Artikulli i ri: Testimi i hard disqeve me kapacitet prej 14–16 TB: jo vetëm më shumë, por edhe më mirë

Kapaciteti i hard disqeve vazhdon të rritet, por ritmi i rritjes në vitet e fundit po bie tërësisht. Për shembull, për të nxjerrë në treg hard diskun e parë me kapacitet 4 TB, industria e nevojiti vetëm dy vjet, për të kapërcyer 8 TB, kaluan tre, ndërsa për të dyfishuar përsëri kapacitetin e hard disqeve 3.5 inç u deshën pesë vjet.

Shtytja e fundit u realizua falë një liste të gjatë zgjidhjesh inovative. Sot, madje edhe konservatorët si Toshiba, e cila deri vonë refuzonte gazin helik, detyrohen të prodhojnë hard disqe në korpuse hermetike, ndërsa numri i pllakatave në spindel u rrit në nëntë — ndonëse dikur, për një kohë të gjatë, pesë pllaka konsideroheshin kufiri i arsyeshëm. Në niša specifike aplikohet teknologjia e njohur si regjistrimi me pllaka të mbuluara (SMR, Shingled Magnetic Recording), në të cilën rrugët e sektorëve në pllakë mbulohen pjesërisht njëra-tjetrës. Dhe, për të rritur kapacitetin e hard disqeve nga 14 në 16 TB pa përdorur SMR, prodhuesit ishin të detyruar të implementonin një nga teknologjitë e reja me perspektivë, të cilat po shkurtohen gradualisht në listën tonë që e rëndisim çdo vit në artikujt përfundimtarë, — leximi i rrugës nga disa kokë në të njëjtën kohë (TDMR, Two-Dimensional Magnetic Recording). Lëvizja e mëtejshme do të kërkojë pa dyshim edhe ndryshime më të mëdha në bazat e funksionimit të HDD-ve — si ngrohja e pllakatave përmes lazerit ose mikrovale (HAMR/MAMR, Heat/Microwave-Assisted Magnetic Recording) në momentin e kalimit të kokës regjistruese.

Megjithatë, është e lehtë të vërehet se të gjitha teknikat e përshkruara kanë si qëllim kryesor rritjen e densitetit të shkrimit dhe rritjen e kapacitetit në një spindel, megjithatë shumë prej tyre kanë një efekt të dobishëm anësor në formën e rritjes së shpejtësisë së leximit dhe shkrimit linear të të dhënave. Në këtë parameter, HDD-të moderne kanë kaluar 250 MB/s dhe tashmë janë të krahasueshme me diskët e parë të konsumatorëve SSL. Por shpejtësia e qasjes në sektore të rastësishëm në disqet magnetike pothuajse nuk ka treguar përparim, dhe kur kthehet në kapacitet, numri i operacioneve për sekond është vetëm më i vogël. Njëkohësisht, kërkesat për qëndrueshmëri po rriten, pasi sa më shumë të dhëna të ruhet në një spindel, aq më e rëndësishme është që ato të mos humbasin dhe sa më shumë kohë do të duhen për t'u rikuperuar.

Por edhe ndaj këtij sfidë, krijuesit e memorjeve magnetike kanë gjetur një përgjigje. Ne morëm tre disqe të asharduara me kapacitet nga 14 deri në 16 TB, për të mësuar se si teknologjitë e 64 viteve më parë përshtaten me realitetin e vitit 2019, dhe vërejtëm disa tendenca. Modelet kampione të disqeve moderne 3.5-inç, të prodhuara për servera e raftesh dhe SAN, kanë diçka të përbashkët me disqet e ngurtë — nga parimet e adresimit të sektorëve deri te integrimi direkt i çipave flash në grumbullin lokal të memories. Dhe modelet për konsumatorë, nga ana tjetër, janë bërë më të afërta në karakteristikat e tyre me ato serverike, dhe madje përshkrimi 'HDD desktop' nuk thotë kaq shumë për performancën dhe besueshmërinë e pajisjes. Por qëllimi i këtij shqyrtimi nuk është të përqendrohet në fjalët e përgjithshme. Ne kemi për qëllim të zbulojmë se si rrymimi i ri në ndërtimin e disqeve të asharduara pasqyrohet në numra të qartë të matjeve të performancës.

