Чем отличается серверный жесткий диск от обычного
Всем привет! Сегодня рассмотрим, чем отличаются жесткие диски у разных производителей и разные серии одного бренда, а также для сервера от настольного компьютера. Также, на какие параметры следует обратить внимание при выборе винчестера.
Тип подключения серверного жесткого диска
Среди вариантов подключения выделяют два основных типа, и в них уже – два подтипа подключений.
SATA – классика всех винчестеров. Чаще всего такой тип используется на обычных компьютерных HDD. Диски с САТА не обладают высокой скоростью вращения шпинделя – она обычно не превышает 7200 об/мин, а чаще остается в пределах 5400 оборотов, что делает их не самым лучшим вариантов для серверов. В качестве альтернативы на аналогичном шлейфе выпускаются более скоростные SATA RAID edition диски – они имеют скорость свыше 7200 оборотов в минуту. Недостаток любого САТА-диска в способе обращения с данными: они работают только на обработку одного запроса в один момент времени, то есть, диск или читает информацию, или пишет ее.
Высокоскоростные SAS HDD имеют скорость вращения шпинделя от 7200 (а для энтерпрайз-моделей – от 10000 оборотов). При этом они одновременно могут и писать и считывать информацию, что тоже повышает скорость работы. Купить серверный жесткий диск с SAS-подключением стоит, если для вас очень важна скорость, например, если вы – администратор сервера с большим количеством пользователей. Но и цена таких дисков будет выше, чем SATA. Если же количество пользователей сервера невелико, а для вас важнее надежность хранения, то именно САТА-винчестеры могут стать недорогим и эффективным решением.
В IT-области существует множество мифов. «От спама можно отписаться», «Два антивируса лучше, чем один», «Серверные жёсткие диски должны быть только фирменными». При замене и расширении парка ЖД нужно учитывать немало нюансов и тонкостей, и без своих предубеждений здесь тоже не обошлось. Какие бывают ЖД для серверов, чем они отличаются, на что нужно обращать внимание, и должны ли они быть с логотипом производителя сервера — об этом читайте под катом.
Если диск установлен в сервер, то он должен удовлетворять жёстким требованиям по:
- Надёжности. Невосстановимая потеря данных может обернуться многомиллионными убытками и репутационными потерями.
- Производительности. Серверы априори предназначены для обработки многочисленных запросов.
- Времени отклика. Пользователи не должны ждать, пока серверный диск «пробудится» и обработает их запросы.
Существует четыре основных категории (не берем в расчёт SSD, SAS SSD, PCI-e SSD) жёстких дисков:
- SATA (обычные, «бытовые» SATA) — частота вращения шпинделя 5400 и 7200 об/мин.
- SATA RAID Edition (SATA RE) — частота вращения шпинделя 7200 об/мин, поддержка команд RAID-контроллера.
- SAS Near Line (SAS NL) — частота вращения шпинделя 7200 об/мин.
- SAS Enterprise — частота вращения шпинделя 10 000 или 15 000 об/мин.
Серии жестких дисков Seagate
У этого бренда доступны следующие линейки комплектующих:
- BarraCuda. Винчестеры и твердотельные накопители с обычными характеристиками. Для домашнего использования.
- FireCuda. SSD и гибридные винчестеры, оборудованные оперативной памятью. Неплохой вариант для гейминга — скорость чтения данных высокая, емкость повышена.
- IronWolf. Серверное решение для NAS и дата-центров. Рассчитаны на круглосуточное использование.
- SkyHawk. Ориентированы на системы видеонаблюдения и для прочих случаев, когда нужно хранить потоковое видео в течение некоторого времени.
Уровень невосстановимых ошибок
Следующее отличие серверных жёстких дисков от бытовых — уровень невосстановимых ошибок. У обычных SATA он составляет примерно 10 -14 (1 бит на каждые считанные 10 14 бит=12,5 терабайт). То есть при шестикратной перезаписи двухтерабайтного диска вы почти наверняка получите одну невосстановимую ошибку. Для бытовых дисков это не проблема. Но если вы каждый месяц переписываете базу данных, то через полгода она может оказаться битой.
Вероятность возникновения невосстановимой ошибки =
(N * (X / 12500 * 12500) / 12500) * 100%
- N — количество дисков в RAID-массиве,
- X — объём одного диска в гигабайтах,
- 12500 — количество бит, на которое приходится 1 невосстановимая ошибка, выраженное в гигабайтах.
Вероятность возникновения невосстановимой ошибки =
(5 * (1000 / 12500 * 12500) / 12500) * 100% = 40%.
А если вы используете 600-гигабайтные диски, то вероятность epic fail при ребилде составляет 24%:
Вероятность возникновения невосстановимой ошибки =
(5 * (600 / 12500 * 12500) / 12500) * 100% = 24%.
