Обзор жесткого диска Seagate BarraCuda Pro 12 Тбайт

Прошло немногим больше полугода после того, как мы провели соревнование HDD объемом 10 Тбайт, и к нашему тестовому стенду уже подключен еще более емкий магнитный накопитель. Seagate покорила отметку 12 Тбайт в корпоративной серии Enterprise Capacity 3.5 HDD (в данный момент переименована в Exos X12), а затем адаптировала аппаратную платформу нового поколения для потребительских задач. С недавних пор 12 Тбайт не является пределом возможностей для крупноформатных HDD (HGST достигла 14 Тбайт благодаря технологии SMR, а Toshiba — с применением стандартной перпендикулярной записи), но только диски Segate предлагают столь же высокий объем в любых сценариях эксплуатации: модели IronWolf и IronWolf Pro для NAS, Exos X12 для серверных хранилищ класса nearline и SkyHawk AI для систем видеонаблюдения и, наконец, BarraCuda Pro для настольных ПК.

Для того чтобы совершить переход от объема 10 Тбайт, которым ранее были ограничены накопители этой фирмы, к следующему рубежу, Segate использовала пластины с повышенной плотностью записи и совершенное новое шасси, которое позволяет установить вплоть до восьми пластин в герметичном корпусе, заполненном гелием. Эти нововведения, помимо рекордного в потребительском классе объема, сулят значительный прирост быстродействия.

⇡#Технические характеристики, цены

Жесткий диск укомплектован пластинами полезной емкостью 1,5 Тбайт, которые вращаются со скоростью 7200 об/мин. При этом разница в полезной емкости пластины между новинкой и 10-терабайтной моделью той же серии находится в пределах 5% (1,429 против 1,5 Тбайт), а столь существенный прирост объема достигнут за счет установки дополнительной пластины, которая довела общее количество пластин в корпусе до восьми (к слову, это не предел, т. к. передовые серверные диски Toshiba уже имеют по девять пластин). Однако по спецификациям производителя Seagate BarraCuda Pro 12 Тбайт характеризуется значительно более высокими параметрами скорости линейного чтения/записи по сравнению с моделью прошлого поколения (250 и 220 Мбайт/с соответственно).

Как бы то ни было, чем больше пластин на шпинделе, тем выше другой фактор быстродействия в практических задачах — скорость произвольного доступа. Таким образом увеличивается объем т. н. цилиндра — совокупности дорожек, находящихся на одинаковом расстоянии от шпинделя на разных пластинах. При операциях с данными, записанными в пределах одного цилиндра, жесткому диску не приходится перемещать головки, а значит — быстродействие всецело определяется скоростью линейного чтения/записи, которая в современных большеобъемных HDD уже достигла уровня SFF-дисков со скоростью вращения шпинделя 10 тыс. об/мин.

Появление дополнительной пластины, опять-таки согласно спецификациям Segate, не повлияло на энергопотребление диска под нагрузкой, равно как и на известные показатели отказоустойчивости. BarraCuda Pro обладает типичным для десктопных HDD ресурсом циклов парковки головок (300 тыс.), и хотя производитель не раскрывает других важных параметров (время наработки на отказ, годичный объем неисправимых ошибок записи), жесткие диски этого класса по определению не предназначены для работы в режиме 24/7, в отличие от своих собратьев для серверов и NAS. Тем не менее устройство сопровождается пятилетней гарантией. После регистрации покупки владелец также получит подписку на услугу восстановления данных в сервис-центре (план Rescue Data Recovery), которая действует в течение двух лет.

Будучи десктопным HDD, BarraCuda Pro не имеет ни функций для работы в массивах, свойственных специализированным накопителям, ни компенсации вращательной вибрации, ни развитых средств защиты данных при аварийном отключении и пр.

⇡#Методика тестирования

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.

1. Последовательное чтение/запись данных блоками размером 128 Кбайт с глубиной очереди запросов 256.

