Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

На рис. 2 приведены лицевая и обратная стороны HDD MG07ACA14TE, на рис. 3 — скриншот фрагмента маркировки предоставленного для исследования семпла. Основные параметры данного жесткого диска, заявленные производителем на его фирменном сайте, приведены в таблице 1.

Рис. 2.  Лицевая и обратная стороны HDD MG07ACA14TE
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 3.  Фрагмент маркировки HDD MG07ACA14TE

Таблица 1. Основные параметры  HDD MG07ACA14TE

В накопителях серии MG07ACA инженеры компании Toshiba реализовали ряд перспективных технологических разработок.

Так, например, в данных жестких дисках  корпоративного класса впервые в мире реализована конструкция с 9 магнитными дисками, помещенная в герметичный корпус, заполненный гелием. Благодаря данному решению удалось добиться емкости до 14 Тбайт магнитной записи и сравнительно высокого быстродействия, достигаемого, в частности, обеспечением вращения магнитных дисков со скоростью 7200 оборотов в минуту, помещенных в корпус обычных размеров. Чтобы уместить всю многодисковую конструкцию в 3,5-дюймовый корпус, инженеры Toshiba использовали магнитные диски толщиной всего 0,635 мм (пластины  предыдущих моделей — 0,8 мм), уменьшили расстояние между ними до 1,58 мм и использовали соответствующие миниатюрные магнитные головки. Сохранение стандартного для отрасли форм-фактора 3,5 дюймов дает возможность для пользователей без всяких усилий интегрировать данные накопители в серверы, рабочие станции, мощные настольные компьютеры и сетевые системы хранения данных.

В дисках серии MG07ACA применяется разработанная конструкторами компании Toshiba технология прецизионной лазерной сварки для заполнения гелием корпуса устройства с 9 магнитными дисками так, чтобы вся конструкция оставалась герметичной на протяжении всего срока службы диска.  Использование гелия вместо традиционной газовой среды уменьшает аэродинамическое сопротивление вращению магнитных дисков, что позволяет снизить нагрузку на двигатель, сократить энергопотребление, улучшить тепловой режим всей конструкции. Все это улучшает технические характеристики, повышает надежность и удлиняет бесперебойный ресурс эксплуатации, способствует достижению нужных показателей общей стоимости владения. Остается добавить, что значительная емкость достигается за счет применения доказавших свою надежность технологий традиционной магнитной записи (Conventional Magnetic Recording, CMR) и перпендикулярной магнитной записи (Perpendicular Magnetic Recording, PMR), которые обеспечивают оптимальную совместимость и надежность хранения данных.

Высокая надежность и удобство эксплуатации накопителей серии MG07ACA обеспечивают специальные разработки, среди которых, например, такие как PLP, PWC, SIE. При этом функция PLP (Power Loss Protection — защита данных при отключении питания) обеспечивает запись данных, находящихся в буферной памяти, на жесткий диск с использованием противоэлектродвижущей силы совместно с инерцией вращения магнитного носителя информации в случае непредвиденного прекращения подачи питания. Функция PWC (Persistent Write Cache — постоянный кэш записи) совместно с PLP обрабатывает записываемые данные, о которых диск передает отчет об обычном завершении, когда они еще не были сохранены на жесткий диск. Сохраняемые данные могут быть записаны в управляемом режиме LBA (логической адресации блоков) на жесткий диск. Не записанные на жесткий диск данные хранятся во флэш-памяти, которая использует резервное питание с использованием функции PLP, когда внезапно прекращается подача питания на диск. После срабатывания функции PLP может потребоваться более длительное время на запуск диска, чем в случае нормального завершения работы. При этом PLP не защищает данные в ситуации  прекращения подачи всего питания. Когда подача питания прекращается не в соответствии с рекомендуемой процедурой, данные могут быть утрачены. В случае отключения питания до передачи отчета о завершении записи непредвиденным образом данные могут быть утрачены. Функция SIE (Sanitize Instant Erase — очищение путем моментального уничтожения) позволяет моментально аннулировать данные, записанные на магнитные диски накопителя, что иногда требуется в системах специального назначения. Кроме того, данная функция облегчает пользователям процесс быстрого вывода дисков из эксплуатации. Это может потребоваться, например, в случае необходимости их срочной замены в системах обработки и хранения данных. Кроме того, эта функция полезна в случае выполнения работ по плановой модернизации систем, а также гарантийной замены с последующей отправкой поставщикам накопителей, лишенных с помощью SIA конфиденциальной информации.

