Western Digital Red: специальные HDD для NAS

Серии консьюмерских жестких дисков WD различного назначения маркируются несколькими цветами. Blue — базовый вариант десктопных HDD со скоростью вращения шпинделя 7200 об/мин. Black — семитысячники с повышенной производительностью и сроком гарантии 5 лет. Green — энергоэкономичные диски, скорость вращения шпинделя 5400 об/мин. Разделение интуитивно понятно для любого неискушенного покупателя. «Зеленый» — значит экологичный, ест мало энергии и мало греется. «Черный» — солидно, быстро и дорого. «Синий» — ни то ни се, цвет удовлетворения соотношением цена/производительность. Раньше цветовые маркировки сопровождали общую марку Caviar, но сейчас неуместные гастрономические ассоциации уже исчезли. Отметим, что будь Western Digital российской компанией, то брендинг можно было бы развернуть и в эту сторону. Например, «икра красная», «икра черная» и «икра баклажанная»...

Как бы то ни было, в лице линеек жестких дисков WD мы имеем пример простой и наглядной подачи покупателю сложного товара. До сих пор в палитре был свободен только один из базовых цветов стандарта RGB — красный, и вот теперь его отдали линейке жестких дисков, специально предназначенных для домашних или мелкоофисных NAS. В этом случае связь специфики продукта и психологического смысла цветового ярлыка уже теряет очевидность, но для того, чтобы заявить миру о новом продукте, красный — самое оно. А уж какие ассоциации этот цвет вызывает у российского покупателя, объяснять не надо. Равнодушных нет.

Яркий рекламный message совсем не помешает такому продукту, как жесткий диск для NAS категории SOHO (small office, home office). Ведь похоже, что это единственное применение, для которого HDD часто покупает конечный пользователь. Основная масса десктопных HDD поставляется в составе готовых компьютеров, 2,5-дюймовые модели — тем паче. Серверные жесткие диски закупают IT-службы предприятий. А вот обладатель домашнего NAS гарантированно идет в магазин за жестким диском самостоятельно. Его и решила взять в оборот WD.

⇡#Технические характеристики

Для NAS, как правило, выбирают какой-нибудь «зеленый» жесткий диск со скоростью вращения шпинделя 5400-5600 об/мин. Так чем же «красный» лучше? Диски WD Red действительно ближе всего к десктопной серии WD Green. И у тех и у других вместо скорости вращения в спецификациях указано словосочетание IntelliPower. Это значит, что для каждого экземпляра HDD на производстве подбирается подходящая именно для него скорость. У всех дисков с IntelliPower этот параметр колеблется вокруг 5400 об/мин, а сколько конкретно — знает только Western Digital. Границы коридора, в рамках которого «калибруются» устройства, также неизвестны.

Всего в серии Red пока выпущены три модели объемом от 1 до 3 Тбайт. Обещают и появление 4-терабайтной. Примечательно, что все три построены на пластинах емкостью 1 Тбайт. В других сериях Western Digital успела внедрить такие пластины только для однотерабайтных моделей Green и Blue. Отсюда и скорость последовательного доступа в районе 150 Мбайт/с — даже больше, чем у основной массы WD Black.

Время отклика дисков Western Digital не раскрывает. Есть только фраза на официальном сайте о том, что у WD Red «оптимизирован поиск», что приводит к «лучшей в классе производительности». Ну что ж, это мы еще проверим.

Принципиальная разница между WD Red и Green заключается в нескольких аппаратных особенностях и настройках прошивки, которые делают Red более подходящим вариантом для использования в NAS.

• Гарантированная работа в режиме 24х7. Пункт говорит за себя. Большинство десктопных приводов для непрерывной нагрузки, в общем-то, не предназначены.


• Повышенная надежность. Средний срок наработки на отказ у WD Red составляет 1 млн часов. Хотя это не значит, что отдельно взятый жесткий диск будет пахать без поломки в течение 114 лет. Просто из 114 дисков за год выйдет из строя один. К сожалению, WD не указывает этого параметра для «зеленой» серии, но можно сравнить расчетное количество циклов парковки головок: 600 000 у Red и 300 000 у Green.


