WD Caviar Black WD4001FAEX v testu: čtyři terabajty pro náročné

19. 6. 2013

Pevné disky v nové metodice

S testy pevných disků jsme si na Extrahardware dali delší pauzu. Důvodem byly především povodně v Thajsku, kvůli kterým v říjnu roku 2011 vystřelily jejich ceny téměř ze dne na den na více než dvojnásobek původní, tehdy celkem přívětivé, ceny. Následkem toho asi většinu lidí na dlouhou dobu na nákup klasického disku přešla chuť.

Po celý loňský rok ceny klesaly, pokles zpomalil až někdy na začátku roku 2013. Ještě dnes jsou ceny některých modelů vyšší než před zdražováním, v lepším případě jsou obdobné. I když to nemění nic na tom, že zdražení zbrzdilo vývoj o více než rok, ceny už zase celkem přívětivé a tak si nemusíme nákup disku s větší kapacitou dvakrát rozmýšlet. Je tedy nejvyšší čas se k testování disků vrátit.

Trh se totiž od roku 2011 změnil. Zdražování disků pomohlo k většímu rozšíření SSD, narostla jejich kapacita a klesly ceny. Pro situace, ve kterých je rychlost kritická (operační systém, nejpoužívanější aplikace), už se SSD běžně používají.

Kvůli tomu se posuneme i v metodice testování pevných disků. Především zredukujeme počty syntetických testů a různých simulací náročné zátěže, které už jsou zajímavé spíše u SSD a věnujeme více prostoru testům praktickým. Metodika bude méně sofistikovaná, měření hůře opakovatelná a výsledky méně přesné. Testy budou ale stravitelnější, než když na vás vysypu grafy seřazené podle vykalkulovaného skóre z deseti syntetických testů a získáte i lepší představu o tom, jak se bude chování jednotlivých disků lišit v praxi.

Hlavičky nemohou být všude...

Princip, na jakém fungují mechanické pevné disky, má svá úskalí (podrobněji jsme to rozebírali před velkým zdražováním). Zatímco procesor se i s pouhými několika jádry celkem dobře vypořádá s tím, že na něm běží stovky a tisíce programových vláken, pro klasický disk je pohroma, když se s ním pokouší souběžně pracovat více aplikací – hlavičky doslova neví, kam skočit dřív. Oproti ostatním komponentám je zapotřebí brát mnohem větší ohledy na to, jak disk funguje. Při testech budeme vycházet z toho, že to majitel disku i dělá. Asi jen málokdo najednou spustí troje kopírování souborů, skenování antivirem a do toho začne stříhat video (a pokud se někdo takový najde, nemůže se divit, jak se potom disk chová). Věnovat se budeme spíše jednodušší zátěži (pár testů jednoduchého „multitaskingu“ ale nevynecháme).

A komplikovanější je i hodnocení. Většina vlastností disku je kompromisem. Nižší otáčky znamenají lepší provozní vlastnosti, ale horší výkon, větší kapacita (= vyšší počet ploten) znamená horší vlastnosti, daní za vyšší výkon při náhodném přístupu je zase větší hlučnost disku. Zkrátka neexistuje disk, který by byl zároveň tišší, rychlejší, úspornější, větší, levnější a výhodnější než ostatní, aby se dal určit jednoznačný vítěz, záleží spíše na tom, kterou vlastnost upřednostníte.

„2TB bariéra“

Dalším důvodem ke změně metodiky bylo to, že se stále více objevují disky o kapacitě větší než 2 TB a s tím přichází problém – při použití klasického MBR lze využívat maximálně 2 TB a zbytkem disku nelze ve správci disků pracovat. Hranici 2 TB a tomu, co to znamená, jsme se podrobněji věnovali v testu 3TB WD Caviar Green).