Из основных характеристик жесткого диска MG07ACA14TE следует отметить: кэш-память — 256 MiB, максимальная постоянная скорость передачи данных — 230 МiB/s, уровень шума на холостом ходу — 20 дБ. Диск обладает относительно низким энергопотреблением, рассчитан на непрерывную работу в течение 24 часов в сутки и семь дней в неделю. Энергопотребление жесткого диска MG07ACA14TE в операциях чтения и записи составляет 7,8 Вт. В режиме ожидания — 4,22 Вт — самый низкий уровень среди жестких дисков большой емкости корпоративного класса. В этом режиме накопитель демонстрирует высокую энергоэкономичность: жесткий диск MG07ACA14TE потребляет всего 0,30 Вт на Тбайт.

Время наработки на отказ (Mean Time to Failure, MTBF) — 2 500 000 часов, гарантированное число циклов парковок магнитных головок — 600 000. В процессе работы допускается увеличение температуры корпуса накопителя до +55 °C без ухудшения объявленных значений технических и эксплуатационных параметров.

Что же касается конкретных значений информационной емкости и скоростных параметров HDD MG07ACA14TE, то соответствующие оценки были получены в процессе тестирования данного накопителя с объявленным объемом 14 Тбайт.

Результаты проведенного исследования HDD MG07ACA14TE рассмотрены  в следующих частях  данной статьи.
    

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

Несмотря на прогресс в области разработки и выпуска твердотельных накопителей, создаваемых на основе флэш-памяти, доминирующими средствами хранения цифровой информации до сих пор остаются накопители на жестких магнитных дисках (HDD, жесткие диски). Одним из основных производителй соответствующих устройств является компания Toshiba, в номенклатуре которой присутствуют модели как потребительского сектора, так и корпоративного класса. Среди изделий корпоративного класса выпускаются модели очень высокой производительности и значительной емкости для приложений, работающих с большими массивами данных. В качестве примера можно привести 3,5-дюймовые модели семейства Enterprise Capacity HDD. Они предназначены для внешних сетевых массивов хранения данных, корпоративных инфраструктур резервного копирования и восстановления, а также систем хранения больших объемов цифровой информации с интенсивным доступом. Разработаны для обеспечения быстрого доступа к данным при нагрузках корпоративного уровня — до 550 Тбайт в год, что примерно в 10 и более раз выше номинальной рабочей нагрузки традиционных жестких дисков для мощных настольных компьютерных систем.

Сравнительно недавно компания Toshiba в очередной раз расширила семейство изделий Enterprise Capacity HDD, выпустив высокопроизводительные жесткие диски серии MG07ACA. Эти устройства обладают рекордной в настоящее время информационной емкостью, достигающей сегодня значения 14 Тбайт (четырнадцать триллионов байт).

Рекомендуемые производителем области применения накопителей серии MG07ACA:

• Облачная инфраструктура хранения данных,
• Инфраструктура программно-определяемых центров обработки данных,
• Инфраструктура хранения данных на основе файлов и объектов,
• Задачи по промежуточному (вторичному) хранению данных, принципиально важные для бесперебойной работы предприятия,
• Серверы и системы хранения данных 2-го уровня, принципиально важные для бесперебойной работы предприятия.

