв, тоді пропускна здатність повинна швидко вичерпатися. Як Intel, так і AMD розробили протоколи, які можуть резервувати певні рівні пропускної здатності, достатні для будь-якого PCI пристрою.


Приклад реалізації ATA-133, 66 МГц PCI системи

Організація високошвидкісного інтерфейсу IDE не є складною, якщо мати потрібні компоненти. Контролери і жорсткі диски Ultra ATA/133 вже можна купити практично в будь-якому магазині, причому вони не дуже дорого коштують. Але ось дістати материнську плату з роз'ємами PCI на 66МГц буде важко. Для нашого тестування ми зібрали тестову систему ATA/133 (DMA-6) з використанням наступних пристроїв.



Promise Ultra133 TX2



Maxtor DiamondMax D740X


Ми взяли материнську плату Asus A7M266-D з двома процесорами Athlon. Завдяки новому південному мосту AMD 768 на платі реалізовано два 64-бітних роз'єми PCI на 66МГц. Вони також допускають використання і 32-бітних карт на 33МГц і на 66МГц. Більшість плат для AMD Athlon MP і Intel Pentium 4 Xeon будуть підтримувати 64-бітну шину PCI, як і більшість чіпсетів від Serverworks. Але на даний момент кількість материнських плат, що підтримують таку швидкість PCI можна порахувати по пальцях на одній руці.

Ми також протестували вінчестер Matrox D740X і на старих контролерах ATA, щоб перевірити, чи існує різниця між «вчорашніми» контролерами Ultra ATA/66 і Ultra ATA/100 і «сьогоднішнім» контролером Ultra ATA/133. Контролери Ultra ATA/66 і 100 були взяті також від Promise (Ultra66 і Ultra100 відповідно) і працювали в 32-бітному режимі на 33МГц слотах. З огляду на те, що ATA/133 використовує такий же 40-контактний 80-проводовий шлейф, ми використовували один і той же шлейф у всіх тестах.

Налаштування системи

Процесори

AMD Athlon XP 1,67 ГГц (2000 +) (128 кб L1, 256 кб L2)

 

Кулер


AMD Socket-A Стандартний Кулер

 

Пам'ять

512 МБ Crucial PC-2100 DDR SDRAM (2 x 256Мб)

 

Материнська плата

Asus A7M266-D (чіпсет AMD 760MP)

 

Відеокарта

Visiontek GeForce3 Titanium 64Мб (240/500)

 

Жорсткий Диск

IBM Deskstar 60GXP 60GB, ATA/100, 7200 Об/хв, 2Мб (кеш) (основний)
Maxtor DiamondMax D740X 40GB ATA/133 7200 Об/хв, 2Мб (кеш) (тестований)

 

Решта

3Com 10/100 PCI Ethernet, Plextor 8/4/32A IDE CD-ReWriter

 

ПО

Windows XP з DirectX 8.1, Драйвери для чіпсета Intel 3.2

 

Примітки

·         Пам'ять DDR працює з затримкою CAS 2

·         Promise Ultra ATA 66/100 використовує вбудовані драйвери Windows XP

·         Promise Ultra ATA/133 використовує драйвери Windows XP

·         Перед тестуванням всі вінчестери були форматовані в NTFS.

ПЗ для тестування:

·         ATTO DiskTools Bench32 2.02

·         ZD Winbench 99 High-End Diskmark

·         ZD Winbench 99 Business Diskmark

·         SiSoft Sandra File System Benchmark

 

ATTO's DiskTools - синтетичний тест Windows.
Він визначає швидкість читання/запису диска під час запису та читання файлів різних розмірів
Результат виводиться в Мбайт/с.

         

ATTO DiskTools Швидкість запису

(Більше - краще)

Розмір

ATA-133
66 МГц PCI

ATA-133
33 МГц PCI

ATA-100
33 МГц PCI

ATA-66
33 МГц PCI

0.5 КБ

2795

2723

2732

2696

1.0 КБ

5587

5520

5520

5417

2.0 КБ

11014

8856

8494

8476

4.0 КБ

21354

13115

12397

10357

8.0 КБ

35562

15456

12912

11983

16.0 КБ

33304

16856

14561

12987

32.0 КБ

24612

17649

14561

13597

64.0 КБ

28240

18061

17618

13881

128.0 КБ

33304

18459

17630

13881

256.0 КБ

33304

18414

17630

13881

512.0 КБ

33352

18459

17630

13881

1024.0 КБ

33192

18447

17456

13881

Якщо уважно подивитися на таблицю, то можете побачити, що перехід на Ultra ATA/133 c Ultra ATA/100 не дає особливих переваг. Звичайно, є невеликий приріст, але звичайний користувач цього просто не помітить.
Але перехід на 66МГц шину PCI, ATA/133 призводить до помітного приросту продуктивності, набагато більшого, ніж ми могли припустити. Перед тестом ми вважали, що приріст буде близько 5%, не більше. Це просто вражаюче! До кінця тесту ATA/133 на 66МГц PCI перевершував ATA/133 на шині 33МГц майже вдвічі!

