(このエントリは一続きのエントリの3/5)
3.1. トラック間の移動時間
HDDにアクセスする時間には、トラックのデータにアクセス中の時間と、トラック間を移動中の時間=シーク時間+サーチ時間(注)がある。
(注)サーチ時間は、あるトラックにシークした後に目的のセクターが回ってくるまでの時間。回転待ち時間、レイテンシ(rotational latency)とも呼ばれる。ただ、シーケンシャルアクセスの場合、シーク時間を見越してトラックの開始位置を前のトラックから少しずらしておくトラック・スキュー(シリンダ・スキュー)があるので、ほとんど影響はないかもしれない。
従来のシリンダの理解に従えば、同じシリンダのトラック間の移動であればシーク動作は必要ない(ヘッドの切り替えだけで足りる)。よって、同じ記録面を持つHDDでも、同じ量のデータにアクセスする場合、そのために移動するシリンダ数が少ない=記録面数が多い方が、トラック間の移動時間は全体的に短くなるはずである。
通常のシーケンシャルアクセスで計測できるのはトラック間の移動時間も含んだ維持転送速度であるが、Adaptive FormattingのHDDでは、線記録密度の違いによる、トラックにアクセス中の速度差もこれに入ってくる(むしろ支配的要因)。したがって、トラック間の移動時間の差を分離して計測するには、別のアプローチが必要になる。
3.2. HddRpmEst
一部で話題のHddRpmEstでは、トラック間の移動中にデータ転送が途切れることに着目してトラック一周にかかる時間を計測する、ユニークなアプローチをとっているらしい。
本来の目的はこれからHDDの回転数を推測することだが、副次的にバースト転送速度と維持転送速度を知ることができる(あくまで目的外使用)。なお、このソフトでいうバースト転送速度はトラック間の移動時間を含まない速度という意味で、よく使われる意味(注)とは違う。
(注)記録面にアクセスする時間に縛られない、キャッシュにヒットした場合のような速度で、ストレージのインターフェイスの能力を確認するようなときに見るもの。
したがって、トラック当たり容量をQ(MB)、トラック一周にアクセスする時間をt1(sec)、トラック間の移動時間をt2(sec)とすると、バースト転送速度と維持転送速度は以下のように表せる。
バースト転送速度(MB/sec)=Q÷t1
維持転送速度(MB/sec)=Q÷{t1+t2}
これらの式を変形すると、以下のようにできる。
t2=t1×{バースト転送速度÷維持転送速度-1}
ちなみに、t1は回転数(回転/sec)の逆数で決まる。5400RPMのHDDであれば、5400(回転/min)÷60=90(回転/sec)なので、t1=1÷90≒0.0111(sec)=11.1(msec)となる。
3.3. 実際の計測
12台のHDDをHddRpmEst 0.1.5で計測し、これに従って計算したのが以下。参考までに、生の結果を最後に付ける。
HddRpmEstの結果 | HddRpmEstの 結果から計算 | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
回転数 (推定) (RPM) | 転送速度(平均) (MB/s) | トラック 一周時間 (msec) | トラック間 移動時間 (平均) (msec) | |||||
外周 | 内周 | |||||||
sustained | burst | sustained | burst | 外周 | 内周 | |||
5K500.B-500a | 5399 | 89.1 | 103.1 | 42.2 | 48.8 | 11.11 | 1.75 | 1.74 |
5K500.B-500b | 5400 | 83.1 | 96.1 | 41.0 | 47.5 | 11.11 | 1.74 | 1.76 |
5K500.B-120 | 5400 | 83.0 | 95.8 | 38.3 | 44.2 | 11.11 | 1.71 | 1.71 |
5400.5-320a | 5040 あやしい | 60.7 | 62.9 | 30.7 | 32.1 | 11.90 | 0.43 | 0.54 |
5400.5-320b | 4994 あやしい | 59.8 | 61.7 | 30.2 | 31.5 | 12.01 | 0.38 | 0.52 |
MK3263GSX | 5397 | 75.7 | 89.2 | 35.3 | 41.6 | 11.12 | 1.98 | 1.98 |
WD2500BEVS | 5395 | 56.2 | 63.8 | 29.5 | 33.5 | 11.12 | 1.50 | 1.51 |
5400.3PSD | 5391 | 47.3 | 54.5 | 23.7 | 27.2 | 11.13 | 1.69 | 1.64 |
80GN-80 | 4209 | 28.2 | 31.1 | 14.7 | 16.2 | 14.26 | 1.47 | 1.45 |
4K120-40 | 4261 | 30.0 | 33.4 | 14.1 | 15.7 | 14.08 | 1.60 | 1.60 |
C4K60-60 | 4209 | 23.5 | 25.9 | 12.2 | 13.4 | 14.26 | 1.46 | 1.40 |
C4K60-30 | 4201 | 23.5 | 25.8 | 12.2 | 13.4 | 14.28 | 1.40 | 1.40 |
「あやしい」と表示される5400.5-320を除き、他のHDDでは回転数は公称スペックとほぼ同じ結果が出ている(一番古い4K120は公称スペックよりやや高いが)。
トラック間の移動時間(平均)については、
- 5K500.Bの3台を見ると、記録面が4つの5K500.B-500の方が記録面が1つの5K500.B-120より短いということはなく、むしろわずかに長い。