2. Произвольное чтение/запись блоков от 512 байт до 2 Мбайт с глубиной очереди запросов 256.

3. Смешанное чтение/запись блоков размером 128 Кбайт с глубиной очереди запросов 256. Доля операций чтения и записи варьирует от 0 до 100% с шагом 10%.

4. Зависимость пропускной способности от глубины очереди запросов. Выполняется чтение блоков размером 4 Кбайт, глубина очереди запросов варьирует от 1 до 256 с шагом степени двойки. Аналогичный тест на запись блоков не проводится, т. к. по этому параметру жесткие диски не различаются.

5. Устоявшееся время отклика. Выполняется произвольное чтение/запись блоков размером 512 байт с глубиной очереди запросов 1. Тест продолжается в течение 10 мин.

6. Постоянство времени отклика. Выполняется произвольное чтение/запись блоков размером 4 Кбайт с глубиной очереди запросов 256. Для каждого отрезка теста продолжительностью 1 с записывается среднее и максимальное значение времени отклика, на основании которых вычисляются: а) средние значения обоих показателей; б) стандартное отклонение среднего времени отклика.

7. Многопоточное чтение/запись. Создаются четыре потока, выполняющие последовательное чтение/запись блоков размером 64 Кбайт с глубиной очереди запросов 1. Потоки имеют доступ к непересекающимся адресным пространствам объемом 100 Гбайт, которые расположены в объеме диска вплотную друг к другу, начиная с нулевого сектора. Измеряется совокупная пропускная способность всех потоков, а также каждого из них в отдельности.

Тесты с эмулированной нагрузкой

1. В 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. Глубина очереди команд – 256.

2. PCMark 7 (Secondary Storage). На тестируемом накопителе создается единственный раздел в файловой системе NTFS на весь доступный объем. В результатах учитывается а) итоговый балл теста; б) пропускная способность в отдельных субтестах.

Тестовый стенд

Тестируемый накопитель подключается к контроллеру, встроенному в чипсет материнской платы, и работает в режиме AHCI.

⇡#Участники тестирования

• HGST Ultrastar He10 10 Тбайт (HUH721010ALE604);
• Seagate BarraCuda Pro 10 Тбайт (ST10000DM0004);
• Seagate BarraCuda Pro 12 Тбайт (ST12000DM0007);
• Seagate Enterprise Capacity 3.5 HDD (Helium) 10 Тбайт (ST10000NM0086);
• Seagate IronWolf 10 Тбайт (ST10000VN0004);
• Seagate IronWolf Pro 10 Тбайт (ST10000NE0004);
• WD Gold 10 Тбайт (WD101KRYZ);
• WD Red 10 Тбайт (WD100EFAX).

⇡#Производительность, основные тесты

Последовательное чтение/запись

По скорости последовательного чтения/записи BarraCuda Pro 12 Тбайт не выделяется на уровне лучших дисков объемом 10 Тбайт, хотя налицо небольшой прирост быстродействия по сравнению с 10-терабайтниками из серий BarraCuda Pro и Enterprise Capacity 3.5 HDD.

Произвольное чтение/запись

В отличие от последовательного чтения/записи, задача с произвольным доступом к данным обернулась откровенным провалом для BarraCuda Pro 12 Тбайт. В тесте на чтение диск получил среднюю оценку по сравнению со своими соперниками и уступил даже предыдущей модели той же серии, а в тесте записи показатели новинки оказались почти вдвое меньше, чем у лучших HDD объемом 10 Тбайт. Справедливости ради заметим, что HGST Ultrastar He10 и WD Gold столь хороши в произвольной записи за счет системы кеширующих зон на пластинах (Media Caсhe), но и по сравнению с накопителями, лишенными этого бонуса (включая BarraCuda Pro объемом 10 Тбайт), результаты BarraCuda Pro 12 Тбайт оставляют желать лучшего.

