新しい記事: 14 ～ 16 TB ハード ドライブのテスト: 大きいだけでなく、より優れたもの

ハードドライブの容量は増加し続けていますが、その増加率は近年着実に低下しています。そのため、4 TB HDD が発売された後、最初の 2 TB ドライブをリリースするまでに、業界はわずか 8 年を費やし、3,5 TB のマークに達するまでに XNUMX 年、XNUMX TB の容量を XNUMX 倍にするまでにさらに XNUMX 年かかりました。 XNUMX 年に XNUMX インチの HDD が成功したのは XNUMX 回だけです。

最新の画期的な進歩は、革新的なソリューションのリスト全体のおかげで達成されました。今日では、最近までヘリウムを拒否していた東芝のような保守派でさえ、密閉ケースでハードドライブを生産することを余儀なくされており、スピンドル上のプレートの数は 14 枚に増加しました。ただし、かつては長い間 16 枚のプレートが使用されていました。合理的な制限と考えられます。特定のニッチな分野では、いわゆるテクノロジーが使用されます。タイル録音 (SMR、シングルド磁気録音)。プラッター上のセクター トラックが部分的にオーバーラップします。そして最後に、SMR を使用せずにハード ドライブの容量制限を XNUMX TB から XNUMX TB に変更するには、メーカーは有望なテクノロジの XNUMX つを実装する必要がありました。そのリストは徐々に縮小されており、毎年再作成されます。 最終記事、 — 複数のヘッドで同時にトラックを読み取ります (TDMR、二次元磁気記録)。さらなる進歩には、遅かれ早かれ、記録ヘッドを通過する瞬間にレーザーやマイクロ波 (HAMR/MAMR、熱/マイクロ波支援磁気記録) を使用してプラッターを加熱するなど、HDD の動作の基本に大きな変更が必要になるでしょう。

ただし、説明されているすべての技術が主に書き込み密度を高め、単一スピンドル上の容量を増やすことを目的としていることが簡単にわかります。ただし、その多くは線形データの読み取りおよび書き込み速度の向上という有益な副作用があります。このパラメータによると、最新の HDD は 250 MB/秒の制限を突破しており、すでに初期の民生用ソリッド ステート ドライブに匹敵します。しかし、磁気ディスクのランダムセクタへのアクセスの高速化はほとんど進まず、量的にはXNUMX秒あたりの処理数が少なくなるばかりです。同時に、XNUMX つのスピンドルに保存されるデータが増えるほど、データを失わないことが重要になり、復元に時間がかかるようになるため、フォールト トレランスの要件も高まります。

しかし、磁気記憶装置の開発者は、この課題に対する答えも見つけました。 14 年前のテクノロジーが 16 年にどのように適応しているかを確認するために、64 TB から 2019 TB までの 3,5 台のハード ドライブを使用したところ、いくつかの傾向に気づきました。ラック サーバーやストレージ システム用に製造された最新の XNUMX インチ ハード ドライブの優れた例には、セクタ アドレス指定の原理からローカル メモリ スタックへのフラッシュ チップの直接統合に至るまで、ソリッド ステート ドライブとの共通点があります。そして、消費者向けモデルも、その特性がサーバー対応モデルに近づき、「デスクトップ HDD」という説明でさえ、デバイスの速度と信頼性についてはあまり語られなくなりました。しかし、このレビューの目的は一般的な言葉に限定されません。私たちは、ハード ドライブ設計の新しいトレンドがハード パフォーマンスの数値にどのように反映されるかを調べたいと考えています。

⇡#テスト参加者の技術的特徴

テスト結果の分析を始める前に、扱うデバイスの特性を注意深く研究する価値があります。今回は、グループテストで通常行われるほど多くのテストはありませんが、主要な条件は満たしました。これがなければハードドライブの比較は完了したとは言えません。レビューには、Seagate、東芝、Western Digital の 14 つのメーカーすべての製品が含まれており、それらはコンシューマとサーバーという異なるカテゴリに属しています。これらを統合する主な特徴は、16 TB または 7200 TB の容量、ヘリウムが充填された密閉ケース、および 10 rpm のスピンドル速度です。そして、強力なものとの比較のために、テストには、サーバー、家庭またはオフィスの NAS で使用するために設計された、すでによく知られている 12 つの小型デバイス (XNUMX TB および XNUMX TB) が含まれます。

