Új cikk: 14–16 TB-os merevlemezek tesztelése: nem csak nagyobb, de jobb is
A merevlemez kapacitása folyamatosan növekszik, de a növekedés üteme az elmúlt években folyamatosan csökken. Tehát az első 4 TB-os meghajtó kiadására a 2 TB-os HDD-k értékesítése után az iparág mindössze két évet töltött, három évbe telt a 8 TB-os határ elérése, és további három évbe telt, hogy megduplázza a 3,5-ös kapacitását. -hüvelykes merevlemez öt év alatt csak egyszer sikerült.
A legújabb áttörést az innovatív megoldások teljes listájának köszönhetjük. Manapság még az olyan konzervatívok is, mint a Toshiba, akik a közelmúltig elutasították a héliumot, kénytelenek zárt tokban merevlemezeket gyártani, és az orsón lévő lemezek száma kilenc darabra nőtt - bár egykor és hosszú ideig öt lemezt gyártottak. ésszerű határnak tekinthető. Egyes résekben az ún. technológiát alkalmazzák. csempe felvétel (SMR, Shingled Magnetic Recording), amelyben a tányéron lévő szektorsávok részben átfedik egymást. És végül, hogy a merevlemez-kapacitás korlátját 14 TB-ról 16 TB-ra tolják el SMR használata nélkül, a gyártóknak be kellett vezetniük az egyik ígéretes technológiát, amelynek fokozatosan szűkülő listáját évente megismételjük. végső cikkek, — egy műsorszám olvasása több fejjel egyidejűleg (TDMR, kétdimenziós mágneses rögzítés). A további haladás előbb-utóbb nagyobb változtatásokat tesz szükségessé a HDD működésének alapjaiban – például a tányért lézerrel vagy mikrohullámú sütővel (HAMR/MAMR, Heat/Microwave-Assisted Magnetic Recording) kell felmelegíteni abban a pillanatban, amikor az áthalad a felvevőfejen.
Könnyen belátható azonban, hogy az összes leírt technika elsősorban az írási sűrűség növelésére és a hangerő növelésére irányul egyetlen orsón, bár sok közülük jótékony mellékhatást jelent a lineáris adatolvasás és -írás megnövekedett sebessége formájában. E paraméter szerint a modern HDD-k átlépték a 250 MB/s-os határt, és már összehasonlíthatók a korai fogyasztói szilárdtestalapú meghajtókkal. De a mágneses lemezek véletlenszerű szektoraihoz való hozzáférés sebessége alig halad előre, és a mennyiséget tekintve a másodpercenkénti műveletek száma csak csökken. Ugyanakkor megnövekedett hibatűrési követelmények is felmerülnek, mivel minél több adatot tárolnak egy orsón, annál fontosabb, hogy ne veszítsék el, és annál tovább tart a helyreállítás.
Ám a mágneses tárolóeszközök megalkotói erre a kihívásra is választ találtak. Három merevlemezt vettünk 14 TB és 16 TB között, hogy megnézzük, hogyan alkalmazkodik a 64 éves technológia 2019-hez, és észrevettünk néhány trendet. A rack szerverekhez és tárolórendszerekhez gyártott modern, 3,5 hüvelykes merevlemezek bajnok példáiban van valami közös a szilárdtestalapú meghajtókkal – a szektorcímzés elvétől a flash chipek helyi memóriaverembe való közvetlen integrálásáig. A fogyasztói modellek pedig jellemzőikben közelebb kerültek szervertársaikhoz, sőt az „asztali HDD” leírás sem mond már annyit a készülék sebességéről és megbízhatóságáról. De ennek az áttekintésnek a célja nem korlátozódik az általános szavakra. Szándékunkban áll kideríteni, hogy a merevlemez-tervezés új trendjei hogyan válnak át kemény teljesítményszámokká.
