-- LF-M721JD 5倍速DVD-RAMベンチマーク

2004.07.13 　Panasonic DVDスーパー マルチ ドライブ LF-M721JDを購入（→関連記事）したので、5倍速DVD-RAMに関するベンチマーク テストを行ってみました。 DVD-RAMのZCLV 　DVD-RAMメディアは内周から外周に向かって35個のゾーンに分割されています。１トラックあたりのセクタ数は最内周ゾーンは25セクタ、最外周ゾーンは59セクタとなっていますが、ゾーン内の１トラックあたりのセクタ数は一定です。回転速度はゾーン毎に切り替えますが、ゾーン内でのシークでは回転速度の変更は必要ありません。 　DVD-RAMでは、このような記録方式をZCLV方式といっています。 　メディア全体を線速度（転送速度）一定にアクセスすることをフルCLVといいます。先ほど説明したようにZCLV方式のDVD-RAMメディアをフルCLVでアクセスするためには、ゾーン毎に回転速度を切り替えますが、ゾーン内の回転速度は変化しません。 　よくある用語解説ではZCLVはゾーン内で線速度を一定に、ZCAVはゾーン内で角速度（回転速度）を一定に保つ方式として説明されています。 　しかし、ハードディスクやMOは回転速度が変化するわけでもないのに、ZCAVと言われています。 　似たような用語にZBR（Zone Bit Recording）があり、最近のハードディスクのようにゾーン内の記録密度（１トラックあたりのセクタ数）を一定にする方式として説明されています。これはDVD-RAMがゾーン毎の１トラックあたりのセクタ数を一定にしているのと同じことです。また、よくある用語解説ではZBRはZCAVは同じと説明されています。 　本当はきちんと用語の使い分けがあるのかもしれませんが、何かしらゾーンがあるとZCLVやZCAVになってしまい、使い方で意味も違っているようです。 　これらの用語にはメディアの構造（物理フォーマット）を示している場合と、ドライブの制御方式を示している場合があり、両者の組み合わせや、どっちを取るかで意味や説明の違いが起こっているような気がします。 　ここではメディアのフォーマットを指す場合には「〜フォーマット」と表記することにします。 【関連】 → LF-M721JD 5倍速DVD-RAM (2) → GSA-4120B 5倍速DVD-RAMベンチマーク → GSA-4120B DVD-RAM & パケットライト 　5倍速DVD-RAMドライブは一足先に日立LG GSA-4120Bが登場していますが、GSA-4120Bでは5倍速DVD-RAMのアクセス時にはPCAV(Partial Constant Angular Velocity)方式を使っています。 　一方、LF-M721JDは従来の2倍速/3倍速DVD-RAMと同じフルCLVです（これまで2倍速/3倍速DVD-RAMをフルCLVという表現はしていなかったと思いますが、線速度＝データ転送速度が一定という意味でフルCLVで良いかと思います）。 　フルCLV方式のLF-M721では最初から5倍速の速度が出ますが、PCAV方式のGSA-4120Bでは3倍速から始まります。GSA-4120Bでは前半CAV（角速度一定）方式により回転速度は一定ですが、外周にいくほど１トラックあたりのセクタ数が増えるので速度もだんだんと速くなります。途中5倍速に達したところで、従来と同じCLV（線速度一定）方式に切り替わります。 　単純に速度だけ見れば最初から5倍速出るLF-M721JDのほうが有利なのは明らかです。 　しかし、GSA-4120Bは前半CAV（角速度一定）方式を使ってアクセスする領域は回転速度を固定できるため、ランダムアクセスには有利に働くものと予想されます。 　DVD-RAMメディアはZCLV (Zone Constant Linear Velocity)フォーマットを採用しておりCLV方式でアクセスする場合、ゾーン中では回転速度は一定しています。しかし、異なるゾーンに移動（シーク）すると回転速度を切り替える必要があります。 　GSA-4120Bも後半はCLV方式となりアクセス方式はLF-M721JDと同じです。 DevTest ベンチマークテスト 　ベンチマーク テストは ソフトウェアライブラリ に登録しているDevTest を使いました。ただし、公開しているDevTestは書き込みテストは実行できません（書き込みテストを実行するとファイルシステムを破壊して危険ですので）。 　