HGST Ultrastar He8 8 Тбайт: тест HDD бизнесс – класса – THG.RU

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.

HGST тут также использует свою специальную технологию кэширования на пластины. Среди высокопроизводительных решений эта технология дебютировала в HDD HGST Ultrastar C15K600 (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

Потребляемая мощность в простое: динамика мощности в Вт (Y) – секунды (X)

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.

Обзор HDD HGST Ultrastar He8 8 Тбайт | Произвольное чтение и запись блоками 4 Кбайт

Чтобы узнать больше о нашей методике тестирования, ознакомитесь со статьей “How We Test Enterprise HDDs” (англ.), в ней объясняется, как интерпретировать графики с результатами. Измерения произвольных операций блоками 4 Кбайт описаны на второй странице той статьи, задержки – на пятой странице и энергопотребление – на шестой.

Для сравнения мы взяли жесткие диски SATA 7200 об./мин различной емкости. В процессе выбора важно учитывать показатель емкости, поскольку он напрямую влияет на соотношение “доллар за гигабайт емкости”, а также на показатель энергопотребления. Наша тестовая выборка состоит из HDD Seagate Enterprise Capacity v4 6 Тбайт, HGST Ultrastar Не6 6 Тбайт и HGST Ultrastar He8 8 Тбайт. Все три модели используют формат 512е.

Произвольная запись блоками 4 Кбайт: динамика IOPS (Y) – секунды (X)

Произвольная запись блоками 4 Кбайт: глубина очереди 256, динамика IOPS (Y) – секунды (X)

Задержка – произвольная запись блоками 4 Кбайт: мс (Y) к IOPS (X)

Задержка – произвольная запись блоками 4 Кбайт: динамика в мс (Y) – секунды (X)

Потребляемая мощность – произвольная запись блоками 4 Кбайт: глубина очереди 256, динамика Вт (Y) – секунды (X)

IOPS на ватт мощности – произвольная запись блоками 4 Кбайт: глубина очереди 256, динамика IOPS (Y) – секунды (X)

Преимущества технологии кэширования носителя HGST проявляются уже в первом тесте. HGST Ultrastar He8 8 Тбайт удваивает скорость произвольной записи блоками 4 Кбайт по сравнению с диском Seagate, а также обеспечивает огромное преимущество по сравнению с предыдущим поколением Не6. Дисковое кэширование HGST дает впечатляющие результаты, но полное понимание сильных и слабых сторон проявится в тесте со смешанными задачами.

Мы также добавили результаты теста постоянной записи в течение 330 000 секунд при глубине очереди QD256. Тест выполнялся почти четыре дня, но существенных изменений в производительности замечено не было. Это значит, что технология кэширования носителя не ограничена объемом кэша.

В целом, за тестовый отрезок HGST Ultrastar He8 8 Тбайт потреблял меньше энергии. К нашему удивлению, он даже превзошел Не6, который ранее зарекомендовал себя как наиболее энергоэффективный накопитель на магнитных дисках. Сочетание низкого энергопотребления и высокой производительности обеспечивает огромное преимущество в показателе IOPS-на-ватт. Но хотим предупредить читателей, что эти показатели применимы только к чистым операциям произвольной записи. Энергоэффективность в смешанных нагрузках будет существенно отличаться.

В любом случае HGST Ultrastar He8 8 Тбайт демонстрирует отличную скорость, невиданную прежде в сегменте дисков 7200 об./мин.

Произвольное чтение блоками 4 Кбайт: IOPS (Y) – секунды (X)

Задержка – произвольное чтение блоками 4 Кбайт: мс (Y) к IOPS (X)

Задержка – произвольное чтение блоками 4 Кбайт: мс (Y) – секунды (X)

Потребляемая мощность – произвольное чтение блоками 4 Кбайт: глубина очереди 256, Вт (Y) – секунды (X)

IOPS на ватт мощности – произвольное чтение блоками 4 Кбайт: глубина очереди 256, IOPS (Y) – секунды (X)

Технология кэширования носителя не влияет на скорость произвольного чтения, и относительно небольшие различия в скорости между тестовыми HDD заставляют нас использовать линейную диаграмму, чтобы можно было увидеть разницу. Линии на графике основаны на средних значениях за одну секунду, а график задержки показывает, насколько близки тестовые HDD по скорости.

