Новая статья: Обзор жестких дисков Seagate Exos 10E2400 2,4 Тбайт и Exos 15E900 900 Гбайт

В тот момент, когда твердотельные накопители развили достаточно высокой уровень быстродействия и отказоустойчивости, место в высоконагруженных серверах и верхних эшелонах сетевых хранилищ для жестких дисков оказалось безвозвратно потеряно. Тем не менее, HDD со скоростью вращения шпинделя 10 тыс об/мин по-прежнему широко используются в системах, не столь требовательных к производительности ПЗУ, и обеспечивают более низкую в сравнении с SSD стоимость единицы объема. Что касается 15-тысячников, то этот класс жестких дисков действительно доживает свои последние годы, т.к. разница в скорости между моделями 10К и 15К уже не оправдывает более высокой цены и меньшего объема последних в рамках тех задач, где по каким-либо причинам не применяются SSD.

Пусть в долговременной перспективе судьба высокопроизводительных жестких дисков предрешена, технологии магнитной записи продолжают развиваться, и довольно стремительно. Рост плотности записи (а значит, объемов и быстродействия), который столь хорошо заметен на примере HDD форм-фактора 3,5 дюйма, не обошел стороной и накопители класса SFF (2,5 дюйма в корпусах высотой 15 мм). Кроме того, в конструкции серверных жестких дисков начали использовать Flash-память. В качестве загрузочных дисков для десктопных и мобильных ПК «гибридные» HDD себя не оправдали — в потребительской сфере оказался возможен полный переход на SSD без промежуточных стадий. В профессиональной, напротив, небольшой объем твердотельной энергонезависимой памяти способен обеспечить предсказуемый рост быстродействия, практически бесплатно в масштабе стоимости сервера или СХД, а также обеспечить дополнительную страховку данных. 

Без малого три года тому назад мы провели групповое тестирование жестких дисков со скоростью вращения шпинделя 10–15 тыс об/мин, а сегодня в наших руках SFF-накопители последнего поколения от Seagate. Посмотрим, как за это время изменились быстрейшие из магнитных накопителей.

Технические характеристики, цены

Масштабный ребрендинг продукции, который Segateначала с потребительских моделей, добрался до корпоративных накопителей этой марки. Серии Seagate Exos 10E2400 и Exos 15E900, два представителя которых мы протестировали для этого обзора, — есть ничто иное, как EnterprisePerformance 10K HDD v9 и Enterprise Performance 15K HDD v6. А теперь, когда мы разобрались с непривычными наименованиями, изучим технические спецификации устройств.

Диски Exos 10E2400 и Exos 15E900 оснащены интерфейсом SAS 12 Гбит/с (каждая модель имеет второй порт для подключения резервного хост-контроллера) и характеризуются скоростью вращения шпинделя 10 и 15 тыс об/мин соответственно. Максимальный объем накопителя составляет 2,4 Тбайт для 10-тысячников и 900 Гбайт — для моделей 15K. К сведению, столь же большой объем жесткого диска в классе SFF, помимо Seagate, представила только Toshiba. Аналогичные продукты HGST остановились на уровне предыдущего поколения (10К объемом 1,8 Тбайт и 15К объемом 600 Гбайт), а Western Digital полностью прекратила выпуск SFF-дисков под собственной маркой.

Как видим, разница в объеме между современным и предшествующим поколениями быстрых HDD составляет 33%. Поскольку конфигурация пластин осталась прежней (вплоть до 4 пластин в моделях 10К и трех в 15К), прирост обеспечен повышенной плотностью записи, а значит, от новых моделей мы вправе ожидать столь же существенного изменения скорости последовательного чтения/записи. Любопытно, что в обеих сериях Saegateпредлагает модели с размером сектора 4 Кбайт и одновременно — аналоги с «устаревшей» 512-байтовой разметкой. При этом все диски первой категории администратор может переключить из режима эмуляции 512-байтовых секторов на прямой доступ к 4К-форматированию и обратно.

Благодаря высокой плотности записи и скорости вращения шпинделя Exos 10E2400 и Exos 15E900 достигают устойчивой скорости передачи данных в 279 и 315 Мбайт/с соответственно. Но, разумеется, в SFF-дисках ценится не столько линейный, сколько произвольный доступ к данным. В этом отношении повышенная плотность записи дает не так уж много, поэтому Seagateстремится компенсировать дефицит операций в секунду, свойственный механическим накопителям, за счет небольшого массива Flash-памяти.