У SATA RE и SAS NL уровень невосстановимых ошибок равен 10 -15 , то есть на порядок меньше, чем в обычных SATA. Тогда в нашем примере с RAID 5 получаем:
Для 1-терабайтных дисков вероятность ошибки = 4%.
Для 600-гигабайтных дисков вероятность ошибки = 2,4%.
У SAS-дисков уровень невосстанавливаемых ошибок ещё ниже — 10 -16 :
Для 1-терабайтных дисков вероятность ошибки = 0,4%.
Для 600-гигабайтных дисков вероятность ошибки = 0,24%.
Обратите внимание: вероятность возникновения ошибки пропорциональна количеству дисков в RAID-массиве.
Каким образом в SAS-дисках обеспечивается более низкий уровень ошибок? Magic.
- Размер сектора в SATA-дисках — 512 байт, в SAS-дисках — 520 байт. Дополнительные 8 байт используются для сквозной проверки чётности.
- Другие алгоритмы чтения.
- Дополнительные алгоритмы восстановления данных без участия контроллера.
Миф о брендах
Наконец, самый главный вопрос: нужно ли покупать «родные» диски?
Не секрет, что HP, IBM и DELL жёсткие диски не производят. Они покупают их у сторонних производителей, после чего тестируют, перепрошивают и клеят свои логотипы.
C одной стороны, такие диски имеют ряд преимуществ:
- прошивка (firmware) учитывает особенности контроллеров тех или иных моделей серверов,
- дополнительный контроль качества и проведение стресс-тестов уменьшают вероятность приобретения экземпляров со скрытыми дефектами,
- на «фирменные» диски предоставляется гарантия вендора и полноценная поддержка.
Как вы понимаете, такая разница в цене далеко не для всех оправдывается обещаниями повышенной надёжности. Поэтому наверняка многие слышали о том, что «неродные» жёсткие диски работают в серверах HP, IBM и DELL нестабильно или слишком медленно. Кто-то даже пугает, что с «левыми» дисками сервер не заведётся.
Откуда растут ноги у этих утверждений?
В подавляющем большинстве серверов применяются технологии повышения производительности дисковой подсистемы. Именно с этой целью вендоры перепрошивают жёсткие диски — чтобы обеспечить поддержку этих технологий. Если же вы поставите «неродные» диски, то просто не сможете воспользоваться фирменными ноу-хау, не более того.
Также раньше вендоры искусственно заставляли использовать «фирменные» накопители, применяя блокировки на уровне контроллеров. В конце концов, гнев народных масс вынудил со временем отказаться от этой порочной практики. Сегодня проблемы чаще всего возникают с относительно старыми моделями серверов. И решается это простой заливкой в контроллер свежей прошивки. Хотя есть и просто капризные модели контроллеров, например, P410 в серверах HP.
Как показывает практика, «неродные» жёсткие диски без затруднений работают:
- в серверах HP — как минимум с поколения Gen6,
- в серверах IBM — как минимум с поколения М2,
- в серверах DELL — как минимум с 10 поколения.
-
(бывшие Seagate Constellation ES) (бывшие Seagate Savvio)
- Toshiba AL13SEB
- Toshiba AL13SXB
Как устроен SSD
CCД, по сути – обычная микросхема: традиционного зеленого цвета с напаянными дорожками. Принцип работы твердотельного накопителя не отличается от знакомой всем флешки. Механические детали здесь отсутствуют.
Подключаться устройство может как через привычный интерфейс SATA (при этом также нужно подавать питание), так и посредством PCIe (из-за особенностей архитектуры, скорость передачи данных такого устройства выше). Как и флешка, ССД продолжает хранить информацию и при полном отсутствии питания.
Ячейки памяти, которые используются при создании накопителя, имеют ограниченное количество циклов перезаписи.
Частая причина поломки ССД – выход из строя контроллера. Данные можно восстановить, подключив работоспособный контроллер, поддерживающий необходимые протоколы.
Устойчивость к вибрациям
Для решения более-менее требовательных задач нет смысла ставить только один диск. Чтобы обеспечить минимальный уровень надёжности хранения данных, нужно не менее двух накопителей, объединённых в RAID. Но когда в корзине собрано 4 и более устройств, то возникающие от их работы вибрации влияют на стабильность вращения шпинделей и точность позиционирования головок. Поэтому серверные жёсткие диски имеют ряд конструктивных отличий от бытовых:
- Усиленный вал шпинделя, более устойчивый к внешним воздействиям.
- Дополнительный контроль вибрации.
- Технологии, существенно повышающие точность позиционирования и высоту полёта головок над поверхностью «блинов».
