Disques durs 2,5 pouces : capacité ou vitesse de rotation ?

Introduction

Fujitsu et Samsung ont récemment lancé deux nouveaux disques durs au format 2,5″, représentant deux visions du haut de gamme : vous devrez choisir entre les 7200 tr/min pour 160 Go du Fujitsu, et les 250 Go à seulement 5400 tr/min du Samsung. Des disques Hitachi de 200 Go à 7200 tr/min sont sortis il y a peu, mais ils demeurent indisponibles aujourd’hui.

Tous ces nouveaux disques durs sont basés sur le principe de l’enregistrement perpendiculaire, une nouvelle technologie qui a permis d’augmenter considérablement leurs capacités. De plus, les disques 2,5″ sont enfin passés de l’IDE au SATA : beaucoup de nouveaux PC portables ne disposent même plus d’une interface IDE. Cela vaut pour la plupart des disques durs haut de gamme pour portables, c’est-à-dire ceux fonctionnant en 7200 tr/min et ceux de grande capacité. Le SATA permet d’utiliser des câbles plus petits, et offre des taux de transferts plus élevés (150 ou 300 Mo/s, par rapport aux 100 Mo/s de l’UltraATA/100), même si cette limite n’en est une que sur des tests théoriques et non pratiques. De plus, cette norme dispose de fonctionnalités permettant d’améliorer les performances, comme le Native Command Queuing (NCQ), qui optimise l’ordre dans lequel les opérations seront effectuées. Le seul inconvénient du SATA est sa consommation plus élevée, comme nous allons le voir.

De plus en plus de modèles de portables ont fait la transition vers le SATA. Mais les disques 2,5″ à haute capacité et bénéficiant de la facilité d’utilisation du SATA ont bien d’autres applications : ordinateurs industriels, électronique grand public, ou encore systèmes de stockage. C’est à ces marchés que Fujitsu s’attaque en proposant un disque dur SATA 2,5″ d’une hauteur de 12,5 mm, au lieu des 9,5 mm habituels. Le MHV2200BT 200 Go est disponible depuis l’automne dernier, et Fujitsu a récemment ajouté à son offre deux autres modèles de 12,5 mm : un 250 Go et un 300 Go. L’épaisseur et la lenteur relative de ces modèles (seulement 4200 tr/min) empêche de les utiliser dans un PC portable. A l’inverse, les deux nouveaux produits de Samsung et Fujitsu auxquels nous allons nous intéresser aujourd’hui conviennent parfaitement à ces PC. Lequel s’avère le plus performant et le plus intéressant en pratique ?

Fujitsu MHW2160BJ : 160 Go, 7200 tr/min

La série des MHW 2BJ regroupe les premiers produits 7200 tr/min jamais sortis par Fujitsu. Il existe trois modèles : 80, 120 et 160 Go. Le modèle 80 Go est a priori le plus économe en énergie en raison de sa conception à un seul plateau. Les deux autres modèles reposent en effet sur un design à deux plateaux. Les données techniques du constructeur annoncent une consommation maximale de 5,5 watts à l’allumage, puis de 2,1 ou 2,3 watts en lecture ou en écriture (la consommation variant selon que l’on utilise du SATA 150 ou 300). Nos propres mesures ont relevé une consommation de 3,4 watts en activité, ce qui représente tout de même moins que ce que demandent les autres disques 2,5″ en 7200 tr/min. La consommation du disque Fujitsu est équivalente à celle d’un WD Scorpio 250 Go, ou d’un Seagate Momentus 5400.3 160 Go, tout en étant nettement plus rapide.

Ses 116 g ne font pas de lui un disque particulièrement léger : nombreux sont les disques équivalents à ne pas excéder les 100 g. Côté température maximale, on est à un classique 55°C, et une résistance aux chocs de seulement 300g en fonctionnement (900g une fois éteint). La nuisance sonore est annoncée à 25 dBA, et en pratique ce disque est effectivement très discret. Enfin, comme tous les disques durs internes Fujitsu, ce modèle est garanti trois ans.

