Обзор HDD HGST Ultrastar He8 8 Тбайт | Введение
Все мы слышали прогноз о том, что к 2020 году в мире будет сгенерировано боле 40 зеттабайт данных, а также более мрачные предупреждения, что объем цифровой информации в мире удваивается с каждым годом. Эта проблема в первую очередь должна беспокоить центры обработки данных и CSP (провайдеров облачных сервисов), которым, по некоторым оценкам, приходится ежегодно увеличивать хранилище на 40%, при том, что бюджет может не меняться. Такое положение дел требует наличия более емких архитектур, которые минимизируют операционные расходы за счет сокращения используемого пространства, снижения энергопотребления и потребности в охлаждении. Снижение эксплуатационных затрат было бы не такой сложной задачей, если бы не необходимость сбалансированного соотношения производительности, но большинство свежих данных должно быть постоянно доступно для приложений или аналитических процедур.
Улучшение архитектуры начинается на уровне устройства. Компания HGST предлагает серию винчестеров Ultrastar Не8 для облачных решений и гипермасштабируемых архитектур, распределенных файловых систем (например, Ceph и Hadoop), RAID массивов и корпоративных приложений. В данных накопителях используется уже вторая версия технологии HelioSeal. 3,5-дюймовые HHD со скоростью вращения шпинделя 7200 оборотов в минуту поставляются в емкости 6 Тбайт и 8 Тбайт с подключением по SAS 12 Гбит/с либо SATA 6 Гбит/с. Старшая модель поддерживает технологию PMR.
Повышенная емкость реализована благодаря фирменной технологии HelioSeal. HGST герметизирует корпус и заполняет его гелием вместо воздуха. Низкое сопротивление гелия уменьшает турбулентность и, как следствие, вибрацию, дребезжание и сопротивление. Стабильная внутренняя среда позволяет установить семь тонких и легких пластин со стеклянной подложкой (конструкция 7Stac) и 14 головок в стандартном форм-факторе 3,5 дюймов. Снижение сопротивления и веса подложки уменьшает потребление энергии до 60% (по сравнению с HGST 7K4000 4 Тбайт), от чего также понижается тепловыделение.
Благодаря снижению вибрации, тепловыделения и энергопотребления можно реализовать стойки высокой плотности, в которых используются по 40-90 дисков на корпус. Кроме того, надежность возрастает до 2,5 миллионов часов наработки на отказ – лидирующий показатель в отрасли.
| Технические характеристики HGST Ultrastar He8 | |
| Емкость, Тбайт | 6, 8 |
| Усточивая скорость передачи, Мбайт/с | 205 Мбайт (для версии 8 Тбайт) |
| Средняя задержка, мс | 4,16 |
| Энергопотребление при работе, Вт | 7,4 (для версии 8 Тбайт) |
| Энергопотребление в простое, Вт | 5,1 (для версии 8 Тбайт) |
| Кэш-буфер, Мбайт | 128 - резервный кэш на носителе |
| MTBF, млн. часов | 2,5 |
| Рейтинг UBER | 1 сектор на 10^15 |
| Скорость вращения шпинделя, об/мин | 7200 |
| Гарантия | 5 лет |
HGST тут также использует свою специальную технологию кэширования на пластины. Среди высокопроизводительных решений эта технология дебютировала в (англ.). Технология кэширования на пластины (Media caching) принимает произвольные данные для записи на более высокой скорости, обеспечивая защиту 128 Мбайт кэша DRAM от потери питания. Она устраняет типичные проблемы кэширования, гарантируя, что данные из энергозависимой памяти DRAM сохранятся на пластине в случае отключения питания. Это кэширование увеличивает скорость произвольной записи до трех раз по сравнению с Не6 6 Тбайт и снижает среднюю задержку до 4,16 мс. Также модель Не8 на 8 Тбайт имеет постоянную скорость передачи данных 205 Мбайт/с.
Ключевым преимуществом гелиевой платформы является значительное снижение энергопотребления, и это привело к ее быстрому распространению в гипермасштабируемых средах и CSP. Модель Не8 с подключением SATA 6 Гбит/с, которую мы сегодня рассматриваем, потребляет 7,4/5,1 Вт в работе/в простое, а модель с интерфейсом SAS 12 Гбит/с потребляет 9,1/5,7 Вт соответственно. Повышенное энергопотребление модели с подключением 12 Гбит/с в значительной степени связано с дополнительными потерями на разъемах питания SAS.
Характеристики потребляемой мощности Не8 заметно ниже, чем у конкурентов. HGST утверждает, что их HDD имеет лучший показатель потребляемой мощности на терабайт емкости. По сравнению с моделями, заполненными воздухом, в простое этот показатель на 44% ниже, а в целом энергопотребление ниже на 23%. Мы проверим эти заявления в наших обширных тестах энергопотребления.
