Ny artikel: Test af 14-16 TB harddiske: ikke kun større, men bedre

Harddiskkapaciteten fortsætter med at stige, men vækstraten har været støt faldende de seneste år. Så for at frigive det første 4 TB-drev, efter at 2 TB HDD'er kom til salg, brugte industrien kun to år, det tog tre år at nå 8 TB-mærket, og det tog yderligere tre år at fordoble kapaciteten af ​​en 3,5 -tommers harddisk lykkedes kun én gang på fem år.

Det seneste gennembrud blev opnået takket være en hel liste af innovative løsninger. I dag er selv sådanne konservative som Toshiba, der indtil for nylig nægtede helium, tvunget til at producere harddiske i forseglede etuier, og antallet af plader på en spindel er steget til ni stykker - selvom fem plader en gang i lang tid blev betragtes som en rimelig grænse. I specifikke nicher bruges den såkaldte teknologi. fliseoptagelse (SMR, Shingled Magnetic Recording), hvor sektorsporene på tallerkenen delvist overlapper hinanden. Og endelig, for at flytte harddiskkapacitetsgrænsen fra 14 til 16 TB uden brug af SMR, var producenterne nødt til at implementere en af ​​de lovende teknologier, en gradvist faldende liste, som vi gengiver årligt afsluttende artikler, — læsning af et spor med flere hoveder samtidigt (TDMR, Two-Dimensional Magnetic Recording). Yderligere fremskridt vil før eller siden kræve større ændringer i det grundlæggende i HDD-drift - såsom opvarmning af pladen ved hjælp af en laser eller mikrobølger (HAMR/MAMR, Heat/Microwave-Assisted Magnetic Recording) i det øjeblik, den passerer optagehovedet.

Det er dog let at se, at alle de beskrevne teknikker primært er rettet mod at øge skrivetætheden og øge volumen på en enkelt spindel, selvom mange af dem har en gavnlig bivirkning i form af øget hastighed af lineær datalæsning og skrivning. Ifølge denne parameter har moderne HDD'er brudt igennem grænsen på 250 MB/s og er allerede sammenlignelige med tidlige forbrugere med solid state-drev. Men hastigheden af ​​adgang til tilfældige sektorer af magnetiske diske skrider næsten ikke frem, og med hensyn til volumen bliver antallet af operationer per sekund kun mindre. Samtidig opstår der øgede krav til fejltolerance, for jo mere data der er gemt på én spindel, jo vigtigere er det ikke at miste det og jo længere tid tager det at gendanne det.

Men skaberne af magnetiske lagerenheder fandt også et svar på denne udfordring. Vi tog tre harddiske fra 14TB til 16TB for at se, hvordan 64 år gammel teknologi tilpasser sig 2019, og vi bemærkede et par tendenser. Mestereksempler på moderne 3,5-tommer harddiske, produceret til rack-servere og lagersystemer, har noget til fælles med solid-state-drev – fra principperne for sektoradressering til direkte integration af flash-chips i den lokale hukommelsesstak. Og forbrugermodeller er til gengæld blevet tættere i deres egenskaber på deres servermodstykker, og selv beskrivelsen "desktop HDD" siger ikke længere så meget om enhedens hastighed og pålidelighed. Men formålet med denne anmeldelse er ikke begrænset til generelle ord. Vi satte os for at finde ud af, hvordan nye trends inden for harddiskdesign omsættes til hårde præstationstal.

⇡#Testdeltageres tekniske karakteristika

Før vi begynder at analysere testresultaterne, er det værd omhyggeligt at studere egenskaberne ved de enheder, som vi skal beskæftige os med. Denne gang er der ikke så mange af dem, som det plejer at ske i vores gruppetest, men vi har opfyldt hovedbetingelserne, uden hvilke en sammenligning af harddiske ikke kan hævde at være komplet. Gennemgangen omfattede produkter fra alle tre producenter - Seagate, Toshiba og Western Digital, og de tilhører forskellige kategorier: forbruger og server. De vigtigste egenskaber, der forener dem, er et volumen på 14 eller 16 TB, en forseglet kasse fyldt med helium og en spindelhastighed på 7200 rpm. Og til sammenligning med sværvægterne involverer testen tre mindre enheder, vi allerede kender (10 og 12 TB), designet til brug i servere, hjemme- eller kontor-NAS.