- C4K60の2台を見ても、記録面が4つのC4K60-60と記録面が2つのC4K60-30はほぼ同じ。C4K60は速度の計測結果から見てFixed Formattingなので、従来の理解が当てはまってもおかしくないのだが。
3.4. 補足
記録面の仮説に従えば、5K500.B-500bの場合、1つの記録面を連続して移動する長さは93MBになる。これはゾーン0のトラック当たり容量から、72~95本のトラックに相当する。
よって、シーケンシャルアクセスの際には、72~95回のトラック間の移動のうち1回の割合で記録面間の移動を伴うものが入る。これは全体の0.8~1%に過ぎないので、記録面間の移動を伴う場合は多少時間が違ったとしても、移動時間の平均にはほとんど影響を与えないことになる。
むしろHD Tune Proのグラフでは記録面の変わり目に小さな谷が見られることがあるので、同じ記録面の隣接トラックへの移動より時間がかかっているようにも見える。ただ、これは計測上のノイズ的なものと判別が難しいので、保留。
次に先頭以外の部分について見てみる。
(HddRpmEst 0.1.5の生の結果)
====== HddRpmEst v0.1.5 === 結果レポート ===================================== 対象 HDD : Hitachi HTS545050B9A 090228PB4400Q7G3687A 回転数(推定) : 5399 rpm 平均アクセスタイム : 18.3 msec 同上(先頭10%の領域) : 12.1 msec 転送速度(外周,最大) : sustained 91.0 MB/s / burst 105.1 MB/s = 86.6 % 転送速度(外周,平均) : sustained 89.1 MB/s / burst 103.1 MB/s = 86.4 % 転送速度(内周,平均) : sustained 42.2 MB/s / burst 48.8 MB/s = 86.5 % 転送速度(内周,最小) : sustained 41.5 MB/s / burst 47.9 MB/s = 86.6 % 内外周比(平均,最大小) : 47.4 %, 45.6 % / 47.3 %, 45.6 % 備考 : 外[29/29,v0.07,a0.99]内[14/14,v0.08,a0.98] ------------------------------------------------------------------------------ ====== HddRpmEst v0.1.5 === 結果レポート ===================================== 対象 HDD : Hitachi HTS545050B9A 091223PB4400Q7HSA7XG 回転数(推定) : 5400 rpm 平均アクセスタイム : 18.5 msec 同上(先頭10%の領域) : 12.1 msec 転送速度(外周,最大) : sustained 84.0 MB/s / burst 97.1 MB/s = 86.5 % 転送速度(外周,平均) : sustained 83.1 MB/s / burst 96.1 MB/s = 86.5 % 転送速度(内周,平均) : sustained 41.0 MB/s / burst 47.5 MB/s = 86.3 % 転送速度(内周,最小) : sustained 40.3 MB/s / burst 46.6 MB/s = 86.5 % 内外周比(平均,最大小) : 49.3 %, 48.0 % / 49.4 %, 48.0 % 備考 : 外[28/28,v0.05,a1.00]内[14/14,v0.11,a0.98] ------------------------------------------------------------------------------ ====== HddRpmEst v0.1.5 === 結果レポート ===================================== 対象 HDD : Hitachi HTS545012B9S 090630PB0A00QMGTWNDB 回転数(推定) : 5400 rpm 平均アクセスタイム : 20.3 msec 同上(先頭10%の領域) : 12.8 msec 転送速度(外周,最大) : sustained 83.0 MB/s / burst 95.9 MB/s = 86.5 % 転送速度(外周,平均) : sustained 83.0 MB/s / burst 95.8 MB/s = 86.6 % 転送速度(内周,平均) : sustained 38.3 MB/s / burst 44.2 MB/s = 86.7 % 転送速度(内周,最小) : sustained 38.3 MB/s / burst 44.2 MB/s = 86.7 % 内外周比(平均,最大小) : 46.1 %, 46.1 % / 46.1 %, 46.1 % 備考 : 外[28/28,v0.03,a1.00]内[13/13,v0.06,a1.00] ------------------------------------------------------------------------------ ====== HddRpmEst v0.1.5 === 結果レポート ===================================== 対象 HDD : ST9320320AS 5SX0DNRT 回転数(推定) : 5040 rpm あやしい 平均アクセスタイム : 21.5 msec 同上(先頭10%の領域) : 10.5 msec 転送速度(外周,最大) : sustained 69.9 MB/s / burst 72.6 MB/s = 96.3 % 転送速度(外周,平均) : sustained 60.7 MB/s / burst 62.9 MB/s = 96.5 % 転送速度(内周,平均) : sustained 30.7 MB/s / burst 32.1 MB/s = 95.6 % 転送速度(内周,最小) : sustained 24.9 MB/s / burst 26.1 MB/s = 95.4 % 内外周比(平均,最大小) : 50.6 %, 35.6 % / 51.0 %, 36.0 % 備考 : 外[24/24,v10.23,a0.45]内[12/12,v1.79,a0.69] ------------------------------------------------------------------------------ ====== HddRpmEst v0.1.5 === 結果レポート ===================================== 対象 HDD : ST9320320AS 5SX08F2X 回転数(推定) : 4994 rpm あやしい 平均アクセスタイム : 22.2 msec 同上(先頭10%の領域) : 10.7 msec 転送速度(外周,最大) : sustained 69.3 MB/s / burst 72.1 MB/s = 96.1 % 転送速度(外周,平均) : sustained 59.8 MB/s / burst 61.7 MB/s = 96.9 % 転送速度(内周,平均) : sustained 30.2 MB/s / burst 31.5 MB/s = 95.9 % 転送速度(内周,最小) : sustained 24.9 MB/s / burst 26.0 MB/s = 95.8 % 内外周比(平均,最大小) : 50.5 %, 35.9 % / 51.1 %, 36.1 % 備考 : 外[24/24,v14.24,a0.35]内[11/11,v2.47,a0.74] ------------------------------------------------------------------------------ ====== HddRpmEst v0.1.5 === 結果レポート ===================================== 対象 HDD : TOSHIBA MK3263GSX 99ONT5ZGT 回転数(推定) : 5397 rpm 平均アクセスタイム : 18.2 msec 同上(先頭10%の領域) : 12.5 msec 転送速度(外周,最大) : sustained 76.9 MB/s / burst 90.6 MB/s = 84.9 % 転送速度(外周,平均) : sustained 75.7 MB/s / burst 89.2 MB/s = 84.9 % 転送速度(内周,平均) : sustained 35.3 MB/s / burst 41.6 MB/s = 84.9 % 転送速度(内周,最小) : sustained 34.9 MB/s / burst 41.2 MB/s = 84.7 % 内外周比(平均,最大小) : 46.6 %, 45.4 % / 46.6 %, 45.5 % 備考 : 外[26/26,v0.20,a0.95]内[12/12,v0.22,a0.97] ------------------------------------------------------------------------------ ====== HddRpmEst v0.1.5 === 結果レポート ===================================== 対象 HDD : WDC WD2500BEVS-08UST WD-WXC608276250 回転数(推定) : 5395 rpm 平均アクセスタイム : 17.5 msec 同上(先頭10%の領域) : 11.6 msec 転送速度(外周,最大) : sustained 59.2 MB/s / burst 66.9 MB/s = 88.5 % 転送速度(外周,平均) : sustained 56.2 MB/s / burst 63.8 MB/s = 88.1 % 転送速度(内周,平均) : sustained 29.5 MB/s / burst 33.5 MB/s = 88.1 % 転送速度(内周,最小) : sustained 28.8 MB/s / burst 32.7 MB/s = 88.1 % 内外周比(平均,最大小) : 52.5 %, 48.6 % / 52.5 %, 48.9 % 備考 : 外[19/19,v1.25,a0.97]内[10/10,v0.11,a0.97] ------------------------------------------------------------------------------ ====== HddRpmEst v0.1.5 === 結果レポート ===================================== 対象 HDD : ST91608220AS 5MA58N6C 回転数(推定) : 5391 rpm 平均アクセスタイム : 15.2 msec 同上(先頭10%の領域) : 10.8 msec 転送速度(外周,最大) : sustained 48.6 MB/s / burst 55.7 MB/s = 87.3 % 転送速度(外周,平均) : sustained 47.3 MB/s / burst 54.5 MB/s = 86.8 % 転送速度(内周,平均) : sustained 23.7 MB/s / burst 27.2 MB/s = 87.1 % 転送速度(内周,最小) : sustained 23.4 MB/s / burst 27.0 