Введення
Зараз у переважній більшості ноутбуків, настільних ПК і серверів встановлюються жорсткі диски з інтерфейсом SATA і материнські плати з підтримкою цього інтерфейсу. SATA-контролери в якості стандартного інтерфейсу використовують AHCI (Advanced Host Controller Interface), який дозволяє реалізувати можливість “гарячого підключення” і NCQ (Native Command Queuing)
SATA-контролери також дозволяють працювати в режимі емуляції IDE для сумісності з операційними системами і програмами, які не підтримують AHCI. З точки зору програм і операційної системи SATA-контролер, який працює в режимі емуляції IDE, нічим не відрізняється від звичайного IDE-контролера. Природно, в цьому випадку ніяких проблем з сумісністю немає, але технологія NCQ в цьому випадку працювати не буде
Windows XP в стандартній комплектації не містить драйверів для роботи з деякими SATA-контролерів в режимі AHCI. Щоб це виправити можна інтегрувати SATA-драйвера в дистрибутив або інтегрувати у вже встановлену Windows XP драйвера SATA. Для SATA-контролерів від nVidia і AMD (крім чіпсетів 7 серії) це робити не треба, вони і так працюють в режимі AHCI і потрібні драйвера вже є в дистрибутиві Windows XP.
Якщо у вас Windows Vista і ви бажаєте включити AHCI, то почитайте цей матеріал
У цьому матеріалі я спробую з’ясувати який забезпечує приріст продуктивності робота технології NCQ, чи варто взагалі інтегрувати SATA-драйвера, щоб поставити Windows XP.
Методика тестування
Тестування проводилося на ноутбуці Acer Aspire 5920G 302G16, який оснащений процесором Core 2 Duo T7300, 2 Gb RAM, GeForce 8600M GT, 160 Gb HDD.
Модель вінчестера: Hitachi HTS542516K9SA00
Операційна система: Windows XP Service Pack 3
Версія INF Update Utility: 9.0.0.1008
Версія SATA-драйвера: 8.5.0.1032
На вінчестері створювалися два розділу:
– системний (24 Gb, NTFS, розмір кластера 4 Kb, основний активний)
– додатковий (136 Gb, NTFS, розмір кластера 4 Kb, логічний)
На системний розділ (C:) встановлювалася Windows XP з інтегрованими SATA-драйверами, ставилися драйвера та утиліти. Потім за допомогою завантажувального диска Acronis True Image створювався образ системного розділу і зберігався на додатковому розділі (D:). Спочатку проводилися тести в режимі AHCI, потім відновлювався системний розділ образу і переключається в BIOS режим роботи IDE Mode. Після завантаження системи проводилася перезавантаження.
В рамках цього дослідження також проводилося вивчення впливу кешування в Windows XP на продуктивність.
Щоб зрозуміти суть цього механізму, розглянемо процес запису даних на вінчестер. При відключеному механізмі кешування дані, які потрібно записати на вінчестер, записуються і по завершенні операції система повідомляє, що все зроблено. Якщо включити механізм кешування, то дані, які потрібно записати, спочатку записуються в область пам’яті (кеш) і система повідомляє, що все зроблено. При першій же можливості дані з кеша записуються на жорсткий диск. При роботі одного додатка з великими файлами кешування ефекту не принесе, але коли йде робота з дрібними файликами, які розміщені у різних областях вінчестера, то приріст буде дуже великий.
Однак, є і мінуси. Якщо в процесі запису з включеним кешування відключається електроживлення, то вміст кеша (яке зберігається в оперативній пам’яті комп’ютера) буде втрачено. В результаті можлива втрата інформації.
Включається ця опція у властивостях жорсткого диска:
Там же нас чесно попереджають про можливість втрати даних.
Тестування
Тестування умовно можна розділити на дві частини:
– тестування за допомогою синтетичних тестів
– тестування на реальних задачах (копіювання файлів, перевірка диска антивірусом, швидкість завантаження, дефрагментації)
Почнемо з синтетичних тестів. Для тестування були обрані дві утиліти: HD Tune 2.55 і CrystalDiscMark 2.2
Результати тестування в HD Tune 2.55
Режим AHCI, кешування включено:
Режим AHCI, кешування вимкнено:
Режим IDE, кешування включено:
Режим IDE, кешування вимкнено:
Варто відзначити, що з включенням AHCI середня швидкість трохи зросла, але і збільшилися затримки. Включення кешування також трохи збільшило швидкість.