Производитель	Seagate			Toshiba		Western Digital
Series	BarraCuda Pro	Exos X10	IronWolf	MG08	S300	Ultrastar DC HC530
Model nummer	ST14000DM001	ST10000NM0016	ST12000VN0008	MG08ACA16TE	HDWT31AUZSVA	WUH721414ALE6L4
Form faktor	Xnumx tomme	Xnumx tomme	Xnumx tomme	Xnumx tomme	Xnumx tomme	Xnumx tomme
grænseflade	SATA 6 Gb/s	SATA 6 Gb/s	SATA 6 Gb/s	SATA 6 Gb/s	SATA 6 Gb/s	SATA 6 Gb/s
Kapacitet, GB	14 000	10 000	12 000	16 000	10 000	14 000
Konfiguration
Spindelrotationshastighed, rpm	7 200	7 200	7 200	7 200	7 200	7 200
Nyttig dataoptagelsestæthed, GB/plade	1 750	1 429	1 500	1 778	1 429	1 750
Antal plader/hoveder	8/16	7/14	8/16	9/18	7/14	8/16
Sektorstørrelse, bytes	4096 (512 byte emulering)	4096 (512 byte emulering)	4096 (512 byte emulering)	4096 (512 byte emulering)	4096 (512 byte emulering)	4096 (512 byte emulering)
Buffervolumen, MB	256	256	256	512	256	512
Ydelse
Maks. vedvarende sekventiel læsehastighed, MB/s	250	249	210	ND	248	267
Maks. vedvarende sekventiel skrivehastighed, MB/s	250	249	210	ND	248	267
Gennemsnitlig søgetid: læse/skrive, ms	ND	ND	ND	ND	ND	7,5/ND
fejltolerance
Designbelastning, TB/g	300	ND	180	550	180	550
Fatale læsefejl, antal forekomster pr. datavolumen (bit)	1/10^15	1/10^15	1/10^15	10/10^16	10/10^14	1/10^15
MTBF (middeltid mellem fejl), h	ND	2 500 000	1 000 000	2 500 000	1 000 000	2 500 000
AFR (sandsynlighed for fejl om året), %	ND	0,35	ND	ND	ND	0,35
Antal hovedparkeringscyklusser	300 000	600 000	600 000	600 000	600 000	600 000
Fysiske egenskaber
Strømforbrug: tomgang/læse-skrive, W	4,9/6,9	4,5/8,4	5,0/7,8	ND	7,15/9,48	5,5/6,0
Støjniveau: inaktivitet/søgning, B	ND	ND	1,8/2,8	2,0/ND	3,4/ND	2,0/3,6
Maksimal temperatur, °C: disk tændt/disk slukket	60/70	60/ND	70/70	55/70	70/70	60/70
Stødmodstand: disk tændt/disk slukket	ND	40 g (2 ms) / 250 g (2 ms)	70 g (2 ms) / 250 g (2 ms)	70 g (2 ms) / 250 g (2 ms)	70 g (2 ms) / 250 g (2 ms)	70 g (2 ms) / 300 g (2 ms)
Overordnede mål: L × H × D, mm	147 × 101,9 × 26,1	147 × 101,9 × 26,1	147 × 101,9 × 26,1	147 × 101,9 × 26,1	147 × 101,9 × 26,1	147 × 101,6 × 26,1
Vægt, g	690	650	690	720	770	690
Garantiperiode, år	5	5	3	5	3	5
Udsalgspris (USA, ekskl. moms), $	Fra 549 (newegg.com)	Fra 289 (newegg.com)	Fra 351 (newegg.com)	ND	Fra 301 (newegg.com)	Fra 439 (amazon.com)
Detailpris (Rusland), gnid.	Fra 34 (market.yandex.ru)	Fra 17 (market.yandex.ru)	Fra 26 (market.yandex.ru)	ND	Fra 19 (market.yandex.ru)	Fra 27 (market.yandex.ru)

