Обзор 10-Тбайт жесткого диска Seagate Enterprise Capacity (ST10000NM0086)
Технология изготовления жестких дисков с герметичным корпусом, наполненных гелием, имеет долгую историю, уходящую корнями в 1960-е годы, и достигла широкого коммерческого внедрения в 2013 году. С тех пор гелий стал неотъемлемой чертой наиболее емких и высокопроизводительных HDD. Перед стандартной конструкцией жесткого диска, в которой проникающий воздух используется как подушка, приподнимающая головки над поверхностью пластин, применение гелия имеет такие преимущества, как снижение энергопотребления накопителя и вибраций шпиндельной сборки, повышенная точность позиционирования головок. Все это сделало применение гелия практически неизбежным для моделей максимальной емкости, не использующих SMR (Shingled Magnetic Recording), которая остается нишевой технологией, актуальной только в приложениях, не требующих сколько-нибудь частой перезаписи хранящихся данных.
Хотя Western Digital после ряда успешных продуктов в серии He6/He8/He10 под маркой HGST распространила гелий и на пользовательскую линейку своих HDD (WD Red и WD Purple), Seagate до последнего времени воздерживалась от гелия даже в серверных устройствах, отчего максимальный объем диска без SMR, который могла предложить Seagate, был ограничен 8 Тбайт. Однако такие разработки в стенах Seagate велись еще в начале 2000-х годов, параллельно с Maxtor, которая затем была поглощена Seagate, так что этот производитель не является новичком в работе с гелием.
Единственная гелиевая модель, пополнившая серию Enterprise Capacity 3.5 HDD, предоставляет наибольший объем в корпусе 3,5 дюйма, доступный на рынке в данный момент, поскольку диски с применением SMR еще не сделали ожидаемого шага вперед в плотности записи.
⇡#
**Технические характеристики, цена**
Жесткий диск включает целых семь пластин полезной емкостью 1,43 Тбайт, вращающихся со скоростью 7200 об/мин, и буфер объемом 256 Мбайт. Кроме того, в накопителях из линейки Enterprise Capacity 3.5 HDD присутствует дополнительный объем энергонезависимой памяти (Advanced Write Caching). Seagate не сообщает, какие микросхемы применяются в новой модели, но в предыдущих HDD это была память NOR Flash объемом 2 Мбайт.
NOR Flash существует в тени своего распространенного аналога NAND Flash, она имеет более высокую по сравнению с ним скорость чтения и поддерживает произвольный доступ к данным (в отличие от страничного доступа в NAND Flash), но этот тип памяти медленнее выполняет запись и чрезвычайно медленно — очистку ячеек. Кроме того, NOR Flash обеспечивает меньший процент ошибок при выполнении операций.
Небольшие объемы энергонезависимой памяти появились в жестких дисках с распространением разметки пластин секторами по 4 Кбайт, которая при эмуляции 512-байтовых секторов требует выполнять операцию read-modify-write для записи блоков меньшего размера, чем размер сектора. Если это происходит в буфере DRAM, то сбой питания диска может привести к потере данных. Но у NOR Flash-памяти в Enterprise Capacity 3.5 HDD есть и другая функция. Корпоративные HDD зачастую используют, отключив кеширование записи в DRAM (опять же для обеспечения надежности), но компактный энергонезависимый кеш позволяет обойти это требование и повысить быстродействие произвольной записи на максимальные 20% (по данным Seagate).
Линейка Enterprise Capacity 3.5 HDD позиционируется как Nearline Storage, что означает компромисс в производительности между «холодным» и «горячим» хранилищем, и обладает всеми характерными чертами корпоративных накопителей. Существуют модификации диска с интерфейсом SATA 6 Гбит/с либо SAS 12 Гбит/с, аппаратным доступом к 4К-секторам либо эмуляцией 512-байтовых секторов, встроенным шифрованием (в том числе стандарта FIPS) либо без такового.
Диск оснащен функцией активной компенсации внешних вибраций, технологией RAID Rebuild (позволяет ускорить восстановление массива за счет передачи сохранных данных прямо с подлежащего замене диска вместо восстановления по данным четности), а также PowerChoice (изменение тайм-аутов перехода в энергосберегающие режимы или ручное управление соответствующими функциями) и PowerBalance (Seagate по запросу поставляет диски с повышенным соотношением производительности и потребляемой мощности, достигаемым снижением собственно производительности).
Гелиевая модель обладает более низким весом и показателями энергопотребления по сравнению с остальной линейкой Enterprise Capacity 3.5 HDD и характеризуется повышенным на 500 тыс. часов временем наработки на отказ. Гарантия на устройство составляет 5 лет.
|Производитель
|Seagate
|
Серия |Enterprise Capacity 3.5 HDD (Helium) V.6
|
Модельный номер |ST10000NM0086
|
Форм-фактор |3,5 дюйма
|
Интерфейс |SATA 6 Гбит/с
|
Емкость, Гбайт |10 000
|
Конфигурация
|
Скорость вращения шпинделя, об/мин |7 200
|
Плотность записи данных, Гбайт/пластину |1 429
|
Число пластин/головок |7/14
|
Объем буфера, Мбайт |256
|
Размер сектора, байт |4 096
|
Производительность
|
Макс. устойчивая скорость последовательного чтения, Мбайт/с |249
|
Макс. устойчивая скорость последовательной записи, Мбайт/с |249
|
Burst rate, чтение/запись, Мбайт/с |НД
|
Внутренняя скорость передачи данных, Мбайт/с |НД
|
Average seek time: чтение/запись, мс |НД
|
Track-to-track seek time: чтение/запись, мс |НД
|
Full stroke seek time: чтение/запись, мс |НД
|
Надежность
|
MTBF (среднее время наработки на отказ), ч |2 500 000
|
AFR (annualized failure rate), % |0,35
|
Число циклов парковки головок |600 000
|
Физические характеристики
|
Потребляемая мощность: бездействие/чтение-запись, Вт |4,5/8,4
|
Типичный уровень шума: бездействие/поиск, дБ |2,3/2,5
|
Максимальная температура, °C: диск включен/диск отключен |60/НД
|
Ударопрочность: диск включен (чтение) /диск отключен |40 g (2 мс) / 250 g (2 мс)
|
Габаритные размеры: Д × В × Г, мм |147 × 101,9 × 26,1
|
Масса, г |650
|
Гарантийный срок, лет |5
|
Средняя розничная цена, руб.* |35 500
** По данным «Яндекс.Маркета» на 07.07.2016*
Технические решения, которые применяет Seagate при изготовлении HDD на гелиевой платформе, во многих аспектах отличают их от конкурирующих продуктов HGST и WD.
