По мере расширения рынка IDE, всегда находятся компании, которые пытаются чем-то выделиться среди конкурентов. Наиболее ярким примером решения проблем, о существовании которых до этого никто даже не догадывался, может послужить компания Maxtor. Она недавно выпустила на рынок новые винчестеры Ultra ATA/133 и периферию к ним, которые позволяют увеличить производительность интерфейса дисков на 33%.

Но вряд ли можно сказать, что пропускная способность интерфейса Ultra ATA/100 не удовлетворяет нуждам имеющихся винчестеров. Безусловно, скорости винчестеров постоянно увеличиваются, но пропускная способность интерфейса никогда не становилась узким местом. Даже самые быстрые винчестеры IDE не могут перешагнуть за черту 45 Мбайт/с (скорость чтения данных с пластин), и поэтому проблемным местом становится не интерфейс, а собственно винчестер.

Maxtor разработала новый стандарт Ultra ATA/133 в одиночку, попытавшись изменить судьбу развития этой сферы индустрии. Обычно подобными вещами занимаются консорциумы, состоящие из многих производителей винчестеров и контроллеров. За последнее время это единственный случай, когда одна компания взяла всю инициативу на себя.

В то время как Maxtor пытается продвигать Ultra ATA/133, все остальные производители винчестеров избегают этой технологии и начинают разрабатывать продукты, поддерживающие новый стандарт Serial ATA. Даже сама Maxtor готовится к этому событию, чтобы удержать свою позицию на рынке к концу года, но все же компания позиционирует Ultra ATA/133 как отличное переходное решение между Ultra ATA/100 и Serial ATA.

Итак, мы поставили своей целью сравнить интерфейс ATA/133 с предыдущими интерфейсами ATA и проверить, дает ли он хоть какой-нибудь заметный прирост производительности и стоит ли тратить деньги на новые продукты, поддерживающие стандарт ATA/133. Но кроме этого в обзор войдет одна из разрабатываемых карт 66 МГц PCI компании Promise, благодаря которой мы сможем проверить, влияет ли увеличение скорости PCI на производительность новых винчестеров. Но прежде чем перейти к тестированию, давайте познакомимся поближе с технологиями Ultra ATA/133 и 66-МГц PCI.

64-бит и 66 МГц PCI

Самый распространенный способ увеличения пропускной способности шины – это увеличение скорости разъемов PCI. Это можно сделать двумя способами, которые, кстати говоря, не исключают совместного применения. Один из них состоит в увеличении объема данных, передаваемых карте за один такт (переход от 32 к 64 битам), а второй в увеличении частоты шины (с 33МГц до 66МГц). Оба способа практически удваивают скорость интерфейса. Если же применить их вместе, то теоретически производительность должна возрасти в 4 раза. Вот таблица, отражающая положение вещей с точки зрения теории.

Как видите, при использовании новых технологий скорость разъема PCI может стать очень большой. Однако мы не наблюдаем массового перехода на эти технологии по причине сложности реализации 64-битной 66 МГц PCI шины на материнской плате. Во-первых, использование 64-битного слота возможно только при специализированном 64-битном южном мосте, который сможет правильно формировать 64-битные пакеты данных. Intel и AMD уже создали 64-битные чипсеты для материнских плат, но они довольно дорогие. Шина 66 МГц требует очень качественной сборки и специальной разводки, поэтому скоростную шину PCI сложно реализовать. Вот почему 66МГц PCI до сих пор остается на территории серверов. Прирост производительности за счет этой технологии пока что не стоит денег, которые придется за него платить. К тому же карты, работающие на 66МГц PCI – редкое явление в наши дни.

Вот 3 «стандартных» типа разъемов PCI, которые реализованы сегодня. На всем рынке существует шесть разновидностей, но на сервера и рабочие станции обычно устанавливают эти три.

32-бит, 33 МГц PCI (5В)
64-бит, 33 МГц PCI (5В)
64-бит, 66 МГц PCI (3.3В)

Как ни странно, не любая PCI карта сможет работать с такой шиной. Новая 64-битная шина PCI создавались с учетом поддержки старого 32-битного режима. Так что большинство 32-битных карт PCI все же будут работать без всяких проблем (но не получат от такой шины никакого преимущества). Если у вашей 32-битной карты PCI есть две выемки, то она будет работать в любом 64-битном разъеме, указанном выше. Если же на ней только одна выемка, то у вас карта, которая поддерживает либо 5В питание, либо 3,3В. Если выемка ближе к передней части платы, то у вас карта на 3,3В. Если же наоборот, то карта на 5В.

Большинство новых 64-битных карт PCI на 66МГц несовместимы со старыми разъемами PCI на 33МГц. Они могут быть установлены только в новые специальные разъемы. 64-битные карты PCI на 66 МГц – очень большая редкость на сегодняшний день. Они используются только для ОЧЕНЬ требовательных к пропускной способности устройств PCI, так что вам они вряд ли понадобятся, пока вы не займетесь сооружением серверов.