Den første model i vores beskedne samling af harddiske af ubeskeden størrelse - BarraCuda Pro 14 TB - er et drev til stationære pc'er og DAS, men ikke simpelt, men "professionelt". På den ene side betyder det, at BarraCuda Pro er underlagt de typiske begrænsninger for desktop-harddiske. For eksempel er det ikke beregnet til at kombinere i RAID-arrays, da det til dette er ønskeligt at have TLER (Time-Limited Error Recovery) - en firmwareindstilling, der forhindrer HDD'en i at flyve ud af arrayet på grund af langvarige forsøg fra mikrocontrolleren at læse problemsektoren. Derudover er BarraCuda Pro-chassiset ikke velegnet til at arbejde i en hylde eller NAS med flere kurve, fordi det ikke kompenserer for rotationsvibrationer.

Men på den anden side, i modsætning til de fleste andre desktop-harddiske, har HDD'er af dette mærke en øget årlig belastningsressource - op til 300 TB omskrivning, er klar til at arbejde 24/7 og er ledsaget af en fem-års garanti. Du skal nok heller ikke klage over ydeevnen (i hvert fald i opgaver med overvejende lineær dataadgang): takket være otte 1,75 TB-plader opnår enheden en stabil gennemstrømning på 250 MB/s. Derudover lover producenten, at random access-hastigheden i BarraCuda Pro skal være højere sammenlignet med almindelige drev til stationære computere, og strømforbruget er tværtimod lavere end de fleste 3,5-tommer modeller. Vi vil dog stadig tjekke alle Seagates udtalelser.

For at erobre et så højt niveau af datatæthed inden for rammerne af standard vinkelret optagelse uden brug af niche SMR (Shingled Magnetic Recording) teknologi, var Seagate nødt til at implementere en af ​​de lovende metoder, som vi skriver om år efter år i vores afsluttende artikler, - såkaldte todimensionel optagelse (Two-Dimensional Magnetic Recording). Men i modsætning til navnet er TDMR på ingen måde forbundet med dataregistreringsproceduren som sådan og er designet til at øge signal-til-støj-forholdet under forhold med høj tæthed af spor på en magnetisk plade på grund af den samtidige læsning af et spor af to læsehoveder: sidstnævnte er adskilt på en sådan måde, at feltet fanger tilstødende spor, og det bliver lettere at kompensere for interferens. I fremtiden vil harddiske med TDMR tilføje endnu flere hoveder, og sammen med pålideligheden af ​​datalæsning kan dens hastighed stige, men det er stadig en sag for fremtiden.

BarraCuda Pro-drev adskiller sig på mange måder fra relaterede enheder i den yngre serie uden Pro-præfikset - startende med det faktum, at alle HDD-producenter har standard desktop-modeller fast på 6-8 TB. BarraCuda Pro-drevet kan snarere beskrives som et afkom af Seagate-servergrenen, som er frataget funktioner relateret til at arbejde i arrays. Men som et resultat er prisen på enheden steget til niveauet for virksomhedsmodeller eller endnu højere: i Rusland kan en 14-terabyte-model ikke findes billigere end 34 rubler og på detailsider i USA - 348 $. Selv Seagate nearline-modeller af samme volumen koster mindre - fra $549 eller 375 rubler.