Производитель	シーゲイト			東芝		ウェスタンデジタル
シリーズ	バラクーダ プロ	エクソスX10	アイアンウルフ	MG08	S300	ウルトラスターDCHC530
モデル番号	ST14000DM001	ST10000NM0016	ST12000VN0008	MG08ACA16TE	HDWT31AUZSVA	WUH721414ALE6L4
フォームファクタ	の3,5	の3,5	の3,5	の3,5	の3,5	の3,5
インターフェース	SATA 6Gb/秒	SATA 6Gb/秒	SATA 6Gb/秒	SATA 6Gb/秒	SATA 6Gb/秒	SATA 6Gb/秒
容量、GB	14 000	10 000	12 000	16 000	10 000	14 000
設定
主軸回転速度、rpm	7 200	7 200	7 200	7 200	7 200	7 200
有効データ記録密度、GB/プラッター	1 750	1 429	1 500	1 778	1 429	1 750
プレート/ヘッドの数	8/16	7/14	8/16	9/18	7/14	8/16
セクタサイズ、バイト数	4096 (512 バイトエミュレーション)	4096 (512 バイトエミュレーション)	4096 (512 バイトエミュレーション)	4096 (512 バイトエミュレーション)	4096 (512 バイトエミュレーション)	4096 (512 バイトエミュレーション)
バッファボリューム、MB	256	256	256	512	256	512
Производительность
最大。 持続的なシーケンシャル読み取り速度、MB/秒	250	249	210	ND	248	267
最大。 持続可能なシーケンシャル書き込み速度、MB/秒	250	249	210	ND	248	267
平均検索時間: 読み取り/書き込み、ミリ秒	ND	ND	ND	ND	ND	7,5/ND
耐障害性
設計荷重、TB/g	300	ND	180	550	180	550
致命的な読み取りエラー、データ ボリュームあたりの発生数 (ビット)	1/10^15	1/10^15	1/10^15	10/10^16	10/10^14	1/10^15
MTBF (平均故障間隔)、h	ND	2 500 000	1 000 000	2 500 000	1 000 000	2 500 000
AFR (年間故障確率)、%	ND	0,35	ND	ND	ND	0,35
ヘッドパーキングサイクル数	300 000	600 000	600 000	600 000	600 000	600 000
物理的特性
消費電力: アイドル/読み取り/書き込み、W	4,9/6,9	4,5/8,4	5,0/7,8	ND	7,15/9,48	5,5/6,0
騒音レベル: 非アクティブ/検索、B	ND	ND	1,8/2,8	2,0/ND	3,4/ND	2,0/3,6
最高温度、°C: ディスクオン/ディスクオフ	60/70	60/ND	70/70	55/70	70/70	60/70
耐衝撃性：ディスクオン/ディスクオフ	ND	40g(2ms)/250g(2ms)	70g(2ms)/250g(2ms)	70g(2ms)/250g(2ms)	70g(2ms)/250g(2ms)	70g(2ms)/300g(2ms)
全体寸法: 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
質量、g	690	650	690	720	770	690
保証期間、年数	5	5	3	5	3	5
小売価格（米国、税抜）、$	549 (newegg.com) から	289 (newegg.com) から	351 (newegg.com) から	ND	301 (newegg.com) から	439 (amazon.com) から
小売価格（ロシア）、こする。	34 から (market.yandex.ru)	17 から (market.yandex.ru)	26 から (market.yandex.ru)	ND	19 から (market.yandex.ru)	27 から (market.yandex.ru)

控えめなサイズのハードドライブの控えめなコレクションの最初のモデル - BarraCuda Pro 14 TB - は、デスクトップ PC および DAS 用のドライブですが、シンプルではなく「プロフェッショナル」です。これは、一方では、BarraCuda Pro がデスクトップ ハード ドライブの典型的な制限を受けることを意味します。たとえば、RAID アレイに結合することは意図されていません。このためには、TLER (Time-Limited Error Recovery) (マイクロコントローラーによる長時間の試行によって HDD がアレイから飛び出すのを防ぐファームウェア設定) が必要であるためです。問題のあるセクターを読み取ります。さらに、BarraCuda Pro シャーシは回転振動を補正しないため、複数のバスケットを備えた棚や NAS での作業にはあまり適していません。

しかしその一方で、他のほとんどのデスクトップハードドライブとは異なり、このブランドの HDD は年間負荷リソースが増加しており、最大 300 TB の書き換えが可能で、24 時間年中無休で動作し、7 年間の保証が付いています。おそらくパフォーマンスについても文句を言う必要はないでしょう (少なくとも主にリニア データ アクセスを行うタスクでは)。1,75 つの 250 TB プラッターのおかげで、デバイスは 3,5 MB/秒の安定したスループットを達成します。さらに、メーカーは、BarraCuda Pro のランダム アクセス速度がデスクトップ コンピュータ用の通常のドライブと比較して速く、消費電力がほとんどの XNUMX インチ モデルよりも低いことを約束しています。ただし、引き続き Seagate のすべての声明を確認します。

