Можна часто бачити як виробники рекламують і продають жорсткі диски як корпоративного і споживчого рівня за дуже доступними цінами. Часто це призводить до того, що клієнти не розуміють, який тип жорсткого диска вибрати.
Хіба це не легке завдання, купити жорсткий диск? Чим відрізняються жорсткі диски? Чи варто витрачати додаткові гроші на накопичувачі Enterprise?
У нашій статті ми спробуємо дати відповіді на ці питання, щоб полегшити вибір і покупку такого важливого пристрою як жорсткий диск.
Для чого використовуються настільні жорсткі диски?
Жорсткі диски для настільних ПК і ноутбуків, як правило, призначені для запуску і роботи ОС, роботи офісних додатків, запуску ігор і т.д. Яким потрібно тільки програмне забезпечення для читання / запису даних на жорсткий диск. Десктопні жорсткі диски зазвичай використовуються в перебігу декількох годин кожен день, і в більшості випадків вони знаходяться в режимі сну, вимкненому стані протягом яких жорсткий диск взагалі не використовується.
Для чого використовуються корпоративні жорсткі диски?
Від корпоративних жорстких дисків очікується що вони будуть працювати 24 години на добу, 7 днів на тиждень. Вони не тільки покладаються на завантаження операційної системи і додатків, але також можуть надавати програми та / або служби для зберігання в мережі. Це вимагає зберігання великої місткості даних, яке завжди є і надійно. Наприклад, корпоративна система зберігання може використовувати чотири диски в конфігурації RAID 10 для операційної системи і може використовувати багато дисків для конфігурації декількох масивів RAID 5 або RAID 6 для зберігання даних клієнта. Корпоративна система зберігання буде не тільки виконувати завдання операційної системи зберігання і додатків локально, але також буде підтримувати запити клієнтів протягом 100% часу.
Диски рівня Enterprise також включають внутрішні механізми, які забезпечують більш швидкий доступ до даних і їх пошук. Ці функції включають в себе більш важкі магніти приводу, більш високі швидкості обертання шпинделя, більш щільні магнітні носії і більш швидкі електронні компоненти приводу з більшою кеш-пам'яттю і більш високою швидкістю обертання мікропроцесора жорсткого диска.
Корпоративний жорсткий диск повинен задовольняти жорсткі вимоги в:
Надійності. Невідновні втрата даних може обернутися багатомільйонними збитками і репутаційні втратами.
Продуктивності. Сервери апріорі призначені для обробки численних запитів.
Часу відгуку. Користувачі не повинні чекати, поки серверний диск «прокинеться» і обробить їх запити.
Далі розглянемо чотири основні типи жорстких дисків:
SATA (звичайні, клієнтські SATA) - частота обертання шпинделя 5400 і 7200 об / хв.
SATA Enterprise - тут частота обертання шпинделя 7200 об / хв, також є підтримка команд RAID-контролера.
SAS Near Line (SAS NL) - частота обертання шпинделя 7200 об / хв, інтерфейс підключення SAS.
SAS Enterprise - частота обертання шпинделя 10 000 або 15 000 об / хв.
Який інтерфейс вибрати SATA або SAS?
Інтерфейс SATA є розвитком IDE, який пізніше був перейменований в PATA. Тобто цей інтерфейс з самого початку орієнтований на використання в побутових комп'ютерах, а також в промислових системах з помірними вимогами до продуктивності і надійності. У той же час SAS - це спадкоємець класичного «серверного» інтерфейсу SCSI.
Спочатку інтерфейс SAS мав вищу пропускну здатність, ніж SATA. Але прогрес не стоїть на місці, і третє покоління SATA III має максимальну пропускну здатність на рівні 6 Гбіт / сек, як і в другому поколінні SAS. У той же час на ринку доступні сервери з SAS-контролером третього покоління, з пропускною спроможністю до 12 Гбіт / сек.
Для підключення SAS-дисків сервер повинен бути оснащений відповідним контролером. При цьому забезпечується зворотний сумісність інтерфейсів: до SAS-контролера можна підключити SATA-диски, а навпаки - не можна.
SAS забезпечує повнодуплексний обмін даними: жорсткий диск одноразово обробляє по одній команді на читання і запис, а SATA-диск - або на читання, або на запис. Але ця перевага буде помітно тільки при великій кількості дисків, якщо порівнювати SAS NL і SATA RE.
У проміжному підсумку, можна сказати що: SATA-диски хороші для створення об'ємних сховищ, від яких не потрібно максимальної продуктивності. У разі, коли вам потрібно отримати від дискової підсистеми максимум, то однозначно, ваш вибір - SAS.
Для цього є кілька причин:
Звичайно, вартість звичайних десктопних SATA істотно нижче, ніж у серверних, і ніщо не заважає використовувати їх під дрібні завдання, які не потребують високої продуктивності дискової підсистеми. Якщо ж збереження і швидкість доступу до даних стоїть на першому місці, то все ж настійно рекомендуємо брати серверні ЖД.
