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HD SEAGATE de 1000 GB

Autor: Laércio Vasconcelos
Data: 18/07/2008

Sinopse:
Exatamente 13 anos depois de atingir a marca de 1 GB, os discos rígidos chegaram agora à capacidade de 1 TB (1000 GB). Conheça um dos primeiros modelos disponíveis no mercado, o SEAGATE ST31000340AS.

HD Seagate de 1 TB

Testamos o novo HD Seagate SATA-II com capacidade de 1 TB, o modelo ST31000340AS. Sua instalação não apresenta dificuldades, nem mesmo novidades em relação a outros modelos de menor capacidade. Ainda assim o produto merece um artigo, pois afinal, 1 TB é um “número mágico” em capacidade de armazenamento. A partir de agora o Terabyte será um termo comum na informática (e é claro, sua variante popular, “TERAS”, lamentavelmente, para fazer companhia aos “MEGAS” e “GIGAS”).

Foi por volta de 1995 que os discos rígidos chegaram à capacidade de 1 GB. O uso desses novos HDs resultava em problemas, já que os BIOS da época reconheciam no máximo 504 MB (LBA de 20 bits). Era preciso fazer a instalação dos discos acima dessa capacidade usando programas como o Disk Manager e similares. Novas versões de BIOS passaram ao longo dos anos a usar LBA de 22 a 28 bits, permitindo “enxergar” discos com maiores capacidades. Com LBA de 28 bits (implantando por volta de 1999-2000), a capacidade máxima para um HD era 128 GB. A partir de 2003 os BIOS novos passaram a operar com LBA de 48 bits, permitindo reconhecer discos de até 128 Petabytes. Portanto os BIOS atuais podem, pelo menos para efeitos de endereçamento, “enxergar” discos com capacidades mais de 100.000 vezes maiores que a dos atuais discos de 1 TB.

É muito fácil descobrir se um BIOS tem LBA de 48 bits. Use qualquer um dos critérios abaixo:

a) Se a placa mãe foi fabricada de 2003 em diante (inclusive)
b) Se o BIOS reconhece discos de 160 GB (com 28 bits só chegaria a 128 GB)
c) Em caso de dúvida, use um programa como o HWINFO32.

O programa HWINFO32 é bastante conhecido por todos os profissionais envolvidos com hardware. Pode ser obtido gratuitamente em www.hwinfo.com. Na lista de dispositivos à esquerda (figura 1), clique na unidade de disco desejada. No painel à direita, verifique o item “48-bit LBA”. No nosso exemplo está indicado como “Supported, Active”.

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Figura 1 – Checando LBA de 48 bits com o programa HWINFO32

Por incrível que pareça, as maiores dificuldades em relação à instalação de discos de alta capacidade ocorreu na época do lançamento dos primeiros discos de 160 GB. Foram os primeiros discos a necessitar de LBA de 48 bits (com 120 GB bastavam 28 bits). Outra questão era o Windows XP anterior ao Service Pack 2. Esta primeira versão operava como padrão com LBA de 28 bits. A versão com Service Pack 2 já vem com LBA de 48 bits ativado por padrão. Veja nosso artigo “Popularização dos discos de 160 GB” na área de artigos do nosso site, ou diretamente no link

http://www.laercio.com.br/artigos/HARDWARE/hard-071/hard-071.HTM

Outro artigo útil sobre o assunto é o “HD Seagate de 750 GB”, no qual apresentamos a tecnologia de gravação perpendicular, usada nos novos HDs de alta capacidade.

http://www.laercio.com.br/artigos/HARDWARE/hard-087/hard-087.htm

ST31000340AS

Em um artigo sobre um produto, é sempre bom ter a foto do referido produto. Não se sabe a razão, mas os fabricantes de discos rígidos sempre fornecem fotos do produto aberto, como na figura 2. Por isso quem escreve artigos sobre discos rígidos precisa fazer as próprias fotografias, como na figura 3.

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Figura 2 – Foto do ST31000340AS

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Figura 3 – Disco rígido ST31000340AS, de 1 TB

É preciso prestar atenção no jumper que define a taxa de transferência externa (SATA-I = 1,5 Gbps ou SATA-II = 3.0 Gbps). Como padrão os fabricantes fornecem seus discos com o jumper configurado na menor velocidade. Como as placas mãe atuais possuem interfaces SATA-II, devemos ajustar este jumper para a maior velocidade. Infelizmente existem muitos micros no mercado nos quais o responsável pela sua montagem não teve esse cuidado, resultando em redução de desempenho.

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Figura 4 – Nesse modelo é preciso retirar o jumper para habilitar o modo SATA-II

As instruções para habilitação do modo SATA-II (3.0 Gbps) são normalmente encontradas na carcaça do disco rígido. Na figura 4 vemos que para este modelo é preciso retirar o jumper para obter a máxima velocidade.