ニッチな SMR (シングル磁気記録) テクノロジを使用せずに、標準の垂直記録の枠組み内でこのような高レベルのデータ密度を達成するには、シーゲイトは、当社が毎年記事にしている有望な方法の 1 つを実装する必要がありました。 最終記事、 - いわゆる二次元記録（二次元磁気記録）。しかし、その名前に反して、TDMR はデータ記録手順そのものとはまったく関係がなく、トラックの同時読み取りにより磁気プラッター上のトラックが高密度になった状態で S/N 比を高めるように設計されています。 2 つの読み取りヘッドによって、後者はフィールドが隣接するトラックを捕捉するように間隔をあけて配置されており、干渉の補償が容易になります。将来的には、TDMR を搭載した HDD ではさらにヘッドが追加され、データ読み取りの信頼性が高まるとともに、速度も向上する可能性がありますが、これはまだ将来の話です。

BarraCuda Pro ドライブは、Pro プレフィックスのない若いシリーズの関連デバイスとは多くの点で異なります。まず、すべての HDD メーカーが標準デスクトップ モデルを 6 ～ 8 TB に固定しているという事実から始まります。 BarraCuda Pro ドライブは、むしろ Seagate サーバー ブランチの子孫と言えるでしょう。Seagate サーバー ブランチには、アレイでの作業に関連する機能がありません。しかしその結果、デバイスの価格は法人モデルのレベル、あるいはそれ以上に高騰した。ロシアでは14テラバイトのモデルが34万348ルーブルより安いものは見つからず、米国の小売サイトでは549ドルとなっている。同じ容量の Seagate ニアライン モデルでも、価格は安くなり、375 ドルまたは 28 ルーブルからです。

次のテスト対象である 14 TB Ultrastar DC HC530 は、新しい 16 TB モデルが登場するまでに Western Digital のエンジニアが最善を尽くしたニアライン ドライブです。そして、3DNews の実践において、この製品は、名前に通常の HGST という文字が含まれない初の Ultrastar ブランドのハードドライブとなりました。同社は、HGST の資産が統合法人で完全に解散された後、すべてのサーバー モデルを自社ブランドの下に移管しました。主な特徴として、このデバイスは同じ体積の BarraCuda Pro に似ています。Ultrastar DC HC530 の密閉ケース内には、有効容量 1750 GB の 530 枚の磁気プレートもあり、TDMR テクノロジーにより、密集した場所からのデータ読み取りが可能です。トラック。しかし、たとえ BarraCuda Pro がそのカテゴリーの典型的な代表ではないとしても、その他のパラメータや企業向け HDD に典型的なさまざまな追加機能の点で、Ultrastar DC HCXNUMX をデスクトップ モデルと同じレベルに置くことはできません。

したがって、BarraCuda Pro と Ultrastar DC HC530 プラッターの有用な書き込み密度はスピンドル速度と同じですが、WD 製品は、最大 267 MB/s というより高い持続的なデータの線形読み取りおよび書き込み速度を保証します (そうではありません)。違いがどこから来たのかは明らかですが、実際に存在するかどうかはテストでわかります)。ランダム アクセス中のレイテンシは、新しい第 512 世代の 10 ステージ アクチュエータと 330 MB の大容量バッファによって短縮され、最も重要なのはメディア キャッシュ (プラッタの表面に散在するブロックを高速に書き込むための予約ゾーン) です。後者の機能により、最新のニアライン ディスクはソリッド ステート ドライブに似たものになり、物理セクターと論理ブロックの比率も可変になります。また、XNUMX テラバイトの Ultrastar DC HCXNUMX モデル以降、WD は書き込み操作をキャッシュするために少量のフラッシュ メモリも使用します。磁気ドライブの標準による (潜在的に) 非常に高いパフォーマンスに加えて、WD 製品は適度な消費電力によって区別されることに注意してください。実際、パスポート パラメータから判断すると、すべてのテスト参加者の中で消費電力が最も低いデバイスです。 。

このクラスのドライブは、サーバー ラックでの連続動作を想定して構築されています。両面スピンドル取り付け、回転振動補正など、Ultrastar DC HC530 の設計機能により、ディスクの設計負荷を 550 に増やすことができました。 TB/年、ニアライン モデルの MTBF は 2,5 万時間です。ファームウェアの更新時に予期せぬ障害が発生した場合に備えて、予備のチップがコントローラー ボードにはんだ付けされています。このディスクは、SATA または SAS インターフェイスを使用して、4 KB マークアップへのネイティブ アクセスまたは 512 バイト セクターのエミュレーションを備えた変更が施されています。後者の場合、エンドツーエンドのデータ暗号化のオプションも利用できます。