Seagate Enterprise Capacity v4 по-прежнему выигрывает в произвольных операциях блоками 4 Кбайт. График соотношения задержки к IOPS подчеркивает лидирующий коэффициент задержки/IOPS у Seagate в этом тесте. HGST Ultrastar He8 8 Тбайт немного обгоняет Не6, но разница незначительна.

Не6 и HGST Ultrastar He8 8 Тбайт оказались лучше диска Seagate в плане энергопотребления и эффективности. Это следствие использования гелия. Но Seagate наверстывает HGST в соотношении IOPS-на-ватт благодаря более высокой скорости чтения.

Процент произвольных операций записи: глубина очереди 256, динамика IOPS (Y) – секунды (X)

Благосклонность Seagate к произвольным операциям чтения хорошо прослеживается в этом тесте. HDD Не6 и Seagate сменили свои позиции, когда мы добавили операции записи, а у HGST Ultrastar He8 8 Тбайт открылось “второе дыхание”. Ultrastar Не8 начинает уходить вперед при соотношении записи/чтения 20%/80% и продолжает наращивать разрыв по мере роста их процентного соотношения.

HGST впервые представила технологию кэширования носителя в диске C15K600. В первых тестах мы отметили странное поведение при относительно редком соотношении операций записи/чтения 80%/20%. Но оно не распространяется на Не8, который демонстрирует неуклонный рост скорости при увеличении задач записи.

Обзор HDD HGST Ultrastar He8 8 Тбайт | Произвольное чтение и запись блоками 8 Кбайт

Чтобы узнать больше о нашей методике тестирования, ознакомитесь со статьей “How We Test Enterprise HDDs” (англ.), в ней объясняется, как интерпретировать графики с результатами. Измерения произвольных операций блоками 8 Кбайт описаны на второй странице, задержки – на пятой странице и энергопотребление – на шестой.

Произвольная запись блоками 8 Кбайт: динамика IOPS (Y) – секунды (X)

Задержка – произвольная запись блоками 8 Кбайт: мс (Y) к IOPS (X)

Задержка – произвольная запись блоками 8 Кбайт: динамика в мс (Y) – секунды (X)

Потребляемая мощность – произвольная запись блоками 4 Кбайт: глубина очереди 256, динамика Вт (Y) – секунды (X)

IOPS на ватт мощности – произвольная запись блоками 8 Кбайт: глубина очереди 256, динамика IOPS (Y) – секунды (X)

Ultrastar Не8 сохраняет лидерство в тесте произвольной записи блоками 8 Кбайт. Кэширование носителя снова дает ощутимый прирост. График соотношения задержки к IOPS отлично выявляет разницу между конкурирующими дисками.

HGST Ultrastar He8 8 Тбайт продолжает демонстрировать удивительно низкое энергопотребление, даже ниже, чем у Не6, который обеспечивает лидирующий в отрасли показатель энергопотребления на терабайт емкости. Не8 демонстрирует невероятную эффективность в категории IOPS на ватт, хотя мы снова должны предостеречь читателей, что эти цифры применимы исключительно к произвольной записи.

Произвольное чтение блоками 8 Кбайт: динамика IOPS (Y) – секунды (X)

Задержка – произвольное чтение блоками 8 Кбайт: мс (Y) к IOPS (X)

Задержка – произвольное чтение блоками 8 Кбайт: динамика в мс (Y) – секунды (X)

Потребляемая мощность – произвольное чтение блоками 8 Кбайт: глубина очереди 256, динамика Вт (Y) – секунды (X)

IOPS на ватт мощности – произвольное чтение блоками 8 Кбайт: глубина очереди 256, динамика IOPS (Y) – секунды (X)

Диск Seagate лидирует во всех тестах с произвольными операциями чтения, а также по соотношению задержки к IOPS при высоких глубинах очередей. Не8 стартует с меньшими задержками при легких нагрузках. Впечатляющая производительность Seagate сокращает разрыв в потребляемой мощности, что означает уменьшение разницы в показателях эффективности (IOPS на ватт).

Процент произвольных операций записи: глубина очереди 256, динамика IOPS (Y) – секунды (X)

Тесты с произвольными операциями блоками 8 Кбайт смешанного типа отражают результаты аналогичного теста с блоками 4 Кбайт – скорость Ultrastar Не8 повышается с увеличением числа операций записи. Единственным недостатком такого подхода является тот факт, что в большинстве реальных задач операций записи меньше. Отметим также значительное колебание производительности при соотношении запись/чтение 90/10.