ПроизводительSeagate
СерияExos 10E2400 (Enterprise Performance 10K HDD v9)
Модельный номерST600MM0099ST1200MM0129ST1800MM0129ST2400MM0129
Форм-фактор2,5 дюйма2,5 дюйма2,5 дюйма2,5 дюйма
ИнтерфейсSAS 12 Гбит/сSAS 12 Гбит/сSAS 12 Гбит/сSAS 12 Гбит/с
Емкость, Гбайт6001 2001 8002 400
Конфигурация
Скорость вращения шпинделя, об./мин10 00010 00010 00010 000
Плотность записи данных, Гбайт/пластину600600600600
Число пластин/головок1/22/43/64/8
Объем буфера, Мбайт256256256256
Размер сектора, байт4 0964 0964 0964 096
Производительность
Макс. устойчивая скорость последовательного чтения, Мбайт/с279279279279
Макс. устойчивая скорость последовательной записи, Мбайт/с279279279279
Burst rate, чтение/запись, Мбайт/сНДНДНДНД
Внутренняя скорость передачи данных, Мбайт/сНДНДНДНД
Average seek time: чтение/запись, мсНДНДНДНД
Track-to-track seek time: чтение/запись, мсНДНДНДНД
Full stroke seek time: чтение/запись, мсНДНДНДНД
Надежность
MTBF (среднее время наработки на отказ), чНДНДНДНД
AFR (annualized failure rate), %0,440,440,440,44
Число циклов парковки головокНДНДНДНД
Физические характеристики
Потребляемая мощность: бездействие/чтение-запись, Вт3,4/7,13,8/7,24,3/7,24,9/8,6
Типичный уровень шума: бездействие/поиск, дБНДНДНДНД
Максимальная температура, °C: диск включен/диск отключен55/7055/7055/7055/70
Ударопрочность: диск включен (чтение) /диск отключен40 g (11 мс) / 400 g (2 мс)40 g (11 мс) / 400 g (2 мс)40 g (11 мс) / 400 g (2 мс)40 g (11 мс) / 400 g (2 мс)
Габаритные размеры: Д × В × Г, мм100,5 × 69,9 × 15,0100,5 × 69,9 × 15,0100,5 × 69,9 × 15,0100,5 × 69,9 × 15,0
Масса, г215220218202
Гарантийный срок, лет5555
Розничная цена (США, без налога), $170260354418
Розничная цена (Россия), руб.10 71014 81021 18027 038
ПроизводительSeagate
СерияExos 15E900 (Enterprise Performance 15K HDD v6)
Модельный номерST300MP0106ST600MP0136ST900MP0146
Форм-фактор2,5 дюйма2,5 дюйма2,5 дюйма
ИнтерфейсSAS 12 Гбит/сSAS 12 Гбит/сSAS 12 Гбит/с
Емкость, Гбайт300600900
Конфигурация
Скорость вращения шпинделя, об./мин15 00015 00015 000
Плотность записи данных, Гбайт/пластину300300300
Число пластин/головок1/22/43/6
Объем буфера, Мбайт256256256
Размер сектора, байт4 0964 0964 096
Производительность
Макс. устойчивая скорость последовательного чтения, Мбайт/с315315315
Макс. устойчивая скорость последовательной записи, Мбайт/с315315315
Burst rate, чтение/запись, Мбайт/сНДНДНД
Внутренняя скорость передачи данных, Мбайт/сНДНДНД
Average seek time: чтение/запись, мсНДНДНД
Track-to-track seek time: чтение/запись, мсНДНДНД
Full stroke seek time: чтение/запись, мсНДНДНД
Надежность
MTBF (среднее время наработки на отказ), чНДНДНД
AFR (annualized failure rate), %0,440,440,44
Число циклов парковки головокНДНДНД
Физические характеристики
Потребляемая мощность: бездействие/чтение-запись, Вт4,7/6,95,8/7,25,7/7,6
Типичный уровень шума: бездействие/поиск, дБНДНДНД
Максимальная температура, °C: диск включен/диск отключен55/7055/7055/70
Ударопрочность: диск включен (чтение) /диск отключен40 g (11 мс) / 400 g (2 мс)40 g (11 мс) / 400 g (2 мс)40 g (11 мс) / 400 g (2 мс)
Габаритные размеры: Д × В × Г, мм100,5 × 69,9 × 15,0100,5 × 69,9 × 15,0100,5 × 69,9 × 15,0
Масса, г225230230
Гарантийный срок, лет555
Розничная цена (США, без налога), $203300381
Розничная цена (Россия), руб.25 22837 31059 370