SATA ポートと従来の 530 バイト マークアップのエミュレーションを備えた構成の WD Ultrastar DC HC512 の小売価格は、このデバイスの高度な特性とテクノロジーに対応しており、27 ルーブルからです。ロシアのオンラインストアで、アマゾンで495ドル。

比較テスト用に 14 TB のハード ドライブを集めて組み立てるのは簡単ではありませんでした。また、第 16 のメーカーである東芝から適切なデバイスを入手することもできませんでした。しかし代わりに、次世代の 08 TB モデルを入手しました。現在、ハードドライブ会社 14 社はすべて同様の容量のドライブを提供していますが、東芝の MG3,5 シリーズ製品はその中で最初のものでした。日本企業の記録は、08TB BarraCuda ProやUltrastarハードドライブと正確ではないにしてもほぼ同じ物理密度を持つプラッタに依存しているが、東芝が標準的な530インチケースにXNUMX枚のパンケーキを詰め込むことができたのはこれが初めてだ。 TDMR テクノロジーがなければ、容量の新たなフロンティアを征服するための必須条件となっています。 Toshiba MGXNUMX の線形読み取り/書き込みスループットは WD Ultrastar DC HCXNUMX のレベルにあるはずですが、奇妙なことに、メーカーはデバイスのパフォーマンスに関する詳細をまったく開示していません。

しかし、東芝は信頼性を高めると同時に書き込み操作のレイテンシを短縮するための措置を講じていることも知られています。MG08 に搭載されているフラッシュ メモリ チップにより、停電時にホスト コントローラから送信されたデータを保存できます。書き込み用ですが、テスト結果から判断すると、DRAMバッファの後の第512レベルのキャッシュメモリとしても機能します。ただし、このテクノロジ (永続的書き込みキャッシュ) は、08 バイト レイアウト エミュレーションを備えたディスクの仕様にのみ記載されており、読み取りを実行する必要があるため、電源障害時の追加の危険源になります (ある程度パフォーマンスが奪われます)。 -modify-write 操作は、物理セクターの境界と一致しない論理ブロックを記録するたびに実行されます。ただし、MG4 シリーズには、08 キロバイトのセクターにネイティブ アクセスできるモデルも含まれています。これは、後者にフラッシュ メモリが完全に欠落していることを意味するのか、それともバックアップ機能が単に削除されただけであることを意味するのかはわかりません。しかし、PWC、Toshiba MGXNUMX、およびこの会社の他のドライブに関係なく、メーカーによれば、読み取り操作と書き込み操作の間にバッファ領域を最適に分配するダイナミック キャッシュ アルゴリズムが使用されています。こちらも詳しい情報はございません。

東芝 MG08 設計におけるフォールト トレランスの向上のその他の要因は、両側のスピンドル マウントと回転振動センサーです。これらのドライブは、年間 550 TB のデータを書き込むように設計されており、平均故障間隔は企業デバイスの標準である 2,5 万時間で、保証期間は 16 年です。 SATA または SAS インターフェイスとオプションのエンドツーエンド暗号化を備えた、いくつかの異なるドライブ構成を注文できます。ただし、価格の目安を示すことはできません。東芝の XNUMX テラバイト ドライブは XNUMX 月に発売されましたが、小売店ではまだ希少品です。

東芝 MG08 16TB

14 人の主要なテスト参加者を紹介したので、新しい 16 ～ 10 テラバイト モデルを比較する必要がある小型ハード ドライブを見てみましょう。そのうちの 10 つである Exos X1429 は、1750 TB の容量を備え、密閉されたハウジング内に 10 枚の磁気プレートを備えたニアライン ドライブです。また、プラッタの使用可能な容量が 14 GB から XNUMX GB 以上に増加したため、ハードドライブのシーケンシャル アクセス速度も向上するはずですが、このパラメータでは、Exos XXNUMX は同じ XNUMX TB BarraCuda Pro に実質的に劣っていません。両方のドライブの仕様。 Seagate ハード ドライブの仕様には明らかに何かが合っていませんが、実際にはすべてを確認する機会があります。