テストは比較のため日立LG GSA-4120B（→関連記事）についても行いました。 　これまでDevTestを使ったベンチマークでは、ディスクの内周部と外周部の2ヵ所で速度を計測していましたが、PCAV方式のGSA-4120Bでは内周部は最大速度が出ないので、--trackZone 50 オプションを指定して半分の容量を使った場所でも計測しています。 　以下がベンチマークテストの結果です。テストの内容等はDevTestのドキュメントを参考にしてください。 DVD-RAM BENCHMARK TEST LF-M721JD DVD-RAM 5x LF-M721JD DVD-RAM 3x LF-M721JD DVD-RAM 2x GSA-4120B DVD-RAM 5x GSA-4120B DVD-RAM 3x GSA-4120B DVD-RAM 2x Test Unit Ready command 0.2ms 0.2ms 0.2ms 1.6ms 1.6ms 1.9ms No Motion Seek command 15.6ms 15.6ms 16.2ms 15.8ms 15.7ms 15.7ms Average latency Time 36.9ms 37.0ms 55.4ms 36.7ms 36.8ms 54.4ms Sequential Seek command 15.6ms 15.6ms 15.6ms 15.7ms 15.7ms 15.6ms Random Seek command 190.1ms 129.9ms 130.3ms 117.6ms 107.3ms 123.7ms   SIZE             Sequential Read/Start 2048B 1106.3kB/s 1197.8kB/s 1220.8kB/s 896.5kB/s 843.0kB/s 746.3kB/s 16384B 6777.4kB/s 4070.4kB/s 2706.9kB/s 3994.0kB/s 4130.6kB/s 2779.1kB/s 65536B 6742.9kB/s 4070.5kB/s 2713.7kB/s 4121.4kB/s 4114.2kB/s 2768.6kB/s Sequential Read/50% 2048B 969.3kB/s 1114.3kB/s 1195.1kB/s 701.7kB/s 826.2kB/s 723.4kB/s 16384B 6804.8kB/s 4077.8kB/s 2717.9kB/s 5951.0kB/s 4527.4kB/s 2772.6kB/s 65536B 6757.5kB/s 4077.7kB/s 2708.8kB/s 6837.5kB/s 4136.0kB/s 2746.9kB/s Sequential Read/End 2048B 1133.6kB/s 1155.3kB/s 1158.9kB/s 713.6kB/s 875.6kB/s 723.4kB/s 16384B 6762.9kB/s 4077.7kB/s 2708.8kB/s 4729.5kB/s 4116.0kB/s 2772.6kB/s 65536B 6750.2kB/s 4070.5kB/s 2708.8kB/s 6830.2kB/s 4106.9kB/s 2746.9kB/s Sequential Read/Ave. 2048B 1069.8kB/s 1155.8kB/s 1191.6kB/s 770.6kB/s 848.3kB/s 734.9kB/s 16384B 6781.7kB/s 4075.3kB/s 2711.2kB/s 4891.5kB/s 4258.0kB/s 2775.8kB/s 65536B 6750.1kB/s 4072.9kB/s 2710.4kB/s 5929.7kB/s 4119.0kB/s 2757.8kB/s Random Read 2048B 6.2kB/s 10.3kB/s 10.1kB/s 13.9kB/s 13.0kB/s 13.3kB/s 16384B 86.0kB/s 144.6kB/s 145.1kB/s 180.1kB/s 166.0kB/s 150.0kB/s 65536B 222.3kB/s 324.8kB/s 328.5kB/s 421.5kB/s 417.3kB/s 346.1kB/s Sequential Write/Start 2048B 490.6kB/s 1051.3kB/s 906.8kB/s 558.4kB/s 625.7kB/s 539.0kB/s 16384B 2444.8kB/s 