Обзор жестких дисков Seagate Exos 10E2400 2,4 Тбайт и Exos 15E900 900 Гбайт
В тот момент, когда твердотельные накопители развили достаточно высокой уровень быстродействия и отказоустойчивости, место в высоконагруженных серверах и верхних эшелонах сетевых хранилищ для жестких дисков оказалось безвозвратно потеряно. Тем не менее, HDD со скоростью вращения шпинделя 10 тыс об/мин по-прежнему широко используются в системах, не столь требовательных к производительности ПЗУ, и обеспечивают более низкую в сравнении с SSD стоимость единицы объема. Что касается 15-тысячников, то этот класс жестких дисков действительно доживает свои последние годы, т.к. разница в скорости между моделями 10К и 15К уже не оправдывает более высокой цены и меньшего объема последних в рамках тех задач, где по каким-либо причинам не применяются SSD.
Пусть в долговременной перспективе судьба высокопроизводительных жестких дисков предрешена, технологии магнитной записи продолжают развиваться, и довольно стремительно. Рост плотности записи (а значит, объемов и быстродействия), который столь хорошо заметен на примере HDD форм-фактора 3,5 дюйма, не обошел стороной и накопители класса SFF (2,5 дюйма в корпусах высотой 15 мм). Кроме того, в конструкции серверных жестких дисков начали использовать Flash-память. В качестве загрузочных дисков для десктопных и мобильных ПК «гибридные» HDD себя не оправдали — в потребительской сфере оказался возможен полный переход на SSD без промежуточных стадий. В профессиональной, напротив, небольшой объем твердотельной энергонезависимой памяти способен обеспечить предсказуемый рост быстродействия, практически бесплатно в масштабе стоимости сервера или СХД, а также обеспечить дополнительную страховку данных.
Без малого три года тому назад мы провели групповое тестирование жестких дисков со скоростью вращения шпинделя 10–15 тыс об/мин, а сегодня в наших руках SFF-накопители последнего поколения от Seagate. Посмотрим, как за это время изменились быстрейшие из магнитных накопителей.
Масштабный ребрендинг продукции, который Segateначала с потребительских моделей, добрался до корпоративных накопителей этой марки. Серии Seagate Exos 10E2400 и Exos 15E900, два представителя которых мы протестировали для этого обзора, — есть ничто иное, как EnterprisePerformance 10K HDD v9 и Enterprise Performance 15K HDD v6. А теперь, когда мы разобрались с непривычными наименованиями, изучим технические спецификации устройств.
Диски Exos 10E2400 и Exos 15E900 оснащены интерфейсом SAS 12 Гбит/с (каждая модель имеет второй порт для подключения резервного хост-контроллера) и характеризуются скоростью вращения шпинделя 10 и 15 тыс об/мин соответственно. Максимальный объем накопителя составляет 2,4 Тбайт для 10-тысячников и 900 Гбайт — для моделей 15K. К сведению, столь же большой объем жесткого диска в классе SFF, помимо Seagate, представила только Toshiba. Аналогичные продукты HGST остановились на уровне предыдущего поколения (10К объемом 1,8 Тбайт и 15К объемом 600 Гбайт), а Western Digital полностью прекратила выпуск SFF-дисков под собственной маркой.
Как видим, разница в объеме между современным и предшествующим поколениями быстрых HDD составляет 33%. Поскольку конфигурация пластин осталась прежней (вплоть до 4 пластин в моделях 10К и трех в 15К), прирост обеспечен повышенной плотностью записи, а значит, от новых моделей мы вправе ожидать столь же существенного изменения скорости последовательного чтения/записи. Любопытно, что в обеих сериях Saegateпредлагает модели с размером сектора 4 Кбайт и одновременно — аналоги с «устаревшей» 512-байтовой разметкой. При этом все диски первой категории администратор может переключить из режима эмуляции 512-байтовых секторов на прямой доступ к 4К-форматированию и обратно.
Благодаря высокой плотности записи и скорости вращения шпинделя Exos 10E2400 и Exos 15E900 достигают устойчивой скорости передачи данных в 279 и 315 Мбайт/с соответственно. Но, разумеется, в SFF-дисках ценится не столько линейный, сколько произвольный доступ к данным. В этом отношении повышенная плотность записи дает не так уж много, поэтому Seagateстремится компенсировать дефицит операций в секунду, свойственный механическим накопителям, за счет небольшого массива Flash-памяти.