⇡#Specifikimet teknike të pjesëmarrësve në testim

Para se të fillojmë analizimin e rezultateve të testit, është e rëndësishme të studiojmë me kujdes karakteristikat e pajisjeve me të cilat do të kemi punë. Këtë herë numri i tyre nuk është aq i madh, sa zakonisht ndodh në testimet tona grupore, por ne kemi përmbushur kushtet kryesore, pa të cilat krahasimi i hard diskëve nuk mund të pretendojë për plotësinë. Në këtë përmbledhje morën pjesë produkte nga të tre prodhuesit — Seagate, Toshiba dhe Western Digital, dhe ato përkasin në kategori të ndryshme: konsumatori dhe server. Karakteristikat kryesore që lidhen me to janë: kapaciteti prej 14 ose 16 TB, trupi hermetik i mbushur me heli dhe shpejtësia e rrotullimit të spindles prej 7200 rpm. Si krahasim me pesha të rënda, në testim marrin pjesë tri pajisje që i njohim, me kapacitete më të vogla (10 dhe 12 TB), të destinuara për përdorim në servera, NAS shtëpiake ose zyrtare.

Modeli i parë në koleksionin tonë modest të disqeve të forta me kapacitet të mëdha — BarraCuda Pro 14 TB — është një magazinë për PC desktop dhe DAS, por jo një thjesht, por një "profesional". Nga njëra anë, kjo do të thotë se BarraCuda Pro është e ekspozuar ndaj kufizimeve tipike të disqeve të forta desktop. Për shembull, ajo nuk është e destinuar për t'u bashkuar në grupe RAID, pasi për këtë është e preferueshme të kesh TLER (Rivendosja e Gabimit të Kufizuar me Kohë) — një konfigurim i firmuerit që parandalon që HDD të dalë nga grupi për shkak të përpjekjeve të gjata të mikro kontrollit për të lexuar një sektor problematik. Përtej kësaj, kaseta e BarraCuda Pro është e pakëndshme për t'u përdorur në regjistrat ose NAS me disa kosh, pasi nuk ka kompensim për vibrimin rotacional.

Por nga ana tjetër, ndryshe nga shumica e disqeve të tjerë desktop, HDD e këtij marke kanë një kapacitet të rritur të ngarkesës vjetore — deri në 300 TB rikthim, janë të gatshëm të punojnë në modalitetin 24/7 dhe shoqërohen me një garanci pesëvjeçare. Sigurisht që nuk do të ketë ankesë për performancën (të paktën për detyra me qasje kryesisht lineare në të dhëna): falë tetë pjatave me nga 1,75 TB, pajisja arrin një kapacitet të qëndrueshëm prej 250 MB/s. Për më tepër, prodhuesi premton se edhe shpejtësia e aksesit të rastësishëm në BarraCuda Pro duhet të jetë më e lartë krahasuar me disqet e zakonshme për kompjuterët desktop, ndërsa konsumi i energjisë, përkundrazi, është më i ulët se ai i shumicës së modeleve 3.5 inç. Megjithatë, ne do të verifikojmë të gjitha deklaratat e Seagate.

Për të arritur një densitet kaq të lartë të të dhënave brenda regjistrimit standard të perpendikularizuar pa përdorur teknologjinë niçë SMR (Regjistrimi Magnetik të Shtrirë), Seagate duhej të implementonte një nga metodat e avancuara, për të cilat ne shkruajmë vit pas viti në shqyrtimet tona. në artikujt përfundimtarë, — e. n. regjistrimi dy-dimensional (Two-Dimensional Magnetic Recording). Megjithëse emri i tij sugjeron diçka tjetër, TDMR nuk lidhet ashtu siç duhet me procedurën e regjistrimit të të dhënave dhe është e destinuar për të rritur raportin sinjal/zhurmë në kushte të dendura të vijave në pllakën magnetike përmes leximit të një linje nga dy krye lexuese: këto të fundit janë të shpërndara në hapësirë në mënyrë që fusha të kapë vijat përkatëse, duke e lehtësuar kompensimin e ndërhyrjes. Në të ardhmen, disqet e forta me TDMR do të kenë më shumë krye lexuese dhe, së bashku me besueshmërinë e leximit të të dhënave, mund të rritet edhe shpejtësia e saj, por kjo mbetet një çështje për të ardhmen.