1627.7kB/s 1319.3kB/s 1905.3kB/s 1861.0kB/s 1391.6kB/s 65536B 2761.4kB/s 1944.2kB/s 1338.6kB/s 2054.4kB/s 2061.2kB/s 1447.1kB/s Sequential Write/50% 2048B 859.2kB/s 1037.4kB/s 1032.7kB/s 648.5kB/s 583.7kB/s 526.5kB/s 16384B 2718.5kB/s 1764.9kB/s 1345.7kB/s 2015.1kB/s 2000.0kB/s 1357.4kB/s 65536B 2817.1kB/s 1849.5kB/s 1337.5kB/s 3069.1kB/s 2107.8kB/s 1236.9kB/s Sequential Write/End 2048B 956.8kB/s 1050.1kB/s 1019.6kB/s 626.2kB/s 606.8kB/s 526.5kB/s 16384B 2656.6kB/s 1792.6kB/s 1340.5kB/s 1838.6kB/s 1384.1kB/s 1357.4kB/s 65536B 2693.8kB/s 1813.1kB/s 1173.3kB/s 1949.5kB/s 1367.3kB/s 1236.9kB/s Sequential Write/Ave. 2048B 768.9kB/s 1046.2kB/s 986.3kB/s 611.0kB/s 605.4kB/s 532.8kB/s 16384B 2606.6kB/s 1728.4kB/s 1335.2kB/s 1919.7kB/s 1748.3kB/s 1374.5kB/s 65536B 2757.5kB/s 1868.9kB/s 1260.9kB/s 2357.6kB/s 1845.4kB/s 1342.0kB/s Random Write 2048B 25.8kB/s 41.3kB/s 40.0kB/s 24.7kB/s 22.2kB/s 23.2kB/s 16384B 86.2kB/s 112.5kB/s 120.3kB/s 107.4kB/s 81.8kB/s 88.0kB/s 65536B 233.1kB/s 234.3kB/s 176.8kB/s 217.7kB/s 122.1kB/s 165.5kB/s 　下のグラフはテスト結果を元に65536バイト時のSequential Read/50%.、Random Read、Sequential Write/50%、Random Write をグラフ化したものです。 ■グラフ1 5倍速 DVD-RAMについて 　PCAV方式のGSA-4120Bと違って、LF-M721JDではどこでも65536B単位での読込速度は6742.9〜6750.2kBと5倍速近い速度が出ています。 　書込速度もほぼ一定ですが2693.1〜2817.1kB/sと実質 2倍速です。 　GSA-4120Bでも書込速度が実質 1.41倍速まで落ちることがありましたが、平均すると2.09倍速でした。PCAVのGSA-4120Bは前半CAV（角速度一定）部分は3〜5倍速となるので平均速度が遅くなるのはわかりますが、後半のCLV（線速度一定）部分は2.2倍速くらいでした。それと比較するとLF-M721JDの書込速度はもう少し速くてもよさそうなものです。 　それで、全領域（4,568,481,792バイト）について読み書きの速度を調べてみましたが、読込は11分10秒（平均4.9倍速）と一定していましたが、書込は27分28秒（平均2.0倍速）〜39分22秒（平均1.4倍速）と結果は一定していません。 　どうも条件によって結果が変わるようです。使用するメディアによっても多少変化がありますが、一番大きいのが書込時のデータサイズです。大きなデータを読み書きする場合でも、１度に読み書きするデータサイズは大きくても数百Kバイト程度です。WindowsのIDE/ATAPIドライバは最大データ転送サイズが128Kバイトに設定されていることが多いので、たいてい64K〜128Kバイトの範囲で読み書きします。 　128Kバイトでの書込速度が速い（多少マシ）ケースと、64Kバイト単位の遅いケースの読み書き速度をグラフにしてみました。GSA-4120Bでの64Kバイト単位での結果も掲載しておきます。 　このグラフは前述のDevTest（ver.1.03a01）で全領域について読込または書込して、約2秒間隔でアドレス（LBA）と転送速度を記録しグラフを作成しています。