В дополнение к официальным рекомендациям производителя жесткие диски серии MG07ACA, как показал опыт, могут быть успешно использованы и в составе мощных корпоративных и даже домашних настольных компьютерных систем, а также в сетевых системых хранения информации. 

В настоящее время серия изделий MG07ACA состоит из моделей с информационным объемом 12 Тбайт (4 модели) и 14 Тбайт (4 модели).

Возможности одной из старших моделей HDD, имеющей наименование MG07ACA14TE (далее — HDD MG07ACA14TE, рис. 1 – рис. 3) и информационный объем 14 Тбайт, были оценены в процессе проведенного тестирования. Результаты этого тестирования приведены далее.

Рис. 1. HDD MG07ACA14TE

Основные параметры HDD MG07ACA14TE, относящегося к семейству Enterprise Capacity HDD компании Toshiba, рассмотрены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов,
Виктор Рудометов 
 

На основе накопленного опыты разработки и производства жестких дисков компания Seagate Technology LLC (Seagate) выпустила семейство Enterprise NAS HDD (NAS от англ. Network Attached Storage — сетевая система хранения данных, сетевое хранилище), ориентированное на корпоративный сектор. В архитектуре данных моделей реализовано большое количество перспективных технологий. Разработанные для систем с числом отсеков от 1 до 16 накопители данного семейства обладают повышенными показателями  надежности, а также очень высокими показателями производительности.

Несмотря на сравнительно высокие показатели производительности, еще больше увеличить скоростные возможности дисковой подсистемы можно за счет объединения накопителей Enterprise NAS HDD в массив RAID 0.

Необходимо напомнить, что в режиме RAID 0 (stripe), в котором требуется не менее двух HDD, осуществляется автоматическое разбиение (stripping) файлов на меньшие блоки и равномерное распределение этих блоков между несколькими дисками массива устройств. Это существенно увеличивает производительность дисковой подсистемы, что означает существенное увеличение скорости доступа к информации, как для чтения, так и для записи. За счет объединения двух HDD в массив RAID 0, кроме роста скоростных возможностей дисковой подсистемы, происходит еще и удвоение ее информационного объема за счет суммирования емкостей накопителей.

В высоких скоростных возможностях массива RAID 0, составленного из двух накопителей Enterprise NAS HDD, можно убедиться на примере использования моделей ST4000VN0001. Каждая из этих моделей имеет объявленную информационную емкость 4 Тбайт (4000 Гбайт — четыре триллиона байт). Внешний вид двух таких накопителей представлен на рис. 1. Параметры модели ST4000VN0001, заявленные производителем, приведены в таблице 1.

Рис. 1.  Два HDD ST4000VN0001

Таблица 1.  Основные параметры  HDD ST4000VN0001

Конфигурация тестовой системы, особенности тестирования и некоторые результаты анализа указанных жестких дисков в конфигурациях одиночных накопителей и массива RAID 0, составленного из двух HDD ST4000VN0001, рассмотрены  в следующих частях  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов,
Виктор Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

На рис. 2 приведен скриншот фрагмента маркировки HDD ST4000VN0001, основные параметры данного диска, заявленные производителем, представлены в таблице 1.

