Обзор жесткого диска Seagate Enterprise Capacity HDD 3.5: заявка на лидерство

Развитие жестких дисков в последние годы замедлилось — технические характеристики практически без изменений кочуют из поколения в поколение. На протяжении уже почти пяти лет, если изучать таблицу с техническими характеристиками HDD, можно заметить, что объем кеш-памяти не меняется — для Hi-End-накопителей он равен 64 Мбайт. Компания Seagate, выпуская в свет новую корпоративную линейку Constellation ES.3, отошла от «общепринятых стандартов», оснастив свои накопители 128 Мбайт кеша. Стоит заметить, что у прямого конкурента, WD, до последнего времени не было предложений с таким же объемом буфера, да и сейчас есть только одна модель — WD1002F9YZ из линейки WD Se. До нее мы еще доберемся в последующих материалах, а пока проверим, какова производительность нашего сегодняшнего героя.

⇡#Линейка Seagate Constellation ES.3

Первое, о чем стоит сказать, так это о том, что компания Seagate недавно переименовала линейку Constellation ES.3 в Enterprise Capacity 3.5. Новое название фигурирует на данный момент лишь на главной странице сайта и в кратком описании линейки. На самих же жестких дисках и в спецификациях устройства на сайте производителя используется старое название. Скорее всего, Seagate пошла на ребрендинг чисто из маркетинговых соображений: прямой конкурент WD за последний год анонсировал достаточно большое количество новых линеек, сегментировав рынок, в то время как название Constellation ES Seagate использует достаточно давно — вот и понадобилось «обновление».

Модельный ряд данной корпоративной линейки получился весьма обширным и включает 20 модификаций, несмотря на четыре доступных объема: 1, 2, 3 и 4 Тбайт. Обилие моделей обусловлено наличием различных опций и интерфейсов. Так, например, модификации накопителей с интерфейсом SATA есть как с шифрованием, так и без него, а модели с интерфейсом SAS, помимо прочего, имеют еще и шифрование по стандарту FIPS 140-2.

Жесткий диск Seagate Constellation ES.3 ST1000NM0033 технически выглядит весьма привлекательно — здесь и 128 Мбайт кеша, и почти полтора миллиона часов наработки на отказ, и относительно невысокая стоимость самого устройства. На данный момент времени, с учетом средней стоимости накопителей, наиболее выгодным является ST3000NM003 с объемом 3 Тбайт — показывающий самую низкую стоимость одного гигабайта. Самой «невыгодной» покупкой по соотношению цены и объема является обозреваемая модель на 1 Тбайт.

Компания Seagate позиционирует линейку Constellation ES.3 для сетевых хранилищ корпоративного сегмента. А в силу того, что в линейке присутствуют диски с интерфейсом как SAS, так и SATA, а скорость вращения шпинделя составляет 7200, а не 10000 об/мин, они классифицируются как nearline storage — накопители для данных, не требующих оперативного доступа на высокой скорости. Стоит заметить, что при этом не создается внутренней конкуренции с Seagate NAS — в силу более низкой стоимости последних (в среднем на 25%). В целом более высокую цену нашего героя можно оправдать как на 40% большимресурсом наработки, так и вдвое увеличившимся кешем, а также возросшей скоростью вращения шпинделя — 7200 вместо 5900 оборотов в минуту.

Для обеспечения высокой надежности винчестеры Seagate Constellation ES.3 имеют улучшенный контроль четности, датчик влажности для работы в сложных условиях, а также технологию RAID Rebuild, значительно сокращающую время восстановления RAID-массивов.

Что ж, на бумаге всё выглядит более чем привлекательно. Проверим, как покажет себя накопитель на практике.

⇡#Внешний вид

Жесткий диск поставляется в пластиковой коробочке.

Внешне Seagate Constellation ES.3 ST1000NM0033 в целом похож на все остальные HDD компании, но отличия всё же имеются. Так, например, металлическая крышка отличается от используемых в домашних «барракудах» и в NAS-серии — она имеет другую форму, к тому же на ней отсутствует металлический паз в виде дуги.

Печатная плата также имеет отличия как по форме, так и по размерам — она занимает почти половину тыльной стороны накопителя. Между текстолитом и корпусом имеется поролоновая вставка.

Интерфейсная панель HDD вполне стандартна и не отличается от прочих.

⇡#Технологии

Технология PowerChoice

Технология PowerChoice добавляет новые режимы электропитания для обеспечения высокой энергоэффективности: Idle_A, Idle_B, Idle_C, Standby_Z.

Seagate заявляет, что технология PowerChoice позволяет снизить энергопотребление на 54%.

