Обзор HDD Seagate ST8000VN0002: основа небольших сетевых хранилищ – THG.RU

Обзор Seagate ST8000VN0002 | Введение

В цифровую эпоху происходит неуклонное увеличение объёмов хранимой информации. Мы генерируем всё больше и больше данных, которые нужно где-то хранить. Производители жёстких дисков уже несколько десятилетий ведут неравный бой за право пользователей накапливать данные. Возрастают не только объёмы хранимой информации, но и её плотность. Сегодня мы представляем вашему внимания обзор жёсткого диска Seagate ST8000VN0002 объёмом 8 Тбайт. Стоит отметить, что на сегодняшний день это максимальный объём серийного накопителя. Данная модель предназначена для использования в небольших сетевых хранилищах, поддерживающих установку до восьми дисков, увеличивая тем самым максимальный объём данных, размещённых на СХД, до 64 Тбайт (в зависимости от типа RAID-массива). Конечно, жёсткий диск Seagate ST8000VN0002 может успешно использоваться и в обычных персональных компьютерах или серверах, однако специализация у него вполне конкретная, что обусловлено рядом конструктивных особенностей, которые мы опишем позже. Сейчас же отметим, что раз модель Seagate ST8000VN0002 разрабатывалась для применения в хранилищах, то и тестировать мы её будем несколько иначе. Итак, скорей приступим!

Обзор Seagate ST8000VN0002 | Описание

Жёсткий диск Seagate ST8000VN0002 выполнен в стандартном для накопителей подобного класса 3.5″ форм-факторе. Основные параметры устройства представлены в таблице ниже.

Нам бы хотелось дать небольшие пояснения некоторым параметрам, приведённым в таблице. Начнём с названия серии: NAS HDD. Диски данной серии специально разрабатывались с учётом особенностей функционирования накопителей в сетевых хранилищах и предназначены для круглосуточной работы в режиме 24х7. Одной из опций, адаптирующих данный диск к работе с СХД, является двухплоскостная балансировка, обеспечивающая снижение вибраций, неизбежных в многодисковых системах. Диски серии NAS HDD идеально подходят для работы с устройствами, выполняющими следующие функции.

• Резервное копирование и аварийное восстановление.
• Мультимедийный сервер и система хранения данных.
• Файловый и принт-сервер.
• Архивирование.
• Удалённый доступ.
• Виртуализация.
• СХД в частном облаке.

Кроме защиты от вибраций в дисках серии NAS HDD используется технология NASWorks, обладающая специальными настройками, гарантирующими повышенную производительность, стабильность работы, а также функциями управления питанием. Даже несмотря на все улучшения, увеличивающие энергоэффективность накопителя, Seagate ST8000VN0002 потребляет до 8.8 Ватт электроэнергии, что необходимо учитывать при выборе ПК или NAS для обеспечения надлежащего охлаждения.

Стоит отметить, что совсем недавно на наших страницах уже появлялась информация о том, как компания Seagate создаёт жёсткие диски.

Жёсткий диск Seagate ST8000VN0002 обладает интерфейсом SATA 6 Гбит/с, однако чтение и запись данных, размещённых на пластинах, происходит значительно медленнее. Скорость обращения к данным при этом в значительной степени зависит от режима доступа: последовательный или параллельный. Реальные скорости обмена данными с диском представлены в следующем разделе обзора. Полностью использовать производительность интерфейса SATA 6 Гбит/с тестируемая модель всё-таки может в случаях, когда данные, к которым производится доступ, размещены в кэш-памяти диска. Модель Seagate ST8000VN0002 снабжена кэш-памятью объёмом 256 Мбайт, что является довольно большим значением для жёстких дисков подобного класса. Данные в кэш-память помещаются не только в процессе чтения, но и при записи. Обращение к кэшированным данным производится со значительно большей скоростью и существенно меньшими задержками.

Внутри корпуса установлено 6 пластин, на каждой из которых размещается 1,33 Гбайта данных, что позволяет обеспечить общую ёмкость диска, равную 8 Тбайт. Наличие большого количества пластин в корпусе можно определить и по косвенным признакам – массе накопителя, составляющей 780 грамм. Младшие модели той же серии могут обладать меньшим количеством пластин, меньшей плотностью записи данных на пластину, а также меньшей скоростью вращения шпинделя (5900 оборотов в минуту).