|Производитель
|Seagate
|Серия
|Exos 10E2400 (Enterprise Performance 10K HDD v9)
|Модельный номер
|ST600MM0099
|ST1200MM0129
|ST1800MM0129
|ST2400MM0129
|Форм-фактор
|2,5 дюйма
|2,5 дюйма
|2,5 дюйма
|2,5 дюйма
|Интерфейс
|SAS 12 Гбит/с
|SAS 12 Гбит/с
|SAS 12 Гбит/с
|SAS 12 Гбит/с
|Емкость, Гбайт
|600
|1 200
|1 800
|2 400
|Конфигурация
|Скорость вращения шпинделя, об./мин
|10 000
|10 000
|10 000
|10 000
|Плотность записи данных, Гбайт/пластину
|600
|600
|600
|600
|Число пластин/головок
|1/2
|2/4
|3/6
|4/8
|Объем буфера, Мбайт
|256
|256
|256
|256
|Размер сектора, байт
|4 096
|4 096
|4 096
|4 096
|Производительность
|Макс. устойчивая скорость последовательного чтения, Мбайт/с
|279
|279
|279
|279
|Макс. устойчивая скорость последовательной записи, Мбайт/с
|279
|279
|279
|279
|Burst rate, чтение/запись, Мбайт/с
|НД
|НД
|НД
|НД
|Внутренняя скорость передачи данных, Мбайт/с
|НД
|НД
|НД
|НД
|Average seek time: чтение/запись, мс
|НД
|НД
|НД
|НД
|Track-to-track seek time: чтение/запись, мс
|НД
|НД
|НД
|НД
|Full stroke seek time: чтение/запись, мс
|НД
|НД
|НД
|НД
|Надежность
|MTBF (среднее время наработки на отказ), ч
|НД
|НД
|НД
|НД
|AFR (annualized failure rate), %
|0,44
|0,44
|0,44
|0,44
|Число циклов парковки головок
|НД
|НД
|НД
|НД
|Физические характеристики
|Потребляемая мощность: бездействие/чтение-запись, Вт
|3,4/7,1
|3,8/7,2
|4,3/7,2
|4,9/8,6
|Типичный уровень шума: бездействие/поиск, дБ
|НД
|НД
|НД
|НД
|Максимальная температура, °C: диск включен/диск отключен
|55/70
|55/70
|55/70
|55/70
|Ударопрочность: диск включен (чтение) /диск отключен
|40 g (11 мс) / 400 g (2 мс)
|40 g (11 мс) / 400 g (2 мс)
|40 g (11 мс) / 400 g (2 мс)
|40 g (11 мс) / 400 g (2 мс)
|Габаритные размеры: Д × В × Г, мм
|100,5 × 69,9 × 15,0
|100,5 × 69,9 × 15,0
|100,5 × 69,9 × 15,0
|100,5 × 69,9 × 15,0
|Масса, г
|215
|220
|218
|202
|Гарантийный срок, лет
|5
|5
|5
|5
|Розничная цена (США, без налога), $
|170
|260
|354
|418
|Розничная цена (Россия), руб.
|10 710
|14 810
|21 180
|27 038
|Производитель
|Seagate
|Серия
|Exos 15E900 (Enterprise Performance 15K HDD v6)
|Модельный номер
|ST300MP0106
|ST600MP0136
|ST900MP0146
|Форм-фактор
|2,5 дюйма
|2,5 дюйма
|2,5 дюйма
|Интерфейс
|SAS 12 Гбит/с
|SAS 12 Гбит/с
|SAS 12 Гбит/с
|Емкость, Гбайт
|300
|600
|900
|Конфигурация
|Скорость вращения шпинделя, об./мин
|15 000
|15 000
|15 000
|Плотность записи данных, Гбайт/пластину
|300
|300
|300
|Число пластин/головок
|1/2
|2/4
|3/6
|Объем буфера, Мбайт
|256
|256
|256
|Размер сектора, байт
|4 096
|4 096
|4 096
|Производительность
|Макс. устойчивая скорость последовательного чтения, Мбайт/с
|315
|315
|315
|Макс. устойчивая скорость последовательной записи, Мбайт/с
|315
|315
|315
|Burst rate, чтение/запись, Мбайт/с
|НД
|НД
|НД
|Внутренняя скорость передачи данных, Мбайт/с
|НД
|НД
|НД
|Average seek time: чтение/запись, мс
|НД
|НД
|НД
|Track-to-track seek time: чтение/запись, мс
|НД
|НД
|НД
|Full stroke seek time: чтение/запись, мс
|НД
|НД
|НД
|Надежность
|MTBF (среднее время наработки на отказ), ч
|НД
|НД
|НД
|AFR (annualized failure rate), %
|0,44
|0,44
|0,44
|Число циклов парковки головок
|НД
|НД
|НД
|Физические характеристики
|Потребляемая мощность: бездействие/чтение-запись, Вт
|4,7/6,9
|5,8/7,2
|5,7/7,6
|Типичный уровень шума: бездействие/поиск, дБ
|НД
|НД
|НД
|Максимальная температура, °C: диск включен/диск отключен
|55/70
|55/70
|55/70
|Ударопрочность: диск включен (чтение) /диск отключен
|40 g (11 мс) / 400 g (2 мс)
|40 g (11 мс) / 400 g (2 мс)
|40 g (11 мс) / 400 g (2 мс)
|Габаритные размеры: Д × В × Г, мм
|100,5 × 69,9 × 15,0
|100,5 × 69,9 × 15,0
|100,5 × 69,9 × 15,0
|Масса, г
|225
|230
|230
|Гарантийный срок, лет
|5
|5
|5
|Розничная цена (США, без налога), $
|203
|300
|381
|Розничная цена (Россия), руб.