Existují aplikace a ovladače, které neviditelnou kapacitu i u disku s MBR zpřístupní. Sám mám zkušenosti jen 3TB+ Unlock od Gigabyte, která v systému vytvoří virtuální disk, přes který „neviditelné“ místo zpřístupní, ale minimálně v mém případě nefunguje zdaleka ideálně – při práci s větším objemem dat na „virtuálním“ oddílu se i čtyřjádrové Core i7-920 začne zakoktávat a rychlost práce s diskem je také výrazně nižší. Přenosové rychlosti se u větších souborů (tím míním stovky až tisíce megabajtů) pohybují jen kolem 30–40 MB/s.

Řešení je jednoduché, místo MBR použít styl oddílů GPT. Nevýhoda je v tom, že je pořád poměrně mladá záležitost. Pokud bude disk sloužit jako sekundární, život si příliš nezkomplikujete (o něco horší to může být třeba s podporou GPT v případě, že budete z disku chtít dolovat ztracená data).

Podstatně složitější to bude v případě, že se rozhodnete na takový disk nainstalovat i systém (přesněji Windows). V takovém případě je třeba nainstalovat variantu pro UEFI. Anabáze, kterou jsem metodou pokus-omyl absolvoval (v mém případě okořeněná i o to, že jsem potřeboval výsledek klonovat na další disky, ideálně včetně RAID) by vydala na samostatný článek, možná se k tomu ještě vrátím.

Úskalím nové metodiky s novou sestavou je, že zatím nemám otestované další disky pro srovnání. Prozatím vám tedy nabídnu srovnání s WD Caviar Black z minulé generace s 500 GB na plotnu (nový model by měl mít 800GB plotny).

WD Caviar Black WD4001FAEX: představení a parametry

Caviar Black WD4001FAEX s kapacitou 4 TB je nejvyšším modelem z nejvyšší řady 7200otáčkových disků pro stolní PC, kterou Western Digital vyrábí. Disk je jako většina výkonnějších modelů v současnosti vybavený 64MB cache a využívá rozhraní SATA 6,0 Gb/s (zatímco pro SSD už je jeho rychlost bariérou, u klasických disků stačí s obrovskou rezervou).

Obdobně jako v předchozí generaci je disk vybavený dvojicí řadičů, dále nabízí Dual actuator technology (přesnější polohování hlavičky ve dvou úrovních), InteliSeek (optimalizace přesouvání hlavičky v závislosti na poloze cílového sektoru a natočení plotny), StableTrac (upevnění hřídele disku na obou koncích pro snížení vibrací) a NoTouch ramp load (hlavička by se neměla nikdy dotknout plotny).

V minulé generaci byl špičkovým modelem WD2002FAEX (test najdete ve srovnání 2TB disků v syntetických i praktických testech) postavený na 500GB plotnách. Výrobce nabízel tři modely – 500GB WD5002AALX, 1TB WD1002FAEX (který najdete ve srovnání i v naší dřívější recenzi) a již zmíněný WD2002FAEX. O něco později se nahradil 500GB model nový WD5003AZEX s větší kapacitou na plotnu. Soudě dle specifikací (přenosové rychlosti 150 MB/s) šlo o první disk s novější generací ploten. Posléze se přidaly ještě další dva disky – 3TB model WD3001FAEX a dnes testovaný špičkový model WD4001FAEX.

Western Digital se tradičně nechlubí s přesnější specifikací disků (kapacita na plotnu, počet ploten, počet hlaviček). Disk je ale podle indicií, jako jsou tloušťka šasi v místě ploten, hmotnost nebo maximální rychlost sekvenčního čtení, osazen pěti plotnami. Při celkové kapacitě 4 TB to znamená 800 GB na plotnu. Konkurenční Seagate má co do hustoty záznamu často náskok a obdobně je tomu i u 4TB modelu, který má plotny s vyšší kapacitou 1 TB na plotnu, na druhou stranu má ale obvykle (kvůli nižší hlučnosti) pomalejší seek.

