macintosh
Vol.74
20/Feb 2001
PBG4 HardDisk Performance

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132_MK2016GAP HDD2154'P'

132_MK2016GAP HDD2154'P'

PowerBook G4 Titanium 500の標準装備されていた20Gbyte HardDiskは東芝のMK2016GAP HDD2154Pであった。厚み9.5mmで、購入当初は大変静かで、回転しているのか確かめるのが困難なほどである。

標準装備されているハードディスクはIBM DJSA-2x0000か、この東芝製のものであるようだ。

133_PowerBook G4 Block Diagram

133_PowerBook G4 Block Diagram

PowerBook G4の内蔵ハードディスクへの信号経路。この間はMPX Bus,Uni-North IC Internal PCI Bus,KeyLargo I/O controller,ATA-66 signalsという経路をたどるが、今回のベンチマークからは、この経路の律速段階はハードディスクインターフェースであるATA-66であることが確認できた。

134_Random read test

135_Random write test

134_Random read test

同じATA-66インターフェースを搭載するPowerBook 2000 FireWireに5411rpm、2Mbyteのファームウェアキャッシュを搭載するIBM DJSA-232000を搭載した場合、PowerBook G4に東芝のMK2016GAPを搭載したもの、そしてPowerBook G4にIBM DJSA-232000を搭載したものを比較した。

それぞれ、全体の半分ほどが使用された状況での測定であり、厳密な意味でのイコールコンディションでは無い。

測定方法はB's Crew 4.0.1で測定した。横軸にバッファーサイズ、縦軸に転送速度を示している。

135_Random write test

同様にPowerBook 2000 FireWireとPowerBook G4のランダムアクセス時の書き込み速度を測定した。

キャッシュアルゴリズムの違いから、DJSAと東芝のMK2016GAPの間には大きな差が生じている。東芝は小さなバッファーサイズの時はIBMと比較して5倍以上も高速な場合があるのに対し、256Kバイト以上のアクセス時にはライトキャッシュが働かず、メディア転送速度自体の性能に落ちる。これに対し、IBM製はキャッシュを使い切る設計である。この違いを数字だけで判断するのは難しいが、フィーリングが違うのは確かだ。

136_Photoshop file open test

50Mbyteのメモリ割り当てを行ったPhotshop 5.5が、アプリケーション起動から72Mbyteの画像ファイルを開くまでの時間を測定した。比較はPowerBook G3 300をBlueChip 500で500MHzまでクロックアップし、 IBM DARA-225000(5411rpm/25G/ATA接続)を搭載したものと、PowerBook G4にDJSA-232000とMK2016GAPを搭載したものについてそれぞれ測定した。

136_Photoshop file open test

PowerBook G4 titaniumとPowerBook 2000 FireWireのアーキテクチャを比較した場合、CPU以外の変化が大変少ないことは確かです。今回は、ハードディスクの速度についての結果をみることにしましょう。

PowerBook 2000 FireWire 500とPowerBook G4 500にIBM DJSA-232000を組み込んだときのランダムアクセス速度を測定した結果は134_Random read test135_Random write testにグラフ化しました。両者にほとんど差は認めることはできません。ATA-66の理論上の最高速度である66Mbyte/secに近い60MByte/secの転送速度を実現しています。ATA-66規格が律速段階になっていて、ハードディスクへの道筋にボトルネックは存在しないことが推測されます。すなわち、PowerBook FireWireとPowerBook G4のハードディスクパフォーマンスはハードディスク自体の性能に左右されるわけです。

ぎに、PowerBook G4 500に最初から搭載されていた20GByte、9.5mm、4200rpm、1Mbyteのファームウェアキャッシュを搭載した、132_MK2016GAP HDD2154'P'について検討してみましょう。

その特性は、135_Random write testに示すように、128Kbyteまでのディスク書き込みに関しては、ファームウェアキャッシュが有効で、最大60Mbyte/secと、ATA-66規格上の最高性能である66Mbyte/secに近い速度が得られることがわかります。それよりも大きなサイズの書き込みに関しては、ファームウェアキャッシュが働かない特性になっているようです。

それに対し、現在2.5インチハードディスク最速であるIBM DJSA-232000は、2Mbyteのキャッシュを使い切るよう設計されているため、2Mbyteの書き込みでも十分に早い結果がえられます。その反面、小さなサイズの書き込み時の速度が劣っています。

ャッシュポリシーの違いがどの程度性能の差に現れるかは、MacOS自体のハードディスクキャッシュとの関係も総合的に判断する必要があり、一言ですますことはできないようです。一つの例として同じファイル構成のMK2016GAPとDJSA-232000を用意し、Adobe Photoshop 5.5(メモリ割り当て50Mbyte )、仮想メモリオフという環境で、起動ディスクをフォトショップ用仮想ディスクに設定した状況で、約72MbyteのRGB画像をアプ

リケーション起動を含め開くまでの速度を測定しました。同時に、カラープロファイル変更に要した時間も測定しました。136_Photoshop file open testに結果を示しましたが、参考としてPowerBook G3 1998にBlueChip 500とIBM DARA-225000を組み込んだものの結果も付記しました。ハードディスクの変更だけで画像を開くまで40秒から30秒へ10秒間短縮することができ、PowerBook G3と比較すると、22秒短縮しました。

このような連続アクセスを主体とする、ピーク性能にも大きな違いがありましたが、それ以上に、動作一つ一つでヘッドが格納され、動作に連続性がないMK2016GAPは、日本語変換やIEのスクロールでもたつき、APM Tuner*1,*2でのチューニングが不可欠と感じました。言葉を返せば、APM Tunerを利用しないのであれば、DJSA-2xxxxxシリーズに換装することでベンチマークスピード以上の体感速度の向上が見込めます。

#1 HardDiskのフィーリングを改善する試み〜 ABLEの調節とATATest〜

#2 HardDiskのフィーリングを改善する試み(2)〜 APMTuner光と陰〜

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137_2.5 inch Hard Disk sustainable access ability
137_2.5 inch Hard Disk sustainable access ability

記憶密度とトラック密度(TPI)から計算した最大線記憶密度と回転数の積と、シーケンシャルアクセス時の最大転送(実測値)との関係。相関係数は0.789と比較的高い。

MK1517GAPの基本能力が高いことがわかるが、バッファーポリシーやAPMのチューニングが実際の使用においてどの程度PowerBook G4にあうかどうかは議論の余地がある。

MK1517GAPデータ提供:abv cc氏

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Written/Edited by Y.Yamamoto M.D.

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