MB/s = 86.7 % 内外周比(平均,最大小) : 50.1 %, 48.1 % / 49.9 %, 48.5 % 備考 : 外[16/16,v0.17,a0.99]内[8/8,v0.38,a0.97] ------------------------------------------------------------------------------ ====== HddRpmEst v0.1.5 === 結果レポート ===================================== 対象 HDD : IC25N080ATMR04-0 回転数(推定) : 4209 rpm 平均アクセスタイム : 18.1 msec 同上(先頭10%の領域) : 13.6 msec 転送速度(外周,最大) : sustained 30.2 MB/s / burst 33.2 MB/s = 91.0 % 転送速度(外周,平均) : sustained 28.2 MB/s / burst 31.1 MB/s = 90.7 % 転送速度(内周,平均) : sustained 14.7 MB/s / burst 16.2 MB/s = 90.7 % 転送速度(内周,最小) : sustained 14.4 MB/s / burst 15.8 MB/s = 91.1 % 内外周比(平均,最大小) : 52.1 %, 47.7 % / 52.1 %, 47.6 % 備考 : 外[10/10,v0.11,a0.94]内[4/4,v0.12,a0.96] ------------------------------------------------------------------------------ ====== HddRpmEst v0.1.5 === 結果レポート ===================================== 対象 HDD : HTS421240H9AT00 回転数(推定) : 4261 rpm 平均アクセスタイム : 19.7 msec 同上(先頭10%の領域) : 13.1 msec 転送速度(外周,最大) : sustained 30.3 MB/s / burst 33.4 MB/s = 90.7 % 転送速度(外周,平均) : sustained 30.0 MB/s / burst 33.4 MB/s = 89.8 % 転送速度(内周,平均) : sustained 14.1 MB/s / burst 15.7 MB/s = 89.8 % 転送速度(内周,最小) : sustained 14.1 MB/s / burst 15.7 MB/s = 89.8 % 内外周比(平均,最大小) : 47.0 %, 46.5 % / 47.0 %, 47.0 % 備考 : 外[11/11,v0.06,a1.00]内[4/4,v0.08,a1.00] ------------------------------------------------------------------------------ ====== HddRpmEst v0.1.5 === 結果レポート ===================================== 対象 HDD : HTC426060G9AT00 回転数(推定) : 4209 rpm 平均アクセスタイム : 20.4 msec 同上(先頭10%の領域) : 14.8 msec 転送速度(外周,最大) : sustained 23.6 MB/s / burst 25.9 MB/s = 91.1 % 転送速度(外周,平均) : sustained 23.5 MB/s / burst 25.9 MB/s = 90.7 % 転送速度(内周,平均) : sustained 12.2 MB/s / burst 13.4 MB/s = 91.0 % 転送速度(内周,最小) : sustained 12.2 MB/s / burst 13.4 MB/s = 91.0 % 内外周比(平均,最大小) : 51.9 %, 51.7 % / 51.7 %, 51.7 % 備考 : 外[8/8,v0.11,a1.00]内[4/4,v0.12,a1.00] ------------------------------------------------------------------------------ ====== HddRpmEst v0.1.5 === 結果レポート ===================================== 対象 HDD : HTC426030G7AT00 回転数(推定) : 4201 rpm 平均アクセスタイム : 20.6 msec 同上(先頭10%の領域) : 15.4 msec 転送速度(外周,最大) : sustained 23.5 MB/s / burst 25.8 MB/s = 91.1 % 転送速度(外周,平均) : sustained 23.5 MB/s / burst 25.8 MB/s = 91.1 % 転送速度(内周,平均) : sustained 12.2 MB/s / burst 13.4 MB/s = 91.0 % 転送速度(内周,最小) : sustained 12.2 MB/s / burst 13.4 MB/s = 91.0 % 内外周比(平均,最大小) : 51.9 %, 51.9 % / 51.9 %, 51.9 % 備考 : 外[8/8,v0.06,a1.00]内[4/4,v0.08,a1.00] ------------------------------------------------------------------------------
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