⇡#Самошифрование и самошифрование по стандарту FIPS (опционально)

Принцип работы накопителя с технологией самошифрования (SED — Self-Encrypting Drive) примерно таков: данные поступают на диск и шифруются перед записью с помощью специальной микросхемы (ASIC — Application Specific Integrated Circuit). Ключ шифрования данных сохраняется в защищенной, недоступной области диска. При чтении с диска данные предварительно расшифровываются и лишь затем передаются с диска. Шифрование выполняется постоянно, его нельзя отключить. Во время обычной работы операции шифрования на накопителях с технологией SED полностью прозрачны — аппаратно SED-накопители выглядят так же, как и диски без шифрования. Стоит заметить, что аппаратное шифрование не оказывает никакого влияния на производительность системы.

Компания Seagate в корпоративной линейке Constellation ES.3 имеет накопители как с поддержкой SED (или SED по стандарту FIPS 140-2, доступное лишь для накопителей с интерфейсом SAS), так и без шифрования.

Технология Instant Secure Erase (опционально)

Жесткие диски Seagate с технологией Instant Secure Erase позволяют снизить стоимость выведения дисков из эксплуатации. Так, криптографическое стирание обычного накопителя с объемом 3 Тбайт занимает 39 часов, технология Instant Secure Erase сокращает время процесса до 1 секунды, решая проблему выведения дисков из эксплуатации.

⇡#Методика тестирования

Iometer 1.1.0 RC1

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.

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.

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.

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 паттерны 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.

CrystalDiskMark 3.0.3 x64

Бенчмарк установлен на основном накопителе стенда. На тестируемом накопителе создается единственный раздел в файловой системе NTFS на весь доступный объем. Запускаются все тесты три раза: Seq, 512K, 4K, 4K QD32. Тестирование проводится с разным объемом задачи: 50, 100 и 500 Мбайт.

⇡#Тестовый стенд

В качестве тестовой платформы используется компьютер с материнской платой SuperMicro X10SAE, процессором Intel Xeon E3-1245 v3 и 32 Гбайт RAM DDR3 ECC 1600 МГц. Тестируемый диск подключается к контроллеру, встроенному в чипсет материнской платы, и работает в режиме AHCI. Операционная система — Windows 7 SP1 Максимальная x64.

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

⇡#Участники тестирования

• Seagate Constellation ES.3 1 Тбайт (ST1000NM0033)
• HGST Deskstar 7K4000 4 Тбайт (HDS724040ALE640)
• WD Velociraptor 1 Тбайт (WD1000DHTZ)
• Seagate NAS 4 Тбайт (ST4000VN000)
• Western Digital RE 4 Тбайт (WD4000FYYZ)
• Western Digital Se 4 Тбайт (WD4000F9YZ)
• Seagate Enterprise Capacity 3.5 HDD 4 Тбайт (ST4000NM0033)

⇡#Производительность, Iometer

Последовательное чтение и запись

В тесте последовательного чтения при размере блоков до восьми килобайт жесткому диску Seagate Constellation ES.3 нет равных — он обходит даже WD Velociraptor с частотой вращения шпинделя 10 000 оборотов в минуту. Начиная с восьми килобайт результаты корпоративного Seagate находятся на уровне WD Se. Стоит заметить, что «старший брат» — Seagate Enterprise Capacity HDD объемом 4 Гбайт — имеет более низкие результаты, особенно при работе с секторами до 8 Кбайт.

В тесте последовательной записи в целом картина повторяется — на малых блоках Constellation ES.3 нет равных, а после 8 Кбайт он идет более-менее вровень с WD Se. При этом HGST Deskstar 7К4000 отстает в среднем на 10%, а ведь его зачастую ставят как эталон высокопроизводительного винчестера. Ситуация с 4-Тбайт Constellation ES.3 (который в наших диаграммах фигурирует уже под новым названием — Enterprise Capacity HDD. — прим. ред.) повторяется — он показывает чуть меньшую производительность, чем младший представитель линейки, ST1000NM0033.

Устоявшееся время отклика

В данном субтесте Seagate Constellation ES.3 показал выдающиеся результаты: время отклика при записи оказалось самым маленьким, даже Velociraptor с большей частотой вращения шпинделя и WD Re — диск из серии, традиционно сильной в этом тесте, — не смогли догнать нашего героя. При чтении ситуация почти не меняется — только Velociraptor смог обойти обозреваемый жесткий диск от Seagate, остальные HDD даже близко не смогли подобраться к результату Constellation ES.3, за исключением WD Re, показавшего практически такие же результаты. 4-терабайтная версия Constellation ES.3 показывает чуть большие задержки, чем терабайтная.

Произвольное чтение

В произвольном чтении налицо знакомая картина: Velociraptor обгоняет Constellation ES.3, а остальные пытаются его догнать.

Показатель IOPS у ST1000NM0033 весьма впечатляющий — безусловно, Velociraptor с 10 000 оборотов в минуту вне досягаемости, но и обозреваемый диск Seagate также недосягаем для конкурентов — скоростной HGST Deskstar отстает на 25%. WD Re несколько более успешен, чем HGST.

Оба накопителя из линейки Constellation ES.3 показывают в целом одинаковые результаты.