Рис. 2.  Фрагмент маркировки HDD ST4000VN0001

Таблица 1.  Основные параметры  HDD ST4000VN0001

В конструкции четырехтерабайтной модели накопителей семейства Enterprise NAS HDD, как и у четырехтерабайтной модели семейства NAS HDD, использованы четыре магнитных диска (у 6-терабайтной — 6). Каждый из дисков вмещает по 1000 Гбайт информации с плотностью записи информации 642 Гбит на квадратный дюйм. Объединение в одном устройстве четырех таких дисков позволило конструкторам компании достичь информационного объема в 4 Тбайт (4000 Гбайт), означающего возможность хранения до четырех триллионов байт (4 000 000 000 000 байт). Из других важнейших характеристик следует отметить: среднее энергопотребление в режиме работы составляет 6,7 Вт и в режиме сна — 0,6 Вт. Максимальная постоянная скорость передачи данных по внешнему диаметру — 216 Мбайт/с, средняя — 154 Мбайт/с. Уровень шума от работающего диска — не более 27 дБ (типовой уровень — не более 26 дБ). Допустимое время во включенном состоянии — 1 год (8760 часов), то есть накопитель предназначен для непрерывной работы 24 часа в сутки и семь дней в неделю. Время наработки на отказ (MTBF) — 1 000 000 часов, по другим данным — 1 200 000 часов. Рейтинг надежности в круглосуточном режиме работы (годовая интенсивность отказов) — 0,63%. Гарантированное число циклов парковок магнитных головок — 600 000. Число невосстановимых ошибок чтения (для указанного количества считанных бит) — 1 на десять в пятнадцатой степени (1 000 000 000 000 000), что, кстати, на порядок лучше аналогичного показателя NAS HDD, например, накопителя ST4000VN000. В процессе работы Enterprise NAS HDD 4 Тбайт допускается увеличение температуры корпуса накопителя до +70 °C без ухудшения объявленных значений технических и эксплуатационных параметров. Остается добавить, что срок ограниченной гарантии, установленный производителем, в процессе совершенствования накопителей составляет 5 лет.

Что же касается конкретных значений информационной емкости и скоростных параметров модели ST4000VN0001 линейки Enterprise NAS HDD, то соответствующие оценки были получены в процессе тестирования данного накопителя.

Результаты проведенного исследования HDD ST4000VN0001 рассмотрены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов,
Виктор Рудометов 
 

Для использования в сетевых накопителях NAS (англ. Network Attached Storage — сетевая система хранения данных, сетевое хранилище) компания Seagate Technology LLC (Seagate) выпустила семейство высокопроизводительных HDD. Это семейство получило наименование Enterprise NAS HDD. Накопители данного семейства обладают повышенными показателями производительности, емкости, надежности. Специально разработаны для систем NAS корпоративного класса с числом отсеков от 1 до 16.

В моделях накопителей семейства Enterprise NAS HDD реализован большой набор перспективных технологий. Это обеспечило надежность корпоративного класса с возможностью настройки для систем хранения NAS и RAID. Производительность оптимизирована для интенсивных операций записи в сетевых накопителях. Технология RAID Rebuild сокращает время полного восстановления RAID-массива. Восстановление после ошибок предотвращает отказы RAID. Благодаря скорости вращения шпинделя 7200 об/мин (как и у всех высокопроизводительных моделей Enterprise Capacity 3.5 HDD) и кэш-памяти объемом 128 Мбайт обеспечены стабильная пропускная способность и высокая скорость операций произвольного чтения-записи. Двухступенчатые актуаторы обеспечивают высокую точность позиционирования. Расширенные средства управления электропитанием поддерживают несколько профилей, которые обеспечивают непрерывную работу в режиме низкого энергопотребления. Для повышения стабильной производительности в конструкции использован датчик вращательной вибрации.

Необходимо отметить, что в настоящее время накопители семейства Enterprise NAS HDD представлены следующими моделями форм-фактора 3,5″:

• HDD ST6000VN0001 (6,0 Тбайт),
• HDD ST5000VN0001 (5,0 Тбайт),
• HDD ST4000VN0001 (4,0 Тбайт),
• HDD ST3000VN0001 (3,0 Тбайт),
• HDD ST2000VN0001 (2,0 Тбайт).

И недавно объявлен выпуск модели с информационной емкостью 8 Тбайт.

С учетом наличия плана обслуживания +Rescue число моделей удваивается, за счет добавления моделей с номерами 0011 на конце наименований. Рассчитанный на пять лет план восстановления данных +Rescue, предлагаемый дополнительно (как и в случае NAS HDD), позволяет обеспечить защиту данных от потери или повреждения в результате вирусных атак, программных сбоев, механических повреждений или перебоев в электропитании в средах NAS и RAID.