• Повышенная устойчивость к вибрации. Все понятно, без комментариев.


• 3D-балансировка. Как у автомобильных колес. Блок магнитных пластин закреплен на шпинделе несколькими винтиками. Регулируя их длину, можно добиться снижения вибрации и шума.

В завершение разговора о «железе» осветим вопрос с энергопотреблением и тепловыделением. Производитель не указывает низкий нагрев в качестве особых достоинств Red, тем не менее на официальной веб-страничке продукта показаны ИК-снимки, сравнивающие его с неким неназванным конкурентом. По форме ребер «банки» и печатной платы нетрудно определить, что это одна из недавних «Барракуд» (поколение 7200.14). Не очень честное сравнение, потому что все «Барракуды» сегодня — семитысячники. С другой стороны, Seagate сама виновата, что убила свою «зеленую» линейку.

На снимках WD «красный» HDD холоднее неназванного конкурента

⇡#Специализированная прошивка

Прошивку для дисков WD Red производитель называет NASWare. Вот чем она отличается от того, что «шьют» в обычные «зеленые» HDD.

• Нет частой парковки головок. В десктопных дисках нередко выставляют весьма короткое время ожидания в бездействии, после которого паркуется блок головок (параметр APM — Advanced Power Management). В принципе, это немного экономит энергию, но в то же время снижает время реакции при последующем обращении и расходует предусмотренный запас циклов парковки (см. выше). WD Red по умолчанию вообще не паркует головки в работе (при отключении питания это происходит автоматически).


• Нет остановки мотора. По умолчанию прошивка не позволяет WD Red останавливать двигатель: нулевое значение spindown (standbly) timer. Что опять-таки сохраняет устойчивое время реакции диска.


• Тайм-аут коррекции ошибок. У WD Red есть опция SCT ERC (SMART Command Transport Error Recovery Control). WD называет ее по-своему: Time Limited Error Recovery (TLER). Это принципиальный параметр для дисков в RAID-массиве, управляющий поведением жесткого диска при обнаружении дефектных секторов. В принципе, есть два варианта реакции на такое событие. Десктопные приводы упорно пытаются прочитать данные — это в крайних случаях приводит к тому, что диск погружается в себя на 20 минут. Для дисков в RAID-массиве с избыточностью это неприемлемо: если HDD надолго затупит, то контроллер просто выбросит его из массива. Поэтому лучше как можно скорее просигналить контроллеру «я жив», а утерянные данные восстановятся с соседних дисков. В WD Red по умолчанию время на коррекцию ошибок составляет 7 с (как у серии WD RE, между прочим).
  
  Отметим, что APM (тайм-аут парковки) головок и standby timer (тайм-аут остановки мотора), в принципе, регулируются и на других жестких дисках с помощью утилит, отправляющих ATA-команды, хотя гарантировать их корректную поддержку во всех случаях мы не можем. Просто у WD Red они уже отрегулированы правильным образом, и вручную ничего править не нужно. А вот SCT ERC у десктопных приводов бывает редко, поэтому их и не рекомендуют устанавливать в массивы с избыточностью.


• Поддержка ATA Streaming Feature Set. Маленький бонус для трансляции потокового медиаконтента. Если операционка NAS умеет обращаться с этими командами, то они позволяют гарантировать бесперебойный поток, притом что накопитель будет обслуживать и другие запросы.

⇡#Цены

За преимущества WD Red Western Digital взимает существенную плату. Модели объемом 1, 2 и 3 Тбайт в московских интернет-магазинах стоят в среднем 3 000, 4 200 и 6 100 руб. Для сравнения: цены на аналогичные по объему модели из серии WD Green составляют 2 600, 3 400 и 4 700 руб. соответственно.