Det næste testobjekt, 14 TB Ultrastar DC HC530, er et nearline-drev, der repræsenterede det bedste, Western Digital-ingeniører kunne gøre, indtil den nye 16 TB-model ankom. Og i praksis med 3DNews blev det den første Ultrastar-harddisk uden de sædvanlige bogstaver HGST i navnet: Virksomheden overførte alle servermodeller under sit eget mærke, efter at HGST's aktiver var fuldstændig opløst i det forenede selskab. I sine nøglekarakteristika ligner denne enhed BarraCuda Pro med samme volumen: inde i det forseglede kabinet på Ultrastar DC HC530 er der også otte magnetiske plader med en nyttig kapacitet på 1750 GB, og TDMR-teknologi giver datalæsning fra tæt afstand spor. Men med hensyn til andre parametre og de mange ekstra funktioner, der er typiske for virksomhedens HDD'er, kan Ultrastar DC HC530 ikke sættes på samme niveau som desktop-modeller, selvom BarraCuda Pro ikke er en typisk repræsentant for sin kategori.

Således er den nyttige skrivetæthed på BarraCuda Pro og Ultrastar DC HC530 pladerne den samme, ligesom spindelhastigheden er, men WD-produktet garanterer en højere vedvarende lineær læse- og skrivehastighed for data - op til 267 MB/s (det er det ikke klart, hvor forskellen kom fra, men test vil vise, om den virkelig eksisterer). Latens under tilfældig adgang hjælpes til at reducere af en ny, tredje generation af to-trins aktuator og en stor 512 MB buffer, og vigtigst af alt, Media Cache - reservezoner til hurtig skrivning af blokke spredt ud over overfladen af ​​pladerne. Sidstnævnte funktion gør, at moderne nearline-diske ligner solid-state-drev, som også har et variabelt forhold mellem fysiske sektorer og logiske blokke. Og begyndende med 10-terabyte Ultrastar DC HC330-modellerne bruger WD også en lille mængde flashhukommelse til at cache skrivehandlinger. Bemærk, at sammen med (potentielt) ekstrem høj ydeevne efter standarderne for magnetiske drev, udmærker WD-produktet sig ved et moderat strømforbrug - faktisk er det enheden med det laveste strømforbrug blandt alle testdeltagere, at dømme efter dets pasparametre .

Drev af denne klasse er bygget med forventning om kontinuerlig drift i et serverrack: dobbeltsidet spindelmontering, rotationsvibrationskompensation - disse og andre designfunktioner i Ultrastar DC HC530 gjorde det muligt at øge diskens designbelastning til 550 TB/år, og MTBF er typisk for nearline-modeller 2,5 millioner timer. I tilfælde af en usandsynlig fejl ved opdatering af firmwaren, loddes en ekstra chip på controllerkortet. Disken leveres i modifikationer med indbygget adgang til 4 KB markup eller emulering af 512-byte sektorer, med en SATA eller SAS interface. I sidstnævnte tilfælde er muligheden for end-to-end datakryptering også tilgængelig.

Detailpriserne på WD Ultrastar DC HC530 i en konfiguration med en SATA-port og emulering af ældre 512-byte-markering svarer til de avancerede egenskaber og teknologier for denne enhed: fra RUB 27. i russiske onlinebutikker og $495 på Amazon.

Det var ikke nemt at samle en samling på 14 TB harddiske til sammenlignende test, og vi var aldrig i stand til at få en passende enhed fra en tredje producent - Toshiba. Men i stedet fik vi en model af næste generation, 16 TB. Nu tilbyder alle tre harddiskvirksomheder drev med lignende kapacitet, men Toshibas produkt i MG08-serien var det allerførste blandt dem. Det japanske firmas rekord er afhængig af plader med nogenlunde, hvis ikke nøjagtigt, samme fysiske tæthed som 14TB BarraCuda Pro og Ultrastar-harddiskene, men det er første gang, Toshiba har været i stand til at pakke ni pandekager ind i et standard 3,5-tommer etui. Ikke uden TDMR-teknologi, som er blevet en væsentlig betingelse for at erobre nye kapacitetsgrænser. Toshiba MG08's lineære læse/skrive-gennemløb bør være på niveau med WD Ultrastar DC HC530, men mærkeligt nok afslører producenten ikke nogen detaljer om enhedens ydeevne.

