Seite 3: Testsystem und Energieverbrauchsmessung

Das Testsystem steht bereit, um in jedem Test dieselben Bedingungen zu bieten. Das System ist in einem Corsair Obsidian 1000D auf dem Sekundärmontageplatz verbaut. Die Festplatten befinden sich in entkoppelten Festplatten-Trays, wie sie in allen aktuellen Gehäusen Verwendung finden.

Die Festplatte wurde im leeren Zustand am SATA-III-Port des AMD-B350-Chipsatzes getestet.

Technische Daten
Prozessor
AMD Ryzen 5-2400G
MainboardGigabyte GA-AB350N-Gaming Wifi
ArbeitsspeicherPatriot Viper 16GB DDR4 3000
NetzteilCorsair SF450
USBController
YOTTAMASTER CA31-AC USB 3.1 Gen2 (1x USB-Type-C, 1xUSB-Type-A)

Betriebssystem Windows 10 Home 1809

Energieverbrauchsmessung

Um die Herstellerangaben zum Energieverbrauch nachzuvollziehen, haben wir ein entsprechendes Testsystem aufgebaut. Für eine umfassende Leistungsmessung sollte die Versorgung mit 5 V und 12 V betrachtet werden. Wie die Art der Messung bereits erahnen lässt, benötigen wir Strom und Spannung, um daraus die Leistung zu errechnen. Eine Möglichkeit wäre es, mit einem Multimeter die Spannung zu messen und mit einer Strommesszange den Strom.

Dazu könnte man die Messgeräte auf die Erfassung des Durchschnittswerts einstellen und erst die 5-V-Schiene und danach die 12-V-Schiene aufnehmen. Hierdurch lässt sich aber weder der Anlauf darstellen noch eine genaue Aussage treffen, wie sich die Werte über die Zeit verhalten.

Mit einem Vierkanaloszilloskop können wir alle vier Messungen gleichzeitig durchführen und in Abhängigkeit von der Zeit darstellen.

Dazu verwenden wir das digitale RIGOL DS1054Z Vierkanalspeicheroszilloskop inklusive Speichererweiterung sowie zwei Rigol-Tastköpfe und zwei Pico-Strommesszangen mit integriertem Spannungswandler zum direkten Anschluss an das Oszilloskop.

Technische Daten

Oszilloskop
Rigol DS1054Z (4Ch. 50 MHz 1GSa/s 24 Mpts)
TastköpfeRigol PVP 2150 (1x 35 MHz, 10x 150 MHz)
StrommesszangenPicoTech TA 189 AC / DC 30 A 1% Toleranz +-2 mA

Wie bisher praktiziert, führen wir vier Messungen durch. Alle Messungen dauern jeweils etwa 1 Minute und werden mehrfach wiederholt. Das Oszilloskop zeigt uns einerseits den visualisierten Spannungsverlauf, aber auch eine Auswertung der Hoch- und Tiefpunkte sowie der Durchschnittswerte an. Über die MATH-Funktion des Oszilloskops können wir uns auch gleich die Leistung für die 12 V-Schiene hochrechnen lassen, nämlich durch Multiplikation der entsprechenden Kanäle. Im Anschluss an die Messung können die Daten mit einem USB-Stick abgeholt und aufgearbeitet werden. Eine Steuerung der Messung und Bildausgabe über den integrierten RJ45 LAN-Anschluss ist ebenso möglich. Der Elektrotechniker dreht jedoch lieber an Reglern und drückt Knöpfe :).

Messung 1

Zuerst wird die Leistungsaufnahme beim Einschalten aufgezeichnet. Dies ist eine kritische Phase mit einer vergleichsweise sehr hohen Leistungsaufnahme. Beim Hochdrehen der Spindel auf Betriebsdrehzahl kann es zu einem Vielfachen der im Ruhezustand aufgenommenen Leistung kommen.

Leistungsaufnahme Messung 1

Anlauf

Leistung in Watt
Weniger ist besser

Äußerst interessant gestaltete sich die Messung der elektrischen Leistung, welche für den Anlauf der Festplatte notwendig ist. Bereits bei der Toshiba MG08, 16 TB, stellten wir eine verhältnismäßig niedrige Aufnahme fest. Die N300 hat zwar etwas mehr benötigt als die MG08, vergleicht man jedoch die Werte mit anderen Festplatten mit neun Platter wie den 18-TB-Modellen von Seagate oder der Seagate IronWolf Pro 16 TB ST16000NE000 (es handelt sich um das 2019er Modell mit 9 Plattern - aktuell ist die 16 TB IronWolf Pro auch mit weniger Plattern unter derselben Seagate-Nummer erhältlich), ist ein deutlich geringerer Wert gemessen worden.

Wichtig: Wir vermuten, dass die N300 16 TB über neun Platter verfügt. Toshiba hat bereits mit den Festplatten der Größe 14 TB von acht auf neun Platter umgestellt. Ob Toshiba mittlerweile die 16-TB-Modelle mit 2-TB-Plattern ausgestattet hat und somit nur noch acht Platter benötigt wie bei Seagate, wissen wir nicht. Toshiba gibt hierzu keine genauen Informationen, daher gehen wir weiterhin von neun Plattern aus. 

Messung 2

In der zweiten Messung zeichnen wir die elektrische Aufnahme im Ruhezustand auf. Dabei warten wir genau 10 Minuten ab, bevor wir die Messung starten. In dieser Zeit wird das System nicht direkt von uns angesprochen. 10 Minuten haben wir als Wert gewählt, weil Seagate Festplatten mit PowerChoice nach 15 min in den Standby-Modus gehen und wir so noch die laufende Festplatte messen können.

Leistungsaufnahme Messung 2

Leerlauf

Leistung in Watt
Weniger ist besser

Im Idle-Verbrauch liegt die Toshiba N300 16 TB zwar in einem guten Bereich, jedoch verhält es sich hier gegenteilig zur ersten Messung. Die Seagate-Modelle mit 9 Platter sind im Leerlauf sparsamer.

Messung 3

Danach wird eine Messung in Benutzung durchgeführt. Es werden 50 GB an Daten in Form des Windowsimages 1809 in mehrfach kopierter Ausführung am Stück übertragen. Hier wird erst der Cache der Festplatte gefüllt und im Anschluss daran muss die Festplatte die Daten verarbeiten. Dies lässt sich schön beobachten.

Leistungsaufnahme Messung 3

Kopieren

Leistung in Watt
Weniger ist besser

In der dritten Messung liegt die Toshiba N300 nahezu gleichauf. Betrachten wir das gesamte Feld, kann der Toshiba N300 auch hier wieder eine sehr gute Effizienz attestiert werden.

Messung 4

Zum Schluss gibt es noch eine Messung während dem HD-Tune Pro Random Access Read Benchmark. Diese Messung sorgt als standardisierter Test für Vergleichbarkeit bei etwas mehr Leistungsaufnahme.

Leistungsaufnahme Messung 4

Random Access Read

Leistung in Watt
Weniger ist besser

Unter Volllast folgt die N300 mit 16 TB ihrem Vorgänger mit 12 TB und hat nur knapp die 10,00W überschritten und verteidigt weiterhin die Effizienzkrone unter den Helium-Festplatten (ungedrosselt) vor der Seagate IronWolf Pro 18 TB. Sparsamer sind nur die gedrosselten WD Red Modelle in 12 TB und 14 TB.