Произвольная запись

С записью ситуация не меняется: жесткий диск Seagate ST1000NM0033 с 128 мегабайтами кеш-памяти показывает лучшие результаты среди однокашников с равной частотой вращения шпинделя. Можно пронаблюдать, как с ростом размера сектора старший представитель линейки Constellation ES.3 сильно теряет в производительности — терабайтная версия не имеет такого провала.

Результаты теста производительности операций ввода/вывода показали явных лидеров: у всех накопителей наблюдается существенный провал производительности с секторами до 4 Кбайт — кроме Seagate Constellation ES.3 и WD Re, которые не имеют каких-либо провалов. Так, например, WD Velociraptor демонстрирует почти вдвое меньшую производительность, а Deskstar — втрое. Такое поведение обуславливается тем, что у конкурентных накопителей секторы имеют размер 4 Кбайт (технология Advanced Format, в то время как Seagate Constellation ES.3 не поддерживает ее).

Многопоточное чтение

Многопоточное чтение явно является ахиллесовой пятой HDD компании Seagate — все без исключения диски этого производителя показали невысокие результаты, чего не скажешь про Deskstar. Как итог, накопители Seagate плохо переваривают многопоточные нагрузки с чтением данных.

Многопоточная запись

С многопоточной записью ситуация явно лучше — как у Seagate в целом, так и у Constellation ES.3 в частности. С ростом количества потоков производительность ST1000NM0033, конечно, падает, но не катастрофически, как у Deskstar.

Итого: корпоративный накопитель Seagate скверно переносит многопоточное чтение, но достаточно неплохо показывает себя при многопоточной записи, медленно снижая производительность с ростом количества потоков.

PCMark 7

В целом в бенчмарке PCMark 7 накопитель Seagate Constellation ES.3 ST1000NM0033 показал себя очень достойно, опередив практически всех конкурентов, за исключением WD Velociraptor с частотой вращения шпинделя 10 000 оборотов в минуту. Вопрос «внутренней конкуренции» решен — Seagate NAS отстает в среднем на 17%.

В общем зачете Seagate Constellation ES.3 ST1000NM0033 чуть-чуть не дотянул до HGST Deskstar 7K4000 и проиграл всего 10% WD Velociraptor. Старший 4-терабайтный Constellation ES.3 смог опередить Deskstar, отстав лишь от Velociraptor.

В ряде тестов Seagate Constellation ES.3 ST1000NM0033 держится вровень с HGST Deskstar 7K4000 — за исключением подтеста Video Editing, где показывает 9%-е отставание. Подтест Importing Pictures позволяет отыграться корпоративному Seagate: 10%-е опережение «дескстара» от HGST.

CrystalDiskMark

В бенчмарке CrystalDiskMark с объемом задачи 50 Мбайт можно заметить, что скорость чтения секторов размерностью 512 Кбайт превышает 300 Мбайт в секунду, что можно объяснить лишь эффективным кешированием — в данном случае емкость буфера в 2,5 раза превышает объем задачи.

Увеличение объема задачи до 100 мегабайт уничтожает «аномальную скорость чтения». Тем не менее результаты остаются весьма неплохими — объем задачи всё еще меньше емкости буфера.

А вот объем задачи в 500 Мбайт значительно превышает емкость кеша — отсюда и резкое снижение производительности во всех субтестах, за исключением последовательного чтения/записи, где наблюдается лишь незначительный спад.

⇡#Выводы

Накопитель Seagate Constellation ES.3 ST1000NM0033 показал выдающиеся результаты: в некоторых тестах накопитель смог опередить даже WD Velociraptor, частота вращения шпинделя которого намного выше — 10 000 оборотов в минуту. Если говорить о производительности, то бенчмарк PCMark уравнял Seagate Constellation ES.3 c HGST Deskstar, а IOMeter, напротив, выдвинул его в лидеры.

Отвечая на вопрос о количестве памяти, можно лишь сказать, что ее действительно много не бывает — как минимум вреда емкий кеш уж точно не приносит. Вопрос внутренней конкуренции разрешился сам собой — линейка HDD Constellation ES.3, которую теперь полагается звать Seagate Enterprise Capacity HDD, однозначно быстрее и надежнее NAS HDD, но в тоже время она находится в другой ценовой категории. Ставим пятерку за примерное сегментирование рынка?

Что касается конкуренции с WD, то младший представитель линейки Constellation ES.3 показал большую производительность в большинстве тестов, чем WD Re и WD Se. Де-факто накопители Seagate выиграли раунд, ждем ответа от WD — возможно, им станет тот самый WD1002F9YZ. В целом линейка Constellation ES.3 получилась весьма достойной и интересной: она предлагает различные методы аппаратного шифрования, быстрое стирание информации и восстановление RAID-массива, а также кеш объемом 128 Мбайт. Ну и высокую производительность, конечно, что мы и продемонстрировали в этом тестировании.