Невелике збільшення затримок можна пояснити тим, що у зв’язку з роботою технології NCQ команди на вінчестер подаються не в порядку надходження.
Результати тестування в CrystalDiscMark 2.2
Режим AHCI, кешування включено:
Режим AHCI, кешування вимкнено:
Режим IDE, кешування включено:
Режим IDE, кешування вимкнено:
Результати тестування за допомогою утиліти CrystalDiscMark 2.2 багато в чому повторюють результати тестування утилітою HD Tune 2.55. При включенні технології NCQ (робота в режимі AHCI) з включеним кешування швидкості послідовного читання і запису (Seq), випадкового читання і запису блоків по 512 Кб і 4 Кб трохи зросли.
Найбільший інтерес представляють результати з відключеним кешування. За рахунок роботи технології NCQ падіння швидкості випадкового запису при відключенні кешування Windows XP не таке значне. А ось з відключеною технологією NCQ (режим IDE) швидкість випадкового запису запису впала в 3 рази.
Швидкість копіювання файлів
Для копіювання файлів використовувався файловий менеджер Total Commander 7 (метод копіювання за замовчуванням, розмір блоку – 32 Kb). Для копіювання на додатковому розділі (D:) створювалися 5 папок по 1 Gb кожна. В одній папці було 10000 файлів за 100 Kb, в іншій – 1000 файлів за 1 Mb, третьої 100 файлів по 10 Mb, четвертої 10 файлів по 100 Mb і, нарешті, в п’ятій один файл на 1 Gb. Потім по черзі папки копіювалися на системний розділ (C:). Для режимів AHCI і IDE порядок копіювання той же. Результати тестування зображені на диаграме нижче:
(результати подані в секундах, менше – краще)
Виходячи з результатів можна зробити такі висновки:
1) при однопоточному копіюванні дрібних файлів приріст при включенні NCQ (AHCI) невеликий. При копіюванні великих файлів технологія NCQ не дає ніякого ефекту.
2) включення кешування дозволяє збільшити в 2-3 рази швидкість копіювання незалежно від того працює чи технологія NCQ
Перевірка антивірусом
Як антивіруса використовувалася безкоштовна версія Avira AntiVir Personal. Перевірявся весь системний розділ. Цей тест покаже як впливає кешування і NCQ на роботу з дрібними файлами.
Щоб вивчити ефективність кешування і NCQ в умовах, коли кілька додатків активно працюють з жорстким диском, запускалася ще раз перевірка системного розділу на віруси і на тлі запускалося копіювання 100 Kb файлів з однієї папки до іншої на додатковому розділі (D:).
В обох випадках замірявся час перевірки диска C: антивірусом. Ось результати:
(результати подані в секундах, менше – краще)
Виходячи з результатів перевірки на віруси, можна зробити такі висновки:
1) при активному читанні інформації одним додатком приріст від включення кешування і NCQ невеликий і підпадає похибка вимірювань.
2) якщо кілька додатків одночасно працюють з вінчестером, то найбільший приріст забезпечує технологія NCQ спільно з кешування.
Тестування на інших завданнях
Час завантаження системи за результатами тестування не залежить від режиму роботи IDE або AHCI, час дефрагментації теж. Дефрагментація проводилася утилітами Auslogic DiscDefrag і O&O Defrag (в режимі Complete/Name). Дефрагментувати системний розділ. Щоб забезпечити ідентичні умови, системний розділ відновлювався з образу, а потім дефрагментувати. Auslogic DiscDefrag з включеним кешування дефрагментировала системний розділ за 190-192 секунди незалежно від того, в якому режимі працював SATA-контролер. Дефрагментація утилітою O&O Defrag при вимкненому кешировании зайняла 24 хвилини, 48-56 секунд.
Висновки
Виходячи з результатів тестування можна зробити такі основні висновки:
1) режим AHCI забезпечує найбільший приріст (кілька разів) у випадках, коли кілька додатків одночасно працюють з жорстким диском. Приріст тим більше, чим більше відстань між областями, з якими одночасно працюють програми. При роботі переважно однієї програми з жорстким диском ефект від роботи NCQ буде мінімальним
2) механізми кешування здатні істотно підвищити швидкість запису на вінчестер, але знижують надійність. На ноутбуці ризик втрати даних менше тому, що ноутбук захищений від раптового відключення живлення, на відміну від настільного ПК.
З повагою, автор матеріалу – Тониевич Андрій. Публікація даного матеріалу дозволяється виключно з посиланням на джерело та з зазначенням автора.
acerfans.ru