Maximální rychlost sekvenčního čtení a zápisu je u WD4001FAEX o něco nižší než u konkurence (154 proti 180 MB/s u Seagate). To, že Caviar Black nevyužívá největší dostupné plotny, ale není nic neobvyklého. Western Digital u této modelové řady sází spíše na vyšší výkon při náhodném čtení a zápisu, díky kterému dokáže v řadě testů porážet i disky s vyšší hustotou záznamu. Na to, jak si povede konkurenční Seagate, se snad časem podíváme také. Dnes se ale budeme věnovat především tomu, jak se nový disk změnil oproti minulé generaci.

Proč oddíly Y: a Z:, testovací sestava

Pro testování používám naši sestavu pro testování grafických karet pomocí FCAT (ostatně když jsem začal shánět komponenty, bylo to ještě v době, kdy jsme o FCAT neměli ani my tušení a vznikala právě kvůli testování disků).

Testovací sestava:

procesor: Intel Core i5-3470
základní deska: GA-Z77X-UP4 TH
paměť: Kingston KHX1600C7D3K3/6GX (4× 2 GB DDR3),
operační systém: Windows 8 x64 (praktické testy), Windows 7 x64 (ostatní testy)
zdroj: Enermax , 450 W

Základem je čtyřjádrový procesor Core i5-3470 s integrovanou grafikou. Je osazený v základní desce Gigabyte Z77X-UP4TH s čipsetem Z77 s integrovaným řadičem disků Intel. Ten je vybavený dvojicí portů SATA 6,0 Gb/s a čtyřmi SATA 3,0 Gb/s (s možností zapojení disků do RAID). V kombinaci s procesorem s architekturou Ivy Bridge a rychlejším rozhraním DMI 2.0 je to v současnosti jedno z nejrychlejších cenově dostupných řešení (pro PC). Plaforma LGA 1150 s čipsetem Z87 a procesorem Hasswell by měla mít výrazně navrch snad v případě osazení více než dvou rychlých SSD do RAID, desky totiž mohou mít více portů SATA 6,0 Gb/s.

Minimálně část testů by tedy mělo být teoreticky možné udělat i s externími boxy s připojením přes Thunderbolt a USB 3.0, možná nějaký výkonný externí disk pro porování časem také otestujeme.

Praktické testy probíhají na 64b verzi Windows 8, která je na disky naklonovaná z uložené zálohy. Pro klonování využívám Seagate DiscWizard (jde o „přebalený“ Acronis True Image Home), který mají majitelé disků Seagate k dispozici zdarma. Obdobný software nabízí i Western Digital, zatím bohužel ve starší verzi, která si nejspíš s disky většími než 2 TB a Windows 8 v režimu UEFI na disku s GPT neporadí (nemůžu to vyloučit, nezkoušel jsem to, ale ve zveřejněném popisu se program k ničemu takovému nehlásí).

Jestli vás podobně jako mě už u Windows Vista rozčiluje samostatný 100MB zaváděcí oddíl, který instalátor automaticky na disku vytváří (pokud oddíly nevytvoříte ručně před instalací), s UEFI si přijdete na své – při instalaci vznikají rovnou tři oddíly. A několik jsem vytvořil kvůli testování.

Zdánlivě komplikované členění disků má svůj důvod. Ve správci disků jsou vidět následující oddíly:

100 MB oddíl (bez písmenka) – automaticky vytvářený instalátorem
40 GB, C: – systémový oddíl s Windows 8 a Photoshopem
10 GB, S: – swap – oddíl, na kterém je pouze swapovací soubor
10 GB, T: – temp – oddíl, na který jsou přesměrované uživatelské a systémové proměnné TEMP a TMP
40 GB, X: – zdrojová data
??? GB, Y: – zbytek disku s výjimkou malého oddílu na jeho konci
30 GB, Z: – malý oddíl v nejpomalejší části disku

Samostatný oddíl pro swapovací soubor je založený ze dvou důvodů – jednak je jistota, že bude swapovací soubor vždy umístěný v rychlé části disku, jednak se snižuje pravděpodobnost fragmentace.

