Нови чланак: Тестирање чврстих дискова од 14–16 ТБ: не само већи, већ и бољи

Капацитет чврстог диска наставља да расте, али стопа раста у сталном опадању последњих година. Дакле, да би објавила први диск од 4 ТБ након што су ХДД-ови од 2 ТБ пуштени у продају, индустрија је потрошила само две године, требало је три године да достигне ознаку од 8 ТБ, а требало је још три године да удвостручи капацитет од 3,5 -инчни хард диск је успео само једном у пет година.

Најновији продор је постигнут захваљујући читавој листи иновативних решења. Данас су чак и конзервативци као што је Тосхиба, која је донедавно одбијала хелијум, принуђени да производе чврсте дискове у запечаћеним кућиштима, а број плоча на вретену се повећао на девет комада – иако је некада, и дуго времена, пет плоча било сматра разумном границом. У специфичним нишама користи се технологија тзв. снимање плочица (СМР, Схинглед Магнетиц Рецординг), у којем се траке сектора на плочи делимично преклапају. И коначно, да би померили ограничење капацитета чврстог диска са 14 на 16 ТБ без употребе СМР-а, произвођачи су морали да имплементирају једну од обећавајућих технологија, чију листу се постепено смањује сваке године. завршни чланци, — читање нумере од неколико глава истовремено (ТДМР, дводимензионално магнетно снимање). Даљи напредак ће пре или касније захтевати веће промене у основама рада ХДД-а – као што је загревање плоче помоћу ласера ​​или микроталасних пећница (ХАМР/МАМР, Хеат/Мицроваве-Ассистед Магнетиц Рецординг) у тренутку када прође поред главе за снимање.

Међутим, лако је уочити да су све описане технике првенствено усмерене на повећање густине писања и повећање обима на једном вретену, иако многе од њих имају благотворан споредни ефекат у виду повећане брзине линеарног читања и писања података. Према овом параметру, савремени ХДД-ови су пробили границу од 250 МБ/с и већ су упоредиви са раним потрошачким ССД уређајима. Али брзина приступа насумичним секторима магнетних дискова једва напредује, а у погледу запремине, број операција у секунди постаје само мањи. Истовремено се јављају повећани захтеви за толеранцијом грешака, јер што је више података ускладиштено на једном вретену, то је важније да се не изгуби и што је дуже потребно да се врати.

Али творци магнетних уређаја за складиштење такође су пронашли одговор на овај изазов. Узели смо три чврста диска у распону од 14ТБ до 16ТБ да видимо како се технологија стара 64 године прилагођава 2019. години, и приметили смо неколико трендова. Шампионски примери савремених чврстих дискова од 3,5 инча, произведени за рацк сервере и системе за складиштење података, имају нешто заједничко са ССД дисковима – од принципа секторског адресирања до директне интеграције флеш чипова у локални меморијски стог. А потрошачки модели, заузврат, постали су ближи по својим карактеристикама својим серверским колегама, па чак ни опис „десктоп ХДД“ више не говори толико о брзини и поузданости уређаја. Али сврха овог прегледа није ограничена на опште речи. Намеравамо да сазнамо како се нови трендови у дизајну чврстог диска претварају у бројеве чврстих перформанси.

⇡#Техничке карактеристике учесника теста

Пре него што почнемо да анализирамо резултате теста, вреди пажљиво проучити карактеристике уређаја са којима ћемо се бавити. Овог пута их нема толико као што се обично дешава на нашим групним тестовима, али смо испунили главне услове, без којих поређење хард дискова не може да тврди да је потпуно. Рецензија је обухватила производе сва три произвођача - Сеагате, Тосхиба и Вестерн Дигитал, а припадају различитим категоријама: потрошачким и серверским. Главне карактеристике које их уједињују су запремина од 14 или 16 ТБ, запечаћено кућиште испуњено хелијумом и брзина вретена од 7200 обртаја у минути. И за поређење са тешким категоријама, тестирање укључује три нама већ позната мања уређаја (10 и 12 ТБ), дизајнирана за употребу у серверима, кућним или канцеларијским НАС-има.