Mielőtt elkezdené elemezni a teszteredményeket, érdemes alaposan tanulmányozni azon eszközök jellemzőit, amelyekkel foglalkozni fogunk. Ezúttal nincs annyi belőlük, mint általában csoportos tesztjeink során, de teljesítettük azokat a főbb feltételeket, amelyek nélkül a merevlemezek összehasonlítása nem mondható teljesnek. A felülvizsgálatban mindhárom gyártó – Seagate, Toshiba és Western Digital – termékei szerepeltek, és különböző kategóriákba tartoznak: fogyasztói és szerver. A fő jellemzők, amelyek egyesítik őket: 14 vagy 16 TB térfogat, héliummal töltött zárt tok és 7200 ford./perc orsófordulatszám. A nehézsúlyúakkal való összehasonlítás kedvéért a tesztelésben három, nálunk már ismert kisebb eszköz (10 és 12 TB) vesz részt, amelyeket szerverekben, otthoni vagy irodai NAS-okban való használatra terveztek.
Végzetes olvasási hibák, előfordulások száma adatkötetenként (bit)
1/10^15
1/10^15
1/10^15
10/10^16
10/10^14
1/10^15
MTBF (átlagos meghibásodások közötti idő), h
ND
+2 500 000 XNUMX
+1 000 000 XNUMX
+2 500 000 XNUMX
+1 000 000 XNUMX
+2 500 000 XNUMX
AFR (meghibásodás valószínűsége évente), %
ND
0,35
ND
ND
ND
0,35
A fejparkolási ciklusok száma
300 000
600 000
600 000
600 000
600 000
600 000
Fizikai jellemzők
Energiafogyasztás: üresjárat/írás-olvasás, W
4,9/6,9
4,5/8,4
5,0/7,8
ND
7,15/9,48
5,5/6,0
Zajszint: inaktivitás/keresés, B
ND
ND
1,8/2,8
2,0/ND
3,4/ND
2,0/3,6
Maximális hőmérséklet, °C: lemez be/lemez kikapcsolva
60/70
60/ND
70/70
55/70
70/70
60/70
Ütésállóság: lemez be/lemez kikapcsolva
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)
Teljes méretek: H × M × M, 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
Súly, g
690
650
690
720
770
690
Garanciaidő, év
5
5
3
5
3
5
Kiskereskedelmi ár (USA, adó nélkül), $
549-től (newegg.com)
289-től (newegg.com)
351-től (newegg.com)
ND
301-től (newegg.com)
439-től (amazon.com)
Kiskereskedelmi ár (Oroszország), dörzsölje.
34 348-tól (market.yandex.ru)
17 498-tól (market.yandex.ru)
26 320-tól (market.yandex.ru)
ND
19 784-tól (market.yandex.ru)
27 495-tól (market.yandex.ru)
Szerény méretű, szerény merevlemez-gyűjteményünk első modellje - BarraCuda Pro 14 TB - egy meghajtó asztali PC-khez és DAS-hoz, de nem egyszerű, hanem „professzionális”. Ez egyrészt azt jelenti, hogy a BarraCuda Pro az asztali merevlemezekre jellemző korlátozások alá esik. Például nem RAID tömbökbe való kombinálásra szánták, mivel ehhez kívánatos a TLER (Time-Limited Error Recovery) - egy firmware-beállítás, amely megakadályozza, hogy a HDD kirepüljön a tömbből a mikrokontroller hosszan tartó próbálkozásai miatt. olvasni a problémás szektort. Ráadásul a BarraCuda Pro alváz nem alkalmas polcon vagy több kosaras NAS-ban való munkára, mert nem kompenzálja a forgási rezgést.
Másrészt azonban, ellentétben a legtöbb asztali merevlemezzel, az ilyen márkájú HDD-k megnövekedett éves terhelési erőforrással rendelkeznek - akár 300 TB átírásra is, készen állnak a 24 órás munkavégzésre, és öt év garancia is jár hozzájuk. Valószínűleg a teljesítményre sem kell majd panaszkodni (legalábbis a túlnyomórészt lineáris adatelérésű feladatoknál): nyolc 7 TB-os tányérnak köszönhetően a készülék stabilan, 1,75 MB/s-os átviteli sebességet ér el. Ezenkívül a gyártó azt ígéri, hogy a BarraCuda Pro véletlen hozzáférési sebességének magasabbnak kell lennie az asztali számítógépek hagyományos meghajtóihoz képest, és az energiafogyasztás éppen ellenkezőleg, alacsonyabb, mint a legtöbb 250 hüvelykes modellé. Ennek ellenére továbbra is ellenőrizni fogjuk a Seagate összes nyilatkozatát.