書込については一般公開されているDevTestでは実行できませんが、読込については devtest <ドライブ> ---readBlock 0 --count max --maxBufferSize 65536 --file NUL --csvResult result.csv といったコマンド／オプションを指定して実行しました。 　記録したCSVファイルからグラフを作るのは専用のプログラムを使いましたが、エクセルでも可能です。 ■ グラフ2 - LF-M721JD 128Kバイト単位での読み書き ■ グラフ3 - LF-M721JD 64Kバイト単位での読み書き ■ グラフ4 - GSA-4120B 64Kバイト単位での読み書き 　グラフ4を見るとGSA-4120Bではゾーンによって書込速度が速い箇所と遅い箇所があります。 　LF-M721JDでのグラフ2 128K単位では書込速度（赤）をみるとゾーン内でも上下に幅があり一定していませんが、平均すると2倍速程度で一定しています。 　LF-M721JDのグラフ3 64K単位では、書込速度の上下の幅は少ないのですが、実質1.5倍速程度と全体的に速度が下がっています。 　グラフにはしていませんがGSA-4120Bで128K単位での書込速度を調べると、37分53秒（平均1.45倍速）と遅くなってしまいました。 　DVD-RAMは書込時にベリファイを行うため、書込からベリファイ（読込）を行なう際に多少のロスがあり、書込時の位置とデータサイズでロスタイムが変化するものと思われます。 　また、DVD-RAMはZCLVフォーマットを採用しており、ゾーンによって１トラックあたりのセクタ数と、アクセス時の回転速度が異なるため、同じデータサイズで書き込みしてもゾーンによってロスタイムは変わってきます。GSA-4120Bのグラフ4がこのパターンに当てはまると思います。 　LF-M721JDでは、全体的に書込速度が遅いのですがゾーンによる書込速度の違いがあまりないようです。もしかしたら、ゾーンによる書込速度の違いがでないようにチューニングされているのかもしれません。 　それとも、単にドライブ制御の処理速度が追いつかなくて、シークや回転待ちでロスタイムが増加して遅くなっているのか。 　GSA-4120Bの後半CLV（線速度一定）部分はLF-M721JDとアクセス方法は同じですが、書込速度はゾーンによって差はあっても平均するとGSA-4120Bのほうが速いようです。 2005.08.02 追記 　書き込みが遅くなってしまうのは、書き込みからベリファイによる読み取りを行なう間に、余分な回転が入ってしまうためと思われます。 　通常なら１回転目で書き込み、２回転目で読み取り（ベリファイ）を行い、トータルでは２回転することで書き込み速度は２分の１になります。しかし、処理が間に合わずに余分に回転してしまうと、トータルでは３回転することになり書き込み速度が３分の１まで低下してしまいます。５倍速の３分の１というと1.66倍速ですから、これまでの計測結果からも一致します。 　また、書き込みとベリファイの間だけでなく、次の書き込みを行なう間にも回転が入るはずです。 　問題は、同じ条件で実行しても1.66倍速まで落ちる場合と、そうでない場合があることです。 　これは、メディアやドライブの状態、OSやインターフェース、転送速度等、色々な条件が絡んできます。微妙なところで2回転で間に合う場合と、無駄な回転が入り３回転してしまう場合が出てしまっているようです。 　最終的にはドライブ自体の処理速度が上がらないことには解決しないと思います。 B's Recorder GOLD での書き込み 　LF-M721JDとB's Recorder GOLD 7を使って5倍速DVD-RAMで容量一杯に書込すると27分48秒（平均1.98倍速）という結果でした。平均速度でいえばグラフ2の128Kバイト単位での結果とほぼ同じです。 　また、5倍速DVD-RAMメディアを物理フォーマットすると23分42秒（平均2.32倍速）という結果でした。おそらく、これがベリファイ時のロスタイムを最小限に抑えた書込速度に近いのではないかと思います。 　これと同じ速度をアプリケーションからの書き込みで出すためには、DVD-RAMのゾーンの開始位置を正確に把握して、１トラックあたりのセクタ数を考慮してデータサイズをゾーンによって変えることになります。 　しかし、こんなことをしてもランダムアクセスを行なうDVD-RAMではあまり意味がありません。 　