home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Chip 1996 September / CHIP 1996 szeptember (CD07).zip / CHIP_CD07.ISO / cikkek.hez / hdd-test / wd / perform.txt < prev    next >
Text File  |  1996-04-27  |  10KB  |  213 lines

  1. <html>
  2. <head>
  3.    <title>Western Digital Corporation -- (Products) Drives/Drivers' Ed: Performance</title>
  4.    <meta name="GENERATOR" content="Mozilla/2.01Gold (Win32)">
  5. </head>
  6. <body bgcolor="#FFFFFF">
  7.  
  8. <address></address>
  9.  
  10. <h1 align=center>Drivers' Ed: Hard Drive Performance</h1>
  11.  
  12. <p></p>
  13.  
  14. <center><p><b>Q: Which hard drive specification is most important to overall
  15. system performance ?</b> </p></center>
  16.  
  17. <ul TYPE="SQUARE">
  18. <li>Host Transfer Rate </li>
  19.  
  20. <li>Drive RPM (revolutions per minute) </li>
  21.  
  22. <li>Disk Transfer Rate (Media Rate) </li>
  23.  
  24. <li>Seek Time </li>
  25.  
  26. <li>Cache Size </li>
  27.  
  28. <li>PC Data Handling </li>
  29.  
  30. <li>All of the above </li>
  31. </ul>
  32.  
  33. <p><b>A:</b> The correct answer is actually a combination of "all
  34. of the above," keeping in mind most of the above specifications are
  35. interrelated when it comes to optimizing system performance. </p>
  36.  
  37. <p>The pie chart illustrates the relative influence of factors affecting
  38. drive performance during a typical random I/O operation (reading and writing
  39. to a hard drive). </p>
  40.  
  41. <p><b>The major determinate of hard drive performance is mechanical factors
  42. which are one hundred times slower than the high-speed electronics contained
  43. in a drive. </b></p>
  44.  
  45. <center><p></p></center>
  46.  
  47. <h3>Factors Affecting Hard Drive Performance
  48. <br>(In their relative order of importance) </h3>
  49.  
  50. <ol>
  51. <li><b>MECHANICAL LATENCIES</b> 
  52. <br>Mechanical Latencies include both Seek Time and Rotational Latency.
  53. The seek time is a measure (in milliseconds) of how fast the hard drive
  54. can move its read/write heads to a desired location. Rotational latency
  55. is a measure of the average time (also in milliseconds) the read/write
  56. heads must wait for the target sector on the disk to pass under them once
  57. the read/write heads are moved to the desired target track. 
  58. <br>
  59. <br>Mechanical latencies are the main hindrance to higher performance in
  60. modern Enhanced IDE (EIDE) hard drives. The time delays of mechanical latencies
  61. are one hundred times higher than electronic (non-mechanical) latencies
  62. associated with the transferring of data. Therefore, reducing mechanical
  63. latencies (a lowering of seek time and rotational latency) should be the
  64. top consideration in improving hard drive performance. 
  65. <br>
  66. <br></li>
  67.  
  68. <li><b>RPM
  69. <br></b>This is the rotational speed of the media (disk), also referred
  70. to as the spindle speed. Hard drives only spin at one constant speed. Typical
  71. speeds are 3600 to 3880, 4500, and 5200 to 5400 revolutions per minute.
  72. The slower the RPM, the higher the Mechanical Latencies. Disk RPM is a
  73. critical component of hard drive performance because it directly impacts
  74. the rotational latency and the Disk Transfer Rate explained below. 
  75. <br>
  76. <br></li>
  77.  
  78. <li><b>DISK TRANSFER RATE
  79. <br></b>The Disk Transfer Rate (sometimes called media rate) is the speed
  80. at which data is transferred to and from the disk media (actual disk platter)
  81. and is a function of the recording frequency. Typical units are bits per
  82. second (BPS), or bytes per second. Modern hard disks have an increasing
  83. range of Disk Transfer Rates from the inner diameter to the outer diameter
  84. of the disk. This is called a "zoned" recording technique. 
  85. <br>
  86. <br>The key media recording parameters relating to density per platter
  87. are Tracks Per Inch (TPI) and Bits Per Inch (BPI). A track is a circular
  88. ring around the disk. TPI is the number of these tracks that can fit in
  89. a given area (inch). BPI defines how many bits can be written onto one
  90. inch of a track on a disk surface. To greatly simplify, the Disk Transfer
  91. Rate (the rate at which data is read and written to the disk) is dependent
  92. upon the speed of the disk (RPM) and the density of the data on the disk
  93. (BPI). Even most modern, high-speed, 5000 RPM hard drives are generally
  94. limited to a maximum Disk Transfer Rate of approximately 9 to 10 MB per
  95. second. This specification is critical to performance and must be weighed
  96. carefully against such electronic latencies as Mode 3 PIO and Mode 4 PIO
  97. host transfer rates explained below. 
  98. <br>
  99. <br></li>
  100.  
  101. <li><b>PC DATA HANDLING
  102. <br></b>After the data moves down the IDE cable from the drive to the host
  103. interface, there are several factors that can affect drive performance
  104. over which the hard drive has no control. PC Data Handling is independent
  105. from the hard drive and very dependent upon the CPU type and speed, the
  106. BIOS overhead (how the system issues commands to the hard drive), speed
  107. and size of the system RAM and RAM cache, CPU-to-memory speed, and storage
  108. subsystem performance. PC Data Handling is also affected by the caching
  109. methods of such software applications as SMARTDRIVE, 32-bit disk access
  110. operating system drivers, etc. 