Остается добавить, что на все накопители предоставлена 5-летняя ограниченная гарантия.

Для ознакомления с накопителями данного семейства была предоставлена модель ST4000VN0001 с объявленной информационной емкостью 4 Тбайт (4 000 Гбайт = 4 000 000 000 000 байт), внешний вид данной модели представлен на рис. 1.

Рис. 1.  Внешний вид HDD ST4000VN0001

Основные параметры накопителя HDD ST4000VN0001 рассмотрены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 4 
  

Как следует из полученных в процессе тестирования оценок, шеститерабайтная модель жесткого диска ST6000NM0024, относящаяся к семейству Enterprise Capacity 3.5 HDD, характеризуется не только очень высокой информационной емкостью (6 000 000 000 000 байт), но еще и очень высокими скоростными возможностями.

Остается еще раз отметить, что производитель рекомендует использовать жесткие диски Enterprise Capacity 3.5 HDD в следующих областях:

• Крупномасштабные системы,
• RAID-массивы большой емкости,
• Стандартные внешние массивы хранения данных корпоративного класса (SAN, NAS, DAS),
• Облачные центры обработки данных — реплицированные системы хранения больших объемов данных,
• Корпоративные системы резервного копирования и восстановления данных — с диска на диск (D2D), виртуальные ленточные системы,
• Системы централизованного наблюдения.

Тем не менее, несмотря на указанные рекомендации производителя, необходимо отметить, что, как показало тестирование, HDD ST6000NM0024 можно успешно использовать и в настольных компьютерах в качестве системного диска и/или средства для хранения пользовательских программ и данных. Но вполне возможно, что часть пользователей предпочтут иные решения. Однако если требуется высокая информационная емкость при сравнительно высоких скоростных параметрах и при низкой стоимости хранения данных (в пересчете на стоимость хранения единицы информации), то старшие модели накопителей Enterprise Capacity 3.5 HDD являются безальтернативными вариантами, по крайней мере, в настоящее время.

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

На рис. 6 – рис. 10 представлены результаты оценки скоростных характеристик HDD ST6000NM0024, полученные с помощью ряда тестовых программ.

Рис. 6.  Результаты теста Benchmark (HD Tune Pro 5.00)

Рис. 7.  Результаты теста File Benchmark (HD Tune Pro 5.00)

Рис. 8.  Результаты теста Random Access (HD Tune Pro 5.00)

Рис. 9.  Оценка скоростных параметров, выполненная CrystalDiskMark

Рис. 10.  Оценка скоростных параметров, выполненная ATTO Disk Benchmark

В следующей части  данной статьи – неформальные выводы.
    

>>    Часть 5 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

На рис. 2 приведены лицевая и обратная стороны HDD ST6000NM0024, на рис. 3 — скриншот фрагмента маркировки. Основные параметры данного диска, заявленные производителем, представлены в таблице 1.

Рис. 2.  Лицевая и обратная стороны HDD ST6000NM0024

Рис. 3.  Фрагмент маркировки HDD ST6000NM0024

Таблица 1.  Основные параметры  HDD ST6000NM0024   

В конструкции старшей модели накопителей семейства Enterprise Capacity 3.5 HDD использованы шесть магнитных дисков. Каждый из этих дисков вмещает по 1000 Гбайт информации с плотностью записи информации 633 Гбит на квадратный дюйм. Объединение в одном устройстве шести таких дисков позволило конструкторам компании достичь информационного объема в 6 Тбайт (6000 Гбайт), означающего возможность хранения до шести триллионов байт (6 000 000 000 000 байт). Из других важнейших характеристик следует отметить: скорость вращения магнитных дисков составляет 7200 об/мин, максимальная постоянная скорость передачи данных по внешнему диаметру — 216 Мбайт/с, уровень шума от работающего диска — не более 34 дБ. Допустимое время во включенном состоянии — 1 год (8760 часов), то есть накопитель предназначен для непрерывной работы 24 часа в сутки и семь дней в неделю. Время наработки на отказ (MTBF) — 2 000 000 часов (в некоторых документах приводится значение 1 400 000 часов), гарантированное число циклов парковок магнитных головок — 600 000. В процессе работы допускается увеличение температуры корпуса накопителя до +60 °C без ухудшения объявленных значений технических и эксплуатационных параметров. Остается добавить, что срок ограниченной гарантии, установленный производителем — 5 лет.