Samostatný TEMP máme spíš kvůli zmenšení chyby měření (programy budou odkládat pracovní soubory vždy na stejné místo). Po zkušenostech s Windows 8 bych ale něco podobného spíše nedoporučoval, kvůli přísnějšímu nastavení UAC (pokud práva neupravíte jinde než v nastavení UAC) mají programy problémy s jeho nestandardním umístěním (jmenovitě to byl Photoshop).

Tři oddíly pro testy

Pro testy jsou podstatné jen poslední tři oddíly:

Na prvním 40GB oddílu (X:) jsou zdrojová data používaná při testech, opět je to především opakovatelnosti testů a zmenšení chyby měření. Zbývající dva oddíly totiž před opakováním testů formátuji (všechna měření probíhají třikrát).
Oddíl Y: bude u většiny disků největší – na něm se odehrává i většina testů.
Oddíl Z: je pro ilustraci kritického scénáře, kdy musí hlavičky při práci přeskakovat mezi začátkem a koncem disku a navíc zapisovat do nejpomalejší části disku. To můžete znát z grafů s rychlostí sekvenčního čtení – některé disky mohou být po zaplnění u konce výrazně pomalejší, některé naopak nevyužijí celou kapacitu ploten a tak na konci nezpomalují tolik.

Před každou sadou testů datové disky Y: a Z: a oddíl pro temp celé smažu pomocí rychlého formátování. Tím se zbavím nejen nepotřebných dat, ale i případné fragmentace.

Poté ještě vymažu obsah adresáře C:\Windows\Prefetch (údaje pro SuperFetch, který na základě historie chování uživatele načítá po spuštění systému z disku do paměti předem knihovny k programům, které bude chtít pravděpodobně spouštět). S aktivním a správně vyškoleným SuperFetch se radikálně zkrátí doba načítání aplikací, pro nás je ale podstatné, že by kvůli tomu mohlo docházet ke zkreslení výsledků, protože obsah prefetche se dynamicky mění, což může mít výrazný vliv na měření startu systému i aplikací.

Pak už následuje vypnutí počítače a měřený start systému. Po „restartu“ je důležité spouštět každou instanci příslušného testu jen jednou, jinak se může stát, že systému některá data uchová v operační paměti a při opětovném spuštění testu bez restartu sáhne místo disku právě do mnohonásobně rychlejší paměti (velmi často k tomu dochází třeba při práci se soubory).

HD Tune, sekvenční čtení, náhodný přístup, AAM

Z testů sekvenčního čtení je zřejmé, že maximální rychlost disku s vyšší hodnotou výrazně stoupla. Teoreticky by to mělo znamenat i o poznání vyšší výkon. Vlevo je vždy starší WD1002FAEX, vpravo 4TB WD4001FAEX.

V praxi není ale rozdíl v testech zase tak dramatický. Důvodem jsou delší přístupové časy.

Na následující záložce je zřejmě důvod, proč se disk v testech dále chová tak, jak se chová – AAM je totiž na rozdíl od předchozích generací nastavené na nižší hlučnost. A změnit jej už nelze.

Start Windows, načtení pozice v Crysis, instalace ArmA II

Start Windows

Měřím čas, který uběhne od zobrazení úvodního loga startovací obrazovky až po zobrazení rozhraní „Metra“ (obrazovky Start).

Načtení uložené pozice v Crysis

Po spuštění Crysis dám načíst uloženou pozici. Jak dlouho načítání pozice trvalo, zjišťuju z konzole.

Instalace dema hry Arma II: Operation Arrowhead

Instalaci dema hry Arma II: Operation Arrowhead jsem zvolil proto, že jde o dostatečně velký balík dat (asi 2,54 GB), instalace netrvá příliš dlouho (něco přes minutu), mezi jednotlivými disky jsou zřetelné rozdíly a konečně je volně ke stažení, takže ji můžete sami vyzkoušet. Čas je ale bohužel nutné měřit stopkami.