Spinsit BarraCuda Pro dallohet në shumë aspekte nga pajisjet e ngjashme të serisë së ulët pa prefiksin Pro — duke filluar nga fakti se të gjitha modelet standarde HDD të prodhuesve janë ngushtuar në kapacitetin 6–8 TB. Disku BarraCuda Pro mund të përshkruhet më mirë si një pasardhës i degës server të Seagate, i cili është i privuar nga funksionet që lidhen me operimin në grupe. Por si rezultat, çmimi i pajisjes është ngritur në nivele korporative, madje edhe më lart: në Rusi nuk mund të gjendet një model 14-terabait më pak se 34,348 rubla, dhe në tregjet me pakicë në SHBA — 549 dollarë. Edhe modelet nearline të Seagate me të njëjtin kapacitet kushtojnë më pak — nga 375 dollarë ose 28,936 rubla.

Kandidati tjetër, disku 14-terabait Ultrastar DC HC530, është një ruajtës i klasës nearline, që përfaqëson gjithçka më të mirën që inxhinierët e Western Digital kanë për të ofruar, derisa të dalë një model i ri me kapacitet prej 16 terabait. Në praktikën e 3DNews, ai u bë disku i parë i markës Ultrastar pa shkronjat e zakonshme HGST në emër: kompania transferoi të gjitha modelet server nën markën e saj pas asaj që asetet e HGST u shkrinë plotësisht në korporatën e bashkuar. Në karakteristikat e tij kryesore, ky pajisje është e ngjashme me BarraCuda Pro me të njëjtin kapacitet: brenda trupit të mbyllur të Ultrastar DC HC530, gjithashtu ndodhen tetë pllaka magnetike me kapacitet të dobishëm prej 1750 GB, dhe leximi i të dhënave nga vijat e afërta sigurohet nga teknologjia TDMR. Por për parametrat e tjerë dhe shumëllojshmërinë e funksioneve shtesë, që i përkasin HDD-ve korporative, Ultrastar DC HC530 nuk mund të vendoset në të njëjtin nivel me modelet desktop, edhe pse BarraCuda Pro nuk është një përfaqësues tipik i kategorisë së saj.

Densiteti i dobishëm i regjistrimit në diskët BarraCuda Pro dhe Ultrastar DC HC530 është i njëjtë, ashtu siç është shpejtësia e kthesës së spindle-it, por produkti WD garanton një shpejtësi më të lartë të qëndrueshme për leximin dhe regjistrimin e të dhënave — deri në 267 MB/s (nuk është e qartë se ku shkon ndryshimi, por testet do të tregojnë nëse ekziston vërtet). Të vonesat gjatë akseseve të rastit ndihmon të pakësohet nga aktori me dy faza i brejtur nga brezi i tretë dhe tamponi i madh me kapacitet 512 MB, dhe më e rëndësishmja, Media Cache — zonat rezervë për regjistrimin e shpejtë të blloqeve, të shpërndara mbi sipërfaqen e disqeve. Karakteristika e fundit ngjason me diskët modernë nearline me kujtesë të ngurtë, në të cilat gjithashtu ka një raport variabël midis sektorëve fizikë dhe blloqeve logjikë. Duke filluar nga modelet 10-terabyte Ultrastar DC HC330, WD përdor edhe një sasi të vogël të memorjes flash për të ruajtur operacionet e regjistrimit. Vërejmë se, përveç (potencialisht) shpejtësisë jashtëzakonisht të lartë për standardet e diskëve magnetikë, produkti WD shquhet për konsum të moderuar të energjisë — në fakt, ky është pajisja me konsumimin më të ulët të energjisë mes të gjithë pjesëmarrësve në testim, nëse e gjykojmë bazuar në parametrat e saj të certifikuar.