Что же касается конкретных значений информационной емкости и скоростных параметров HDD ST6000NM0024, то соответствующие оценки были получены в процессе тестирования данного накопителя.

Результаты проведенного исследования HDD ST6000NM0024 рассмотрены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

Компания Seagate Technology LLC (Seagate) выпустила жесткие диски (HDD) корпоративного класса увеличенной емкости для приложений, работающих с массивами данных. Эти 3,5-дюймовые HDD, получившие наименование Enterprise Capacity 3.5 HDD, ориентированы на серверы и системы хранения данных с максимальной плотностью хранения информации. Разработаны для обеспечения быстрого доступа к данным при нагрузках корпоративного уровня — до 550 Тбайт в год, что почти в 10 раз выше номинальной рабочей нагрузки традиционных жестких дисков для настольных систем. По утверждению разработчиков этих накопителей они поддерживают наивысшую плотность хранения и обеспечивают быструю окупаемость инвестиций. В моделях Enterprise Capacity 3.5 HDD, как и в других современных решениях Seagate, реализованы специальные технологии, обеспечивающие улучшенную энергоэффективность. В частности, в этих моделях реализованы решения, поддерживающие стандарты управления энергопотреблением T10/T13. Это, кроме экономии энергии и, соответственно, снижения стоимости владения, обеспечивает еще и снижение рабочей температуры накопителей, что, как известно, повышает надежность, особенно в составе систем длительного функционирования.

Рекомендуемые области применения накопителей Enterprise Capacity 3.5 HDD:

• Крупномасштабные системы,
• RAID-массивы большой емкости,
• Стандартные внешние массивы хранения данных корпоративного класса (SAN, NAS, DAS),
• Облачные центры обработки данных — реплицированные системы хранения больших объемов данных,
• Корпоративные системы резервного копирования и восстановления данных — с диска на диск (D2D), виртуальные ленточные системы,
• Системы централизованного наблюдения.

Остается добавить, что семейство накопителей Enterprise Capacity 3.5 HDD (более четырех десятков моделей), имеет в своем составе  устройства с контроллерами как интерфейса SAS 12 Гбит/с, так и более распространенного интерфейса SATA 6 Гбит/с.

Накопители с контроллерами SATA 6 Гбит/с, кроме рекомендованных областей применения, могут успешно использоваться и в настольных компьютерных системах, например, в качестве системных дисков. Это обеспечивает высокую скорость чтения и записи данных, что повышает общую производительность компьютеров. 

В настоящее время SATA накопители этого семейства представлены уже восемнадцатью моделями. Большое количество моделей обусловлено наличием разных аппаратно-программных особенностей, встроенных в данные изделия. Значения их информационной емкости охватывают диапазон от 2 до 6 Тбайт. При этом число моделей максимальной емкости уже превышает полдесятка. Одна из таких моделей, имеющая техническое наименование ST6000NM0024, была предоставлена для ознакомления и тестирования. Краткое описание и тестирование этой модели и станут целью дальнейшего рассмотрения.

Итак, одним из старших представителем накопителей Enterprise Capacity 3.5 HDD является модель ST6000NM0024 с объявленной информационной емкостью 6 Тбайт (шесть триллиона байт). Внешний вид модели ST6000NM0024 в пластиковом контейнере и без него представлен на рис. 1.

Рис. 1.  HDD ST6000NM0024 в пластиковом контейнере и без него

Основные параметры HDD ST6000NM0024 рассмотрены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2