Твердотельный буфер 16 объемом Гбайт здесь используется для кеширования операций чтения по тем адресам, которые наиболее часто запрашиваются хост-контроллером, но этой функцией (TurboBoost, в терминологии Seagate) уже обладали диски Seagateпрошлого поколения (Enterprise Performance 10K HDD v8 и Enterprise Performance 15K HDD v5). В новых моделях добавили развитый механизм кеширования операций записи, который снижает время отклика и одновременно обеспечивает сохранность данных при аварийном отключении диска (AWC — Advanced Write Caching). В рамках AWC операции записи группируются в буфере DRAM, как происходит в любом другом жестком диске, однако буфер сохраняет копию данных после того, как они записаны на пластину. Таким образом, данные в «зеркальном» буфере могут быть немедленно считаны хост-контроллером с высокой скоростью, а при аварийном отключении питания инерции шпинделя достаточно для того, чтобы отправить данные в энергонезависимую Flash-память. Кроме того, операции произвольной записи ускоряются за счет Media Cache — системы кеширующих зон на поверхности пластин, куда данные из DRAM записываются в последовательном порядке.

Новая статья: Обзор жестких дисков Seagate Exos 10E2400 2,4 Тбайт и Exos 15E900 900 Гбайт
 
Новая статья: Обзор жестких дисков Seagate Exos 10E2400 2,4 Тбайт и Exos 15E900 900 Гбайт

Seagate Exos 10E2400 2,4 Гбайт

Новая статья: Обзор жестких дисков Seagate Exos 10E2400 2,4 Тбайт и Exos 15E900 900 Гбайт
 
Новая статья: Обзор жестких дисков Seagate Exos 10E2400 2,4 Тбайт и Exos 15E900 900 Гбайт

Seagate Exos 15E900 900 Гбайт

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. данныхблоков размером 128 Кбайт с глубиной очереди запросов 256. 
  1. блоков от 512 байт до 2 Мбайт с глубиной очереди запросов 256. 
  1. блоков размером 128 Кбайт с глубиной очереди запросов 256. Доля операций чтения и записи варьирует от 0 до 100% с шагом 10%. 
  1. 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. 
  1. Выполняется произвольное чтение/запись блоков размером 512 байт с глубиной очереди запросов 1. Тест продолжается в течение 10 мин. 
  1. 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. 
  1. 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 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.
Iometer, эмуляция приложений
Размер блокаДоля от всех запросовДоля чтенияДоля произвольного доступа
База данных
8 Кбайт100%67%100%
Файловый сервер
512 байт10%80%100%
1 Кбайт5%80%100%
2 Кбайт5%80%100%
4 Кбайт60%80%100%
8 Кбайт2%80%100%
16 Кбайт4%80%100%
32 Кбайт4%80%100%
64 Кбайт10%80%100%
Рабочая станция
8 Кбайт100%80%80%
Веб-сервер
512 байт22%100%100%
1 Кбайт15%100%100%
2 Кбайт8%100%100%
4 Кбайт23%100%100%
8 Кбайт15%100%100%
16 Кбайт2%100%100%
32 Кбайт6%100%100%
64 Кбайт7%100%100%
128 Кбайт1%100%100%
512 Кбайт1%100%100%

Тестовый стенд

Конфигурация тестового стенда
CPUAMD Phenom II X2 560 Black Edition
Материнская платаMSI 890GXM-G65
Оперативная памятьDDR3 SDRAM, 1600 МГц, 4 Гбайт
ПЗУIntel SSD 510 120 Гбайт
Операционная системаWindows 7 Ultimate x64

Тестируемый накопитель подключается к контроллеру LSI MegaRAID 9211-4i. 

