В представлении рядового пользователя жесткие диски для серверов - это мощные, скоростные и весьма недешевые модели с повышенными оборотами, интерфейсом SCSI, большим кэш-буфером, солидным гарантийным сроком. Но на самом деле не все так однозначно. Развитие технологий хранения данных позволило разработчикам создать несколько классов жестких дисков для применения в составе серьезных систем, с акцентом на тот или иной аспект применения.

Так, для задач, критичных ко времени выполнения, действительно лучше подходят винчестеры с оборотами 15 К - за счет высоких оборотов и уменьшенного диаметра пластин они обеспечивают наивысший уровень производительности. Если же на первом месте стоит плотность размещения вычислительной техники, то на первый план выходит иной параметр жесткого диска - габариты. И сегодня не проблема подобрать винчестеры в форм-факторе 2.5", с оборотами от 7 К (если нужно снизить энергопотребление) до 15 К.

Бывает также, что производительностью и габаритами можно и поступиться - ради большого объема дискового пространства при минимальных денежных затратах. Мы имеем в виду построение:

• систем резервного копирования, особенно на замену ленточным накопителям;
• систем типа NAS и SAN;
• файл-серверов, особенно для хранения мультимедиа;
• недорогих серверов любого типа для малого и среднего бизнеса.

Многие недорогие системы, серверы и рабочие станции оснащаются ограниченным количеством отсеков 3.5", не поддерживают SCSI и SAS. А объем дискового пространства хочется довести хотя бы до 3-4 Тб. В таком случае идеальным выбором будет серверный винчестер с оборотами 7200 RPM.

Как правило, он построен на базе обычного настольного винчестера максимальной емкости, заимствует у него механику и электронику. Однако "прошивка" (firmware) такой модели имеет несколько особенностей: оптимизацию под максимальную скорость позиционирования, алгоритмы компенсации вибрации и т.д. Кроме того, производитель гарантирует безотказную работу винчестера в режиме 24x7 и дает продленную, не менее 5 лет, гарантию, обеспечивает полную техническую поддержку и сопровождение.

В нашем обзоре мы сравним два однотипных винчестера для серверов максимальной емкости - 1 Тб. На сегодня именно эти модели являются самыми емкими среди всего многообразия серверных винчестеров, а потому идеально подходят для комплектования систем, предъявляющих самые высокие требования к дисковому объему. Сегодня четыре производителя предлагают "терабайтники" для применения в среде Enterprise, но из них только Hitachi GST и Seagate являются признанными лидерами в этой области. Именно их продукцию мы и рассмотрим.

Hitachi UltraStar A7K1000

Данная модель построена на базе знаменитой настольной серии 7K1000, которая в свое время позволила компании Hitachi GST установить очередной рекорд емкости жесткого диска (который, кстати, не побит до сих пор). Если кратко, предыстория рекорда такова. Общеизвестно, что только Hitachi владеет секретом изготовления жестких дисков с 5 пластинами. И вот, применив целый ряд новых технологий, включающий пластины с перпендикулярной записью второго поколения, фирменный MR-сенсор на основе материала IrMnCr, аэродинамический подшипник нового типа (фемто-слайдер) и др., разработчики улучшили 5-пластинную платформу и получили на выходе первый в мире винчестер объемом 1 терабайт. Собственно, о его варианте для применения в серверах и рабочих станциях и пойдет речь.

В серию UltraStar A7K1000 входят три модели - емкостью 1 Тб, 750 Гб и 500 Гб, которые отличаются только количеством рабочих пластин в пакете (5, 4 и 3, соответственно). Каждый винчестер оснащается кэш-буфером объемом 32 Мб, что при такой высокой емкости является не роскошью, а насущной необходимостью. Интерфейс - только Serial ATA с поддержкой 3 Гбит/с (SATA/300). В отличие от старого IDE, он не ограничивает производительность подсистемы ввода-вывода, даже в сложных RAID-массивах, а потому вполне подходит для применения в серверах.

У данного винчестера имеется несколько особенностей. Наличие двух разъемов питания - как старого 4-штырькового, так и нового SATA - позволит подключить его к старым системам. Вентиляционное отверстие расположено на верхней крышке - винчестер нельзя прижимать вплотную к другим поверхностям. Также отметим, что для повышения массы корпуса и, возможно, улучшения теплоотвода к нижней части корпуса приклеены три пластины подковообразной формы.