Diskët e këtij lloji janë ndërtuar me parasysh përdorimin e vazhdueshëm në kushte serveri: montimi bidimensional i spindle-it, kompensimi i vibracionit rotativ — këto dhe karakteristika të tjera strukturore të Ultrastar DC HC530 kanë lejuar që ngarkesa projektore e diskut të arrijë 550 TB/vit, dhe koha e funksionimit deri në dështim është tipike për modelet nearline, 2.5 milion orë. Në rast të një prishjeje të pakët gjatë përditësimit të firmuerit, në bordin e kontrollit është montuar një çip rezervë. Disku ofrohet në modifikime me qasje natyrore në ndarjen prej 4 KB ose simulimin e sektorëve prej 512 byte, me një ndërfaqe SATA ose SAS. Në këtë rast të fundit është gjithashtu një mundësi e encryption-it transparent të të dhënave.

Çmimet me pakicë të WD Ultrastar DC HC530 në konfigurimin me portin SATA dhe simulimin e ndarjes tradicionale prej 512 byte përputhen me karakteristikat dhe teknologjitë e avancuara të kësaj pajisjeje: nga 27,495 rubla në dyqanet online ruse dhe $439 në Amazon.

Krijimi i një koleksioni disqesh hardueri me kapacitet prej 14 TB për teste krahasuese ishte i vështirë, dhe nuk arritëm të sigurojmë një pajisje nga një prodhues tjetër — Toshiba. Megjithatë, në vend të saj, na erdhi modeli i një gjenerate më të re, me 16 TB. Tani të tre kompanitë që prodhojnë disqe të fortë ofrojnë ruajtës të tillë me këtë kapacitet, por pikërisht produkti Toshiba nga seria MG08 ishte i pari ndër ta. Rekordi i kompanisë japoneze mbështetet në pllaka me një densitet fizik të ngjashëm, nëse jo identik, si në disqet BarraCuda Pro dhe Ultrastar me 14 TB, por Toshiba arriti për herë të parë të paketojë jo më pak se nëntë "diskë" në një kutinë standarde prej 3,5 inç. Nuk mungoi as teknologjia TDMR, e cila është një kusht i domosdoshëm për kapërcimin e kufijve të rinj të kapacitetit. Kapaciteti i Toshiba MG08 në operacionet e leximit/shkrimit linear duhet të jetë në nivele të ngjashme me WD Ultrastar DC HC530, por, siç ndodh shpesh, prodhuesi nuk zbulojnë asnjë detaj në lidhje me performancën e pajisjes.

Megjithatë, është e njohur se Toshiba gjithashtu ka marrë masa për të rritur besueshmërinë dhe njëkohësisht për të reduktuar latencën e operacioneve të shkrimit: çipi i memories flash në bordin e MG08 në rast të një ndalimi të papritur të energjisë lejon ruajtjen e të dhënave që dërgohen nga host-kontrolluesi për t'u shkruar, por, sipas rezultateve të testeve, gjithashtu kryen funksionin e një cache të nivelit të dytë pas buferit DRAM. Sidoqoftë, kjo teknologji (Persistent Write Cache) shfaqet vetëm në specifikimet e disqeve me emulimin e ndarjeve 512-bytes, i cili është një burim shtesë rreziku në rast tepricash energjie (dhe në një farë mase e vjedh performancën) për shkak të nevojës për të kryer operacionin read-modify-write për çdo shkrim të blloqeve logjikë që nuk përputhen me kufijtë e sektorëve fizikë. Dhe seria MG08 gjithashtu përfshin modele me qasje native në sektorët 4-kilobajta. A do të thotë kjo se të fundit nuk kanë fare memory flash, apo thjesht funksioni i tyre i ruajtjes është larguar, ne nuk e dimë. Por pavarësisht PWC, Toshiba MG08, dhe të tjerët të këtij prodhuesi, përdorin algoritmet Dynamic Cache, të cilat, siç pretendon prodhuesi, shpërndajnë optimal hapësirën e buferit midis operacioneve të leximit dhe shkrimit. Nuk kemi asnjë informacion të detajuar për to po ashtu.