Ahhoz, hogy a szabványos merőleges rögzítés keretein belül, a niche SMR (Shingled Magnetic Recording) technológia alkalmazása nélkül ilyen magas adatsűrűséget hódítsanak meg, a Seagate-nek meg kellett valósítania az egyik ígéretes módszert, amelyről évről évre írunk. végső cikkek, - ún kétdimenziós felvétel (Two-Dimensional Magnetic Recording). De a nevével ellentétben a TDMR semmilyen módon nem kapcsolódik az adatrögzítési eljáráshoz, mint olyanhoz, és célja, hogy növelje a jel-zaj arányt a mágneses tányéron lévő nagy sávsűrűség esetén a sáv egyidejű olvasása miatt. két olvasófejjel: az utóbbiak egymástól olyan távolságra vannak elhelyezve, hogy a mező rögzíti a szomszédos nyomokat, és könnyebben kompenzálható az interferencia. A jövőben a TDMR-rel ellátott merevlemezek még több fejet adnak hozzá, és az adatolvasás megbízhatósága mellett a sebessége is növekedhet, de ez még a jövő kérdése.
A BarraCuda Pro meghajtók sok tekintetben eltérnek a Pro előtag nélküli, fiatalabb sorozat kapcsolódó eszközeitől – kezdve azzal a ténnyel, hogy minden HDD-gyártó szabványos asztali modelljei 6–8 TB-on vannak. A BarraCuda Pro meghajtó inkább a Seagate szerverág utódjaként írható le, amely megfosztott a tömbökben végzett munkához kapcsolódó funkcióktól. De ennek eredményeként a készülék ára a vállalati modellek szintjére emelkedett, vagy még magasabbra: Oroszországban egy 14 terabájtos modellt nem lehet olcsóbban találni 34 348 rubelnél, az Egyesült Államok kiskereskedelmi oldalain pedig - 549 dollárt. Még az azonos volumenű Seagate nearline modellek is kevesebbe kerülnek - 375 dollártól vagy 28 936 rubeltől.
A következő tesztalany, a 14 TB-os Ultrastar DC HC530 egy olyan közeli meghajtó, amely a legjobbat képviselte, amit a Western Digital mérnökei tehettek az új 16 TB-os modell megérkezéséig. A 3DNews gyakorlatában pedig ez lett az első Ultrastar márkájú merevlemez, amelynek nevében nem szerepeltek a szokásos HGST betűk: a cég az összes szervermodellt saját márkanév alá ruházta át, miután a HGST vagyona teljesen feloszlott az egyesült társaságban. Főbb jellemzőiben ez az eszköz hasonlít az azonos térfogatú BarraCuda Pro-hoz: az Ultrastar DC HC530 zárt tokjában nyolc mágneses lemez is található, amelyek hasznos kapacitása 1750 GB, a TDMR technológia pedig adatolvasást biztosít a sűrűn elhelyezett helyekről. pályák. Ám az egyéb paraméterek és a vállalati HDD-kre jellemző kiegészítő funkciók sokasága tekintetében az Ultrastar DC HC530 nem kerülhet egy szintre az asztali modellekkel, még akkor sem, ha a BarraCuda Pro nem tipikus képviselője kategóriájának.