Производитель	сеагате			Тосхиба		Вестерн дигитал
Серија	БарраЦуда Про	Екос Кс10	ИронВолф	МГКСНУМКС	СКСНУМКС	Ултрастар ДЦ ХЦ530
Број модела	СТКСНУМКСДМКСНУМКС	СТ10000НМ0016	СТ12000ВН0008	МГ08АЦА16ТЕ	ХДВТ31АУЗСВА	ВУХКСНУМКСАЛЕКСНУМКСЛКСНУМКС
Фактор форме	Кснумк инч	Кснумк инч	Кснумк инч	Кснумк инч	Кснумк инч	Кснумк инч
interfejs	САТА 6Гб/с	САТА 6Гб/с	САТА 6Гб/с	САТА 6Гб/с	САТА 6Гб/с	САТА 6Гб/с
Капацитет, ГБ	14 000	10 000	12 000	16 000	10 000	14 000
Конфигурација
Брзина ротације вретена, о/мин	7 200	7 200	7 200	7 200	7 200	7 200
Корисна густина снимања података, ГБ/плоча	1 750	1 429	1 500	1 778	1 429	1 750
Број плоча/глава	8/16	7/14	8/16	9/18	7/14	8/16
Величина сектора, бајтови	4096 (512 бајтова емулација)	4096 (512 бајтова емулација)	4096 (512 бајтова емулација)	4096 (512 бајтова емулација)	4096 (512 бајтова емулација)	4096 (512 бајтова емулација)
Величина бафера, МБ	256	256	256	512	256	512
Перформансе
Макс. стална брзина секвенцијалног читања, МБ/с	250	249	210	НД	248	267
Макс. стална секвенцијална брзина писања, МБ/с	250	249	210	НД	248	267
Просечно време претраге: читање/писање, мс	НД	НД	НД	НД	НД	7,5/НД
толеранција грешака
Пројектно оптерећење, ТБ/г	300	НД	180	550	180	550
Фаталне грешке читања, број појављивања по обиму података (битови)	1/10^15	1/10^15	1/10^15	10/10^16	10/10^14	1/10^15
МТБФ (средње време између отказа), х	НД	2 500 000	1 000 000	2 500 000	1 000 000	2 500 000
АФР (вероватноћа неуспеха годишње), %	НД	0,35	НД	НД	НД	0,35
Број циклуса паркирања главе	300 000	600 000	600 000	600 000	600 000	600 000
Физичке карактеристике
Потрошња енергије: мировање / читање-уписивање, В	4,9/6,9	4,5/8,4	5,0/7,8	НД	7,15/9,48	5,5/6,0
Ниво буке: неактивност/претрага, Б	НД	НД	1,8/2,8	2,0/НД	3,4/НД	2,0/3,6
Максимална температура, °Ц: диск укључен/искључен	60/70	60/НД	70/70	55/70	70/70	60/70
Отпорност на ударце: диск укључен/искључен	НД	40 г (2 мс) / 250 г (2 мс)	70 г (2 мс) / 250 г (2 мс)	70 г (2 мс) / 250 г (2 мс)	70 г (2 мс) / 250 г (2 мс)	70 г (2 мс) / 300 г (2 мс)
Укупне димензије: Л × В × Д, мм	КСНУМКС × КСНУМКС × КСНУМКС	КСНУМКС × КСНУМКС × КСНУМКС	КСНУМКС × КСНУМКС × КСНУМКС	КСНУМКС × КСНУМКС × КСНУМКС	КСНУМКС × КСНУМКС × КСНУМКС	КСНУМКС × КСНУМКС × КСНУМКС
Тежина, г.	690	650	690	720	770	690
Гарантни рок, године	5	5	3	5	3	5
Малопродајна цена (САД, без пореза), $	Од 549 (невегг.цом)	Од 289 (невегг.цом)	Од 351 (невегг.цом)	НД	Од 301 (невегг.цом)	Од 439 (амазон.цом)
Малопродајна цена (Русија), руб.	Од 34 (маркет.иандек.ру)	Од 17 (маркет.иандек.ру)	Од 26 (маркет.иандек.ру)	НД	Од 19 (маркет.иандек.ру)	Од 27 (маркет.иандек.ру)

Први модел у нашој скромној колекцији чврстих дискова нескромне величине – БарраЦуда Про 14 ТБ – је драјв за десктоп рачунаре и ДАС, али не једноставан, већ „професионалан“. С једне стране, то значи да је БарраЦуда Про подложна типичним ограничењима хард дискова за десктоп рачунаре. На пример, није намењен за комбиновање у РАИД низове, јер је за то пожељно имати ТЛЕР (Тиме-Лимитед Еррор Рецовери) - подешавање фирмвера које спречава да ХДД излети из низа услед продужених покушаја микроконтролера за читање проблематичног сектора. Поред тога, шасија БарраЦуда Про није погодна за рад у полици или НАС-у са неколико корпи, јер не компензује ротационе вибрације.