Считается, что большая скорость вращения шпинделя (7200 оборотов в минуту) увеличивает вероятность отказа устройства, особенно для атмосферных моделей, к которым относится Seagate ST8000VN0002. Стоит, правда, учитывать, что скорость вращения шпинделя напрямую влияет на величину задержек дисковых операций, что обусловлено механикой работы устройства. Так, например, тестируемая модель обеспечивает задержку поиска данных на диске около 9 мс, в то время как для младших моделей характерная задержка составляет 12 мс. Вентилируемые или атмосферные диски содержат в камере обычный очищенный воздух. В противоположность им в камерах некоторых современных моделей дисков закачан гелий.

Однако вернёмся к тестируемому диску. По заявлению производителя MTBF (Mean Time Between Failure – “время между сбоями” или “наработка на отказ”) равно 1000000 часов, что составляет около 114 лет. Для большинства пользователей истинный смысл данной величины остаётся загадкой. Всем желающим, детально разобраться в сути вопроса, мы рекомендуем прочитать небольшую статью. Вместо MTBF иногда удобнее использовать параметр AFR (Annual Failure Rate – “ежегодная вероятность сбоя”), вычисляемый по следующей формуле.

Формула для расчёта AFR

Для MTBF равной 1000000 получаем, что AFR составляет примерно 0,87%.

Перейдём теперь к непосредственному тестированию накопителя.

Обзор Seagate ST8000VN0002 | Тестирование

Прежде, чем познакомить наших читателей с результатами измерений производительности жёсткого диска Seagate ST8000VN0002, нам бы хотелось представить основные характеристики тестового стенда.

Несмотря на указанный общий объём оперативной памяти, установленный в системе, непосредственно перед тестами мы программно уменьшали её для соответствия требованиям производителей тестирующих инструментов.

Поскольку жёсткий диск Seagate ST8000VN0002 предназначен в основном для работы в сетевых дисковых хранилищах, наш раздел тестирования будет немного нестандартным: мы решили больше внимания уделить тестам, когда накопитель был установлен в СХД. Однако начать мы решили всё-таки с подключения тестируемого накопителя напрямую к компьютеру, отформатировав его в несколько файловых систем. Для тестирования использовали утилиту Intel NASPT версии 1.7.1. Результаты измерений представлены на диаграмме ниже.

Производительность диска при SATA-подключении.

В нашем распоряжении было четыре одинаковых жёстких диска Seagate ST8000VN0002, которые мы установили в сетевое хранилище QNAP TS-453mini, чтобы измерить скорости доступа к пользовательским данным по сети. Сначала мы осуществляли передачу данных с помощью протокола SMB. Диски были объединены в следующие массивы: Single (без массива), JBOD, RAID0, RAID1, RAID5, RAID6 и RAID10. К сожалению, сетевое хранилище, которое мы использовали для данного теста, не позволяло выбирать файловую систему, поэтому все тесты производились со стандартными настройками. Результаты измерений представлены на диаграмме ниже.

Скорость доступа при использовании подключения SMB/CIFS.

Как видно из диаграммы, полученные скорости часто были ограничены производительностью сетевого интерфейса Gigabit Ethernet.

Мы решили подключиться к хранилищу по протоколу iSCSI и провести измерения также для всех поддерживаемых дисковых массивов. Подключённые с помощью iSCSI удалённые устройства мы отформатировали в файловую систему NTFS.

Скорость доступа при использовании подключения iSCSI (один линк).

Как и в предыдущем случае, результаты оказались ограниченными производительностью сетевого интерфейса. Чтобы нивелировать ограничение среды передачи, мы подключили хранилище вторым линком к тестовому хосту и использовали MultiPath iSCSI, при котором нагрузка балансируется поровну между двумя каналами. Результаты измерений представлены ниже.

Скорость доступа при использовании подключения iSCSI (два линка).