 

ATTO's DiskTools - синтетичний тест Windows.
Він визначає швидкість читання/запису диска під час запису та читання файлів різних розмірів
Оцінки ставляться в Мбайт/с.

ATTO DiskTools Швидкість читання

(Більше - краще)

Розмір

ATA-133
66 МГц PCI

ATA-133
33 МГц PCI

ATA-100
33 МГц PCI

ATA-66
33 МГц PCI

0.5 КБ

11888

11325

11085

9796

1.0 КБ

14821

11339

11085

9389

2.0 КБ

29045

18435

15458

12682

4.0 КБ

31198

27868

23485

20287

8.0 КБ

35631

35562

33896

33222

16.0 КБ

41630

38604

37631

35631

32.0 КБ

41630

41527

37631

35631

64.0 КБ

41838

41734

37631

35805

128.0 КБ

41630

41734

40783

35805

256.0 КБ

41838

41734

41523

35805

512.0 КБ

41739

41527

41523

35805

1024.0 КБ

41739

41739

41523

35805

На жаль, при читанні з диска новий інтерфейс вже не має такої переваги, як при записі. У цьому тесті 66МГц контролер лідирував при розмірах близько 2,0Кб, але при 41,8Мб зрівнявся з іншими. Швидше за все, справа в швидкості читання власне з пластини диска і контролер тут не в силах допомогти.
Цей тест показав, що в реальних умовах немає абсолютно ніякої різниці при використанні контролерів ATA/100 і ATA/133. Навіть Promise Ultra ATA/66 теоретично може надати достатню пропускну здатність для цього вінчестера, тому що максимальна швидкість читання в середньому становить 35,8Мб/с.

 

SiSoft Sandra 2002 - це синтетичний тест Windows.
Тестує процесор, пам'ять, жорсткий диск і перевіряє підтримку додаткових інструкцій процесора.
Більше результат - більше загальна продуктивність.

Тест файлової системи

(Більше - краще)

ZDBop тестує роботу основних програм Windows.


Winbench 99 - Business Disk Performance

(Більше - краще)

Winbench 99 - High-End Disk Performance

(Більше - краще)

Синтетичні тести Sandra і ZD не дозволяють реально оцінити ситуацію, але вони все ж показують відносні відмінності, які безумовно мають місце. Протягом трьох тестів ми бачимо, що при роботі на 33МГц ATA/133 отримує невелику перевагу перед ATA/100, але при переході на 66МГц різниця стає помітнішою.


Ув'язнення

За невеликий час використання нового диска і контролера IDE ми були приємно здивовані приростом продуктивності при використанні одного диска. Коли Ultra ATA/133 і контролери PCI IDE RAID на 66МГц з'являться на масовому ринку, продуктивності систем помітно зросте.

Ultra ATA/133 здебільшого все ж здається суто маркетинговою технологією, а не новим інтерфейсом, покликаним дати користувачеві небачену досі продуктивність. Перехід з Ultra ATA/100 на Ultra ATA/133 не призведе до помітних результатів. Тільки якщо вам подобається володіти всіма новинками, які можна дістати, вам сподобається такий апгрейд.

Але з іншого боку технологія 66-МГц PCI вражає. При переміщенні карти Promise ATA/133 в 66МГц роз'єм PCI приріст продуктивності виявився вже не таким маленьким. Якщо таке відбувається з Promise ATA/133, залишається тільки здогадуватися, до чого це призведе при використанні тих, хто страждає від нестачі пропускної здатності пристроїв, таких як SCSI RAID, high-end звукових карт або найшвидших адаптерів Ethernet. Але, на жаль, на увазі рідкісності материнських плат з 66МГц PCI і сумісних карт, не так багато користувачів зможуть насолодитися цим нововведенням.

Демонстрація роботи 66МГц PCI показує, що в шині ще є місце для поліпшень. Після того, як 66МГц PCI стане загальнодоступною, так само як і периферія, що вимагає високої пропускної здатності, «ширини» шини вистачить ще років на десять, а може і більше.

 Коментувати () 

Якщо Ви помітили помилку - виділіть її мишею і натисніть CTRL + ENTER.

Матеріали за темою

Однодисковий NAS Synology DS120j - коли ціна має значення

Огляд жорсткого диска WD Gold 4 Тбайт (WD4003FRYZ): для ЦОДу і для дому

Огляд NVMe-накопичувача Silicon Power P34A80: еталонний Phison E12 і нова прошивка

Image

Publish modules to the "offcanvas" position.