Али са друге стране, за разлику од већине других десктоп хард дискова, ХДД ове марке имају повећан годишњи ресурс оптерећења - до 300 ТБ преписивања, спремни су за рад 24/7 и праћени су петогодишњом гаранцијом. Вероватно нећете морати да се жалите ни на перформансе (барем у задацима са претежно линеарним приступом подацима): захваљујући осам плоча од 1,75 ТБ, уређај постиже стабилну пропусност од 250 МБ/с. Поред тога, произвођач обећава да би брзина случајног приступа у БарраЦуда Про требало да буде већа у поређењу са обичним дисковима за десктоп рачунаре, а потрошња енергије је, напротив, мања од оне код већине 3,5-инчних модела. Међутим, и даље ћемо проверити све Сеагатеове изјаве.

Да би освојио тако висок ниво густине података у оквиру стандардног окомитог снимања без употребе нишне СМР (Схинглед Магнетиц Рецординг) технологије, Сеагате је морао да имплементира једну од обећавајућих метода о којима пишемо из године у годину у нашем завршни чланци, - тзв дводимензионално снимање (Тво-Дименсионал Магнетиц Рецординг). Али супротно свом називу, ТДМР ни на који начин није повезан са поступком снимања података као таквим и дизајниран је да повећа однос сигнал-шум у условима велике густине стаза на магнетној плочи услед истовременог читања стазе. помоћу две главе за читање: ове последње су размакнуте на такав начин да поље хвата суседне трагове и постаје лакше компензовати сметње. У будућности ће хард дискови са ТДМР додати још више глава, а уз поузданост читања података, његова брзина може се повећати, али то је и даље ствар будућности.

БарраЦуда Про дискови се на много начина разликују од сродних уређаја млађе серије без Про префикса – почевши од чињенице да сви произвођачи ХДД-а имају стандардне десктоп моделе који су заглављени на 6–8 ТБ. БарраЦуда Про диск се пре може описати као изданак огранка Сеагате сервера, који је лишен функција везаних за рад у низовима. Али као резултат тога, цена уређаја је скочила на ниво корпоративних модела, или чак и виша: у Русији се модел од 14 терабајта не може наћи јефтинији од 34 348 рубаља, а на малопродајним местима у Сједињеним Државама - 549 долара. Чак и Сеагате-ови блиски модели исте запремине коштају мање - од 375 долара или 28 рубаља.

Следећи предмет тестирања, Ултрастар ДЦ ХЦ14 од 530 ТБ, је погон који је близу линије који је представљао најбоље што су инжењери Вестерн Дигитала могли да ураде док није стигао нови модел од 16 ТБ. А у пракси 3ДНевс-а, постао је први хард диск марке Ултрастар без уобичајених слова ХГСТ у имену: компанија је пренела све моделе сервера под сопственим брендом након што су имовина ХГСТ-а потпуно распуштена у уједињеној корпорацији. По својим кључним карактеристикама, овај уређај је сличан БарраЦуда Про исте запремине: унутар затвореног кућишта Ултрастар ДЦ ХЦ530 налази се и осам магнетних плоча корисног капацитета од 1750 ГБ, а ТДМР технологија омогућава очитавање података са густо распоређених стазе. Али у погледу других параметара и разноврсности додатних функција типичних за корпоративне ХДД, Ултрастар ДЦ ХЦ530 се не може ставити на исти ниво са десктоп моделима, чак и ако БарраЦуда Про није типичан представник своје категорије.

Дакле, корисна густина писања на плочама БарраЦуда Про и Ултрастар ДЦ ХЦ530 је иста, као и брзина вретена, али ВД производ гарантује већу одрживу линеарну брзину читања и писања података – до 267 МБ/с (није јасно је одакле долази разлика, али тестови ће показати да ли она заиста постоји). Латенције током случајног приступа помажу да се смање помоћу новог двостепеног актуатора треће генерације и великог бафера од 512 МБ, и што је најважније, Медиа Цацхе – резервних зона за брзо писање блокова расутих по површини плоча. Ова последња карактеристика чини модерне дискове сличним солид-стате драјвовима, који такође имају променљиви однос између физичких сектора и логичких блокова. А почевши од модела Ултрастар ДЦ ХЦ10 од 330 терабајта, ВД такође користи малу количину флеш меморије за кеширање операција писања. Имајте на уму да, уз (потенцијално) изузетно високе перформансе по стандардима магнетних драјвова, ВД производ одликује умерена потрошња енергије - у ствари, то је уређај са најнижом потрошњом енергије међу свим учесницима теста, судећи по параметрима пасоша .