Nous avons mesuré le temps d’accès moyen à 16,0 ms, et il est donc plus élevé que celui d’autres disques 7200 tr/min, qui ont connu des résultats compris entre 14,2 et 15,4 ms en moyenne (bien sûr, officiellement Fujitsu n’annonce pas plus de 10,5 ms…). Cependant les taux de transfert minimum, moyen et maximum du MHW2160BJ se sont révélés supérieurs à ceux de tous les autres modèles que nous avons testés. Ce disque a également obtenu de très bons scores sous PCMark 05 applications, même s’il n’a pas été parmi les meilleurs dans nos tests sous IOMeter.

Samsung Spinpoint M5S : 250 Go, 5400 tr/min

Le Samsung HM250JI est le second disque dur 2,5″ de hauteur standard (9,5 mm) à atteindre les 250 Go. Même si Western Digital a été le plus rapide grâce à son Scorpio WD2500BEVS, le nouveau modèle de Samsung surpasse le WD dans tous les domaines : 3,1 contre 3,4 watts de consommation maximum, 0,9 contre 1,0 watt de consommation au repos, 17,3 contre 17,8 ms de temps d’accès moyen, des taux de transfert 10% plus élevés et des résultats légèrement meilleurs sous PCMark 05. Ces chiffres montrent clairement que Samsung a créé un excellent disque dur, et ces performances sont d’autant plus impressionnantes qu’elles lui permettent de rivaliser avec celles de disques 7200 tr/min dans plusieurs tests.

Pour son HM250JI Samsung a choisit l’interface SATA 150 qui ne supporte donc qu’une vitesse de 150 Mo/s. Comme on peut facilement le constater en regardant les Raptor de Western Digital, ce choix d’interface n’a aucun impact sur les performances des disques actuels. Mieux : ce choix d’interface aide à économiser de l’énergie. Nous n’avons encore jamais vu de disque en SATA/300 parvenir à descendre en dessous de 1 watt au repos.

Tous les disques durs Samsung sont garantis trois ans. Côté nuisance sonore, on est un tout petit peu au-dessus du Fujitsu, avec 24 dBA au repos et 26 dBA en charge. La résistance aux chocs est en revanche un peu plus élevée avec 325g en fonctionnement et 1000g une fois éteint, ce qui est sans doute lié à son poids de seulement 100g. De plus, le prix des disques Samsung est actuellement assez attractif, et nous pensons que ces nouveaux modèles représenteront l’un des meilleurs choix pour ceux qui sont intéressés par un disque moyen / haut de gamme. Même les plus avides de performances et utilisant un disque 7200 tr/min de première génération peuvent envisager de changer leur disque dur : le Spinpoint M5S et certains de ses concurrents offrent de meilleurs taux de transfert et une consommation plus raisonnable. Cela vaut également pour le disque de Fujitsu, même si sa capacité ne dépasse pas les 160 Go.

Firmware et tableau de comparaison

Parfois, le chemin de la victoire est long et semé d’embûches… Nous l’avons constaté avec le premier exemplaire du Spinpoint M5S que nous avons testé. Lors de nos premiers benchmarks, notre diagramme a révélé des taux de transfert très irréguliers.

Une telle baisse de performance est anormale, et nous avons d’abord crû que le disque était endommagé, mais le second modèle que nous avons reçu présentait les mêmes problèmes. Finalement, Samsung a fini par découvrir que les premiers disques envoyés à ses bureaux européens n’utilisaient pas le firmware destiné à la commercialisation. Une mise à jour plus tard, nous avons pu apprécier les performances du Spinpoint M5S, comme vous pourrez en juger dans les benchmarks des pages suivantes.

Configuration du test

Temps d’accès et débit de chaque disque

Temps d’accès

Commençons comme de coutume avec le temps d’accès. Sans surprise, les valeurs obtenues ici sont un peu supérieures aux disques 3.5″, bien qu’en théorie l’avantage soit plutôt du côté des 2.5″. En effet, les plus rapides sont eux aussi dotés d’une vitesse de rotation de 7200 rpm, et disposent par ailleurs de plateaux plus petits, la tête de lecture ayant donc moins de chemin à parcourir et étant plus légère et donc plus réactive (elle peut être accélérée et décélérée plus rapidement). Sauf que ces disques ont avant tout été conçus dans l’optique d’une faible consommation, à l’inverse des 2.5″ pour serveurs…

Si le passage à 7200 rpm permet à lui seul de justifier un meilleur temps d’accès que n’importe quel disque 5400 rpm (on passe en effet d’une latence rotationnelle de 5,56 ms en moyenne à 4,17 ms), le Fujitsu MHW2160BJ ferme cependant la marche des disques testés. Le Samsung M5S est pour sa part dans la moyenne des 5400 rpm.