Участники тестирования

Производительность, основные тесты

Последовательное чтение/запись

Как и следовало ожидать, современные SFF-диски Seagate продемонстрировали чрезвычайно высокие скорости последовательного доступа по сравнению с моделями предыдущего поколения (Enterprise Performance 10K HDD v7, который участвовал в нашем давнишнем групповом тестировании, в данном случае является полным аналогом дисков серии v8, т.к. плотность записи у них одинакова). Фактически, новый диск со скоростью вращения шпинделя 10 тыс об/мин обеспечивает такие же показатели, как лучшие из старых 15-тысячников, а новый диск 15К — еще более высокие. 

Новая статья: Обзор жестких дисков Seagate Exos 10E2400 2,4 Тбайт и Exos 15E900 900 Гбайт

Произвольное чтение/запись

При тестировании произвольного чтения с помощью iometerнакопителям не помогают какие-либо технологии кеширования, поэтому результаты дисков в каждом классе (10К либо 15К) здесь примерно одинаковы. Новые модели Seagateздесь не выделяются ни в худшую, ни в лучшую сторону по сравнению с массой соперников. 

При записи, напротив, наличие Media Cache помогло Seagate Exos 15E900 выйти на один уровень с конкурентом от HGST, у которого есть аналогичная технология. Exos 10E2400, с другой стороны, как будто совсем не использует свой Media Cache и сливается с массой 10-тысячников, не оснащенных кеширующими зонами. 

Новая статья: Обзор жестких дисков Seagate Exos 10E2400 2,4 Тбайт и Exos 15E900 900 Гбайт
Новая статья: Обзор жестких дисков Seagate Exos 10E2400 2,4 Тбайт и Exos 15E900 900 Гбайт

Производительность, расширенный анализ

Устоявшееся время отклика

В данном тесте продолжительность нагрузки позволяет минимизировать влияние Media Cache на результаты. Как следствие, новые модели Seagate продемонстрировали типичное время отклика для жестких дисков класса 10K и 15К.

Новая статья: Обзор жестких дисков Seagate Exos 10E2400 2,4 Тбайт и Exos 15E900 900 Гбайт

Зависимость пропускной способности от длины очереди команд

По воздействию длины очереди команд на скорость произвольного чтения участвующие в тестировании накопители практически не различаются в пределах группы моделей, обладающих одинаковой скоростью вращения шпинделя, и современные диски Seagate Exos не стали исключением.

Новая статья: Обзор жестких дисков Seagate Exos 10E2400 2,4 Тбайт и Exos 15E900 900 Гбайт

Смешанное чтение/запись

В очередной раз обе модели Seagate Exos получили совершенно средний результат, с поправкой на скорость вращения шпинделя каждой из моделей. Кроме того, по графикам можно заметить, что быстродействие обеих моделей страдает в той зоне, где доминируют операции записи (в отличие от чистой записи или преимущественно чтения).

Новая статья: Обзор жестких дисков Seagate Exos 10E2400 2,4 Тбайт и Exos 15E900 900 Гбайт

Многопоточное чтение/запись

Seagate Exos 10E2400 отличился чрезвычайно высоким результатом в тесте чтения. Ни один другой из участвующих в тесте накопителей не может столь эффективно выстраивать единую очередь из нескольких независимых потоков команд. Удивительно, что Exos 15E900 не обладает такой способностью.

Новая статья: Обзор жестких дисков Seagate Exos 10E2400 2,4 Тбайт и Exos 15E900 900 Гбайт

В тесте на чтение Exos 10E2400 и Exos 15E900 заняли лидерские места в своих группах.

Новая статья: Обзор жестких дисков Seagate Exos 10E2400 2,4 Тбайт и Exos 15E900 900 Гбайт

Постоянство времени отклика

Пиковые значения времени отклика у Exos 10E2400 и Exos 15E900 вполне типичны для соответствующей скорости вращения шпинделя при чтении данных. При записи, напротив, обе модели продемонстрировали пусть не лучший, но близкий к таковому результат.