У нас нет объективных данных о проценте отказов в дисках HGST, а Seagate Enterprise Capacity 3.5 HDD (Helium) только появился на рынке, поэтому о практических преимуществах того или иного продукта мы судить не можем. Однако Seagate убедительно объяснила, почему методы, которые она применяет в производстве HDD с гелиевым наполнением, способствуют повышенной надежности по сравнению с продуктами конкурента.
⇡#
**Изолированные тесты производительности**
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.
⇡#
**Тесты с эмулированной нагрузкой**
|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, встроенному в чипсет материнской платы, и работает в режиме AHCI.
Seagate Enterprise Capacity 3.5 HDD (Helium) мы протестировали в модификации с интерфейсом SATA и эмуляцией 512-байтовых секторов. Для сравнения в обзоре участвует диск HGST Ultrastar He8, относящийся к предыдущему поколению гелиевой платформы HGST, а также несколько устройств из нашего группового теста HDD объемом 6 Тбайт.
⇡#
**Последовательное чтение/запись**
По скорости линейного чтения/записи гелиевый Seagate лидирует, достигая показателей, которые мы наблюдали у дисков со скоростью вращения шпинделя 10 тыс. об/мин в прошлогоднем тесте HDD с интерфейсом SAS.
**Произвольное чтение/запись**
⇡#
**Производительность, расширенный анализ** **Устоявшееся время отклика** **Смешанное чтение/запись**
Новинка весьма эффективно справляется c нагрузкой при смешанных запросах на чтение/запись, уступая по этому параметру только Seagate NAS HDD.
⇡#
**Зависимость пропускной способности от длины очереди команд**
Среди участников теста ST10000NM0086 наиболее эффективно работает при длинной очереди команд. При более скромных значениях QD, свойственных типичным серверным нагрузкам, диск теряет преимущество перед 6-терабайтными HDD из линеек Seagate Enterprise Capacity 3.5 HDD и HGST Utrastar 7K6000, но сохраняет отрыв от HGST He8 и других соперников.
**Многопоточное чтение/запись**
Судя по результатам этого теста, диск пытается честно двигать головками между четырьмя областями адресного пространства, с которыми работают отдельные worker’ы программы Iometer, не пытаясь выстроить запросы в эффективную для исполнения цепочку. Такое поведение характерно для большинства корпоративных приводов. Однако в силу большей плотности записи четыре области по 100 Гбайт занимают на пластинах ST10000NM0086 меньше места, чем в менее емких соперниках, работающих по такой же логике, отчего его общее быстродействие выше.
При записи дискам HGST снова помогает media cache, однако ST10000NM0086 является лучшим HDD в тесте, не обладающим этой технологией.
⇡#
**Производительность, эмулированная нагрузка**
ST10000NM0086 превосходит HGST He8 во всех типах нагрузки, однако во всех тестах, кроме эмуляции веб-сервера, уступает первенство HGST 7K6000.
**PCMark 7**
Бенчмарк, эмулирующий десктопные задачи, отдает предпочтение дискам Seagate для NAS, из которых Seagate NAS HDD практически не уступает ST10000NM0086, а Seagate Enterprise NAS HDD превосходит новинку. Соперники производства HGST, столь грозные в синтетических тестах Iometer и эмуляции серверных приложений, сдали свои позиции в PCMark 7.
Seagate Enterprise Capacity 3.5 HDD (Helium) объемом 10 Тбайт воплощает в себе лучшие технологии, которыми Seagate располагает в сегменте жестких дисков форм-фактора 3,5 дюйма, — это наиболее высокая плотность записи, высокопроизводительная механика, большой буфер и конструкция герметичного корпуса, благодаря которой накопитель производит впечатление гелиевого HDD нового поколения по сравнению с тем, что было выпущено до него. По основным метрикам быстродействия диск принадлежит к высшей категории среди корпоративных накопителей класса Nearline. Прибавьте к этому сниженное благодаря гелию энергопотребление и высокие показатели отказоустойчивости.
К сожалению, у нас не было конкурирующих продуктов такого же объема, которые мы могли бы сравнить с новинкой, но по совокупности бенчмарков Seagate Enterprise Capacity 3.5 HDD (Helium) по меньшей мере не уступает Ultrastar He8 (гелиевый HDD предыдущей итерации от HGST) и Ultrastar 7K6000 (самый емкий и быстрый диск, которые HGST делает без гелия). Наличие у последних технологии media cache вносит большую разницу в результаты и дает HGST преимущество в задачах с активной произвольной записью данных, но при произвольном чтении и линейном чтении/записи Seagate лидирует, а эмулированные сценарии нагрузки основных серверных приложений сводят разницу между соперниками до минимума.