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 ATA 100是为了解决硬盘传输瓶颈,提高计算机整体性能而提出的新标准。对自己的电脑升过级的朋友可能有所体会,即使你的CPU、内存、显卡速度再快,如果仍然使用旧硬盘,其它设备不能与硬盘及时交换数据,升级带来速度将被抵消掉,ATA100就是为此而生,下面让我们一起来看看实际测试吧。

一、推论

  与以前写过的文章不同,本文先提出推论,再经过实际测试来验证它是否正确。我的推论是:硬盘内部传输率还未高于接口的最大突发传输率,以目前技术来说,ATA100对硬盘到主机的数据传输帮助不大,充其量只是配合大容量缓存的一种增强手段,现在绝不是购买ATA 100的好时机。若是你正在用Ultra DMA 66硬盘,暂时无须升级。其实,在当年ATA 66推出之后,也有那么一段空白期,因此得出这个推论并非很困难的事情。

二、ATA 100技术简介

  Quantum开发的ATA100接口,拥有100MB/秒的接口传输率,使用80针接口电缆,其中有40根地线,可以数据收发时的电磁干扰。ATA 100完全向下兼容传统的IDE,包括PIO、ATA/33、ATA/66等,举个例子:ATA100硬盘可用在ATA/33接口上,ATA/66的硬盘也能用在ATA/100接口上。

  为了保护数据的完整,ATA-100加入了CRC(Cyclical Redundancy Check,循环冗余检查)技术来检查数据传输的错误。CRC大家已经听得多了,其原理非常简单:在每个数据块(称之为帧)中加入一个FCS(Frame Check Sequence,帧检查序列),FCS包含了帧的详细信息,专门用于发送/接收装置比较帧的正确与否。如果数据有误,则再次发送。由于占用资源少、检测准确等优点,正被越来越多厂商所采用。

  相比起ATA33来说,ATA/100与ATA/66的差别很少,它们甚至使用相同的接口电缆,只要主板和硬盘支持即能升级到新标准,当然,也可以插入ATA100扩展卡来增加ATA100接口。这一切都大大降低了生产商的升级成本,作为廉价的新式并行IDE接口,马上得到了许多厂商的拥护,目前支持ATA100的芯片组有i820E(82801BA)、i815E(82801BA)、VT82C686B、VT8231、VT8233。不过,串行ATA将更能引起我的关注,英特尔、IBM、迈拓、希捷、西部数据、昆腾、戴尔正在研发串行ATA,故名意义,串行即每次传输一个数据,那么接口会变得更小(4根信号针),能源功耗也大大降低。此外,兼容并行ATA、高数据传输率(甚至能达到Ultra 160 SCSI的160MB/秒)、单硬盘独立通道、热插拨也是串行ATA的几大卖点。


三、测试产品

1、IBM DTLA-305020 Deskstar 40GV

接口:ATA 66+(ATA100)/ATA66
转速:5400 转/分
平均寻道时间:小于9.5ms
数据缓存:512KB
内部传输率:372M bits/秒(46.5MB/秒)
容量:20.5GB
DTLA-305020属于中级桌面产品,是IBM第一批支持ATA/100的硬盘。此硬盘不同协议之间的切换需要借助IBMATASW 1.40版来实现,下载地址:www.cms.com.hk

2、Maxtor DiamondMax VL 30 31536H2

接口:ATA 5+(ATA100)/ATA66
转速:5400 转/分
平均寻道时间:小于9.5ms
数据缓存:512KB
内部传输率:36.9MB/秒
容量:15.3 GB
第一代ATA100硬盘,还没有Maxtor Adaptive ATA Control(ATA适应控制)特性,不能通过感觉环境变化来改变ATA的速度。与IBM的ATA 66+一样,Maxtor也是在业界标准提出之前推出ATA100的产品,无法正式标明ATA100,只能用ATA 5+来代替。