Тестирование

Для оценки производительности серверного "терабайтника" от Hitachi мы подобрали аналогичный продукт от основного конкурента - Seagate. Barracuda ES.2 является более "свежим" продуктом, в котором использованы 4 пластины емкостью по 250 Гб каждая. Применение самых передовых технологий в серверных решениях не всегда приветствуется, так как высока вероятность появления проблем с надежностью и стабильностью работы. Но Seagate решила рискнуть.

Сравним заявленные параметры двух винчестеров. Благодаря более емким пластинам у Seagate выше пиковая скорость чтения данных, выше плотность записи и ниже энергопотребление. Но у Hitachi выше скорость позиционирования. Уровень шума, устойчивость к ударам и вибрации у них примерно одинаковые. Что касается стоимости, то Hitachi, если судить по данным розничного рынка, обойдется покупателю примерно на 10-15% дороже.

Синтетические тесты. Скорость последовательного чтения/записи мы будем оценивать при помощи утилиты HDTach. Как и ожидалось, на сравнительном графике хорошо заметно, что Seagate обеспечивает более высокие абсолютные значения, его кривая в начале диска достигает 110 Мб/с. Впрочем, график этого винчестера имеет сильную "зубчатость", что говорит о сильных различиях в плотности записи разных пластин.

У Hitachi график чтения проходит существенно ниже, от 80 до 40 Мб/с, но при этом он весьма равномерный и стабильный. График записи имеет некоторую аномалию - сильные всплески до уровня 100 Мб/с, которые проявляются и при подключении винчестера к другому хост-контроллеру. Возможно, это эффект от работы механизма отложенной записи либо редко проявляющаяся ошибка программы HDTach.

Для серверных применений скорость последовательной работы не так важна, как скорость произвольного доступа. И тут оба винчестера продемонстрировали идентичные результаты - 12.6 мс, что соответствует 8.4 мс на "чистое" позиционирование. Впрочем, данные HDTach учитывают только операцию чтения одного сектора, которая в реальных условиях практически никогда не выполняется. По данным теста IOMeter, выполняющего по очереди несколько десятков различных операций чтения и записи, средняя задержка выполнения запроса у винчестера Hitachi на 1 мс ниже. За счет чего это достигается - механики, электроники, алгоритмов буферизации - нам доподлинно неизвестно, но определенный выигрыш налицо.

Имитационные тесты. Тест IOMeter мы применяли для трех различных шаблонов нагрузки, регулируя при этом глубину очереди запросов (то есть количество асинхронных обращений, поступающих с упреждением, до выполнения текущего). Оба винчестера в полной мере поддерживают NCQ, а, следовательно, способны получить выигрыш и от интеллектуального управления очередью запросов.

Шаблон File Server предусматривает выполнение запросов на чтение или (в 20% случаев) запись блоков от 0.5 до 64 Кб, но преимущественно - 4 Кб (60%). При наличии одного приложения, обращающегося к диску, винчестер Hitachi на 20% обходит Seagate, но с ростом нагрузки ситуация меняется на противоположную.

Шаблон Web Server состоит только из запросов чтения, причем некоторые из них достигают 500 Кб. Опять Hitachi вырывается вперед при одиночных обращениях, но потом Seagate его обгоняет, хотя и не так значительно - порядка 10-11%.

Шаблон Workstation включает разнообразные запросы - и последовательные, и случайные, не менее 50% из них идут на запись. Примерно равны результаты обоих винчестеров при двух запросах в очереди, но с ростом нагрузки Seagate устремляется вперед.

Выводы

Оба рассмотренных винчестера относятся к младшей линейке класса Enterprise, обеспечивающей максимальную емкость при минимальной стоимости (и производительности, к сожалению). Оба являются производными от соответствующих настольных моделей, оба поддерживают компенсацию вибрации и позиционирование без учета акустического аспекта. Тем не менее, у каждого из них имеются свои особенности. Так, Hitachi UltraStar A7K1000 оснащен разъемом питания старого типа, что упрощает его подключение в старых системах. Применение пластин предыдущего поколения позволяет обеспечивать более стабильные показатели. Он отличается стабильными показателями последовательного чтения/записи и более высокой скоростью доступа, что позволяет ему демонстрировать высокие результаты при отсутствии очередей запросов. Тем не менее, из-за недостаточно совершенной (предположительно) схемы оптимизации запросов и кэширования он проигрывает новой модели Seagate при росте потока запросов, что несколько ограничивает сферу применения "терабайтника" Hitachi.

(Продолжение следует)

Макс КУРМАЗ,
max@gigamark.com
Проект www.GIGAMARK.com

Благодарим ЗАО "АСБИС" за предоставленные винчестеры Hitachi и Seagate