Тем не менее, повышение производительности в тяжелых задачах записи поможет обставить конкурентов в лице SSD по значению цены за гигабайт емкости. Как правило, SSD-накопители с высоким показателем выносливости стоят дороже, а выносливость для HDD – не проблема.

Обзор HDD HGST Ultrastar He8 8 Тбайт | Последовательное чтение и запись блоками 128 Кбайт

Чтобы узнать больше о нашей методике тестирования, ознакомитесь со статьей “How We Test Enterprise HDDs” (англ.), в ней объясняется, как интерпретировать графики с результатами. Измерения последовательных операций блоками 128 Кбайт описаны на третьей странице, задержки – на пятой странице и энергопотребление – на шестой.

Последовательная запись блоками 128 Кбайт: глубина очереди 256, динамика Мбайт/с (Y) – секунды (X)

Мы исследуем производительность, начиная от внешних и до внутренних дорожек, последовательно записывая весь диапазон LBA. Как и ожидалось, из-за емкости 8 Тбайт HGST Ultrastar He8 8 Тбайт дольше всех выполняет проход всей области LBA. Seagate Enterprise Capacity v4 6 Тбайт завершает проход быстрее, чем Не6 аналогичной емкости.

Последовательная запись блоками 128 Кбайт: динамика Мбайт/с (Y) – секунды (X)

Задержка – последовательная запись блоками 128 Кбайт: мс (Y) к IOPS (X)

Задержка – последовательная запись блоками 128 Кбайт: динамика в мс (Y) – секунды (X)

Потребляемая мощность – последовательная запись блоками 128 Кбайт: глубина очереди 256, динамика Вт (Y) – секунды (X)

Мбайт/с на ватт мощности – последовательная запись блоками 128 Кбайт: глубина очереди 256, динамика IOPS (Y) – секунды (X)

HGST Ultrastar He8 8 Тбайт показывает увеличение скорости по сравнению Не6 предыдущего поколения, но пропускная способность диска Seagate выше, чем у двух гелиевых моделей. Еще одной заметной чертой является более узкий разброс показателей скорости Seagate в тестах с последовательными операциями блоками 128 Кбайт.

График задержки к IOPS показывает странное распределение задержек диска Seagate при последовательном доступе и больших очередях. Не8 стартует с меньшими задержками (подграфик), но Seagate обеспечивает более высокую пропускную способность. Ответ можно найти в графике задержки при последовательном доступе, который демонстрирует разброс показателей задержки у HDD Seagate Enterprise Capacity при высоком значении QD в первые несколько минут. По прошествии этого времени диск Seagate возвращается к нормальному поведению. Такое странное распределение происходит на очередях в 64, 128 и 256 команд. При очередности, равной 32, изменение задержки выражается незначительно.

Высокая скорость работы HDD Seagate позволяет сократить разрыв на графике соотношения Мбайт/с на ватт, но в целом он по-прежнему демонстрирует высокое энергопотребление. Не8 в очередной раз удается победить своего предшественника по общему показателю энергопотребления и эффективности.

Последовательное чтение блоками 128 Кбайт: динамика Мбайт/с (Y) – секунды (X)

Задержка – последовательное чтение блоками 128 Кбайт: мс (Y) к IOPS (X)

Задержка – последовательное чтение блоками 128 Кбайт: динамика в мс (Y) – секунды (X)

Потребляемая мощность – последовательное чтение блоками 128 Кбайт: глубина очереди 256, динамика Вт (Y) – секунды (X)

Мбайт/с на ватт мощности – последовательное чтение блоками 128 Кбайт: глубина очереди 256, динамика IOPS (Y) – секунды (X)

В тесте последовательного чтения блоками 128 Кбайт HDD от Seagate увеличивает отрыв. Он также демонстрирует меньший разброс тестовых значений. Кроме того, мы не наблюдаем странного распределения задержек, характерного для последовательной записи. Стандартное распределение задержки хорошо видно на графике задержки к IOPS, где Seagate обеспечивает более высокую пропускную способность и меньшую задержку при низких нагрузках, которая отображена в подграфике.