Стійкість до вібрацій
Для вирішення більш-менш вимогливих завдань немає сенсу ставити тільки один диск. Щоб забезпечити мінімальний рівень надійності зберігання даних, потрібно не менше двох накопичувачів, об'єднаних в RAID. Але коли в кошику зібрано 4 і більше пристроїв, то виникають від їх роботи вібрації впливають на стабільність обертання шпинделів і точність позиціонування головок. Тому серверні жорсткі диски мають ряд конструктивних відмінностей від побутових:
Побутові диски всього цього позбавлені. При досить сильному рівні вібрації ймовірність виникнення помилок читання / запису у звичайних SATA на 50% вище, ніж у SATA RE.
Рівень невідновних помилок
Наступна відмінність серверних жорстких дисків від побутових - рівень невідновних помилок. У звичайних SATA він становить приблизно 10-14 (1 біт на кожні лічені 1014 біт = 12,5 терабайт). Тобто при шестиразовій перезапису двотерабайтний диска ви майже напевно отримаєте одну невідновні помилку. Для побутових дисків це не проблема. Але якщо ви кожен місяць переписуєте базу даних, то через півроку вона може виявитися бітою.
Імовірність виникнення невідновні помилки = (N * (X / 12500 * 12500) / 12500) * 100%
де:
N - кількість дисків в RAID-масиві,
X - обсяг одного диска в гігабайтах,
12500 - кількість біт, на яке припадає 1 невідновні помилка, виражене в гигабайтах.
Припустимо, ви створили масив RAID 5 з 1-терабайтних звичайних SATA. При ребілд масиву ви отримаєте невідновні помилку з ймовірністю 40%.
Імовірність виникнення невідновні помилки = (5 * (1000/12500 * 12500) / 12500) * 100% = 40%.
А якщо ви використовуєте 600-гігабайтні диски, то ймовірність epic fail при ребілд становить 24%:
Імовірність виникнення невідновні помилки = (5 * (600/12500 * 12500) / 12500) * 100% = 24%.
У SATA RE і SAS NL рівень невідновних помилок дорівнює 10-15, тобто на порядок менше, ніж в звичайних SATA. Тоді в нашому прикладі з RAID 5 отримуємо:
Для 1-терабайтних дисків ймовірність помилки = 4%.
Для 600-гігабайтних дисків ймовірність помилки = 2,4%.
У SAS-дисків рівень невідновлювальних помилок ще нижче - 10-16:
Для 1-терабайтних дисків ймовірність помилки = 0,4%.
Для 600-гігабайтних дисків ймовірність помилки = 0,24%.
Зверніть увагу: ймовірність виникнення помилки пропорційна кількості дисків в RAID-масиві.
Яким чином в SAS-дисках забезпечується більш низький рівень помилок? Magic.
Розмір сектора в SATA-дисках - 512 байт, в SAS-дисках - 520 байт. Додаткові 8 байт використовуються для наскрізної перевірки парності.
Інші алгоритми читання.
Додаткові алгоритми відновлення даних без участі контролера.
Робота в RAID-масиві
Ще один важливий недолік звичайних SATA - відсутність функції усунення помилок при роботі в RAID-масиві. Припустимо, ви сподівалися на бекап, і заради економії побудували RAID зі звичайних SATA. При виникненні помилки жорсткий диск багаторазово намагається вважати зіпсований блок. І поки він це робить, він не відповідає на сигнали RAID-контролера. Той сприймає це як вихід жорсткого диска з ладу, виключає його з масиву і намагається відновити. Іншими словами, при виникненні помилки з масиву випадає весь диск.
У випадку з SATA RE, SAS NL і SAS ситуація буде розвиватися інакше. Знайшовши помилку, диск повідомляє контролеру про наявність збійного блоку. Контролер запитує цей блок у інших дисків в масиві і передає на зіпсований диск. При цьому пристрій не випадає із масиву, і падіння продуктивності не відбувається.
Чи потрібно використовувати фірмові корпоративні жорсткі диски на OEM-серверах?
У продажу є жорсткі диски корпоративної серії Dell, HPE і IBM. Насправді ці компанії не виробляють жорсткі диски. У світі існує всього три виробника жорстких дисків, компанії-виробники серверного обладнання купують жорсткі диски відповідають специфікаціям обладнання і продають під своїм брендами. Робиться це в першу чергу для спрощення оптових закупівель обладнання, коли потрібно оперативно укомплектувати серверні системи.
висновок
Корпоративні та десктопні жорсткі диски зовні дуже схожі, принцип їх роботи теж кардинально не відрізняється. У той же час серверний жорсткий диск відповідають підвищеним вимоги до надійності і швидкості передачі даних, і мають додаткові механічними функціями і оновленнями програмно-апаратних засобів. Тому, питання купувати чи диски корпоративного класу для серверного обладнання, стає риторичним.
Остаточний вибір використовувати чи ні корпоративні диски для сервера або СГД залишається за клієнтом. Ми ж, однозначно рекомендуємо диски Enterprise як перевірене і надійне рішення.
