В последние годы производители жестких дисков стремятся дифференцировать свою продукцию, представив продукты для различных сценариев использования. Одна из таких нишевых категорий – HDD для сетевых хранилищ – оказалась чрезвычайно успешной и востребованной.
Популярность первым дискам для NAS (пионером здесь стала WD с линейкой WD Red, которая позже получила конкурента в лице Seagate NAS HDD) обеспечило необычное сочетание характеристик, присущих, с одной стороны, десктопным, с другой – серверным моделям. HDD для NAS рассчитаны на работу в режиме 24/7 и по отказоустойчивости сравнимы с серверными собратьями: типичное время наработки на отказ – 1 млн часов (для десктопных HDD его, как правило, даже не сообщают), расчетное количество циклов парковки головок – 600 тыс. против 300 тыс. у десктопных HDD. На них также дается длительная гарантия – 3-5 лет.
Параметры микропрограммы в дисках для NAS по умолчанию настроены таким образом, чтобы HDD всегда был готов отдать запрошенные данные: в бездействии не паркуются головки и не останавливается привод шпинделя. Кроме того, количество циклов парковки головок – ограниченный ресурс. Ключевая особенность прошивки для дисков, работающих в RAID, – сокращенное время, отпущенное на попытку прочитать данные из дефектного сектора. Это необходимо, чтобы хост-контроллер не принял решение исключить HDD из массива вследствие того, что он не отвечает на запросы.
Несмотря на эти черты, унаследованные от дисков серверного класса, стандартный HDD для NAS характеризуется пониженной скоростью вращения шпинделя (5400-5900 об/мин). Для серверных HDD это нонсенс, а для большинства домашних сетевых накопителей – идеально, из соображений как производительности, так и охлаждения.
Впрочем, позже у трех производителей жестких дисков появились новые линейки для NAS более высокого уровня, общая особенность которых – скорость вращения шпинделя 7200 об/мин (Seagate Enterprise NAS HDD, HGST Deskstar NAS и WD Red Pro). Другой признак, отличающий корпоративные семитысячники от домашних пятитысячников, – это приспособленность первых к работе в больших массивах (от 8 до 16 дисков в одном шасси) благодаря схеме активной компенсации вибраций. По сути, такие диски представляют собой ответвление чистокровных серверных линеек соответствующих производителей, лишенное ряда избыточных для своего позиционирования функций – поддержки интерфейса SAS, встроенного шифрования, нативного доступа к 4К-секторам и так далее.
Мы взяли по образцу наибольшего объема из всех перечисленных серий (только в сериях HGST Deskstar NAS и WD Red Pro пришлось довольствоваться 4-терабайтной моделью, хотя есть на 5 и 6 Тбайт). Рассмотрим каждый из них поподробнее.
Участники тестирования
Производитель | HGST | Seagate | Seagate | Western Digital | Western Digital |
---|---|---|---|---|---|
Серия | Deskstar NAS | NAS HDD | Enterprise NAS HDD | Red | Red Pro |
Модельный номер | HDN724040ALE640 | ST4000VN000 | ST6000VN0001 | WD60EFRX | WD4001FFSX |
Форм-фактор | 3,5 дюйма | 3,5 дюйма | 3,5 дюйма | 3,5 дюйма | 3,5 дюйма |
Интерфейс | SATA 6 Гбит/с | SATA 6 Гбит/с | SATA 6 Гбит/с | SATA 6 Гбит/с | SATA 6 Гбит/с |
Емкость, Гбайт | 4000 | 4000 | 6000 | 6000 | 4000 |
Конфигурация | |||||