⇡#Методика тестирования

Iometer 1.1.0 RC1

1. Последовательное чтение/запись данных блоками от 512 байт до 2 Мбайт и глубиной очереди запросов 4 (типичная глубина для десктопных задач). Проба теста с блоками каждого размера продолжается в течение 30 с. В результате получается график зависимости скорости передачи данных от размера блока. Тест с блоками каждого размера продолжается в течение одной минуты, поэтому полученные результаты справедливы лишь для доступа к данным в «начале» диска.


2. Произвольное чтение/запись данных во всем объеме диска блоками от 512 байт до 2 Мбайт и глубиной очереди запросов 4. Проба теста с блоками каждого размера продолжается в течение 30 секунд. Границы блоков выравниваются относительно линейки с шагом 4 Кбайт.


3. Время отклика. Выполняется произвольное чтение/запись данных во всем объеме диска блоками по 512 байт и глубиной очереди запросов 4. Так как тест идет в течение 10 минут, дисковый буфер заполняется, что дает возможность оценить устоявшееся время отклика накопителя. Блоки данных также выровнены относительно 4-килобайтной разметки.


4. Многопоточная нагрузка. С диском одновременно работают от одной до четырех копий утилиты, генерирующей нагрузку (workers, в терминологии Iometer). Каждый worker выполняет последовательное чтение/запись блоков по 64 Кбайт с глубиной очереди запросов 1. Worker’ы имеют доступ к непересекающимся адресным пространствам объемом по 100 Гбайт, которые расположены в объеме диска вплотную друг к другу, начиная с нулевого сектора. Измеряется совокупная производительность всех worker'ов.

PCMark 7

Синтетический тест, эмулирующий нагрузку реальных приложений и различные сценарии использования ресурсов ПК. Бенчмарк установлен на основном накопителе стенда. На тестируемом накопителе создается единственный раздел в файловой системе NTFS на весь доступный объем, и в PCMark 7 проводится тест Secondary Storage. В качестве результатов теста учитывается как итоговый балл, так и скорость выполнения отдельных субтестов.

Запуск приложений

На диск разворачивается образ с Windows 7 Ultimate X64 и предустановленным пакетом Adobe Creative Suite 5.5 Master Collection. С помощью специального «лончера» одновременно запускаются все программы пакета и регистрируется время появления окна последнего приложения.

⇡#Тестовый стенд

В качестве тестовой платформы используется компьютер с материнской платой MSI 890GXM-G65, процессором AMD Phenom II X2 560 Black Edition и 4 Гбайт RAM DDR3 1600 МГц.

Для теста скорости запуска приложений используется компьютер с материнской платой AsRock Z68 Extreme9, процессором Core i7-2600K и 4 Гбайт RAM DDR3 1600 МГц.

В обоих стендах диск подключается к контроллеру, встроенному в чипсет материнской платы, и работает в режиме AHCI. Операционная система — Windows 7 Ultimate X64.

Объем и скорость передачи данных в бенчмарках указываются в бинарных единицах (1 Кбайт = 1024 байт).

⇡#Участники тестирования

Представлять серию WD Red в бенчмарках будет старшая модель объемом 3 Тбайт (WD30EFRX).

Список конкурентов:

• WD Velociraptor 1000 Гбайт (WD1000DHTZ)
• Seagate Barracuda 3 Тбайт (ST3000DM001) — 3 пластины, 7200 об/мин.
• Seagate Barracuda XT 3 Тбайт (ST33000651AS) — 5 пластин, 7200 об/мин.
• Hitachi Deskstar 7K4000 4 Тбайт (HDS724040ALE640) — 5 пластин, 7200 об/мин.
• Hitachi Deskstar 5K4000 4 Тбайт (HDS5C4040ALE630) — 5 пластин, 5400 об/мин.