Погони ове класе су направљени са очекивањем континуираног рада у серверском сталку: двострано монтирање вретена, компензација ротационих вибрација - ове и друге карактеристике дизајна Ултрастар ДЦ ХЦ530 омогућиле су повећање пројектног оптерећења диска на 550 ТБ/годишње, а МТБФ је типичан за моделе који су близу линије 2,5 милиона сати. У случају мало вероватног квара приликом ажурирања фирмвера, резервни чип је залемљен на контролну плочу. Диск долази у модификацијама са изворним приступом 4 КБ маркупу или емулацијом 512-бајтних сектора, са САТА или САС интерфејсом. У последњем случају, доступна је и опција енд-то-енд енкрипције података.

Малопродајне цене ВД Ултрастар ДЦ ХЦ530 у конфигурацији са САТА портом и емулацијом старе 512-бајтне ознаке одговарају напредним карактеристикама и технологијама овог уређаја: од 27 РУБ. у руским онлајн продавницама и 495 долара на Амазону.

Није било лако саставити колекцију хард дискова од 14 ТБ за упоредно тестирање, а нисмо успели да набавимо одговарајући уређај трећег произвођача – Тосхибе. Али уместо тога добили смо модел следеће генерације, 16 ТБ. Сада све три компаније за хард дискове нуде дискове сличног капацитета, али Тосхибин производ серије МГ08 био је први међу њима. Рекорд јапанске компаније ослања се на тањире са отприлике, ако не баш, истом физичком густином као и чврсти дискови БарраЦуда Про и Ултрастар од 14 ТБ, али ово је први пут да је Тосхиба успела да спакује девет палачинки у стандардно кућиште од 3,5 инча. Не без ТДМР технологије, која је постала суштински услов за освајање нових граница капацитета. Линеарни проток читања/писања Тосхиба МГ08 би требало да буде на нивоу ВД Ултрастар ДЦ ХЦ530, али, што је чудно, произвођач не открива никакве детаље о перформансама уређаја.

Али познато је да је Тосхиба такође предузела мере за повећање поузданости и истовремено смањење кашњења операција писања: чип флеш меморије на МГ08 у случају нестанка струје омогућава вам да сачувате податке које шаље главни контролер. за писање, али судећи по резултатима теста, служи и као кеш меморија другог нивоа после ДРАМ бафера. Међутим, ова технологија (Персистент Врите Цацхе) се појављује само у спецификацијама дискова са 512-бајтном емулацијом распореда, што је додатни извор опасности приликом нестанка струје (и донекле краде перформансе) због потребе да се изврши читање. -модифи-врите операција сваки пут када се евидентирају логички блокови који се не поклапају са границама физичких сектора. Али серија МГ08 такође укључује моделе са изворним приступом секторима од 4 килобајта. Да ли то значи да су ове последње потпуно лишене флеш меморије, или је функција резервне копије управо уклоњена из ње, не знамо. Али без обзира на ПВЦ, Тосхиба МГ08 и друге драјвове ове компаније, користе алгоритме Динамиц Цацхе, који, према произвођачу, оптимално дистрибуирају простор бафера између операција читања и писања. Такође немамо детаљније информације о њима.

Други извори повећане толеранције грешака у Тосхиба МГ08 дизајну су држачи вретена са обе стране и сензори ротационих вибрација. Ови дискови су дизајнирани да запишу 550 ТБ података годишње, имају средње време између кварова од 2,5 милиона сати, што је стандардно за уређаје предузећа, и петогодишњи гарантни период. Неколико различитих конфигурација диск јединица је доступно по наруџби, са САТА или САС интерфејсом и опционим енд-то-енд енкрипцијом. Међутим, не можемо да вам дамо водич за цене: Тосхибин диск од 16 терабајта је представљен још у јануару, али је и даље ретка звер у малопродаји.

Тосхиба МГ08 16 ТБ

Сада када смо упознали три главна учесника теста, погледајмо мање чврсте дискове са којима морамо да упоредимо нове моделе од 14-16 терабајта. Један од њих, Екос Кс10 са капацитетом од 10 ТБ, је драјв близу линије који садржи седам магнетних плоча у запечаћеном кућишту. И иако је употребљиви капацитет плоче порастао са 1429 на 1750 ГБ или више, брзина секвенцијалног приступа чврстим дисковима би такође требало да се повећа, по овом параметру Екос Кс10 практично није инфериоран од истог БарраЦуда Про од 14 ТБ према спецификације оба погона. Нешто се очигледно не уклапа у спецификације Сеагате хард дискова, али имамо прилику да све сазнамо у пракси.