Burime të tjera të rritjes së besueshmërisë në ndërtimin e Toshiba MG08 përfshijnë mbështetje të boshtit nga të dyja anët dhe sensorët e vibracionit rotativ. Këto disqe janë të dizajnuara për të shkruar 550 TB të dhënash në vit, kanë një kohë standarde operimi për të dështuar prej 2.5 milion orësh dhe një garanci prej pesë vjetësh. Janë të disponueshme për porosi disa konfiguracione të ndryshme të disqeve me interfesë SATA ose SAS dhe me funksionin opsional të enkriptimit të të dhënave. Megjithatë, për çmimin nuk mund të ofrojmë informacion: disku 16-terabajt të Toshiba u prezantua që në janar, por është ende një specie e rrallë në tregun me pakicë.

Toshiba MG08 16 TB

Tani, tani kur ne kemi njohur tre aktorët kryesorë të testimit, le të shohim hard diskët e vogël të kapacitetit, me të cilët do të krahasojmë modelet e reja me kapacitet 14-16 terabajt. Një nga ato, Exos X10 me kapacitet 10 TB, është një disku nearline, që përmban shtatë pllaka magnetike në një trup hermetik. Dhe ndonëse kapaciteti i dobishëm i pllakës ka rënë nga 1429 në 1750 GB e më shumë, shpejtësia e aksesit sekondar në hard diskët duhet të rritet gjithashtu, për këtë tregues Exos X10 nuk i nënshtrohet pothuajse asaj të BarraCuda Pro me 14 TB sipas specifikimeve të të dy disqeve. Diçka nuk përputhet me specifikimet e hard diskëve Seagate, por ne kemi mundësinë të zbulojmë gjithçka në praktikë.

Për të rritur shpejtësinë e operacioneve me akses të rastësishëm, seria Exos ka një mekanizëm të avancuar të shkrimit AWC (Advanced Write Caching), i cili redukton kohën e përgjigjes. Në kuadër të AWC, operacionet e shkrimit grupohen në memorin DRAM, siç ndodh në çdo hard disk tjetër, megjithatë, bufri ruan një kopje të të dhënave pasi ato janë hedhur në pllakë, dhe përmbajtja e bufrit të pasqyruar mund të lexohet menjëherë nga kontroleri i hostit. Në hard diskët serverikë Seagate formati 2.5-inç AWC përfshin një hap tjetër më të shpejtë — pjesë të rezervuara në sipërfaqen e pllakave, ku të dhënat nga DRAM regjistrohen në mënyrë të rregullt (Media Cache), si dhe një sasi e vogël e kujtesës që nuk humbet për të shpëtuar të dhënat nga bufri gjatë ndërprerjes së energjisë. Por në Exos X10 nuk ka memorie flash, ndoshta edhe Media Cache me të.

Dallë diskët e konsumatorëve për kompjuterët desktop dhe NAS, seritë Exos dallohen për treguesit e lartë të kohës së punës deri në dështim (2,5 milion orë) dhe ngarkesës së konsiderueshme (550 TB/vit), mundësisë për t'u përdorur në raftet e serverëve pa kufizime në numrin e kasetave, si dhe një periudhë garancie prej pesë vjetësh. Disku i fortë me numrin e modelit ST10000NM0016, që na u dha për testim, për më tepër i përket modifikimeve Hyperscale, të cilat kanë konsumin e ulët të energjisë në krahasim me përfaqësuesit e tjerë të familjes Exos, por prodhohen vetëm me ndërfaqen SATA dhe simulimin e sektoreve prej 512 bytes. Në konfigurimet me lidhje SAS, midis modeleve Exos ka variante me qasje native në sektoret 4-kilobajt (KB), si dhe funksionin e enkriptimit të plotë të diskëve.