Скорость вращения шпинделя, об/мин | 7200 | 5900 | 7200 | ~5400 | 7200 |
Плотность записи данных, Гбайт/пластину | 800 | 1000 | 1000 | 1200 | 800 |
Число пластин/головок | 5/10 | 4/8 | 6/12 | 5/10 | 5/10 |
Объем буфера, Мбайт | 64 | 64 | 128 | 64 | 64 |
Размер сектора, байт | 4096 | 4096 | 4096 | 4096 | 4096 |
Производительность | |||||
Макс. устойчивая скорость последовательного чтения, Мбайт/с | 205 | 180 | 216 | 175 | 171 |
Макс. устойчивая скорость последовательной записи, Мбайт/с | НД | 180 | 216 | 175 | 171 |
Burst rate, чтение/запись, Мбайт/с | НД | НД | НД | НД | НД |
Внутренняя скорость передачи данных, Мбайт/с | НД | НД | НД | НД | НД |
Average seek time: чтение/запись, мс | <12 | НД | НД | НД | НД |
Track-to-track seek time: чтение/запись, мс | НД | НД | НД | НД | НД |
Full stroke seek time: чтение/запись, мс | НД | НД | НД | НД | НД |
Надежность | |||||
MTBF (среднее время наработки на отказ), ч | 1 000 000 | 1 000 000 | 1 200 000 | 1 000 000 | 1 000 000 |
AFR (annualized failure rate), % | НД | НД | 0,63% | НД | НД |
Число циклов парковки головок | 600 000 | 600 000 | НД | 600 000 | 600 000 |
Физические характеристики | |||||
Потребляемая мощность: бездействие/чтение-запись, Вт | 6,9/НД | 3,95/4,8 | 6,9/9,0 | 3,4/5,3 | 6,5/8,6 |
Типичный уровень шума: бездействие/поиск | НД | 23/25 | НД | 25/28 dBA | 31/34 dBA |
Максимальная температура, °C: диск включен/диск отключен | 60/70 | 70/70 | 60/НД | 65/70 | 60/70 |
Ударопрочность: диск включен (чтение) /диск отключен | 70 g (НД мс) / 300 g (2 мс) | 80 g (2 мс) / 300 g (2 мс) | 70 g – чтение, 40 g – запись (2 мс) / 300 g (1 мс) | 65 g (2 мс) / 250 g (2 мс) | 65 g (2 мс) / 300 g (2 мс) |
Габаритные размеры: ДхВхГ, мм | 147×101,6×26,1 | 147×101,6×26,1 | 147×101,85×26,1 | 147×101,6×26,1 | 147×101,6×26,1 |
Масса, г | 690 | 610 | 780 | 750 | 750 |
Гарантийный срок, лет | 3 | 2 | 5 | 3 | 5 |
Средняя розничная цена, руб.* | 11 635 | 11 790 | 22 350 | 19 490 | 16 630 |
* Цены по данным «Яндекс.Маркета» на 17.10.2015.
⇡#HGST Deskstar NAS 4 Тбайт (HDN724040ALE640)
HGST не производит «медленных» дисков для сетевых хранилищ. Единственная линейка данного назначения в ассортименте HGST – Deskstar NAS – построена на платформе дисков Ultrastar 7K6000 и содержит устройства со скоростью вращения шпинделя 7200 об/мин.
Модели Deskstar NAS различного объема обладают различной плотностью записи при неизменных пяти пластинах. К сожалению, у нас не было возможности взять на тест 6-терабайтную версию, которая, благодаря максимальной плотности записи (1,2 Тбайт на пластину), обеспечивает предельную для ныне существующих 3,5-дюймовых HDD скорость последовательного чтения/записи данных, а также обладает буфером на 128 Мбайт. Модель объемом 4 Тбайт имеет буфер объемом 64 Мбайт и построена на 800-гигабайтных пластинах, что роднит ее с другим героем обзора – WD Red Pro.
Из других технических характеристик отметим наличие датчика вибрации, проникающей в диск снаружи, и соответственно – схемы ее активной компенсации. Больше ничего особенного об этой линейке жестких дисков производитель не рассказывает.
Ах да, гарантийный срок на HGST Deskstar NAS (3 года) поменьше, чем у других дисков такого класса – Seagate Enterprise NAS HDD и WD Red Pro (5 лет).