- Богатые возможности самодиагностики, позволяющие вовремя уведомить о скором выходе диска из строя.
Как различают винчестеры WD по цветам
Если вы ранее задумывались, чем, например, отличается WD Blue от WD Black, то этот параграф даст ответы на все ваши вопросы. Итак, WD выпускает такие серии накопителей:
- Blue. Самый распространенный тип, усредненный по параметрам. Не отличается выдающимися показателями, зато и цена адекватная. Идеально подходит для домашнего компьютера.
- Green. Создан с расчетом на защиту окружающей среды, поэтому при производстве не используется свинец. Скорость вращения шпинделя меньше, что снижает энергопотребление.
- Red. Накопитель с повышенной ресурсоемкостью. Подходит для постоянной перезаписи данных, что больше отвечает потребностям предприятия с расшаренными общими каталогами.
- Black. Улучшенный вариант «красной» серии, который отличается большей скоростью работы. Отличный вариант для геймеров, которые пока не готовы к покупке SSD.
- Purple. Позиционируется как вариант для медийных центров. Замечено, что неплохо себя проявляет в системах видеонаблюдения.
- Gold. Серверное решение, предназначенное для дата-центров. Более надежный по сравнению с «красными» и «черными».
Проверяйте гарантию
Если вы решили не идти на поводу у вендоров и собираетесь купить «неродные» жёсткие диски, то сначала обязательно уточните у продавца: кто предоставляет гарантию? Дело в том, что многие магазины не предоставляют гарантию на жёсткие диски, ссылаясь на гарантию производителя. Но здесь есть тонкий момент: к примеру, у некоторых моделей Seagate гарантийный период начинается с момента производства. Поэтому не исключена ситуация, что вы купите абсолютно новые диски, на которые уже закончилась гарантия производителя.
Чтобы не испытать этот неловкий момент, постарайтесь перед покупкой проверить гарантию конкретных экземпляров на сайтах производителей:
Преимущества SSD по сравнению с HDD
ССД – более новая технология хранения информации. По сравнению с традиционным винчестером у такого накопителя есть ряд преимуществ:
- Скорость считывания и передачи данных, выше. При установке твердотельного накопителя повышается производительность компьютера, поэтому его рекомендуют устанавливать в качестве системного раздела, из которого загружается ОС.
- ССД работает бесшумно. Винчестер во время работы шумит и потрескивает.
- Энергопотребление твердотельного накопителя ниже: в среднем, 2 Вт против 7 Вт. Это особенно актуально для лэптопов: можно существенно увеличить срок работы батареи до полной разрядки.
- Габариты и вес SSD меньше. Для портативных компьютеров это тоже важно.
- Твердотельные накопители более надежны: несмотря на ограниченное количество циклов перезаписи, прослужит такое устройство дольше.
- ССД, в отличие от винчестера, вообще не нуждается в дефрагментации содержимого, а фрагментация никак не влияет на скорость его работы.
Главным недостатком твердотельных накопителей, с точки зрения среднестатистического юзера, остается высокая цена: за те же деньги емкость винчестера будет раз в десять больше.
Однако это не мешает ССД наращивать популярность – пока не в качестве файлового хранилища, но уже как системного раздела.
Для полного понимания картины, рекомендую почитать статью «Нужен ли компьютеру для игр SSD накопитель?».
Также для вас может быть интересен рейтинг твердотельных накопителей, который вы найдете здесь. А тем, кто отдает предпочтение традиционным техническим решениям, не помешает узнать про правильный выбор жесткого диска или HDD для компьютера.
Если же вы собрались в магазин для покупки и того, и другого, рекомендую обратить внимание на эти устройства:
- Винчестер – Western Digital Blue 2TB 5400rpm 64MB WD20EZRZ 3.5 SATAIII;
- Твердотельный накопитель – Silicon Power V60 240GB 2.5" SATAIII MLC (SP240GBSS3V60S25).
Спасибо за внимание и до следующих встреч на страницах моего блога! Не забывайте поделиться этой публикацией в социальных сетях.
Жесткие диски используются во всех компьютерах, и сервера не исключение. На них хранится информация, в том числе и операционная система обычного бытового или офисного ПК. Но задачи серверных дисков гораздо шире, а требований к ним выдвигается гораздо больше.
Например, работа любого ПК (оверклокеров мы в расчет не берем) непостоянна: утром вы его включили, а после окончания работы или спустя какое-то время выключили. Соответственно, и жесткий диск задействован непостоянно. Совсем другое дело сервер: он чаще всего включен в работу круглосуточно, и обращения пользователей к нему могут поступать в любое время. И жесткие диски для серверов должны обладать достаточным запасом прочности, чтобы выдерживать такой режим работы.