|25 228
|37 310
|59 370
Твердотельный буфер 16 объемом Гбайт здесь используется для кеширования операций чтения по тем адресам, которые наиболее часто запрашиваются хост-контроллером, но этой функцией (TurboBoost, в терминологии Seagate) уже обладали диски Seagateпрошлого поколения (Enterprise Performance 10K HDD v8 и Enterprise Performance 15K HDD v5). В новых моделях добавили развитый механизм кеширования операций записи, который снижает время отклика и одновременно обеспечивает сохранность данных при аварийном отключении диска (AWC — Advanced Write Caching). В рамках AWC операции записи группируются в буфере DRAM, как происходит в любом другом жестком диске, однако буфер сохраняет копию данных после того, как они записаны на пластину. Таким образом, данные в «зеркальном» буфере могут быть немедленно считаны хост-контроллером с высокой скоростью, а при аварийном отключении питания инерции шпинделя достаточно для того, чтобы отправить данные в энергонезависимую Flash-память. Кроме того, операции произвольной записи ускоряются за счет Media Cache — системы кеширующих зон на поверхности пластин, куда данные из DRAM записываются в последовательном порядке.
Выполняются с помощью Iometer 1.1.0. Объем и скорость передачи данных указывается в бинарных единицах (1 Кбайт = 1024 байт). Границы блоков выровнены относительно разметки по 4 Кбайт.
|Iometer, эмуляция приложений
|Размер блока
|Доля от всех запросов
|Доля чтения
|Доля произвольного доступа
|База данных
|8 Кбайт
|100%
|67%
|100%
|Файловый сервер
|512 байт
|10%
|80%
|100%
|1 Кбайт
|5%
|80%
|100%
|2 Кбайт
|5%
|80%
|100%
|4 Кбайт
|60%
|80%
|100%
|8 Кбайт
|2%
|80%
|100%
|16 Кбайт
|4%
|80%
|100%
|32 Кбайт
|4%
|80%
|100%
|64 Кбайт
|10%
|80%
|100%
|Рабочая станция
|8 Кбайт
|100%
|80%
|80%
|Веб-сервер
|512 байт
|22%
|100%
|100%
|1 Кбайт
|15%
|100%
|100%
|2 Кбайт
|8%
|100%
|100%
|4 Кбайт
|23%
|100%
|100%
|8 Кбайт
|15%
|100%
|100%
|16 Кбайт
|2%
|100%
|100%
|32 Кбайт
|6%
|100%
|100%
|64 Кбайт
|7%
|100%
|100%
|128 Кбайт
|1%
|100%
|100%
|512 Кбайт
|1%
|100%
|100%
|Конфигурация тестового стенда
|CPU
|AMD Phenom II X2 560 Black Edition
|Материнская плата
|MSI 890GXM-G65
|Оперативная память
|DDR3 SDRAM, 1600 МГц, 4 Гбайт
|ПЗУ
|Intel SSD 510 120 Гбайт
|Операционная система
|Windows 7 Ultimate x64
Тестируемый накопитель подключается к контроллеру LSI MegaRAID 9211-4i.
Как и следовало ожидать, современные SFF-диски Seagate продемонстрировали чрезвычайно высокие скорости последовательного доступа по сравнению с моделями предыдущего поколения (Enterprise Performance 10K HDD v7, который участвовал в нашем давнишнем групповом тестировании, в данном случае является полным аналогом дисков серии v8, т.к. плотность записи у них одинакова). Фактически, новый диск со скоростью вращения шпинделя 10 тыс об/мин обеспечивает такие же показатели, как лучшие из старых 15-тысячников, а новый диск 15К — еще более высокие.
При тестировании произвольного чтения с помощью iometerнакопителям не помогают какие-либо технологии кеширования, поэтому результаты дисков в каждом классе (10К либо 15К) здесь примерно одинаковы. Новые модели Seagateздесь не выделяются ни в худшую, ни в лучшую сторону по сравнению с массой соперников.