ランダム アクセス操作の速度を向上させるために、Exos シリーズには、応答時間を短縮する開発された AWC (Advanced Write Caching) 書き込みキャッシュ メカニズムが搭載されています。 AWC では、書き込みは他のハード ドライブと同様に DRAM バッファにグループ化されますが、データがプラッターにフラッシュされた後もバッファにはデータのコピーが保持され、ミラーリングされたバッファの内容はホストによってすぐに読み取られます。コントローラ。で Seagate サーバー ハード ドライブ 2,5 インチ AWC フォーム ファクタには、次に高速なステージであるプレート表面の予約領域が含まれており、ここに DRAM からのデータが順番に書き込まれます (メディア キャッシュ)、およびデータを救済するための少量の不揮発性メモリが含まれています。停電時にバッファからバックアップされます。ただし、Exos X10 にはフラッシュ メモリが搭載されておらず、メディア キャッシュも搭載されていない可能性があります。

デスクトップ コンピュータや NAS 用の民生用ハード ドライブと比較して、Exos シリーズ ドライブは、高い MTBF (2,5 万時間) と設計負荷 (550 TB/年)、バスケットの数に制限なくサーバー ラック内で動作できる能力、 10000 年間の耐用年数と保証サービス。テスト用に受け取ったモデル番号 ST0016NM512 のハード ドライブもハイパースケール モディフィケーションに属しており、Exos ファミリの他のメンバーと比較して消費電力が低くなりますが、SATA インターフェイスと 4 バイト セクターのエミュレーションでのみ利用可能です。 。 SAS コネクタを備えた構成では、Exos モデルには、XNUMX KB セクターへのネイティブ アクセスや、エンドツーエンドのフルディスク暗号化のオプションもあります。

Seagate IronWolf ハード ドライブは最近、次の記事で紹介されました。 私たちのレビュー このブランドの新しい代表者とネットワーク ストレージ用の Seagate SSD です。 12 テラバイトの IronWolf モデルには、Exos X10 と同じ物理レイアウト密度のプラッターが装備されているようですが、ここでは 210 つだけプラッターが増えています。ただし、Seagate は、自社考案のシーケンシャル読み取りおよび書き込み操作のパフォーマンスをはるかに低く見積もっており、わずか XNUMX MB/秒です。また、磁気ドライブに固有の高い応答遅延を補償することを目的とした高度な技術はありません。

ただし、4 TB の容量から始まるすべての IronWolf ハード ドライブは、フォールト トレランスの向上に貢献する多数のハードウェア機能を Exos シリーズから借用しています。各ハード ドライブの磁気プラッター ブロックは 180 つの平面でバランスが取れており、回転振動センサーにより、最大 1 つのディスク ケージを備えたラックマウント ストレージ システムまたはスタンドアロン NAS での安定した動作が保証されます。 IronWolf は、設計負荷が XNUMX TB/年で中程度の動作条件向けに設計されており、MTBF は XNUMX 万時間です。その結果、IronWolf の保証期間は、Seagate カタログのより本格的なモデルほど長くはなく、XNUMX 年間となっています。

S300 ブランドの下、日本の東芝はビデオ監視システム用の一連のドライブをリリースしました。これらのハードドライブは独自の専用ドライブでもあります。 概要 3DNews のページにあります。 ATA ストリーミング コマンド セット データ転送プロトコルを拡張することにより、古い東芝 S300 モデルは 64 台の監視カメラからの同時ビデオ録画を保証しますが、本質的には 24 時間年中無休で動作する機能と適切な MTBF を備えた NAS および DAS 用の典型的なドライブです。 IronWolfと同様に7万時間、保証期間も同じ1年です。 S300 シャーシの設計上の利点 (両面スピンドル取り付けとアクティブな回転振動補正) のおかげで、これらのデバイスを XNUMX つのラック シェルフまたは自立型 NAS に XNUMX つ以上取り付けることが可能です。

容量 300 ～ 14 TB の新製品との比較のために選択された S16 モデルは、MD06ACA-V サーバー ドライブのハードウェア シャーシ上に構築されており、248 つの磁気プレートが含まれており、デバイスの仕様では、ランダム読み取り/書き込み速度が 300 であることが示されています。 MB/秒、最近の大容量 HDD の典型的な値。ただし、東芝サーバーのハードドライブで遅延を削減するために使用されている技術のうち、SXNUMX にはダイナミック キャッシュ機能しかありません。

他のすべてのテスト参加者とは異なり、S300 は、10 枚のプレートを高密度に積み重ねた場合でも、ヘリウムを使用せず、標準的な通気ケースに収納されています。テスト参加者の仕様概要表で300テラバイトモデルの消費電力値が最も高かったのはこのためと思われるが、このパラメータ自体はデータセンター管理者のみにとって重要であるが、データセンターの温度を直接決定する。 HDD。実際のSXNUMXの消費電力は自分で確認してみますが、今回はこの点に注目してみます。

出所： 3dnews.ru