Seagate лидирует по скорости последовательных операций, но при этом потребляет заметно больше энергии, чем гелиевые диски. Во время теста HGST Ultrastar He8 8 Тбайт потребляет на 2,62 Вт меньше, чем продукт Seagate. В контексте больших дата-центров разница в потребляемой мощности будет огромной.

Процент последовательных операций записи: глубина очереди 256, динамика Мбайт/с (Y) – секунды (X)

Не8 выходит в лидеры только при 80-90% операций записи, в остальных случаях впереди идет Seagate. В тесте с последовательными операциями смешанного типа HGST Ultrastar He8 8 Тбайт показывает более высокую производительность, чем его предшественник, но в наиболее распространенных ситуациях (при меньшем проценте операций записи) преимущество за Seagate.

Обзор HDD HGST Ultrastar He8 8 Тбайт | Задачи OLTP и Email

Чтобы узнать больше о нашей методике тестирования, ознакомитесь со статьей “How We Test Enterprise HDDs” (англ.), в ней объясняется, как интерпретировать графики с результатами. Измерения в тестируемых задачах описаны на четвертой странице, задержки – на пятой странице и энергопотребление – на шестой.

OLTP/сервер базы данных: динамика IOPS (Y) – секунды (X)

Задержка – OLTP/сервер базы данных: мс (Y) к IOPS (X)

Задержка – OLTP/сервер базы данных: динамика в мс (Y) – секунды (X)

Потребляемая мощность – OLTP/сервер базы данных: глубина очереди 256, динамика Вт (Y) – секунды (X)

IOPS на ватт мощности – OLTP/сервер базы данных: глубина очереди 256, динамика IOPS (Y) – секунды (X)

С переходом к специализированным задачам HGST Ultrastar He8 8 Тбайт продолжает нас удивлять. Архитектура кэширования носителя хорошо себя показала при распределении 67%/33% операций чтения/записи. По сравнению с диском Seagate Enterprise Capacity накопитель Не8 обеспечивает дополнительные 33 IOPS на QD256, а также показывает преимущество в производительности по сравнению с младшим диском Не6, у которого нет функции кэширования на носитель. HGST Ultrastar He8 8 Тбайт также начинает тест с более высокой скоростью и низкой задержкой при легкой нагрузке.

В процессе работы HGST Ultrastar He8 8 Тбайт требуется гораздо меньше энергии. При 100% произвольных операций записи HGST Не8 имеет преимущество при сравнении энергопотребления, поэтому показатели общей эффективности (IOPS на ватт) тут больше подходят для сравнения. Не8 обходит Seagate и по-прежнему потребляет меньше энергии, чем Не6, несмотря на дополнительные 2 Тбайт емкости.

Сервер электронной почты: динамика IOPS (Y) – секунды (X)

Задержка – Сервер электронной почты: мс (Y) к IOPS (X)

Задержка – Сервер электронной почты: динамика в мс (Y) – секунды (X)

Потребляемая мощность – Сервер электронной почты: глубина очереди 256, динамика Вт (Y) – секунды (X)

IOPS на ватт мощности – Сервер электронной почты: глубина очереди 256, динамика IOPS (Y) – секунды (X)

Этот тип задач хорошо вписывается в возможности кэширования носителя, и разрыв в скорости значительно расширяется при распределении операций чтения/записи. HGST Ultrastar He8 8 Тбайт снова стартует при меньших задержках и более высокой скорости (подграфик задержки к IOPS) и продолжает удерживать лидерство до конца теста. График задержки к IOPS Не8 смещен ниже и правее, чем у конкурирующих устройств. Это означает лучшее соотношение производительности и задержки.

Энергопотребление и эффективность, как всегда, на стороне HGST Ultrastar He8 8 Тбайт.

Обзор HDD HGST Ultrastar He8 8 Тбайт | Задачи файлового и веб сервера

Чтобы узнать больше о нашей методике тестирования, ознакомитесь со статьей “How We Test Enterprise HDDs” (англ.), в ней объясняется, как интерпретировать графики с результатами. Измерения в тестируемых задачах описаны на четвертой странице, задержки – на пятой странице и энергопотребление – на шестой.