⇡#Производительность, расширенный анализ

Устоявшееся время отклика

Тест чтения/записи мелких блоков выявил источник проблем BarraCuda Pro 12 Тбайт. Судя по времени отклика при чтении данных, механика диска в порядке, пусть и не блещет скоростью. Однако время отклика при записи, которое в норме снижено в два-три раза относительно времени отклика при чтении за счет буфера DRAM, у новинки подозрительно велико. Не исключено, что мы имеем дело с сырой версией прошивки, которая не позволяет накопителю эффективно использовать буфер для кеширования операций записи.

Зависимость пропускной способности от длины очереди команд

Функция зависимости быстродействия от длины очереди команд у BarraCuda Pro 12 Тбайт типична для дисков потребительского класса. Серверные модели Seagate Enterprise Capacity 3.5 HDD и IronWolf Pro развивают более высокую пропускную способность при длинной очереди команд, хотя в практических задачах это различие и не является существенным.

Смешанное чтение/запись

Невзирая на проблемы Seagate BarraCuda Pro 12 Тбайт в предыдущих тестах, быстродействие диска при смешанной нагрузке находится на высоком уровне.

Многопоточное чтение/запись

При многопоточном чтении Seagate BarraCuda Pro 12 Тбайт распределяет движения головок равномерно между несколькими потоками, но совокупное быстродействие чрезвычайно низкое, хотя в предыдущих тестах накопитель испытывал трудности только с задачами записи.

При записи в несколько потоков, напротив, новинке принадлежит один из лучших результатов среди участников теста.

Постоянство времени отклика

Результаты Seagate BarraCuda Pro 12 Тбайт соответствуют тому, что устройство показало в предыдущих тестах. Диск характеризуется сравнительно небольшим разбросом времени отклика при чтении, но т. к. среднее время отклика при записи весьма велико, велик и разброс (в абсолютных значениях).

⇡#Производительность, эмулированная нагрузка

Эмуляция распространенных серверных задач активно задействует произвольную запись, поэтому неудивительно, что Seagate BarraCuda Pro 12 Тбайт занял нижние строчки во всех тестах, за исключением эмуляции веб-сервера.

PCMark 7

Невзирая на низкую скорость произвольной записи, новая модель BarraCuda Pro лидирует в тесте, эмулирующем нагрузку стандартных десктопных приложений. В отдельных субтестах PCMark 7 новинка получила высокую оценку не только при выполнении преимущественно «линейной» работы, но и в задачах, связанных с произвольным доступом к блокам. Похоже, что именно здесь сыграл свою роль увеличенный объем цилиндра в конструкции с восемью магнитными пластинами.

Выводы

В данный момент среди жестких дисков потребительского класса только накопители Seagate обладают объемом 12 Тбайт. Герой данного обзора, несмотря на слово «Pro» в названии, представляет собой самую простую из плеяды новых моделей Seagate — в том смысле, что это HDD для настольных ПК, не предназначенный для эксплуатации в режиме 24/7 и лишенный функций, связанных с работой в массивах, которыми обладают жесткие диски для серверов и NAS. Немногие из покупателей BarraCuda Pro 12 Тбайт будут использовать его в качестве загрузочного диска, поскольку с этой функцией куда лучше справится дешевый SSD меньшего объема. Но большинство иных задач, которые могут встать перед жестким диском в составе рабочей станции или настольного ПК, это устройство выполнит на отлично.

С одной оговоркой: в случае, когда операции произвольной записи составляют сколько-нибудь существенную долю нагрузки, быстродействие BarraCuda Pro страдает намного сильнее, чем у любого из дисков большого объема, которые мы тестировали ранее (включая модель BarraCuda Pro на 10 Тбайт). В наши дни от потребительских жестких дисков не ждут высокого быстродействия, но этот изъян BarraCuda Pro стоит иметь в виду. Однако не исключено, что мы имеем дело с сырой прошивкой, которая мешает устройству эффективно использовать буфер. Тогда наш взгляд на BarraCuda Pro 12 Тбайт еще может измениться в лучшую сторону.