⇡#Производительность, Iometer

Последовательное чтение и запись

• WD Red предсказуемо уступил конкурентам со скоростью вращения шпинделя 7200 об/мин, кроме Barracuda XT на пластинах по 600 Гбайт. Но для «пятитысячника» результат прекрасный. Вот график Hitachi Deskstar 5K4000 проходит гораздо ниже.
• Особенно велико отставание от Barracuda ST3000DM001. Все-таки пластины по 1 Тбайт и 7200 об/мин — это мощная комбинация.

Устоявшееся время отклика

• Головки WD Red не очень резвые. Привод оказался медленнее всех в этом тесте. Даже у Deskstar 5K4000 время отклика немного меньше.

Произвольное чтение и запись

• Вот и следствие большого времени отклика. Результат WD Red примерно такой же, как у Deskstar 5K4000. Лидирует по количеству операций в секунду в чтении Barracuda ST3000DM001 вместе с Deskstar 7K4000. В записи — один Deskstar 7K4000.
• Velociraptor — не в счет, ибо это уже другой класс HDD. Он здесь нужен только для сравнения.

Многопоточное чтение и запись

• WD Red хорошо держит многопоточную нагрузку. В тесте на чтение помимо него только Velociraptor смог удержаться близко к исходному уровню производительности, в то время как остальные соперники провалились вниз уже при двух потоках.
• В тесте на запись WD Red и Velociraptor проседают при двух потоках, однако затем скорость уже не падает. Но здесь примерно так же себя ведет и Barracuda ST3000DM001.

PCMark 7

• WD Red немного уступил второму «пятитысячнику» в этом тесте — Deskstar 5K4000.

• Наиболее заметные различия между конкурентами наблюдаются в субтестах Importing Pictures и Video Editing. Впрочем, в глаза бросаются только пики, принадлежащие Velociraptor и Hitachi Deskstar 7K4000. Разницу между остальными участниками нельзя назвать практически значимой.

⇡#Производительность, реальные задачи

Запуск приложений

• К сожалению, в тесте не участвуют оба диска Seagate, поскольку они покинули нашу лабораторию еще до того, как мы стали использовать этот бенчмарк.
• Диску Hitachi со скоростью вращения шпинделя 7200 об/мин WD Red предсказуемо и существенно уступает, а вот с «пятитысячником» Deskstar 7K4000 разница уже невелика.

⇡#Выводы

Итак, чем хороши новые жесткие диски серии WD Red и в каком случае имеет смысл не поскупиться и взять для сетевого накопителя именно такой, а не обычный HDD со скоростью вращения шпинделя 5400 об/мин, например WD Green? Преимущество WD Red номер один — это надежность, которая складывается из следующих компонентов: доступность в режиме 24х7, отказоустойчивость и срок гарантии 3 года. К сожалению, в этом вопросе мы можем только поверить производителю на слово (хотя лучше слово, чем ничего). Другое достоинство WD Red — наличие одной опции SCT ERC, которая предохраняет от случаев, когда диск вдруг задумался и выпал из RAID-массива. Плюс несколько не столь важных настроек по умолчанию, касающихся парковки головок и ухода в standby. А в бенчмарках WD Red демонстрирует очень неплохие результаты для жесткого диска со скоростью вращения шпинделя 5400 об/мин за счет применения пластин емкостью 1 Тбайт.

По сочетанию этих качеств у WD Red сейчас просто нет аналогов. Seagate полностью отказалась от производства «пятитысячников». Среди дисков Hitachi серии Deskstar 5K3000 и Ultrastar 5K3000 допускают работу в режиме 24х7, но там нет терабайтных пластин. Кроме того, если Ultrastar наверняка поддерживает SCT ERC, то Deskstar — вряд ли.

И все же, для кого предназначены диски WD Red? Все-таки скорее для сисадмина, чем для домашнего пользователя. На тот случай, когда в офисе уже есть NAS или сервер с RAID-массивом, но до полноценных enterprise-накопителей инфраструктура не доросла, да и дорого. А дома для NAS с одним отсеком под киношки и бэкап можно обойтись и простым «зеленым» HDD.