  111. <br>
  112. <br></li>
  113.  
  114. <li><b>HOST TRANSFER RATE
  115. <br></b>The speed at which the host computer can transfer data across the
  116. IDE or EIDE interface. Processor Input/Output (PIO) modes and Direct Memory
  117. Access (DMA) modes are defined in the ATA-2 industry specification as follows:
  118. </li>
  119.  
  120. <pre>        Mode 3 PIO      11.1 MB/sec
  121.         Mode 4 PIO      16.6 MB/sec
  122.         Mode 1 DMA      13.3 MB/sec
  123.         Mode 2 DMA      16.6 MB/sec
  124. </pre>
  125.  
  126. <p>Modern host computer systems usually support Mode 3 or Mode 4 PIO. Faster
  127. Host Transfer Rates in the future will use multi-word DMA modes as the
  128. industry will not support any future PIO mode standards beyond mode 4.
  129.  
  130. <br>
  131. <br>The computer system manufacturer is responsible for implementing a
  132. Host Transfer Rate that is high enough to ensure that the host computer
  133. is not the performance bottleneck. Implementing increasingly higher Host
  134. Transfer Rates without corresponding increases in Disk Transfer Rates on
  135. the hard drive will not result in increased drive performance. </p>
  136. </ol>
  137.  
  138. <h3>Cache Buffer Size - Is Bigger Always Better ?</h3>
  139.  
  140. <p>A Cache Buffer is similar to a water glass. When you are writing to
  141. a hard drive, the host computer fills the glass and the disk media empties
  142. it. If you are reading data from a hard drive, the disk media fills the
  143. glass and the host computer empties it. </p>
  144.  
  145. <center><p>
  146. <br>
  147. <br></p></center>
  148.  
  149. <p>The reason that a bigger cache buffer is not always better (or faster)
  150. is because the host computer (with Mode 3 PIO or Mode 4 PIO capabilities)
  151. can empty or fill the glass much faster than the hard drive can empty or
  152. fill it. When the host system can transfer data in or out of the cache
  153. buffer faster than the media rate, a larger buffer size becomes irrelevant
  154. because the host system is always "waiting" for the hard drive.
  155. </p>
  156.  
  157. <p>Western Digital hard drives are designed with cache buffer sizes that
  158. are matched to the Disk Transfer Rate capabilities of the drive and the
  159. Host Transfer Rates of modern computer systems. All of our drives are benchmarked
  160. with various cache buffer sizes to verify that the most cost-effective
  161. and performance-effective cache size is implemented. </p>
  162.  
  163. <h3>Confusion Over Mode 4 (The Speed Trap)</h3>
  164.  
  165. <p>The Enhanced IDE program created the long-range road map for performance
  166. enhancements which included faster disk and host transfers, Mode 3, Mode
  167. 4, etc. Currently, computer systems and hard drive controller silicon have
  168. most of the elements needed to implement Mode 4 (a 16.6 MB/sec Host Transfer
  169. Rate). However, to take advantage of Mode 4 performance, physical drive
  170. architecture must also make some performance improvements in the area of
  171. Mechanical Latencies and Disk Transfer Rate (media rate) as defined earlier.
  172. </p>
  173.  
  174. <p>Some competitors, in their eagerness to supply a new feature, are prematurely
  175. marketing Mode 4. While their drive controller silicon supports Mode 4
  176. (which is very easy and inexpensive to implement), spindle speeds (RPM),
  177. rotational latency, bit density, and other factors have not yet been improved
  178. (these being very difficult and costly). The result is hard drives which
  179. have the electronic capability to do Mode 4 transfer rates, but can't take
  180. advantage of Mode 4 due to the slower Disk Transfer Rate of the drive.
  181. </p>
  182.  
  183. <p>Western Digital will not be implementing Mode 4 on older drive products
  184. as the host systems into which these drives are designed are not electrically
  185. capable of Mode 4 data transfers, nor are the Disk Transfer Rates on these
  186. drives beyond current Mode 3 capabilities. As next generation systems are
  187. introduced, they will be paired with next generation drives. Those drives
  188. will require and offer true Mode 4 capability from a total drive architecture
  189. standpoint. </p>
  190.  
  191. <p>The bottom line is that most of today's current high-speed hard drives
  192. don't require Mode 4 because they do not have the Disk Transfer Rate capabilities
  193. to take advantage of this feature. Mode 4 is being misused as a "marketing
  194. buzzword" for a feature that most hard drives can't yet use. When
  195. looking for a hard drive, compare drive RPM, seek times, and average latency.
  196. If your primary focus is getting a "Mode 4" drive, you may end
  197. up with the equivalent of a turtle with racing stripes. </p>
  198.  
  199. <h3>Western Digital's "Integrated Performance"
  200. <br>AC31600 (1.6 GB) Hard Drive </h3>
  201.  
  202. <p>The Caviar ® AC31600 is Western Digital's first drive to offer and
  203. support true Mode 4 capabilities due to its 5200 RPM spindle speed, sub-10
  204. ms seek time, 5.76 ms mechanical latency, and 77 Mbit/sec (9.625 MB/sec)
  205. disk transfer rate. These specifications in conjunction with our advanced
  206. 128 KB CacheFlow4<sup><font SIZE=-2>TM</font></sup> buffer can exceed the
  207. capabilities of a Mode 3 Enhanced IDE interface. 
  208. <br>
  209. <br></p>
  210.  
  211. </body>
  212. </html>
  213.