B's Recorder GOLDのように、一気に書き込みするなら効果的かもしれませんが、その場合でもLF-M721JDならベリファイレス書込を使ったほうが速いかと思います（ベリファイが必要なら書き込み後にまとめて行なえばいい）。 　ちなみにベリファイレスで全容量を書き込みすると12分33秒（平均4.38倍速）という結果でした。本来の書込速度はこのくらいあって、通常の書き込みではベリファイのロスタイムによって遅くなるようです。 2倍速／3倍速 DVD-RAMとの比較 　LF-M721JDの2倍速／3倍速DVD-RAMとしての性能ですが、前々モデルのLF-D521JD/SW-9571（→関連記事）と2倍速DVD-RAMで比較した場合、シークタイムが少し遅い感じですがランダムアクセスの結果には差は出ていないようです。 　3倍速DVD-RAMの前モデルLF-M621JD/SW-9572は実機がないので、直接比較できませんがメーカ公表スペックではLF-D521JD/SW-9571もLF-M621JD/SW-9572もDVD-RAMの平均シークタイム120msですから、大きな違いはないと思います。 　GSA-4120Bと比較すると、シーケンシャルアクセスでは全般的にGSA-4120Bのほうが少し速いようですが、2048バイト単位での小さなデータの読み書きとランダムアクセスではLF-M721JDのほうが速いようです。 　LF-M721JDの平均シークタイムは公表されていませんが、DevTestでの「Random Seek command」が平均シークタイムにあたります。 　この結果から推測すると、5倍速DVD-RAMで190ms、2倍速/3倍速DVD-RAMで130msです。ただし、シークタイムは「平均」ですから、計測方法や算出方法によっては結果が変ります。 まとめ 　今回はDevTestのベンチマークだけですが、次回はファイルの実際のファイルの読み書きの速度等のテストを行うつもりなので、まとめはそのときにでもしようと思います。 　今回の注目はGSA-4120Bとの比較ですが、これまでのところ読み込みに関しては最初から5倍速出るLF-M721JDのほうが速いのですが、書き込みに関してはGSA-4120Bのほうが速そうな感じです。 　LF-M721JDは書込時のベリファイによるロスタイムが大きく、平均すると書込速度はGSA-4120Bとほとんど同じです。 　しかし、実際のファイルの読み書きにどう影響するかは，やってみないことにはわかりません。 　次回は、ファイルの読み書きの速度を調べてみるつもりです。 　続きはこちらを、→ LF-M721JD 5倍速DVD-RAM (2) 【関連記事】 　以下のページでもDVD-RAMドライブに関するテストを行っています。 　テスト環境が異なるので今回のテストとは直接比較はできませんが、参考にしてください。 → 2004.06.18 GSA-4120B 5倍速DVD-RAMベンチマーク → 2004.06.20 GSA-4120B DVD-RAM & パケットライト → 2004.03.30 薄型DVDスーパーマルチドライブUJ-820 DVD-RAMベンチマーク → 2003.08.05 GSA-4040B DVD-RAMベンチマーク → 2003.08.13 GSA-4040B パケットライト → 2003.09.19 DVD-RAM ソフトウェア RAID/Linux → 2003.12.14 DVD-RAM ソフトウェア RAID/Linux (2) → 1998.05.24 DVD-RAMドライブ ベンチマーク … LF-D100J → 2000.07.25 4.7GB DVD-RAM Panasonic LF-D200JD リポート … LF-D200JD → 2002.09.21 DVDマルチドライブ DVR-ABH2 ベンチマーク … GMA-4020B → 2003.09.04 SW-9571 DVD-RAMマルチ ドライブ購入 … Panasonic SW-9571-CYY   この記事へのコメント 2004-09-07 02:12:35 taro LF-M721JD用新ファーム(Ver.APM1)が出ましたが、変更点には「5倍速DVD-RAM に書き込み時の安定性向上」とあります。 名前 内容 を右に入力 　名前は10文字、内容は100文字以内で入力してください（半角の場合は倍の文字数まで）。 　もっと長いコメントや感想は掲示板（→BBS）に投稿してください。