Transfert de données

Au niveau du débit de chaque disque, les valeurs sont en revanche assez proches, avec 60 Mo/s au début et entre 30 Mo/s (Samsung) et 35 Mo/s (Hitachi) en fin de plateau. Merci à la densité bien meilleure du premier : 160 Go/plateau, contre 80 à 120 Go/plateau pour le Fujitsu, ce détail n’étant pas dévoilé ! C’est en fait ce constat qui nous a donné l’idée de cet article : comment vont-ils se comporter en pratique ?

Au passage, vous remarquerez la forme zigzagante de la courbe de débit du M5S, Samsung restant fidèle au formatage adaptatif.

Débit du cache, lecture et écriture

3 disques testés utilisent l’interface SATA 300 Mo/s, pourtant un seul en tire vraiment partie au niveau du débit : notre Fujitsu MHW2160BJ. La précision reste anecdotique toutefois, puisque encore une fois la mesure du débit du cache n’a qu’un intérêt “éducatif”, afin de prouver que les interfaces actuelles sont largement suffisantes pour le débit des disques et qu’un disque interfacé en 300 Mo/s peut avoir un débit inférieur à celui de l’interface ATA100… En pratique, seules les performances de la partie mécanique importent.

En ce qui concerne le positionnement de ces disques concernant le débit (nous avons vu le détail à la page précédente), il est très bon, puisque en lecture comme en écriture on reste au-dessus du Momentus 7200.2, une référence.

Performances en pratique

Avec 90 % de lectures et 10 % d’écritures, la trace correspondant au chargement de Windows XP de PC Mark semble autant sensible au temps d’accès (où le Momentus 7200.2 reste inégalé) et au débit. D’où le résultat similaire et de premier ordre entre le 7200.2 et le Fujitsu MHW2160BJ. Ici, le Samsung M5S s’avère 11 % moins performant. A titre indicatif, notez que le Raptor 150 Go atteint 10,9 Mo/s sur ce test, contre 9,9 Mo/s pour le Hitachi T7K500 500 Go.

Le test d’écriture de fichiers de PC Mark donne des résultats très proches de celui du débit en écriture que nous avons vu, à la différence notable qu’ici le 5400 rpm parvient à repasser devant son concurrent ! Sans doute grâce à un firmware plus optimisé en ce sens…

Serveurs / station de travail

IOMeter est un puissant outil de création et de mesure d’entrées/sorties. Correctement paramétré, il est capable de simuler a peu près n’importe quel charge pour le disque dur. Même si les disques S-ATA ne sont absolument pas conçus pour prendre place dans un vrai serveur (utilisation 24 H/24, 7 J/7 et temps d’occupation très élevé) il reste intéressant de voir comment ils se comportent en tant que disques secondaires (“nearline”), et pour un serveur personnel.

Ce premier test permet de constater ce qui deviendra la règle pour les deux suivants, à savoir la prédominance des disques 7200 rpm d’une part, et la suprématie des Seagate Momentus 7200.2, puis 7200.1. Derrière, le Fujitsu MHW2160BJ ne prend que la troisième place, ne devançant que d’un cheveu le Samsung M5S (attention à l’échelle, la borne inférieure du nombre d’entrées/sorties commençant à 40 pour plus de lisibilité entre chaque disque).

En mode serveur web, IOMeter passe de 80 % à 100 % de lectures, toujours 100 % aléatoires, et accède à des blocs de tailles plus diverses (contre 60 % de blocs de 4 Ko en serveur de fichier). Le résultat varie peu mais refait passer le Fujitsu derrière le Hitachi 7K100.