Start Photoshopu, kopírování JPEGů

Spouštění Adobe Photoshop CS6 s otevíráním 358MB souboru PSD

Z aplikací, které mučí své uživatele délkou startu, jsem vybral Adobe Photoshop. I když se to s příchodem SSD a u novějších verzí zlepšuje, u populárních aplikací nenajdete moc startovacích obrazovek, které by se vám tak dobře a tak rychle vryly do paměti. Pro použitelné měření se stopkami v rukou ale paradoxně nabíhá pořád příliš rychle, proto mu ještě „pomáhám“ tím, že jej spouštím otevřením souboru o velikosti téměř 400MB (14mpix fotografie s řadou vrstev). Na spuštění Photoshopu a otevření fotografie si tak na většině současných pevných disků disku musíte počkat bezmála dvacet sekund, s vyškoleným prefetchem se ale může doba startu zkrátit.

Kopírování 2,93 GB fotografií (14mpix JPEG) o obvyklé velikosti 4-6 MB

U testu kopírování jsem vynechal syntetické testy, které mají generovat data a tuto činnost nějak simulovat (ostatně právě kvůli jejich syntetické povaze mají různá úskalí, ze kterých dobře profitují třeba inteligentnější řadiče u některých SSD). A nevyužívám ani žádnou aplikaci, která má měřit kopírování, zajímal mě opět jen příklad z praxe.

Nedával jsem ani dohromady nesmyslné směsice rozličně velkých souborů (jak často kopírujete adresář, ve kterém jsou pohromadě tři HD videa, sto padesát fotek a tisíc malých dokumentů z Office, že?). Sáhl jsem po jednom z nejčastějších scénářů, na které u mě při práci s počítačem dochází a které zabírají dost času na to, aby byly otravné – kopírování fotografií uložených do JPEGu. Velikost souborů se pohybuje v rozmezí 2–8 MB, přičemž převážná souborů má mezi 4–6 MB.

Ke kopírování používám Total Commander (v8.01), jednoho z nejpoužívanějších správců souborů. Total Commander umožňuje i pokročilejší nastavení vyrovnávací paměti optimalizované v závislosti na konfiguraci disků v PC (Konfigurace>Možnosti…>Funkce>Kopírování a odstranění), jelikož ale tyto testy probíhají pouze s jediným diskem a většina uživatelů do tohoto nastavení zřejmě nezasahuje (pokud o něm vůbec ví), nechávám zapnutou standardní metodu kopírování.

Kopíruje se ze zdrojového oddílu (X:) na rychlejší partition (Y:) i na pomalejší oddíl (Z:) na konci disku. Každému kopírování pochopitelně předchází restart počítače, aby se nestalo, že počítač pro některý ze souborů místo na disk sáhne do cache v RAM.

V prvním grafu je vždy doba trvání celé operace, ve druhém pak stejná hodnota přepočtená na MB/s.

Střih videa, rozbalování archivu RAR

Střih a mux videa ve Womble MPEG Video Wizard

Womble MPEG Video Wizard je jednoduchý program pro střih videa. Je oblíbený, protože na rozdíl od monster jako Adobe Premiere nabízí snadné ovládání, je levný a hlavně umožňuje střih videa bez rekomprese, pročež je třeba mezi majiteli digitálních tunerů oblíbeným nástrojem k vystříhávání reklam z nahrávek.

Jako zdroj využívám audio a video stopu demuxovanou pomocí ProjectX ze záznamu ve formátu MPEG TS. Jelikož se při ukládání zdrojové video znovu neenkóduje, program pouze vynechá vystřižené pasáže a následně vše spojí do jednoho kontejneru (v tomto případě .mpg), dobu trvání výrazně ovlivňuje rychlost pevného disku.

Rozbalování archivu RAR (11,8 GB)

Při testech dekomprese se pomocí příkazové řádky a WinRAR 5.00 beta rozbaluje dvojice ISO obrazů rozdělená do 100MB archivů. Dekomprimuje se pomocí dávky, která zároveň zaznamenává do logu čas zahájení a dokončení celé operace. Rozbaluje se na rychlejší oddíl Y: i na pomalejší Z:.

