Жесткие диски Western Digital серии Red для сетевых накопителей

Введение

Летом прошлого года Western Digital представила специальную серию жестких дисков WD Red для использования в сетевых накопителях. По информации компании, данные накопители были специально оптимизированы для работы в устройствах начального и среднего уровней на 1-5 винчестеров, тогда как для корпоративных заказчиков рекомендуются WD RE.

Исходные предпосылки для создания именно специальной серии выглядят вполне логично. Несмотря на успех WD Green в данном сценарии, эти винчестеры, как и большинство «обычных» моделей для настольных компьютеров, не очень хорошо подходят под требования для сетевых накопителей. В связи с этим, производитель отмечает следующие особенности: использование в режиме 24/7, оптимизация для работы в составе отказоустойчивых массивов (алгоритм обработки ошибок), работа нескольких накопителей в одном корпусе (температурный режим, вибрации). К сожалению, большинство указанных характеристик достаточно сложно проверить на практике, и придется поверить компании, что прошивка и конструкция новых моделей действительно существенно изменились. Но скорость и некоторые другие параметры WD Red мы сможем изучить.

В новой серии представлены модели объемом 1, 2 и 3 ТБ. Все они имеют интерфейс SATA 6 Гбит/с и 64 МБ кэш. Для тестирования и сравнения были выбраны 2 ТБ представители трех серий: WD Green WD20EARX, WD RE4-GP WD2002FYPS, WD Red WD20EFRX. Использование «настоящих» WD RE, а не их экономных представителей в домашних системах, пожалуй, несколько избыточно. Да и по стоимости диски корпоративного уровня существенно дороже. Также не будем забывать, что серии Green и RE4-GP присутствуют на рынке уже несколько лет, что для динамичного ИТ рынка достаточно много.

Для серии Green компания убрала цифру MTBF из документации, но ранее говорилось о 750 000 часах. В случае RE4-GP и Red данный показатель составляет 1 200 000 и 1 000 000 часов соответственно. Отличаются и цифры по числу циклов парковки головок – для Green это 300 000, а другие серии имеют значение в два раза больше. Упомянем и увеличенную до 70 градусов характеристику рабочей температуры у Red, тогда как требования к вибрациям одинаковы у всех трех серий. Еще одной общей особенностью является указание «IntelliPower» в параметре скорости вращения. Впрочем, для домашнего пользователя эта характеристика уже утратила свое значение.

С практической точки зрения конечному потребителю скорее будет более важен срок гарантии. Для Green компания предоставляет два года, для RE4-GP – пять лет, а Red достался «средний» вариант в три года. Учитывая вышесказанное, в тестировании мы сосредоточимся на скоростных показателях, а также оценим энергопотребление и температурный режим при работе в хорошем четырехдисковом сетевом накопителе.

В качестве последнего выступила одна из самых быстрых моделей на платформе Intel Atom – Synology DS412+ с прошивкой DSM 4.1 версии 2668. Клиентом работал ПК на базе процессора Intel Core i5 под управлением 64-х битной версии операционной системы Windows 7. Для подключения использовался прямой кабель от сетевой карты ПК к NAS. Была задействована технология Jumbo Frames.

Производительность

Для первой группы тестов использовалась программа Intel NASPT, для которой мы взяли измененные шаблоны для работы с HD-видео (размер рабочих файлов был увеличен до 8 ГБ). Дополнительно были реализованы шаблоны случайного чтения для операций чтения и записи. Отметим, что файловые операции проходят несколько этапов кэширования, что сказывается на результатах. Для снижения этого эффекта, кроме увеличения объема документов, мы также установили на клиенте относительно небольшой объем памяти – 2 ГБ.

На первом графике представлены результаты работы дисков в составе массива JBOD. В реальности, учитывая объемы файлов и винчестеров, «работал» в основном первый диск массива.

На примере первых трех шаблонов явно видны отличия в прошивках. RE4-GP способен определить только шаблон однопоточного чтения, Green справляется и с двумя потоками, а Red умеет выявить даже четыре. Очень полезное качество для домашней системы. Еще один сценарий, где можно найти разницу – одновременное чтение и запись. Red здесь примерно на десять процентов быстрее. Также очень интересно выглядит его преимущество в 40% на операциях случайной записи. Учитывая, что остальные компоненты не менялись, это именно заслуга винчестеров.

Использование дискового массива RAID0 выравнивает практически все показатели. Можно заметить только небольшое отставание Green на чтении и повтор выигрыша на случайной записи у Red.

Потоковые операции на отказоустойчивом массиве RAID5 даются лучше всего представителю линейки RE4-GP. Но «красные» отстают совсем немного и реабилитируются на случайной записи. Green не очень удачно выступает в четырехпоточном чтении, но в целом катастрофических провалов у него нет.