En mode station de travail enfin, les différences sont plus marquées, et ici le Samsung M5S est le seul disque 5400 rpm parvenant à faire aussi bien que les 4 disques 7200 rpm, tant et si bien que sa courbe de performance se rapproche une nouvelle fois très fortement de celle du Fujitsu, à partir de 16 commandes simultanées (les deux disques supportant pour rappel le NCQ).

Consommation

Pour mesurer la consommation, nous avons utilisé un ampèremètre ainsi qu’un voltmètre sur les canaux +3.3V et +5V du câble d’alimentation des disques durs, et avons multiplié puis additionné les deux valeurs.

Sans surprise, on constate que les disques de 7200 rpm sont bien ceux qui engendrent la plus forte consommation au repos (donc la plus faible autonomie dans un portable) comme en charge. Cela dit, les nuances sont importantes avec le Fujitsu MHW2160BJ pas plus gourmand que le Toshiba MK1637GSX (5400 rpm), alors que tout en bas du graphe le Momentus 7200.1 SATA consomme pas moins de 70 % de plus au repos (contre seulement 18 % en charge).

Au passage, nous avons pu comparer la consommation d’un même disque Momentus 7200.1 en versions IDE et SATA : cette dernière engendre elle aussi une hausse spectaculaire de 70 % de la consommation au repos, pour des performances inchangées ! Le SATA reste donc l’ennemi de la consommation (du moins quand il est géré via le simple rajout d’un contrôleur SATA supplémentaire sur le disque), même si sa connectique est bien utile pour la conception de nombreux portables compacts et ultraportables.

Enfin, vous remarquerez que là encore le Samsung M5S dispose de performances très proches au Fujitsu (ce qui est ici nettement plus regrettable), avec seulement 10 % de consommation en moins !

Côté températures, les différences étaient trop faibles pour être significatives dans notre environnement de test. De manière générale les disques 2.5″ chauffent peu et ne posent aucun problème à ce niveau là.

Conclusion

L’existence des 2 disques durs que nous venons de tester a été rendue possible par l’arrivée de l’enregistrement perpendiculaire, qui progresse régulièrement depuis deux ans. Même si certains constructeurs comme Western Digital n’ont pas immédiatement adopté cette technologie, tous l’utilisent aujourd’hui. L’enregistrement perpendiculaire permet l’emploi de plateaux de 250 à 350 Go dans les disques 3,5″, et de plus de 130 Go dans les 2,5″. C’est grâce à lui que nous disposons de disques d’un To en 3,5″ et de disques durs pour portables de 250 Go, comme le Spinpoint M5S de Samsung.

Le modèle le plus performant de la série M5S est le HD250JI, il tourne à 5400 tr/min et se montre plus rapide que la plupart des autres disques 2,5″. Mieux encore, il parvient à atteindre ces performances sans consommer beaucoup plus d’énergie que ses concurrents. Seuls des disques 7200 tr/min comme le Fujitsu MHW2160BJ offrent de meilleurs temps d’accès et de meilleures performances d’entrée/sortie. Mais concernant le transfert de données, les performances du Samsung sont très proches. De plus, les deux disques sont couverts par une garantie de trois ans.

Le Fujitsu dispose de meilleures performances globales résultant notamment d’un meilleur temps d’accès, tandis que le Samsung offre une capacité 56% plus élevée et une consommation plus faible. Au bout du compte, quel est le meilleur choix ? Si vous recherchez des performances maximales, le MHW2160BJ de Fujitsu est incontournable. Il parvient même à dépasser le Seagate Momentus 7200.2 (qui conserve un meilleur temps d’accès), grâce à des taux de transfert plus élevés et à une consommation réduite. Si votre portable constitue votre ordinateur principal et que vous ne le transportez pas beaucoup, nous vous conseillons le Fujitsu : si vous avez besoin de plus de place, vous pouvez toujours utiliser des disques durs externes. Pour les utilisateurs nomades, nous recommandons en revanche le Samsung HM250JI : il offre toute la capacité dont vous pourrez avoir besoin pour des performances quasiment comparables.

A côté de cela, les SSD ont prouvé toutes leurs performances, mais leur capacité et leur prix resteront leurs deux points noirs pendant encore longtemps. Reste les disques hybrides, sur lesquels nous reviendrons très bientôt.