⇡#Seagate NAS HDD 4 Тбайт (ST4000VN000)
«Зеленые» винчестеры со скоростью вращения 5900 об/мин, которые Seagate в свое время исключила из семейства десктопных накопителей Barracuda, возродились в виде HDD для мелких NAS (от 1 до 8 слотов). В моделях емкостью 3-4 Тбайт применяются терабайтные пластины.
В прошивке Seagate NAS HDD установлено сокращенное время коррекции ошибок. Шпиндель с магнитными пластинами сбалансирован в двух плоскостях для сокращения вибраций. От других участников тестирования NAS HDD отличается более высокой температурой, допустимой в рабочем режиме (70° C в отличие от 60-65° C), хотя мы бы не советовали доводить до такого.
⇡#Seagate Enterprise NAS HDD 6 Тбайт (ST6000VN0001)
Seagate Enterprise NAS HDD предназначен для установки в отдельно стоящие или работающие в телекоммуникационной стойке NAS на 4-16 слотов. Эта линейка построена на платформе серверных накопителей Seagate Enterprise Capacity 3.5 HDD, которая включает схему активной компенсации проникающих извне вибраций.
Seagate пока не использует пластины емкостью свыше 1 Тбайт в накопителях со стандартной перпендикулярной магнитной записью, поэтому данный диск содержит шесть терабайтных пластин. Чтобы вместить их, инженерам Seagate пришлось модифицировать корпус устройства, и в результате изменилось стандартное расположение монтажных отверстий. Центральный ряд на днище сместился к противоположному краю корпуса, а с боков центральные отверстия убрали вовсе. Внимание! Из-за этого диск может быть несовместим со стандартными корзинами в некоторых NAS.
В Enterprise NAS HDD реализована функция Rebuild Assist стандарта SATA 3.2, которая позволяет ускорить процесс восстановления RAID с избыточностью, в случае если поддерживающий ее HDD из этого массива дал сбой. При условии, что хотя бы часть данных еще доступна, они считываются с самого сбойного диска, а не восстанавливаются из данных других членов массива наряду с безвозвратно утерянными фрагментами. Из участников этого обзора данный диск обладает наилучшим временем наработки на отказ.
Диски серии WD Red по основным характеристикам дублируют десктопную линейку WD Green. В старшей модификации, объемом 6 Тбайт, установлены пластины емкостью 1,2 Тбайт, что отчасти компенсирует невысокую скорость вращения шпинделя (около 5400 об/мин) в показателях линейного чтения/записи.
Но область применения (NAS вплоть до восьми слотов) обуславливает ряд аппаратных и программных особенностей, сближающих WD Red с дисками серверного класса: блок магнитных пластин сбалансирован в двух плоскостях для предотвращения вибраций, сокращен тайм-аут коррекции ошибок (TLER – Time-Limited Error Recovery).
⇡#WD Red Pro 4 Тбайт (WD4001FFSX)
Диски WD для более крупных NAS размером вплоть до 16 корзин построены на общей платформе с накопителями Re/Se и обладают всей полнотой свойственных им технологий: креплением шпинделя с двух концов, датчиком удара, динамической коррекцией высоты полета головок над поверхностью пластины, активной компенсацией наведенных извне вибраций, TLER. Разница сводится к поддержке полнодискового шифрования (есть у WD Se и Re, но нет у WD Red Pro), интерфейса SAS (только у WD Re) и показателям отказоустойчивости (выше у WD Re).
Диски WD Red Pro характеризуются скоростью вращения шпинделя 7200 об/мин, но модель объемом 4 Тбайт (в отличие от пяти- и шеститерабайтников в этой серии) комплектуется пластинами по 800 Мбайт, поэтому разница в скорости линейного чтения/записи между Red и Red Pro, участвующими в данном тесте, невелика.
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.