Пожалуй, сейчас самое время предостеречь читателя от неправильной трактовки результатов, представленных на диаграммах. Измеренные нами скорости не отражают производительность жёсткого диска как такового. Повторяя измерения, читатель может получить как большие, так и меньшие значения, в зависимости от используемого хранилища и его настроек. Наиболее заметное влияние оказывает производительность RAID-контроллера, установленного в СХД, и объём кэш-памяти на СХД. Производительность сетевой инфраструктуры также занимает не последнее место. Целью данных измерений является наше желание предоставить некие ориентировочные и оценочные данные по работе диска с конкретной моделью сетевого хранилища.

Мы вновь подключили жёсткий диск Seagate ST8000VN0002 непосредственно к контроллеру на материнской плате нашего тестового компьютера и с помощью утилиты IOMeter выяснили, как зависит количество дисковых операций в секунду (IOPS) от размера блока данных. В данном тесте мы использовали последовательные чтения и запись. На наш взгляд, при работе дисков в СХД, обращение к ним чаще будет происходить именно в таком режиме. В качестве сценариев доступа к данным были выбраны следующие: только чтение, только запись и смешанный режим (50% чтение и 50% запись) с восьмью процессами и глубиной очереди равной единице. Результаты измерений представлены на диаграмме ниже.

Зависимость IOPS от размера блока при последовательных операциях.

Затем мы решили выяснить, как зависит среднее время доступа от размера блока данных. В тесте использовались те же три сценария: чтение, запись и смешанный режим.

Зависимость среднего времени выполнения от размера блока при последовательных операциях.

Кроме среднего времени выполнения дисковых операций мы решили представить нашим читателям максимальные значения задержек для тех же режимов доступа к данным.

Зависимость максимального времени выполнения от размеры блока при последовательных операциях.

Мы сравнили производительность жёсткого диска Seagate ST8000VN0002 при выполнении последовательных и произвольных дисковых операций. Измерения производились для блоков размером 4 КиБ. Как и следовало ожидать, операции произвольного доступа производятся заметно медленнее. Такая особенность свойственна всем жёстким дискам и обусловлена особенностями работы механики накопителя.

Сравнение IOPS для последовательных и произвольных операций.

На этом мы завершаем раздел тестирования и переходим к подведению итогов. Единственное, что хотелось бы отметить, так это время сборки дисковых массивов хранилищем. Из-за огромного объёма модели Seagate ST8000VN0002 сборка массива производится очень долго и порой занимает более суток. И хотя это связано с производительностью RAID-контроллера, а не диска, администраторам придётся учитывать эту особенность.

Обзор Seagate ST8000VN0002 | Заключение

Жёсткий диск Seagate ST8000VN0002 отличается не только от дисков других производителей, но и от своих собратьев по серии NAS HDD. Данная модель выделяется не только объёмом дискового пространства, но колоссальным размером кэш-памяти. Скорость вращения шпинделя 7200 оборотов в минуту сокращает среднее время произвольного доступа к данным. Двухплоскостная балансировка, конечно же, снижает вибрации и энергопотребление, однако холодной эту модель назвать никак не получается: при работе в активном режиме потребляется 8.8 Вт энергии, поэтому устанавливать диск нужно в офисную СХД или рабочую станцию с хорошей вентиляцией. Более холодный диск того же объёма и производительности можно получить уже, видимо, только с закачиванием в рабочую камеру гелия, но это уже совсем другая история. Что же до нашей собственной оценки, то мы остались довольны протестированным накопителем, продемонстрировавшим высокие скорости доступа к пользовательским данным.

Сильные стороны жёсткого диска Seagate ST8000VN0002 серии NAS HDD перечислены ниже.

• Высокие скорости доступа к данным.
• Большой объём кэш-памяти.
• Технология NASWorks.
• Большой объём самого диска.
• Возможность работы в режиме 24х7.
• Двухплоскостная балансировка.
• Среднее время наработки на отказ составляет миллион часов.

К сожалению, мы не можем не указать и на недостатки модели.

• Относительно высокое энергопотребление.
• Высокая цена.

На момент написания обзора средняя цена на жёсткий диск Seagate ST8000VN0002 составляла 25450 рублей (по данным Яндекс.Маркет).