HDD высокой емкости увеличивают время восстановления в RAID-массивах и, соответственно, снижают производительность, что не очень выгодно. Метод erasure coding позволяет обойти проблему увеличенного времени восстановления RAID. Однако эта техника пока находится на ранней стадии внедрения. HGST представила технологию Rebuild Assist Mode в винчестерах Ultrastar Не8 и 7K6000 6 Тбайт, чтобы сократить время восстановления в RAID при определенных условиях. Эта система позволяет точечное XOR-восстановление только данных с ошибками и не затрагивает нормальные данные. Таким образом убирается лишняя нагрузка и, как следствие, снижается длительность процесса восстановления. И хотя эта система не сможет помочь в случае внезапного сбоя, она все же является долгожданным дополнением. Компания Seagate предлагает подобную технологию во всех новых накопителях высокой емкости.
HGST Ultrastar He8 8 Тбайт имеет стандартный рейтинг UBER – один сектор на 1015 прочитанных бит, 600000 циклов парковки/вывода блока магнитных головок в рабочую зону и пятилетнюю гарантию.
Если глянуть на конкурентов, то есть еще один диск объемом 8 Тбайт – это Seagate HDD на базе SMR, который предназначен для хранения архивов. Таким образом, HGST Ultrastar He8 8 Тбайт не единственный 8 Тбайт HDD на рынке, но в его основе лежит PMR (технология перпендикулярной магнитной записи). Это означает, что у него нет прямых конкурентов. И самое время перейти к тестам.
Обзор HDD HGST Ultrastar He8 8 Тбайт | Архитектура
HGST уместила семь пластин и четырнадцать головок в стандартный форм-фактор 3,5" с высотой 2,5 см. HGST Ultrastar He8 8 Тбайт не имеет дополнительных креплений для фиксации верхней пластины на корпусе HDD. Это помогает снизить вес до 650 г, в итоге диск получился значительно легче, чем у конкурентов.
Компания использует собственную технологию лазерной сварки, которая запечатывает корпус и не дает воздуху попасть внутрь, а гелию выйти наружу. Основные принципы и преимущества использования гелия очевидны, и многие компании на протяжении многих лет разрабатывали прототипы дисков с гелиевым наполнением. Но преимущество HGST заключается в массовом производстве таких дисков экономически эффективным способом. Фактически патенты на платформу HelioSeal охватывают не использование гелия, а процесс герметизации корпуса. Платформа HelioSeal также отличается более тихой работой, приблизительно на 2,0/3,6 Белл в режиме ожидания/активной работы, хотя это не очень важно в условиях дата-центров.
Герметичный корпус имеет преимущество в неблагоприятных окружающих условиях, например, в открытых дата-центрах, в условиях высокой влажности или архитектурах с погружным охлаждением. Сняв плату, мы обнаружили прокладку из вспененного материала, поглощающую вибрацию между корпусом и печатной платой. Механический блок подключается к плате с помощью двух рядов штырьковых контактов.
Расположение крепежей на нижней части HGST Ultrastar He8 8 Тбайт отличается от стандартной компоновки, используемой в прошлом, поэтому перед установкой следует проверить совместимость с направляющими. Seagate использует похожую конструкцию на дисках высокой емкости. Модель емкостью 8 Тбайт имеет максимальную поверхностную плотность 664 Гбит на квадратный дюйм. В сочетании с двумя дополнительными пластинами это позволяет увеличить емкость накопителя на 33% при стандартной технологии PMR.
PCB имеет два акселерометра на противоположных углах, обеспечивающих работу технологии Rotational Vibration Safeguard (RVS) (защита от вращательных вибраций), которая обнаруживает и компенсирует вибрацию от вращения, возникающую в многодисковых системах. HGST расширила кэш DRAM с 64 Мбайт (Не6) до 128 Мбайт, скорее всего, для использования технологии кэширования.
Серия Ultrastar Не8 также оснащается технологиями ISE (Instant Secure Erase – моментальное безопасное стирание), BDE (Bulk Data Encryption/SATA – тотальное шифрование), шифрование TCG-SED и FIPS 140-2 (SAS) и Secure Erase (только перезапись).
Наш тестовый образец подключается к интерфейсу SATA 6 Гбит/с, но также есть вариант для SAS 12 Гбит/с. Двухпортовое подключение SAS 12 Гбит/с ощутимо повышает энергопотребление, но добавляет функции многоканальности, HA (High Availability - высокая готовность) и восстановления после отказа. Модель HGST Ultrastar He8 8 Тбайт имеет стандартное время поиска дорожек при чтении/записи 8,5/9,0 мс соответственно. Технология кэширования изначально активирована в прошивке, работающей на контроллере LSI. Этот контроллер отличается от того, что использовался в серии HDD Не6, которые не поддерживают технологию кэширования носителя.
Энергопотребление в простое
HGST Ultrastar He8 8 Тбайт потребляет в простое примерно 6 Вт, но во время тестовых замеров наша платформа несколько раз выводила диск из состояния простоя. Seagate Enterprise Capacity HDD потребляет в простое 8,72 Вт.
![HGST Ultrastar He8 8 Тбайт. Отзывы в Клубе экспертов THG [ 0 отзывов]](/forum/images/icons/icon5.gif){kind=icon}