3、Maxtor DiamondMax VL 20 31536U2

接口:ATA66
转速:5400 转/分
平均寻道时间:小于9.5ms
数据缓存:512KB
内部传输率:36.9MB/秒
容量:15.3 GB

4、Maxtor diamondMax 60 96147U8

接口:ATA66
转速:5400 转/分
平均寻道时间:小于9.0ms
数据缓存:2 MB
内部传输率:40.8MB/秒
容量:61.4 GB
此硬盘不同协议之间的切换需要借助UDMAUPDT.EXE版来实现,下载地址:这里。


[用udmaupdt可升级到ATA 100的硬盘]

  四个硬盘加起来超过了100GB,把它全部接到主板上当磁盘阵列,非得用大功率电源不可。老实说,我还是第一次使用这么大容量的硬盘,拷贝10多只DVD影碟进去还装不满,感觉真爽。

四、测试

CPU:Pentium III 700
主板:Soyo(梅捷)SY-6BA+100(i440BX)
ATA100芯片:集成于主板上的High Point PHT 370
内存:128MB PC133 SDRAM(日立)
显卡:创新 CT5826 Riva TNT 2 Pro
声卡:创新Creative SoundBlaster Live!
操作系统:Win98第二版
测试软件:ZD WinBench 99 v1.1、英特尔IOMeter v1999.10.20

1、WinBench 99寻道时间

  随机寻道时间与厂商公布的寻道时间不一样,必须减去旋转的等待时间5.56ms才能得出真正的寻道时间。

IBM DTLA-305020 Deskstar 40GV 15.3
Maxtor DiamondMax VL 30 31536H2 15.2
Maxtor DiamondMax VL 20 31536U2 15.4
Maxtor diamondMax 60 96147U8 14.4

2、WinBench 99磁盘读传输率(开始)

  测试整个磁盘的连续传输率,并用GIF文件表现出所有柱面的速度,让你充分了解到每一个区域的性能。

IBM DTLA-305020 Deskstar 40GV 28100
Maxtor DiamondMax VL 30 31536H2 27900
Maxtor DiamondMax VL 20 31536U2 24530
Maxtor diamondMax 60 96147U8 27800

3、WinBench 99磁盘读传输率(结束)

IBM DTLA-305020 Deskstar 40GV 16900
Maxtor DiamondMax VL 30 31536H2 16840
Maxtor DiamondMax VL 20 31536U2 15400
Maxtor diamondMax 60 96147U8 16800

4、Business Disk winmark 99(商业磁盘得分)

  WinMark 99包含了Winstone 99磁盘存取,它测试了三个流行的办公室套件:Corel WordPerfect Suite 8、Lotus SmartSuite和Microsoft Office 97,并与Netscape Navigator进行多任务切换。Winstone 99是整体得分,WinMark的单独得分。WinMark 99受CPU和RAM等外部环境影响较多,而WinStone 99的是磁盘子系统平均速度的反映,与转速、控制器速度、缓存容量、操作系统缓存设置、内存容量有关。

IBM DTLA-305020 Deskstar 40GV 6769
Maxtor DiamondMax VL 30 31536H2 6740
Maxtor DiamondMax VL 20 31536U2 4980
Maxtor diamondMax 60 96147U8 6763

5、High-End Disk WinMark 99(高端磁盘得分)

  High-End Disk WinMark 99也是Winstone 99的一个独立子集,包括:AVS/Express 3.4、FrontPage 98、Microstation SE、Photoshop 4.0、Premiere 4.2、Sound Forge 4.0和Visual C++。与商业Winstone不同的是,高端winstone连续运行所有的应用程序,得分是平均分。由于接口的速度会限制硬盘速度,因此大容量缓存对高端WinMark 99也有不少帮助。

IBM DTLA-305020 Deskstar 40GV 16087
Maxtor DiamondMax VL 30 31536H2 15990
Maxtor DiamondMax VL 20 31536U2 14380
Maxtor diamondMax 60 96147U8 16000