Így a hasznos írási sűrűség a BarraCuda Pro és Ultrastar DC HC530 tányérokon megegyezik az orsó sebességével, de a WD termék nagyobb, tartós lineáris olvasási és írási sebességet garantál – akár 267 MB/s-ig (ez nem világos, honnan ered a különbség, de a tesztek megmutatják, hogy valóban létezik-e). A véletlen hozzáférés alatti késéseket egy új, harmadik generációs kétfokozatú működtető és egy nagy, 512 MB-os puffer segít csökkenteni, és ami a legfontosabb, a Media Cache - tartalék zónák a tányérok felületén szétszórt blokkok gyors írásához. Ez utóbbi tulajdonság a modern, nearline lemezeket hasonlóvá teszi a szilárdtestalapú meghajtókhoz, amelyeknek szintén változó az aránya a fizikai szektorok és a logikai blokkok között. A 10 terabájtos Ultrastar DC HC330 modellektől kezdve a WD kis mennyiségű flash memóriát is használ az írási műveletek gyorsítótárazásához. Vegye figyelembe, hogy a mágneses meghajtók szabványai szerint (potenciálisan) rendkívül magas teljesítmény mellett a WD terméket mérsékelt energiafogyasztás jellemzi - valójában ez a legalacsonyabb fogyasztású eszköz a teszt résztvevői közül, az útlevél paraméterei alapján. .
Az ebbe az osztályba tartozó meghajtók a folyamatos működés elvárásával szerverrackben készülnek: kétoldalas orsó rögzítés, forgási vibráció kompenzáció - ezek és az Ultrastar DC HC530 egyéb tervezési jellemzői lehetővé tették a lemez tervezési terhelésének 550-re növelését TB/év, és az MTBF a közeli modellekre jellemző 2,5 millió óra. Valószínűtlen hiba esetén a firmware frissítése során egy tartalék chipet forrasztanak a vezérlőkártyára. A lemez olyan módosításokkal érkezik, amelyek natív hozzáféréssel rendelkeznek a 4 KB-os jelöléshez vagy az 512 bájtos szektorok emulációjához, SATA vagy SAS interfésszel. Ez utóbbi esetben a végpontok közötti adattitkosítás lehetősége is elérhető.
A WD Ultrastar DC HC530 kiskereskedelmi ára SATA-porttal és a régi 512 bájtos jelölés emulációjával összhangban az eszköz fejlett jellemzőinek és technológiáinak felel meg: 27 495 RUB-tól. az orosz online áruházakban és 439 dollárt az Amazonon.
Nem volt könnyű összeállítani egy 14 TB-os merevlemez-gyűjteményt az összehasonlító teszteléshez, és soha nem tudtunk megfelelő eszközt szerezni harmadik gyártótól - a Toshibától. De helyette a következő generációs, 16 TB-os modellt kaptuk. Most már mindhárom merevlemezgyártó cég kínál hasonló kapacitású meghajtókat, de a Toshiba MG08 sorozatú terméke volt köztük a legelső. A japán cég rekordja a 14 TB-os BarraCuda Pro és Ultrastar merevlemezekkel nagyjából, ha nem is pontosan ugyanolyan fizikai sűrűségű tányérokra támaszkodik, de ez az első alkalom, hogy a Toshiba kilenc palacsintát képes egy szabványos 3,5 hüvelykes tokba csomagolni. A TDMR technológia nélkül sem, amely elengedhetetlen feltétele lett a kapacitás új határainak meghódításának. A Toshiba MG08 lineáris olvasási/írási teljesítményének a WD Ultrastar DC HC530 szintjén kell lennie, de furcsa módon a gyártó nem árul el részleteket a készülék teljesítményéről.