RAID6 редко можно встретить в домашних четырехдисковых системах. Однако именно на этом типе дискового массива видно, что RE4-GP имеет заметные преимущества перед другими участниками на последовательном чтении. При этом в последовательной записи все показали одинаковые результаты, а на случайной – снова в лидерах Red.

Тестирование в классическом сценарии сетевого доступа к данным показало, что новая серия винчестеров WD Red не только выступает на уровне своих оппонентов, а часто их опережает. Особенно заметен выигрыш на шаблоне случайной записи. Хотя конечно считать ли это специальной оптимизацией под сетевые накопители или же плановым обновлением прошивки для новой серии – большой вопрос. Но один однозначный вывод можно сделать – WD Red действительно получились более быстрыми, чем Green. И если по другим параметрам диски будут также хороши, для новых инсталляций стоит предпочесть именно их.

Энергопотребление и температура

Для более точного определения энергопотребления винчестера использовался специальный стенд на базе ПК, имеющий возможность измерения токов по шинам 5 и 12 В. В результате мы получили цифры среднего потребления в различных состояниях диска: простой, случайное чтение/запись и последовательное чтение/запись. Нагрузка создавалась программой IOmeter.

Еще до начала тестов не было сомнения, что диски серии RE4-GP окажутся самыми прожорливыми из нашего набора. Хотя надо отметить, что все-таки до 8 Вт на один диск – не так уж и много. А вот противостояние Green и Red выглядит достаточно интересно. В случае отсутствия активности, «зеленые» показывают самую маленькую цифру в простое – менее 2 Вт. Однако если от диска все-таки требуется какая-то работа, то новая серия будет немного экономичнее. Ясно, что блоки питания современных NAS без проблем переварят эту нагрузку. Правда надо учитывать и стартовые токи. Они указаны на следующей диаграмме.

Здесь тоже нет никаких причин опасаться проблем, особенно учитывая то, что обычно диски запускаются последовательно, а не все сразу.

Невысокое потребление также благоприятно влияет на температурный режим дисков. Для проверки использовалось вычисление средней температуры дисков и платформы на основании встроенной в NAS системы мониторинга за время прохождения цикла тестирования Intel NASPT в режиме RAID5 из четырех винчестеров. Температура окружающей среды составляла около 22 градусов. Отметим, что напрямую сравнивать цифры не очень корректно, поскольку в сетевом накопителе используется активная система охлаждения с вентилятором, обороты которого регулируются автоматически. К сожалению, отследить динамику данного параметра не удалось.

В любом случае, за температурный режим беспокоиться не стоит – максимальное зафиксированное значение составила 36 градусов. В среднем, диски серии WD Red оказались немного холоднее своих братьев. Возможно, что именно из-за этого системная температура оказалась выше – общий для всего корпуса вентилятор с дисками Red работал на пониженных оборотах.

Выводы

Стоит признать, что серия жестких дисков Western Digital Red определенно удалась. По тем параметрам, которые мы можем измерить – производительности, энергопотреблению и температуре, они явно лучше своих предшественников. Правда здесь надо учесть, что серия вышла только в прошлом году и наверняка использует и новые эволюционные разработки и технологии производства винчестеров. Оптимизация прошивки под сценарий использования в сетевом накопителе позволила в некоторых задачах получить заметный выигрыш, особенно на операциях записи. Если говорить о четырехдисковых моделях сетевых накопителей, то их максимальные скорости уже ограничиваются гигабитным сетевым интерфейсом, а не платформой или жесткими дисками. Так что дальнейший прогресс здесь возможен в направлении уменьшения потребления и совершенствования прошивки для типовых нагрузок.

Как мы говорили ранее, проверить за время проведения тестирования такой важный параметр, как надежность, невозможно. Косвенно его можно попробовать оценить по предоставляемым компанией гарантийным срокам на свои продукты. MTBF для этого использовать сложнее, поскольку параметр совершенно синтетический по своей природе.

Так что если речь идет о покупке новых винчестеров для работы в сетевых накопителях, то WD Red заслуживают внимания. Единственное, на что надо обратить внимание – наличие данных моделей в списке совместимости производителя NAS. Стоит отметить, что большинство известных игроков на рынке уже протестировали новые модели. В то же время, если у вас уже есть работающая система с WD Green, то срочно менять диски на новые, пожалуй, не стоит, если только не стоит цели увеличения объема хранилища.

Что касается стоимости, то сегодня новая серия предлагается немного дороже, чем WD Green, но заметно дешевле, чем Black и RE. Учитывая, что для работы в сетевом накопителе начального уровня последние не имеют существенных преимуществ, и по этому параметру выигрывают новые продукты.