⇡#Производительность, основные тесты
Последовательное чтение/запись
Произвольное чтение/запись
⇡#Производительность, расширенный анализ
Устоявшееся время отклика
Смешанное чтение/запись
Зависимость пропускной способности от длины очереди команд
Многопоточное чтение
Многопоточная запись
Постоянство времени отклика: среднее/максимальное
Постоянство времени отклика: разброс
Производительность, эмулированная нагрузка
PCMark 7
Среди пяти дисков, участвующих в тестировании, три (HGST Deskstar NAS, Segate Enterprise NAS HDD, WD Red Pro) обладают скоростью вращения шпинделя 7200 об/мин. Оставшиеся два крутят шпиндель на скорости 5400-5900 об/мин (Seagate NAS HDD, WD Red).
При прочих равных условиях более высокая скорость вращения гарантирует более высокую производительность HDD. Однако скорость линейного чтения/записи в HDD определяется еще и плотностью магнитной записи. Поэтому, скажем, пятитысячники WD Red и Seagate NAS HDD на терабайтных пластинах мало уступают семитысячнику WD Red Pro с плотностью записи 800 Гбайт на пластину. А вот Seagate Enterprise NAS HDD, благодаря сочетанию терабайтных пластин и скорости вращения шпинделя 7200 об/мин, здесь абсолютно вне конкуренции.
Однако реализовать это преимущество на практике возможно только в специальных условиях. Для домашнего ПК потребуется прямое подключение к накопителю по шине USB 3.0 или Thunderbolt, так как пропускная способность сети Gigabit Ethernet или IEEE 802.11ac заведомо ниже, чем у самого завалящего из современных жестких дисков. Альтернативный вариант – если и шасси NAS, и клиентский компьютер поддерживают агрегацию портов Gigabit Ethernet либо работают в 10-гигабитной сети. Это уже прерогатива корпоративного оборудования.
Конечно, семитысячники обеспечивают меньшее время отклика безотносительно к плотности записи, что выражается в высоких скоростях произвольного чтения/записи, но реальное значение это имеет только для высоконагруженных хранилищ корпоративного класса.
А теперь несколько слов об отдельных устройствах в каждом из двух классов HDD для NAS.
От моделей любого объема в линейке Seagate Enterprise NAS HDD стоит ожидать великолепной производительности благодаря пластинам емкостью 1 Тбайт. WD Red Pro в объеме вплоть до 4 Тбайт комплектуется пластинами по 600/800 Гбайт, поэтому скорость линейного чтения/записи у данного образца куда ниже, чем у предыдущего участника обзора (к новым пяти- и шеститерабайтным моделям это, естественно, не относится). В пользу Red Pro играет высокая скорость произвольного чтения/записи, но так ли это важно, зависит от сценария использования NAS (см. выше).
HGST Deskstar NAS в объеме 5 и 6 Тбайт комплектуется пластинами по 1 и 1,2 Тбайт соответственно, но вместо этих моделей нам пришлось взять на тестирование 4-терабайтный HDD, собранный на пластинах по 800 Гбайт. Диск не отличается от WD Red Pro по скорости последовательного доступа, но не столь хорош в произвольном чтении/записи.
К жестким дискам для домашних и мелкоофисных NAS относятся линейки Seagate NAS HDD и WD Red. Последняя предлагает диски вплоть до 6 Тбайт, в то время как Seagate NAS HDD ограничен объемом 4 Тбайт. Кроме того, старшие модели WD Red, благодаря плотности записи 1,2 Тбайт на пластину, еще и быстрее, чем Seagate NAS HDD при строго линейном чтении/записи блоков (хотя опять-таки даже на Gigabit Ethernet вы этого не почувствуете).
Про WD Red объемом 6 Тбайт, к сожалению, придется сказать и нелестное слово. Сначала у нас было несколько экземпляров этой модели с прошивкой версии 68MYMN0, и все они отличились аномально низкой скоростью произвольного чтения/записи. Как выяснилось, проблема была связана с тем, что контроллер по какой-то причине не может использовать длинную очередь команд для увеличения производительности. Диск с прошивкой 68MYMN1, присланный на замену, уже работал без проблем. Так что, если вам понравилась эта модель, не поленитесь посмотреть на маркировку при покупке.