De köztudott, hogy a Toshiba intézkedéseket is tett a megbízhatóság növelése és egyben az írási műveletek késleltetésének csökkentése érdekében: az MG08 fedélzetén lévő flash memória chip áramkimaradás esetén lehetővé teszi a gazdavezérlő által küldött adatok mentését. íráshoz, de a teszteredményekből ítélve a DRAM puffer után második szintű cache memóriaként is szolgál. Ez a technológia (Persistent Write Cache) azonban csak az 512 bájtos elrendezés emulációval rendelkező lemezek specifikációiban jelenik meg, ami további veszélyforrást jelent áramkimaradás esetén (és bizonyos mértékig ellopja a teljesítményt) az olvasás szükségessége miatt. -módosítás-írás művelet minden alkalommal, amikor olyan logikai blokkok rekordjai vannak, amelyek nem esnek egybe a fizikai szektorok határaival. De az MG08 sorozat olyan modelleket is tartalmaz, amelyek natív hozzáféréssel rendelkeznek a 4 kilobájtos szektorokhoz. Hogy ez azt jelenti, hogy utóbbiakból teljesen hiányzik a flash memória, vagy éppen a mentés funkciót távolították el róla, nem tudni. De függetlenül a PWC-től, a Toshiba MG08-tól és a cég egyéb meghajtóitól, használjon Dynamic Cache algoritmusokat, amelyek a gyártó szerint optimálisan osztják el a pufferterületet az olvasási és írási műveletek között. Ezekről sem rendelkezünk részletes információval.
A Toshiba MG08 kivitelben a megnövekedett hibatűrés további forrásai a kétoldali orsótartók és a forgási rezgésérzékelők. Ezeket a meghajtókat úgy tervezték, hogy évente 550 TB adatot írjanak, átlagosan 2,5 millió óra a meghibásodások közötti idő, ez szabványos a vállalati eszközökhöz, és ötéves garanciaidővel rendelkeznek. Számos különböző meghajtókonfiguráció rendelhető, SATA vagy SAS interfésszel és opcionális végpontok közötti titkosítással. Árajánlatot azonban nem tudunk adni: a Toshiba 16 terabájtos meghajtóját még januárban mutatták be, de még mindig ritka vadállat a kiskereskedelemben.
Toshiba MG08 16 TB
Most, hogy találkoztunk a három fő tesztrésztvevővel, nézzük a kisebb merevlemezeket, amelyekkel össze kell hasonlítanunk az új, 14-16 terabájtos modelleket. Az egyik, a 10 TB kapacitású Exos X10 egy közeli meghajtó, amely hét mágneses lemezt tartalmaz zárt házban. És bár mivel a tál használható kapacitása 1429-ről 1750 GB-ra vagy még többre nőtt, a merevlemezek szekvenciális hozzáférési sebességének is növekednie kell, ebben a paraméterben az Exos X10 gyakorlatilag nem alacsonyabb, mint ugyanaz a 14 TB-os BarraCuda Pro. mindkét meghajtó specifikációi. Valami egyértelműen nem stimmel a Seagate merevlemezek specifikációiban, de a gyakorlatban van lehetőségünk mindent megtudni.
A véletlen hozzáférésű műveletek sebességének növelése érdekében az Exos sorozat kifejlesztett AWC (Advanced Write Caching) írási gyorsítótárazási mechanizmussal rendelkezik, amely csökkenti a válaszidőt. Az AWC alatt az írások egy DRAM pufferbe vannak csoportosítva, mint bármely más merevlemezen, de a puffer megőrzi az adatok másolatát, miután a tálcára öblítik, és a tükrözött puffer tartalmát a gazdagép azonnal elolvashatja. vezérlő. BAN BEN Seagate szerver merevlemezek A 2,5 hüvelykes AWC alaktényező tartalmazza a következő leggyorsabb szakaszt - a lemezek felületén lefoglalt területeket, ahol a DRAM-ból származó adatok szekvenciális sorrendben kerülnek kiírásra (Media Cache), valamint egy kis mennyiségű nem felejtő memória az adatok mentéséhez a pufferből áramkimaradás esetén. De az Exos X10 nem rendelkezik flash memóriával, és talán Media Cache-vel együtt.
Az asztali számítógépekhez és a NAS-hoz készült fogyasztói merevlemezekhez képest az Exos sorozatú meghajtókat a magas MTBF (2,5 millió óra) és a tervezési terhelés (550 TB/év), a kosarak számának korlátozása nélküli szerverrackben való működése jellemzi. és öt év élettartammal.garanciális szerviz. A tesztelésre kapott ST10000NM0016 típusszámú merevlemez szintén a Hyperscale módosításokhoz tartozik, amelyek az Exos család többi tagjához képest alacsonyabb fogyasztásúak, de csak SATA interfésszel és 512 bájtos szektorok emulációjával érhetők el. . A SAS-csatlakozóval rendelkező konfigurációkban az Exos modellek natív hozzáféréssel is rendelkeznek a 4 KB-os szektorokhoz, valamint végpontok közötti teljes lemeztitkosítással.