Да би се повећала брзина операција случајног приступа, Екос серија има развијен АВЦ (Адванцед Врите Цацхинг) механизам за кеширање писања, који смањује време одговора. Под АВЦ-ом, уписи се групишу у ДРАМ бафер као и на било ком другом чврстом диску, али бафер задржава копију података након што се испразне на плочу, а садржај пресликаног бафера може одмах да прочита хост контролор. ИН Хард дискови Сеагате сервера 2,5-инчни АВЦ фактор форме укључује следећу најбржу фазу - резервисане области на површини плоча, где се подаци из ДРАМ-а уписују у секвенцијалном редоследу (Медиа Цацхе), као и малу количину непроменљиве меморије за спасавање података из бафера у случају нестанка струје. Али Екос Кс10 нема флеш меморију, а можда и Медиа Цацхе заједно са њом.

У поређењу са потрошачким чврстим дисковима за десктоп рачунаре и НАС, диск јединице Екос серије одликују се високим МТБФ-ом (2,5 милиона сати) и пројектованим оптерећењем (550 ТБ/годишње), могућношћу рада у серверском сталку без ограничења у броју корпи, и петогодишњи век трајања.гарантни сервис. Хард диск са бројем модела СТ10000НМ0016, који смо добили на тестирање, такође припада Хиперсцале модификацијама које имају мању потрошњу енергије у поређењу са осталим члановима Екос породице, али су доступни само са САТА интерфејсом и емулацијом 512-бајтних сектора. . У конфигурацијама са САС конектором, Екос модели такође имају опције са изворним приступом секторима од 4 КБ, као и енкрипцијом целог диска од краја до краја.

Сеагате ИронВолф чврсти диск је недавно представљен наш преглед нови представници овог бренда уз Сеагате ССД за мрежно складиштење. Чини се да је модел ИронВолф од 12 терабајта опремљен плочама са истом физичком густином распореда као Екос Кс10, само што је овде још један од њих. Међутим, Сеагате процењује перформансе своје замисли у секвенцијалним операцијама читања и писања много ниже – само 210 МБ/с. И не постоје софистициране технологије које имају за циљ да компензују велико кашњење одговора својствено магнетним дисковима.

Али сви ИронВолф хард дискови, почевши од капацитета од 4 ТБ, позајмили су бројне хардверске карактеристике из Екос серије које доприносе повећању толеранције грешака. Блок магнетне плоче сваког чврстог диска је избалансиран у две равни, а сензори ротационих вибрација обезбеђују стабилан рад у системима за складиштење података који се монтирају у сталак или самосталном НАС-у са до осам кавеза за дискове. ИронВолф је дизајниран за умерене радне услове са пројектованим оптерећењем од 180 ТБ/годишње и има МТБФ од 1 милион сати. Као резултат тога, гарантни рок за ИронВолф није толико дуг као за озбиљније моделе у Сеагате каталогу - три године.

Под брендом С300, јапанска компанија Тосхиба објавила је серију драјвова за системе видео надзора - ови хард дискови су такође посвећени сопственим преглед на страницама 3ДНевс-а. Проширујући протокол АТА Стреаминг Цомманд Сет протокола за пренос података, старији модели Тосхиба С300 гарантују истовремено снимање видео записа са 64 надзорне камере, али у својој суштини они су типични драјдови за НАС и ДАС са могућношћу рада 24/7 и пристојан МТБФ: исто као ИронВолф, то је 1 милион сати, а гарантни рок је исте три године. Захваљујући предностима дизајна шасије С300 - двостраној монтажи на вретено и активној компензацији ротационих вибрација - могуће је инсталирати више од осам ових уређаја у једну полицу за регал или самостојећи НАС.

Модел С300, изабран за поређење са новим производима капацитета 14–16 ТБ, изграђен је на хардверској шасији МД06АЦА-В серверских дискова и садржи седам магнетних плоча, а спецификације уређаја указују на случајну брзину читања/писања од 248 МБ/с, типично за модерне ХДД великог капацитета. Али од техника које се користе на хард дисковима Тосхиба сервера за смањење кашњења, С300 има само функцију Динамиц Цацхе.

За разлику од свих осталих учесника у тестирању, С300, чак и са густом гомилом од седам плоча, ради без хелијума и смештен је у стандардно вентилирано кућиште. Чини се да управо из тог разлога модел од 10 терабајта има највећу вредност потрошње енергије у збирној табели спецификација учесника теста, а овај параметар, иако је сам по себи важан само за администраторе дата центара, директно одређује температуру уређаја. ХДД. Сами ћемо проверити стварну потрошњу енергије С300, али за сада ћемо узети у обзир ову тачку.

Извор: 3дневс.ру