При записи, напротив, наличие Media Cache помогло Seagate Exos 15E900 выйти на один уровень с конкурентом от HGST, у которого есть аналогичная технология. Exos 10E2400, с другой стороны, как будто совсем не использует свой Media Cache и сливается с массой 10-тысячников, не оснащенных кеширующими зонами.
В данном тесте продолжительность нагрузки позволяет минимизировать влияние Media Cache на результаты. Как следствие, новые модели Seagate продемонстрировали типичное время отклика для жестких дисков класса 10K и 15К.
По воздействию длины очереди команд на скорость произвольного чтения участвующие в тестировании накопители практически не различаются в пределах группы моделей, обладающих одинаковой скоростью вращения шпинделя, и современные диски Seagate Exos не стали исключением.
В очередной раз обе модели Seagate Exos получили совершенно средний результат, с поправкой на скорость вращения шпинделя каждой из моделей. Кроме того, по графикам можно заметить, что быстродействие обеих моделей страдает в той зоне, где доминируют операции записи (в отличие от чистой записи или преимущественно чтения).
Seagate Exos 10E2400 отличился чрезвычайно высоким результатом в тесте чтения. Ни один другой из участвующих в тесте накопителей не может столь эффективно выстраивать единую очередь из нескольких независимых потоков команд. Удивительно, что Exos 15E900 не обладает такой способностью.
В тесте на чтение Exos 10E2400 и Exos 15E900 заняли лидерские места в своих группах.
Пиковые значения времени отклика у Exos 10E2400 и Exos 15E900 вполне типичны для соответствующей скорости вращения шпинделя при чтении данных. При записи, напротив, обе модели продемонстрировали пусть не лучший, но близкий к таковому результат.
При записи данных оба диска Seagate характеризуются посредственной стабильностью времени отклика по сравнению с соперниками. При чтении эта оценка относится только к Exos 10E2400. Exos 15E900, напротив, выбился в лидеры. Впрочем, не будем забывать, что при столь низких абсолютных значениях пропускной способности, которыми обладают механические накопители, практическое значение подобных тонкостей, как постоянство времени отклика, невелико.
Exos 15E900 существенно улучшил позиции 15-тысячников компании Seagate в тестах, эмулирующих два из наиболее важных корпоративных сервисов — базу данных и файловый сервер. Тем не менее, Exos 15E900 выглядит бледно на фоне лидеров группового тестирования (HGST Ultrastar C15K600 и Toshiba AL13SXB) во всех задачах за исключением эмуляции веб-сервера. Что касается Exos 10E2400, то этот диск уступает любому другому накопителю класса 10К среди протестированных устройств (включая Seagate Enterprise Performance 10K HDD позапрошлого, седьмого поколения!).
2,5-дюймовые серверные диски Seagate последнего поколения произвели на нас неоднозначное впечатление. HDD из серий Exos 10E2400 и Exos 15E900 имеют ряд неоспоримых достоинств. Во-первых, за счет высокой плотности записи в этих устройствах был достигнут максимальный объем для современных жестких дисков со скоростью вращения шпинделя 10 и 15 тыс оборотов соответственно. Одно это обстоятельство в ряде случаев оправдывает замену менее емких накопителей прошлого поколения на новые модели Seagate. Во-вторых, повышенная плотность записи обеспечивает совершенно иной уровень быстродействия в определенных задачах (с преобладанием линейного чтения/записи либо операций с крупными блоками). В-третьих, использование встроенного буфера Flash-памяти для ускорения как операций записи, так и операций чтения, в теории эквивалентно дополнительному уровню СХД на базе SSD небольшого объема и при этом не требует вмешательства в архитектуру системы. Наконец, модели Exos 10E2400 и Exos 15E900 с 4-килобайтным форматированием позволяют переключаться между эмуляцией 512-байтовой разметки и нативным доступом к секторам.
Однако на практике новинки оказались не столь хороши, как сулят их технические характеристики. В изолированных тестах производительности наши тестовые образцы Exos 10E2400 и Exos 15E900 (модели объемом 2,4 и 0,9 Тбайт соответственно с эмуляцией 512-байтовой разметки) получили предсказуемо высокой результат. В то же время, тесты iometer, эмулирующие распространенные серверные приложения, поставили Exos 15E900 на ступень ниже совсем не новых 15-тысячников HGSTи Toshiba, а среди 10-тысячников даже Seagate Enterprise Performance 10K HDD v7 (диск на два поколения старше) оказался быстрее, чем Exos 10E2400. По изолированным тестам отдельных аспектов производительности сложно сказать, в чем заключается проблема двух новинок, так что остается списать поражение именно на сложные алгоритмы кеширования, которыми гордится Seagate. Есть вероятность, они дают сбой только в данной тестовой среде, но в противном случае покупателям Exos 10E2400 и Exos 15E900 стоит изучить вопрос того, как эти диски сочетаются с их конкретными рабочими приложениями.