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Figura 5 – Família Barracuda 7200.11

O HD ST31000340AS de 1 TB faz parte da família Seagate Barracuda versão 11, que inclui também modelos de 500 GB e de 750 GB, variando apenas o número de discos internos. Este modelo de 1 TB tem cache interna de 32 MB, dissipa 11,6 watts e opera com 7200 RPM. Pode ser encontrado no mercado nacional por preços entre R$ 600,00 e R$ 800,00 (fonte: www.boadica.com.br, preços em jul/2008).

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Figura 6 – O HD foi particionado e formatado pelo Windows XP, capacidade é de 1 TB, aproximadamente.

A velha confusão no valor de unidades de armazenamento continua. Tecnicamente, um terabyte é igual a 2 elevado a 40, o que resulta em 1.099.511.627.776, ou seja, quase 1,1 trilhão de bytes. Entretanto os fabricantes de discos rígidos consideram que 1 TB é o mesmo que 1 trilhão de bytes. A Microsoft usa o conceito tradicional para as unidades de armazenamento, no caso consideram que 1 TB é 2 elevado a 40, 1 GB é 2 elevado a 30 e 1 MB é 2 elevado a 20. Sendo assim o Windows XP indicará este disco como tendo 931 GB (verdadeiros), o que equivale a cerca de 1 trilhão de bytes.

Testes com o HD Tach

O HD Tach é um programa muito utilizado para medir parâmetros de desempenho de discos rígidos. Pode ser baixado gratuitamente no site do seu fabricante, www.simplisoftware.com. O programa mede a taxa de transferência efetiva, o tempo de acesso e a taxa de utilização do processador durante as operações de acesso a disco.

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Figura 7 – Usamos o HD Tach versão 3.0.4.0

O HD Tach faz seus testes baseados em leituras de blocos de 8 kB ou 32 kB ao longo de toda a superfície do disco (figura 7). Os dois testes em geral apresentam resultados bem próximos.

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Figura 8 – Resultado dos testes com o HD Tach

A figura 8 mostra o resultado dos testes realizados com o HD Tach. Podemos ressaltar alguns pontos interessantes:

Burst Speed – Teoricamente equivale à taxa de transferência externa do disco, no caso seria 300 MB/s (SATA-II). Na prática os valores observados são um pouco menores. No nosso exemplo (figura 8) a taxa foi de 247,5 MB/s. Seja como for, este valor comprova que o disco está operando em modo SATA-II, caso contrário seria inferior a 150 MB/s (SATA-I).

Random Access – É o tempo médio de acesso, no caso, 12,5 ms. Existe pouca diferença entre os tempos de acesso dos discos modernos, a maioria está em torno de 10 ms.

CPU Utilization – Taxa de ocupação do processador nas operações de acesso a disco. O valor deve ser próximo de 0% quando as interfaces de disco estão configuradas corretamente com o recurso Bus Mastering (também conhecido como “DMA”). Quando este recurso não está configurado corretamente, a taxa de utilização do processador nas operações de acesso a disco é em geral superior a 90%, o que deixa o processador muito ocupado para realizar outras tarefas durante transferências de disco, resultando em queda de desempenho.

Average Read – Representa a taxa de transferência sustentada média. Todos os discos rígidos modernos possuem mais dados nas trilhas externas que nas trilhas internas. Por isso, normalmente a taxa de transferência nas trilhas externas (início do disco) é cerca de duas vezes maior que nas trilhas internas (final do disco). Na figura 8 vemos que nas trilhas externas a taxa é de cerca de 110 MB/s, e nas trilhas internas é cerca de 50 MB/s. O programa calculou como 87,5 MB/s seu valor médio ao longo do disco.

Comparando com outros discos

No nosso artigo sobre o HD de 750 GB fizemos sua comparação com um modelo de 80 GB, na época popular (meados de 2006). Seria interessante agora adicionar o novo modelo de 1 TB nessa comparação, resumida na tabela abaixo.

80 GB
S380817AS
(SATA-I)
750 GB
ST3750640AS
(SATA-II)
1000 GB
ST31000340AS
(SATA-II)
Taxa de transferência máxima (burst) 134,7 MB/s 262,6 MB/s 247,5 MB/s
Taxa de transferência sustentada máxima 57 MB/s 78 MB/s 107 MB/s
Taxa de transferência sustentada média 48,3 MB/s 66,1 MB/s 87,5 MB/s
Tempo médio de acesso 12,6 ms 13,7 ms 12,5 ms

 

Na ocasião constatamos que apesar da capacidade elevada, o disco de 750 GB não tinha desempenho excepcionalmente maior que o de um modelo de 80 GB. Comparando a performance dos três discos, constatamos o seguinte:

Taxa de transferência externa: O modelo de 80 GB é SATA-I (taxa teórica de 150 MB/s), enquanto os modelos de 750 GB e 1000 GB são SATA-II. As taxas de transferência externas desses dois modelos ficaram um pouco abaixo do valor teórico: 262 MB/s e 247 MB/s, respectivamente.