Disku i fortë Seagate IronWolf së fundmi ishte në përmbledhjen tonë përfaqësues të rinj të kësaj marke së bashku me një njësinë të ngurtë Seagate për magazinat rrjet. Modeli IronWolf me 12 terabajt, duket se është i pajisur me disqe me densitet të njëjtë fiziki si Exos X10, vetëm se këtu ka një më shumë. Megjithatë, Seagate e vlerëson performancën e produktit të tij në operacionet e leximit dhe shkrimit sekondar shumë më poshtë — vetëm 210 MB/s. Dhe nuk ka asnjë teknologji sofistikuar që synon të kompensojë latencën e lartë të përgjigjes, që është tipike për ruajtësit magnetikë.

Për më tepër, të gjithë diskët e fortë IronWolf, duke filluar nga kapaciteti prej 4 TB, kanë marrë disa karakteristika harduerike nga seria Exos që ndihmojnë në rritjen e qëndrueshmërisë. Blloku i disqeve magnetike të secilit disk është i balancuar në dy plane, dhe sensorët për vibrimin rrotullues sigurojnë që diskët të punojnë stabilisht në sistemet e magazinimit të montuar ose në NAS të veçantë me deri në tetë kanale të diskëve. IronWolf është i dizajnuar për një mod operational të moderuar me ngarkesë projektimi prej 180 TB/vit dhe karakterizohet nga koha e punës deri në dështim prej 1 milion orësh. Si pasojë, periudha e garancisë për IronWolf nuk është kaq e gjatë sa për modele më serioze në katalogun e Seagate — tre vjet.

Nën markën S300, kompania japoneze Toshiba ka lëshuar një seri ruajtësish për sistemet e videovëzhgimit — këta disqe gjithashtu kanë një temë të veçantë përmbledhje në faqet e 3DNews. Falë zgjerimit të protokollit të transmetimit të të dhënave ATA Streaming Command Set, modelet e avancuara Toshiba S300 garantojnë regjistrimin e videos nga 64 kamera ndjekëse, por në thelb mbeten disqe tipike për NAS dhe DAS me mundësi përdorimi 24/7 dhe një burim të kënaqshëm të qëndrueshmërisë: siç ndodh me IronWolf, ai arrin 1 milion orë, ndërsa periudha e garancisë është po ajo tri vjet. Falë anësive konstruktive të shasisë S300 — mbajtjes së шпиндельit nga dy anë dhe kompensimit aktiv të vibracioneve rrotulluese — lejohet instalimi i më shumë se tetë të tillave në një raft të vetëm ose një NAS të pavarur.

Modeli S300, e zgjedhur për krahasim me risitë me kapacitet 14–16 TB, është ndërtuar mbi bazën e shasisë harduerike të diskut server MD06ACA-V dhe përmban shtatë pllakata magnetike, ndërsa në specifikimet e pajisjes është e dhënë një shpejtësi tipike për HDD-të moderne me kapacitet të lartë prej 248 MB/s për lexim/shkrim të rastësishëm. Por nga ato teknika që përdoren në hard diskët server të Toshiba për të reduktuar latencën, S300 ka mbetur vetëm funksioni Dynamic Cache.

Kundrejt të gjithë pjesëmarrësve të tjerë në testim, S300, edhe në një grumbull të dendur prej shtatë pllakash, arrin pa helium dhe është e realizuar në një kasë standarde të ventiluar. Duket se, pikërisht për këtë arsye, modeli 10-terabajt ka vlerën më të lartë të konsumit të energjisë në tabelën përmbledhëse të specifikimeve të pjesëmarrësve të testit, dhe ky parametr, ndonëse i rëndësishëm vetëm për administratorët e qendrave të të dhënave, përcakton drejtpërdrejt temperaturën e HDD. Konsumimi real i energjisë së S300 do ta verifikojmë akoma vetë, por për momentin e marrim këtë pikë në vëzhgim.

Burimi: 3dnews.ru