Multitasking (střih videa + start Photoshopu)

U testů „multitaskingu“, přesněji při souběžném přístupu na disk, jsem chtěl původně s nějakým testem kombinovat kopírování dat. Total Commander si během kopírování ale usurpuje většinu prostředků pro sebe, ostatní operace víceméně zamrznou a pořádně se na ně dostane, až když kopírování skončí.

Proto jsem zvolil kombinaci méně náročného střihu videa na pozadí, přičemž jsem po deseti sekundách od startu exportu videa spustil Photoshop. Čas potřebný pro jeho náběh a otevření souboru se více než zdvojnásobil. V této disciplíně by měly mít výrazně navrch SSD (to jsem už ostatně vyzkoušel v dřívějším testu), potvrdíme to v některém dalším testu disku s přeměřením SSD do srovnání.

Ještě připomenu, jaký byl výkon v případě, že byl střih videa a start Photoshopu spuštěný samostatně:

Závěrečné shrnutí

Z výsledků je zřejmé, že zejména v kratších testech, jako je start systému či spouštění aplikací, se rozdíl pohybuje na úrovni chyby měření. O něco lepší je to při práci s velkými soubory, zejména pokud se pracuje v rychlejší části disku. Rozdíly ale nejsou tak dramatické, aby majitelé modelů z minulé generace museli upgradovat.

Čím to, že i když výrazně narostla hustota záznamu, výkony se příliš neliší? Na vině je zřejmě nastavení AAM, které je uzamčené v tichém režimu (a na rozdíl od minulých generací už jej nelze u novějších disků WD změnit). Zejména u highendového modelu s prémiovou cenou je to významné mínus, ale s tím už asi nic nenaděláme.

Kvůli méně agresivnímu seeku má disk o horší přístupové časy při náhodném čtení, čímž se přiblížil k diskům Seagate (tišší disk, ale horší výkon). Spíše než vyšší výkon je tedy přínosem nového modelu větší kapacita, dvojnásobná ve srovnání s minulou generací a mnohem snesitelnější chování (při seeku je disk výrazně tišší). Otázka je, nakolik jde o snahu přiblížit se konkurenci a nakolik je to jen reakce na nástup SSD – pokud jde o náhodné čtení, nelze jim v tomto ohledu konkurovat a rychlejší seek už není takovou výhodou, jako tomu bylo dříve (a i kdyby, WD pořád ještě nabízí Velociraptor, který je právě na minimální přístupové časy přímo stavěný).

Horší přístupové časy jsou krásně vidět i výsledcích z praxe – tam, kde se hlavička nemusela přesouvat příliš daleko (při práci s daty mezi oddíly X a Y), vede jednoznačně novější model, jakmile jsem ale hlavičky přinutil pendlovat mezi začátkem a koncem disku (X a Z), výkon se kvůli delším přístupovým časům propadá. A nový disk si vede hůře i pokud se o něj přetahují dvě aplikace.

Western Digital Caviar Black WD4001FAEX, 4 TB

Výkonné disky se obvykle více zahřívají a ani Caviar Black není výjimkou. Teplota šasi u volně položeného disku se i při nikterak intenzivní zátěži (při současné okolní teplotě asi 30 °C) pohybovala kolem 45 °C, je tedy vhodné nechat kolem disku trochu místa a ofukovat jej (nikterak intenzivně) systémovým ventilátorem.

Cena je pro řadu Caviar Black tradičně s luxusním příplatkem, disk se prodává za 6250 korun s daní, zatímco konkurenční 7200otáčkový model Seagate Desktop HDD.15 s kapacitou 4 TB pořídíte za 4500 korun s DPH. V tomto ohledu by asi výrobce cenovou politiku měl přehodnotit – rozdíly ve výkonu klasických disků nejsou natolik dramatické (ve srovnání s tím, jaký výkonnostní nárůst přináší SSD), aby mělo smysl připlácet téměř polovinu ceny navíc. Vyšší cenu do jisté míry kompenzuje dlouhá pětiletá záruční lhůta (Seagate nabízí jen klasické dva roky).