Taxa de transferência sustentada máxima: Os três discos apresentaram 57 MB/s, 78 MB/s e 107 MB/s, respectivamente. O modelo de 750 GB tem taxa 37% maior que a do modelo de 80 GB. O modelo de 1000 MB tem taxa 37% maior que a do modelo de 750 GB. Isso indica que a cada geração, o fabricante consegue aumentar o número de bytes por superfície em 37%.

Taxa de transferência sustentada média: Os discos apresentaram valores de 48 MB/s, 66 MB/s (37% superior) e 87 MB/s (33% superior). Note que o valor 33% superior do modelo de 1000 GB em relação ao de 750 GB acompanha a proporção das suas capacidades.

Que venha o SATA-III

Todo disco rígido apresenta duas taxas de transferência: uma interna e uma externa. O mais difícil para um fabricante de discos é criar modelos com elevada taxa de transferência interna. Essa taxa depende de fatores mecânicos, como a velocidade de rotação e o número de bytes por trilha. Menos difícil é conseguir uma elevada taxa de transferência externa, já que esse parâmetro depende de fatores puramente eletrônicos, como velocidades das memórias, performance do chipset e velocidades dos links entre os chips da placa mãe (por exemplo, o link entre ponte norte e ponte sul).

Para fazer por exemplo uma leitura de dados, um disco rígido precisa inicialmente fazer um acesso físico, transferindo dados entre a mídia e a sua memória cache interna. A velocidade desta operação depende da taxa de transferência interna. Depois os dados, já na cache do disco, devem ser transferidos para a placa mãe. Esta segunda etapa será mais rápida ou menos rápida, dependendo da taxa de transferência externa. Se a taxa de transferência externa não for suficientemente elevada, será perdido muito tempo na transferência total, colocando a perder grande parte da performance que o fabricante do disco conseguiu ao desenvolver um modelo com alta taxa de transferência interna. Por isso como regra geral, a taxa de transferência externa deve ser bem maior que a interna (normalmente de 3 a 5 vezes maior). Ora, em discos como o ST31000340AS, a taxa de transferência externa já é de 2 a 2,5 vezes maior que a interna, valor que já começa a ser “desconfortável”, tendendo a prejudicar um pouco o desempenho. Na próxima geração de discos, que deverão chegar a uma taxa interna na faixa de 140 MB/s, os 300 MB/s teóricos do SATA-II já começarão a apresentar limitações no desempenho. Espera-se que quando chegar ao mercado esta nova geração de discos, também estarão disponíveis as interfaces SATA-III, com seus 600 MB/s, evitando que o desempenho seja prejudicado.

Testes com o PC Mark 2005

Os testes feitos com o HD Tach são baseados em parâmetros básicos de performance, como taxas de transferência e tempo de acesso. Outros programas de benckmark, como o PC Mark 2005 (www.futuremark.com) fazem testes mais próximos do mundo real. Fizemos testes com este programa no novo HD de 1 TB e os comparamos com os resultados obtidos nos testes do HD de 750 GB. Esses resultados estão na tabela abaixo:

HD 750 GB HD 1000 GB Ganho
Inicialização do Windows XP 9,12 MB/s 9,10 MB/s – 0,3%
Carregamento de aplicações 7,74 MB/s 7,86 MB/s +1,5%
Uso geral 5,90 MB/s 7,30 MB/s +24%
Procura de vírus 130,95 MB/s 125,26 MB/s -4,3%
Gravação de arquivos 73,98 MB/s 96,50 MB/s +30%

 

O maior desempenho de um HD de maior capacidade em comparação com um de menor capacidade é normalmente por conta da taxa de transferência interna, principalmente, já que os resultados são equivalentes para a taxa de transferência externa (no caso, ambos são SATA-II) e para o tempo de acesso.

Vemos pela tabela que em certos tipos de acesso a disco, os discos de 750 GB e de 1000 GB praticamente empatam, apesar deste segundo ter taxa de transferência cerca de 33% maior. O empate fica por conta do tempo de acesso, que tende a igualar os discos. Por exemplo, ambos apresentaram resultados equivalentes no teste “Inicialização do Windows XP”. O carregamento de aplicações também resultou em empate técnico, já que esta é uma operação que também envolve muitos movimentos com as cabeças do disco.

Os destaques entre os resultados são os testes “Uso geral” e “Gravação de arquivos”, com ganhos de 24% e 30%, respectivamente. Surpreendentemente este resultado não foi refletido no teste “Procura de vírus”, já que esse tipo de operação envolve não somente acesso a disco, mas também procura de dados na memória.

Conclusão

Quando testamos o HD de 750 GB em meados de 2006, seu preço era superior a R$ 2000,00 no mercado nacional. Um HD de 160 GB na época custava mais de R$ 300,00. Hoje (meados de 2008) os HDs de 500 GB já são considerados de baixo custo (R$ 200,00 a R$ 250,00), e os novos modelos de 1 TB, custando cerca de R$ 600,00, estão ao alcance de muitos usuários intermediários e avançados. Podemos portanto esperar uma rápida popularização desses novos discos.