Men det er kendt, at Toshiba også har truffet foranstaltninger for at øge pålideligheden og samtidig reducere latensen af ​​skriveoperationer: Flash-hukommelseschippen ombord på MG08 i tilfælde af strømafbrydelse giver dig mulighed for at gemme data sendt af værtscontrolleren til skrivning, men at dømme efter testresultaterne, fungerer også som cachehukommelse på andet niveau efter DRAM-bufferen. Denne teknologi (Persistent Write Cache) optræder dog kun i specifikationerne for diske med 512-byte layoutemulering, hvilket er en yderligere kilde til fare under et strømsvigt (og til en vis grad stjæler ydeevne) på grund af behovet for at udføre en læsning -modify-write operation hver gang registreringer af logiske blokke, der ikke falder sammen med grænserne for fysiske sektorer. Men MG08-serien inkluderer også modeller med indbygget adgang til 4-kilobyte sektorer. Om det betyder, at sidstnævnte er fuldstændig blottet for flash-hukommelse, eller at backup-funktionen netop er blevet fjernet fra den, ved vi ikke. Men uanset PWC, Toshiba MG08 og andre drev fra dette firma, så brug Dynamic Cache-algoritmer, som ifølge producenten optimalt fordeler bufferplads mellem læse- og skriveoperationer. Vi har heller ingen detaljerede oplysninger om dem.

Andre kilder til øget fejltolerance i Toshiba MG08-designet er spindelbeslag på begge sider og rotationsvibrationssensorer. Disse drev er designet til at skrive 550 TB data om året, har en gennemsnitlig tid mellem fejl på 2,5 millioner timer, standard for virksomhedsenheder og en femårig garantiperiode. Flere forskellige drevkonfigurationer kan bestilles med et SATA- eller SAS-interface og valgfri end-to-end-kryptering. Vi kan dog ikke give dig en prisguide: Toshibas 16-terabyte-drev blev introduceret tilbage i januar, men det er stadig et sjældent udyr i detailsalget.

Toshiba MG08 16 TB

Nu hvor vi har mødt de tre hovedtestdeltagere, så lad os se på de mindre harddiske, som vi skal sammenligne de nye 14-16 terabyte modeller med. En af dem, Exos X10 med en kapacitet på 10 TB, er et nearline-drev, der indeholder syv magnetiske plader i et forseglet hus. Og selvom, da den anvendelige kapacitet af pladen er steget fra 1429 til 1750 GB eller mere, bør den sekventielle adgangshastighed på harddiske også stige, i denne parameter er Exos X10 praktisk talt ikke ringere end den samme 14 TB BarraCuda Pro iht. specifikationerne for begge drev. Der er tydeligvis noget, der ikke stemmer overens i specifikationerne for Seagate-harddiske, men vi har mulighed for at finde ud af alt i praksis.

For at øge hastigheden af ​​random access-operationer har Exos-serien en udviklet AWC (Advanced Write Caching) skrive-caching-mekanisme, som reducerer responstiden. Under AWC grupperes skrivninger i en DRAM-buffer, som de er på enhver anden harddisk, men bufferen beholder en kopi af dataene, efter at de er tømt til pladen, og indholdet af den spejlede buffer kan straks læses af værten controller. I Seagate server harddiske 2,5-tommer AWC-formfaktoren inkluderer det næste hurtigste trin - reserverede områder på overfladen af ​​pladerne, hvor data fra DRAM skrives i sekventiel rækkefølge (Media Cache), samt en lille mængde ikke-flygtig hukommelse til at redde data fra bufferen i tilfælde af strømsvigt. Men Exos X10 har ikke flash-hukommelse, og måske Media Cache sammen med det.