Файловый сервер: динамика IOPS (Y) – секунды (X)

Задержка – Файловый сервер: мс (Y) к IOPS (X)

Задержка – Файловый сервер: динамика в мс (Y) – секунды (X)

Потребляемая мощность – Файловый сервер: глубина очереди 256, динамика Вт (Y) – секунды (X)

IOPS на ватт мощности – Файловый сервер: глубина очереди 256, динамика IOPS (Y) – секунды (X)

Из-за схожих результатов этих двух тестов нам пришлось использовать линейные графики для удобства изучения показателей. Для Seagate Enterprise Capacity это означает, что он сильно приблизился к дискам HGST в этом тесте. HGST Ultrastar He8 8 Тбайт продолжает лидировать в тесте соотношения задержки к IOPS, но разрыв сокращается.

Оба привода демонстрируют схожую устойчивую производительность. Энергопотребление Seagate Enterprise Capacity во время работы колеблется в пределах 10-11 Вт, в то время как у Не6 и HGST Ultrastar He8 8 Тбайт этот показатель значительно ниже.

Веб-сервер: динамика IOPS (Y) – секунды (X)

Задержка – Веб-сервер: мс (Y) к IOPS (X)

Задержка – Веб-сервер: динамика в мс (Y) – секунды (X)

Потребляемая мощность – Веб-сервер: глубина очереди 256, динамика Вт (Y) – секунды (X)

IOPS на ватт мощности – Веб-сервер: глубина очереди 256, динамика IOPS (Y) – секунды (X)

Эта задача, состоящая из произвольных операций чтения файлов разного размера, – просто находка для Seagate. Технология кэширования HGST не ускоряет чтение произвольных данных напрямую, хотя повышает шансы попадания на ранее кэшированные блоки. Но это, похоже, не сыграло свою роль во время теста, и Seagate Enterprise Capacity занял лидирующую позицию. Разница в скорости хорошо заметна на графике соотношения задержки к IOPS, в котором диск Seagate уходит в отрыв от своих соперников. Также Seagate демонстрирует более узкий разброс значений задержки при QD256.

Модели с гелиевым наполнением продолжают лидировать по показателю энергопотребления и соотношению IOPS на ватт.

Обзор HDD HGST Ultrastar He8 8 Тбайт | Заключение

He6 – первый диск HGST с гелиевым заполнением, который установил высокие стандарты надежности и энергопотребления, закрепившись в сфере распределенных файловых систем и гипермасштабируемых сред. Внутренние тесты HGST и опыт эксплуатации первого миллиона гелиевых дисков позволили компании увеличить заявленное значение наработки на отказ до 2,5 млн часов – это лидирующий показатель в отрасли.

HGST много говорит о преимуществах платформы HelioSeal, но кэширование на пластины является не менее важной особенностью. Гелиевая архитектура резко снижает энергопотребление, но одним из недостатков Не6 являлась пониженная производительность. Использование кэширования на пластины высокой емкости успешно решает проблему ограничения скорости.

В процессе тестирования мы выяснили, что HGST Ultrastar He8 8 Тбайт работает невероятно быстро с операциями произвольной записи. Тем не менее, большинство задач редко состоит только из операций произвольного чтения или записи. На практике преимущество проявилось также в тестах при смешанных задачах, в которых алгоритмы кэширования обеспечивают повышение производительности при появлении тяжелых операций записи. То есть больше всего от кэширования на носитель выигрывают операции произвольной записи, в то время как скорость произвольного чтения и последовательных операций, в целом, остается неизменной.

HGST Ultrastar He8 8 Тбайт лидирует по пропускной способности и задержке в тестах произвольной записи блоками 4 Кбайт и 8 Кбайт, но Seagate Enterprise Capacity 6 Тбайт оказывается впереди в задачах, ориентированных на чтение данных. Однако в тестах с задачами ввода/вывода смешанного типа блоками 4 и 8 Кбайт диск Seagate лидировал в двух из одиннадцати категорий. Преимущество HGST Ultrastar He8 8 Тбайт в смешанных нагрузках обеспечивает ему убедительную победу в тестах OLTP и сервера электронной почты. Но диск Seagate отыгрался в тестах веб-сервера с чтением произвольных данных.

Технология кэширования HGST обеспечивает значительный прирост скорости по сравнению с предыдущим поколением Не6, и, в целом, она является отличным дополнением к профилю HGST Ultrastar He8 8 Тбайт. Трудно игнорировать значение 325 IOPS при полной нагрузке операциями произвольного чтения на жестком диске со скоростью вращения шпинделя 7200 об./мин. Кэширование носителя не имеет негативного влияния на энергопотребление гелиевого диска, поскольку оно не требует специального аппаратного обеспечения или дополнительных компонентов.