6、IOMeter - Workstation Access Pattern(工作站存储模式,I/O传输/秒),Linear线性得分

  除了Winbench之外,IOMeter也是一个测试硬盘性能的优秀软件,在某些方面甚至比WinBench做得更好。它分为文件服务器和工作站两个模式,文件服务器测试非常简单,只须检查连续通过的数据包速度即可。工作站模式要复杂得多,随机性也比文件服务器大。

  当你运行一个可执行程序时,电脑会优先处理DLL或其它相关库文件,并行存取的随机性很大。此外,文件存储在磁盘虚拟内存中,执行程序会呼叫图像、声音等文件,它们重新在虚拟内存中排序,生成的文件碎片也会增加随机性。
在大多数计算机系统中,读取的时间比写入多几倍,读取是不定期进行的,而写入通常是一次性完成,所以我们以读取得分为主。8K读取中已经包含了磁盘虚拟内存所提供的缓存特性,传输的容量越小,随机性越大。

  数据库存取模式是IOMeter的缺省存取模板,描述了典型数据库的随机存取工作量。尽管8K是一个巨大的记录,但在20MB/秒以上的硬盘系统中,存取8K与存取2K是没有什么分别的,驱动器激励装置移动和读/写头移动到数据区上方的时间几乎一样。


[服务器存取模板]


[工作站存取模板]

  突发数据请求对磁盘载入有很大影响,1个突发数据请求,由100%随机测试组成,其复杂程度也数据库模板相当,用来检查平均随机存取时间是最好不过了。在实际应用中,1个突发数据请求并不常见,至少有4个以上才符合Windows的计算环境。运行Windows 2000的perfmon.exe,就会发现载入应用程序时会有30-50个突发数据请求,在繁忙时段甚至超过100个I/O。下面是I/OMeter的五种载入状态:

Linear:1个突发I/O
Very Light:4个突发I/O
Light:16个突发I/O
Moderate:64个突发I/O
Heavy:256个突发I/O

  I/OMeter一共有15个测试(3个模板、5个分离载入状态),可以对没有分区和格式化的硬盘进行测试,是个低端测试软件,能够充分反映出硬盘的性能。I/O传输/秒测量了每秒种的请求次数,一个请求即激励装置和旋转定位系统读取和写入8K的操作。为了节省时间,我只测试常用的Light和Heavy两种载入状态:

Workstation Access Pattern(工作站存储模式,I/O传输/秒),Light(少数据量模式)

IBM DTLA-305020 Deskstar 40GV 98.33
Maxtor DiamondMax VL 30 31536H2 97.34
Maxtor DiamondMax VL 20 31536U2 92.81
Maxtor diamondMax 60 96147U8 94.76

Workstation Access Pattern(工作站存储模式,I/O传输/秒),Heavy(多数据量模式)

IBM DTLA-305020 Deskstar 40GV 123.72
Maxtor DiamondMax VL 30 31536H2 122.83
Maxtor DiamondMax VL 20 31536U2 107.32
Maxtor diamondMax 60 96147U8 114.08

  毫无疑问,ATA100的性能得分是最好的,但优势也不十分明显,我还发现在许多时候,ATA/66跟ATA/100接口的线性读取数据几乎是一样的,ATA100的性能增益简直可以忽略不计。如果ATA100配合冗余阵列来使用,可以节省大量购买SCSI硬盘的金钱,对于速度要求不高的低端服务器来说,ATA100是一个廉价质优的选择。尽管ATA100与ATA66硬盘的差价很小,但在现阶段普通用户把ATA66升级到ATA100的意义不大,只有ATA33硬盘才有升级的价值。

五、结论

  结果和我的推论一样,ATA100的性能提升十分有限,除非硬盘的内部传输率得到提升,否则ATA100和ATA66相差不远。在连续数据流读取方面(多媒体音像文件),高数据传输率仍然非常重要,ATA33已经处于淘汰边缘,ATA 66是绝对少不了的,ATA100呢?至少要到2000年末才能发挥出它的潜力。

WanJuanShu