Самой большой проблемой, впрочем, является ситуация, когда на шине используется несколько высокоскоростных PCI устройств, тогда пропускная способность должна быстро исчерпаться. Как Intel, так и AMD разработали протоколы, которые могут резервировать определенные уровни пропускной способности, достаточные для любого PCI устройства.

Пример реализации ATA-133, 66 МГц PCI системы

Мы взяли материнскую плату Asus A7M266-D с двумя процессорами Athlon. Благодаря новому южному мосту AMD 768 на плате реализованы два 64-битных разъема PCI на 66МГц. Они также допускают использование и 32-битных карт на 33МГц и на 66МГц. Большинство плат для AMD Athlon MP и Intel Pentium 4 Xeon будут поддерживать 64-битную шину PCI, как и большинство чипсетов от Serverworks. Но на данный момент количество материнских плат, поддерживающих такую скорость PCI можно сосчитать по пальцам на одной руке.

Мы также протестировали винчестер Matrox D740X и на старых контроллерах ATA, чтобы проверить, существует ли разница между «вчерашними» контроллерами Ultra ATA/66 и Ultra ATA/100 и «сегодняшним» контроллером Ultra ATA/133. Контроллеры Ultra ATA/66 и 100 были взяты также от Promise (Ultra66 и Ultra100 соответственно) и работали в 32-битном режиме на 33МГц слотах. В виду того, что ATA/133 использует такой же 40-контактный 80-проводной шлейф, мы использовали один и тот же шлейф во всех тестах.

Конфигурация системы

ATTO's DiskTools – синтетический тест Windows. Он определяет скорость чтения/записи диска при записи и чтении файлов разных размеров Результат выводится в Мбайт/с.

ATTO DiskTools Скорость записи

Если внимательно посмотреть на таблицу, то можете увидеть, что переход на Ultra ATA/133 c Ultra ATA/100 не дает особенных преимуществ. Конечно, есть небольшой прирост, но обыкновенный пользователь этого просто не заметит.
Но переход на 66МГц шину PCI, ATA/133 приводит к заметному приросту производительности, намного большему, чем мы могли предположить. Перед тестом мы считали, что прирост будет около 5%, не более. Это просто поразительно! К концу теста ATA/133 на 66МГц PCI превосходил ATA/133 на шине 33МГц почти вдвое!

ATTO's DiskTools – синтетический тест Windows. Он определяет скорость чтения/записи диска при записи и чтении файлов разных размеров Оценки ставятся в Мбайт/с.

ATTO DiskTools Скорость чтения

К сожалению, при чтении с диска новый интерфейс уже не имеет такого преимущества, как при записи. В этом тесте 66МГц контроллер лидировал при размерах около 2,0Кб, но при 41,8Мб сравнялся с остальными. Скорее всего, дело в скорости чтения собственно с пластины диска и контроллер здесь не в силах помочь.
Этот тест показал, что в реальных условиях нет абсолютно никакой разницы при использовании контроллеров ATA/100 и ATA/133. Даже Promise Ultra ATA/66 теоретически может предоставить достаточную пропускную способность для этого винчестера, потому что максимальная скорость чтения в среднем составляет 35,8Мб/с.

SiSoft Sandra 2002 – это синтетический тест Windows. Тестирует процессор, память, жесткий диск и проверяет поддержку дополнительных инструкций процессора. Больше результат – больше общая производительность.

Тест файловой системы

ZDBop тестирует работу основных приложений Windows.

Winbench 99 - Business Disk Performance

Winbench 99 - High-End Disk Performance

Синтетические тесты Sandra и ZD не позволяют реально оценить ситуацию, но они все же показывают относительные отличия, которые определенно имеют место. На протяжении трех тестов мы видим, что при работе на 33МГц АТА/133 получает небольшое преимущество перед ATA/100, но при переходе на 66МГц разница становится заметнее.

Заключение

Ultra ATA/133 большей частью все же кажется чисто маркетинговой технологией, а не новым интерфейсом, призванным дать пользователю невиданную доселе производительность. Переход с Ultra ATA/100 на Ultra ATA/133 не приведет к заметным результатам. Только если вам нравится обладать всеми новинками, которые можно достать, вам понравится такой апгрейд.

Но с другой стороны технология 66-МГц PCI впечатляет. При перемещении карты Promise ATA/133 в 66МГц разъем PCI прирост производительности оказался уже не таким маленьким. Если такое происходит с Promise ATA/133, остается только догадываться, к чему это приведет при использовании страдающих от недостатка пропускной способности устройств, таких как SCSI RAID, high-end звуковых карт или самых быстрых адаптеров Ethernet. Но, к сожалению, в виду редкости материнских плат с 66МГц PCI и совместимых карт, не так много пользователей смогут насладиться этим новшеством.

Демонстрация работы 66МГц PCI показывает, что в шине еще есть место для улучшений. После того, как 66МГц PCI станет общедоступной, равно как и периферия, требующая высокой пропускной способности, «ширины» шины хватит еще лет на десять, а может и больше.

На первую страницу

Обсудить в конференции