HGST Ultrastar He8 8 Тбайт отстает от Seagate Enterprise Capacity в тестах последовательного чтения/записи на 8 Мбайт/с и 14 Мбайт/с соответственно. В целом Seagate обогнал Не8 в девяти из одиннадцати категорий смешанных последовательных операций. Но в свете пониженного на 2,6 Вт энергопотребления чуть более низкая скорость Не8 может в некоторых ситуациях оказаться вполне приемлемым компромиссом.

Энергопотребление HDD часто съедает больше ИТ-бюджета за время службы накопителя, чем первоначальные затраты, необходимые на закупку устройств. С системной точки зрения HGST Ultrastar He8 8 Тбайт предлагает преимущество для создания более плотного хранилища. HDD позволяет сократить количество стоек, шкафов, HBA, RAID¬-контроллеров, кабелей, блоков питания и систем охлаждения, необходимых для хранилища больших объемов данных. Жесткие диски HGST Ultrastar He8 8 Тбайт уже интегрированы в нескольких комплексов, в том числе в продукты HGST Active Archive.

На уровне физических устройств HGST Ultrastar He8 8 Тбайт предлагает более низкое энергопотребление по сравнению с другими жесткими дисками в нашей тестовой выборке, в том числе Не6. HGST Ultrastar He8 8 Тбайт имеет лидирующий в отрасли показатель потребляемой мощности на терабайт емкости и энергопотребления в простое. HGST Ultrastar He8 8 Тбайт удалось обойти Seagate 6 Тбайт в каждом аспекте тестирования потребляемой мощности, и это несмотря на дополнительные 2 Тбайт емкости.

Одной из проблем гелиевых жестких дисков является то, что их выпускает только одна компания, но сегодняшние OEM-производители не так категоричны к требованию двух источников закупок, как это было раньше. Исторически сложилось, что OEMщики были готовы использовать диски от одной компании, если выгода превышала риски. Так было с первыми дисками Seagate 10K и HDD с оптоволоконным подключением несколько лет назад. Не8 определенно попадает в эту категорию. CSP и гипермасштабируемые среды, конечно, не обеспокоены одним источником поставок, и HGST говорит, что технология кэширования накопителя особенно привлекательна для поставщиков облачных сервисов. Даже последовательные операции получают произвольный характер, когда несколько пользователей или приложений осуществляют доступ к одному устройству хранения данных.

Еще одной проблемой является стоимость. HGST поставила более миллиона гелиевых HDD и более семи экзабайт емкости, но платформа по-прежнему имеет относительно небольшую долю общего рынка. Мы не любим ссылаться на розничные цены, но сейчас это единственный доступный вариант. На момент публикации Seagate Enterprise Capacity v4 SATA 6 Тбайт продавался в розницу за $489 (или по $81 за Тбайт емкости). HGST Ultrastar He8 8 Тбайт стоит $787 (или $98 за Тбайт). Хотим предупредить наших читателей, что эта цена, скорее всего, включает “наценку за новизну”, и в ближайшие недели/месяцы она может снизиться. HGST планирует использовать гелий во всех будущих продуктах большой емкости, что позволит снизить затраты на производство в процессе его расширения. Цена может оказаться камнем преткновения в средах, где экономия энергии имеет второстепенное значение, например, в хранилищах малого или среднего размера. Ситуация изменится, если стоимость закупки снизится до более приемлемого уровня.

HGST продолжает наступление и доказывает зрелость гелиевой платформы внедрением таких технологий, как кэширование на носитель. Платформа HelioSeal хорошо работает с технологиями Hamr и SMR. Кроме того, HGST уже имеет рабочие образцы SMR-HDD на 10 Тбайт с гелиевым наполнением. Кэширование накопителя также совместимо с SMR и поможет компенсировать более низкую скорость произвольной записи этого стандарта.

HGST Ultrastar He8 8 Тбайт обеспечивает невероятные показатели потребления электроэнергии и повышенную скорость произвольных операций. В итоге смущает лишь цена, но экономия в результате роста масштаба производства поможет снизить ее в будущем.

Преимущества:

• Максимальная доступная плотность с PMR.
• Технология кэширования на пластины.
• Высокая скорость произвольных операций.
• Не имеющие аналогов показатели энергопотребления.

Недостатки:

• Высокая цена за гигабайт.