Sammenlignet med forbrugsharddiske til stationære computere og NAS, er Exos-seriens drev kendetegnet ved høj MTBF (2,5 millioner timer) og designbelastning (550 TB/år), evnen til at fungere i et serverrack uden begrænsninger på antallet af kurve, og fem års levetid, garantiservice. Harddisken med modelnummer ST10000NM0016, som vi modtog til test, hører også til Hyperscale-modifikationerne, som har lavere strømforbrug sammenlignet med andre medlemmer af Exos-familien, men kun fås med et SATA-interface og emulering af 512-byte-sektorer . I konfigurationer med et SAS-stik har Exos-modeller også muligheder med indbygget adgang til 4 KB-sektorer samt end-to-end fuld-disk-kryptering.

Seagate IronWolf-harddisken blev for nylig vist i vores anmeldelse nye repræsentanter for dette mærke sammen med en Seagate SSD til netværkslagring. 12-terabyte IronWolf-modellen ser ud til at være udstyret med plader med samme fysiske layouttæthed som Exos X10, kun her er der en mere af dem. Seagate estimerer dog ydeevnen af ​​sin idé i sekventielle læse- og skriveoperationer meget lavere - kun 210 MB/s. Og der er ingen sofistikerede teknologier, der har til formål at kompensere for den høje responsforsinkelse, der er iboende i magnetiske drev.

Men alle IronWolf-harddiske, startende med en kapacitet på 4 TB, lånte en række hardwarefunktioner fra Exos-serien, der bidrager til øget fejltolerance. Den magnetiske tallerkenblok på hver harddisk er afbalanceret i to planer, og rotationsvibrationssensorer sikrer stabil drift i rackmonterede lagersystemer eller stand-alone NAS med op til otte diskbure. IronWolf er designet til moderate driftsforhold med en designbelastning på 180 TB/år og har en MTBF på 1 million timer. Som følge heraf er garantiperioden for IronWolf ikke så lang som for mere seriøse modeller i Seagate-kataloget - tre år.

Under S300-mærket har det japanske firma Toshiba udgivet en række drev til videoovervågningssystemer - disse harddiske er også dedikeret til deres egne oversigt på siderne af 3DNews. Ved at udvide ATA Streaming Command Set dataoverførselsprotokollen garanterer de ældre Toshiba S300-modeller samtidig videooptagelse fra 64 overvågningskameraer, men i deres kerne er de typiske drev til NAS og DAS med evnen til at fungere 24/7 og en anstændig MTBF: ligesom IronWolf er det 1 million timer, og garantiperioden er den samme tre år. Takket være designfordelene ved S300-chassiset - dobbeltsidet spindelmontering og aktiv rotationsvibrationskompensation - er det muligt at installere mere end otte af disse enheder i én rackhylde eller fritstående NAS.

S300-modellen, der er valgt til sammenligning med nye produkter med en kapacitet på 14-16 TB, er bygget på hardwarechassiset på MD06ACA-V-serverdrev og indeholder syv magnetiske plader, og enhedsspecifikationerne angiver en tilfældig læse-/skrivehastighed på 248 MB/s, typisk for moderne HDD'er med stor kapacitet. Men af ​​de teknikker, der bruges i Toshiba-serverharddiske til at reducere latency, har S300 kun Dynamic Cache-funktionen.

I modsætning til alle andre testdeltagere klarer S300, selv med en tæt stabel på syv plader, sig uden helium og er anbragt i en standard ventileret kuffert. Det ser ud til, at det er af denne grund, at 10 terabyte-modellen har den højeste strømforbrugsværdi i oversigtstabellen over specifikationer for testdeltagere, og denne parameter, selvom den i sig selv kun er vigtig for datacenteradministratorer, bestemmer direkte temperaturen på HDD. Vi tjekker selv det faktiske strømforbrug for S300, men indtil videre tager vi dette punkt til efterretning.

Kilde: 3dnews.ru