Новая статья: Обзор жестких дисков Seagate Exos 10E2400 2,4 Тбайт и Exos 15E900 900 Гбайт
Новая статья: Обзор жестких дисков Seagate Exos 10E2400 2,4 Тбайт и Exos 15E900 900 Гбайт

При записи данных оба диска Seagate характеризуются посредственной стабильностью времени отклика по сравнению с соперниками. При чтении эта оценка относится только к Exos 10E2400. Exos 15E900, напротив, выбился в лидеры. Впрочем, не будем забывать, что при столь низких абсолютных значениях пропускной способности, которыми обладают механические накопители, практическое значение подобных тонкостей, как постоянство времени отклика, невелико. 

Новая статья: Обзор жестких дисков Seagate Exos 10E2400 2,4 Тбайт и Exos 15E900 900 Гбайт
Новая статья: Обзор жестких дисков Seagate Exos 10E2400 2,4 Тбайт и Exos 15E900 900 Гбайт

Производительность, эмулированная нагрузка

Exos 15E900 существенно улучшил позиции 15-тысячников компании Seagate в тестах, эмулирующих два из наиболее важных корпоративных сервисов — базу данных и файловый сервер. Тем не менее, Exos 15E900 выглядит бледно на фоне лидеров группового тестирования (HGST Ultrastar C15K600 и Toshiba AL13SXB) во всех задачах за исключением эмуляции веб-сервера. Что касается Exos 10E2400, то этот диск уступает любому другому накопителю класса 10К среди протестированных устройств (включая Seagate Enterprise Performance 10K HDD позапрошлого, седьмого поколения!).

Новая статья: Обзор жестких дисков Seagate Exos 10E2400 2,4 Тбайт и Exos 15E900 900 Гбайт
Новая статья: Обзор жестких дисков Seagate Exos 10E2400 2,4 Тбайт и Exos 15E900 900 Гбайт
Новая статья: Обзор жестких дисков Seagate Exos 10E2400 2,4 Тбайт и Exos 15E900 900 Гбайт
Новая статья: Обзор жестких дисков Seagate Exos 10E2400 2,4 Тбайт и Exos 15E900 900 Гбайт

Выводы

2,5-дюймовые серверные диски Seagate последнего поколения произвели на нас неоднозначное впечатление. HDD из серий Exos 10E2400 и Exos 15E900 имеют ряд неоспоримых достоинств. Во-первых, за счет высокой плотности записи в этих устройствах был достигнут максимальный объем для современных жестких дисков со скоростью вращения шпинделя 10 и 15 тыс оборотов соответственно. Одно это обстоятельство в ряде случаев оправдывает замену менее емких накопителей прошлого поколения на новые модели Seagate. Во-вторых, повышенная плотность записи обеспечивает совершенно иной уровень быстродействия в определенных задачах (с преобладанием линейного чтения/записи либо операций с крупными блоками). В-третьих, использование встроенного буфера Flash-памяти для ускорения как операций записи, так и операций чтения, в теории эквивалентно дополнительному уровню СХД на базе SSD небольшого объема и при этом не требует вмешательства в архитектуру системы. Наконец, модели Exos 10E2400 и Exos 15E900 с 4-килобайтным форматированием позволяют переключаться между эмуляцией 512-байтовой разметки и нативным доступом к секторам. 

Однако на практике новинки оказались не столь хороши, как сулят их технические характеристики. В изолированных тестах производительности наши тестовые образцы Exos 10E2400 и Exos 15E900 (модели объемом 2,4 и 0,9 Тбайт соответственно с эмуляцией 512-байтовой разметки) получили предсказуемо высокой результат. В то же время, тесты iometer, эмулирующие распространенные серверные приложения, поставили Exos 15E900 на ступень ниже совсем не новых 15-тысячников HGSTи Toshiba, а среди 10-тысячников даже Seagate Enterprise Performance 10K HDD v7 (диск на два поколения старше) оказался быстрее, чем Exos 10E2400. По изолированным тестам отдельных аспектов производительности сложно сказать, в чем заключается проблема двух новинок, так что остается списать поражение именно на сложные алгоритмы кеширования, которыми гордится Seagate. Есть вероятность, они дают сбой только в данной тестовой среде, но в противном случае покупателям Exos 10E2400 и Exos 15E900 стоит изучить вопрос того, как эти диски сочетаются с их конкретными рабочими приложениями.

Материалы по теме