A Seagate IronWolf merevlemez nemrégiben jelent meg áttekintésünket ennek a márkának új képviselői, valamint egy Seagate SSD a hálózati tároláshoz. A 12 terabájtos IronWolf modell a jelek szerint ugyanolyan fizikai elrendezéssűrűségű tányérokkal van felszerelve, mint az Exos X10, csak itt van még egy belőlük. A Seagate azonban sokkal alacsonyabbra becsüli ötletgazda teljesítményét a szekvenciális olvasási és írási műveletekben – mindössze 210 MB/s-ra. És nincsenek olyan kifinomult technológiák, amelyek a mágneses meghajtókban rejlő magas válaszkésleltetést kompenzálnák.
De az összes IronWolf merevlemez, kezdve a 4 TB-os kapacitással, számos olyan hardverfunkciót kölcsönzött az Exos sorozatból, amelyek hozzájárulnak a megnövekedett hibatűréshez. Az egyes merevlemez-meghajtók mágneses tányérblokkja két síkban van kiegyensúlyozva, a forgási rezgésérzékelők pedig stabil működést biztosítanak rack-be szerelhető tárolórendszerekben vagy akár nyolc lemezrekeszekkel rendelkező önálló NAS-ban. Az IronWolf mérsékelt üzemi körülményekre készült, 180 TB/év tervezési terhelés mellett, és 1 millió órás MTBF-vel rendelkezik. Ennek eredményeként az IronWolf jótállási ideje nem olyan hosszú, mint a Seagate katalógusában szereplő komolyabb modellek esetében - három év.
Az S300 márkanév alatt a japán Toshiba cég egy sor meghajtót adott ki videó megfigyelőrendszerekhez – ezeket a merevlemezeket is saját maguknak szentelték. felül a 3DNews oldalain. Az ATA Streaming Command Set adatátviteli protokoll kibővítésével a régebbi Toshiba S300 modellek 64 megfigyelő kamera egyidejű videorögzítését garantálják, de lényegükben tipikus NAS és DAS meghajtók, 24/7 működési képességgel és megfelelő MTBF-fel: csakúgy, mint az IronWolf, ez 1 millió óra, és a garanciaidő ugyanaz, mint három év. Az S300 alváz tervezési előnyeinek – kétoldalas orsórögzítésnek és aktív forgási vibrációkompenzációnak – köszönhetően több mint nyolc ilyen eszköz egy rackpolcra vagy szabadon álló NAS-ra szerelhető.
A 300–14 TB kapacitású új termékekkel való összehasonlításra kiválasztott S16 modell az MD06ACA-V szervermeghajtók hardveres házára épül, hét mágneslemezt tartalmaz, a készülék specifikációi pedig 248-as véletlenszerű olvasási/írási sebességet jeleznek. MB/s, jellemző a modern, nagy kapacitású HDD-kre. A Toshiba szerver merevlemezeiben a késleltetés csökkentésére használt technikák közül azonban az S300 csak a Dynamic Cache funkcióval rendelkezik.
A teszt többi résztvevőjével ellentétben az S300 még hét lemezből álló sűrű köteggel is hélium nélkül működik, és szabványos szellőztetett tokban van elhelyezve. Úgy tűnik, éppen ezért a 10 terabájtos modell rendelkezik a legmagasabb fogyasztási értékkel a teszt résztvevőinek specifikációinak összefoglaló táblázatában, és ez a paraméter, bár önmagában csak az adatközpontok adminisztrátorai számára fontos, közvetlenül meghatározza a készülék hőmérsékletét. HDD. Mi magunk ellenőrizzük az S300 tényleges energiafogyasztását, de egyelőre ezt figyelembe vesszük.