Для того, чтобы выбрать подходящий винчестер под нужды сервера, необходимо выбирать, исходя из таких критериев:
- Надежность. Разумеется, жесткий диск сегодня не единственный вид хранилищ для сервера, и чаще всего администраторы предпочитают регулярно осуществлять бэкап всей базы данных для хранения на других носителях в целях безопасности. Но даже при хранении текущей информации сбой жесткого диска может привести к потере времени, денег и важных данных. Поэтому очень важно, чтобы винчестеры в составе сервера могли прослужить заявленное производителем время без форс-мажоров.
- Быстродействие. Там, где обычный жесткий может выдавать задержку в обработке запроса пользователя без ущерба для общей работы, низкая скорость работы серверных HDD может снизить общую результативность работы.
- Мультизадачность – еще один важный фактор. Сравнение здесь простое: к жесткому диску офисного ПК обращается единомоментно всего один пользователь. Соответственно, и максимум задач, которые может в один момент выполнять такой диск, это чтение запрошенной информации и запись, к примеру, загружаемых файлов. На сервере к одному диску может одновременно обращаться множество пользователей, и HDD должен без промедления обрабатывать все эти запросы.
Кроме того, нужно понимать, какие в принципе могут быть жесткие диски для сервера, исходя из типов подключения.
Работа в RAID-массиве
Ещё один важный недостаток обычных SATA — отсутствие функции устранения ошибок при работе в RAID-массиве. Допустим, вы понадеялись на бэкап, и ради экономии построили RAID из обычных SATA. При возникновении ошибки жёсткий диск многократно пытается считать сбойный блок. И пока он это делает, он не отвечает на сигналы RAID-контроллера. Тот воспринимает это как выход жёсткого диска из строя, исключает его из массива и пытается восстановить. Иными словами, при возникновении ошибки из массива выпадает весь диск.
В случае с SATA RE, SAS NL и SAS ситуация будет развиваться иначе. Обнаружив ошибку, диск сообщает контроллеру о наличии сбойного блока. Контроллер запрашивает этот блок у других дисков в массиве и передаёт на сбойный диск. При этом устройство не выпадает из массива, и падения производительности не происходит.
SATA или SAS?
Интерфейс SATA является развитием IDE, который позднее был переименован в PATA. То есть этот интерфейс изначально ориентирован на использование в бытовых компьютерах, а также в промышленных системах с умеренными требованиями к производительности и надёжности. В то же время SAS — это наследник классического «серверного» интерфейса SCSI.
Изначально интерфейс SAS имел более высокую пропускную способность, чем SATA. Но прогресс не стоит на месте, и третье поколение SATA III имеет максимальную пропускную способность на уровне 6 Гбит/сек, как и второе поколение SAS. Однако на рынке уже доступны серверы с SAS-контроллером третьего поколения, с пропускной способностью до 12 Гбит/сек.
Для подключения SAS-дисков сервер должен быть оснащён соответствующим контроллером. При этом обеспечивается обратная совместимость интерфейсов: к SAS-контроллеру можно подключить SATA-диски, а наоборот — нельзя.
SAS обеспечивает полнодуплексный обмен данными: жёсткий диск единовременно обрабатывает по одной команде на чтение и запись, а SATA-диск — либо на чтение, либо на запись. Но это преимущество будет заметно только при большом количестве дисков, если сравнивать SAS NL и SATA RE.
Если подвести промежуточный итог: SATA-диски хороши для создания объёмных хранилищ, от которых не требуется максимальной производительности. А если вам нужно выжать из дисковой подсистемы всё возможное, то ваш выбор — SAS.
Как устроен HDD
Основа обычного жесткого диска – один или несколько намагниченных «блинов». Каждая, грубо говоря, ячейка в зависимости от состояния (намагниченности или размагниченности) может хранить единицу или ноль, то есть один бит информации.
Считывается информация специальными головками, а в действие конструкция приводится с помощью небольшого электромотора. Как правило, подключается устройство к материнской плате с помощью шлейфа, передающего данные. Питание подается через отдельный кабель.Головка не соприкасается вплотную с диском – остается мизерный зазор, где циркулирует воздух. Со временем магнитные диски теряют свойства, «сыплются» некоторые сектора, а впоследствии HDD полностью выходит из строя, заставляя пользователя нервничать из-за потери важных данных.
Информацию можно восстановить: извлечь магнитный диск и считать с него данные. Однако для этого требуется абсолютно стерильная лаборатория: микроскопическая частичка пыли, попавшая на поверхность диска, размагничивает его, что приводит к потере данных, записанных на этом секторе.
Стоит такая лаборатория чрезвычайно дорого, поэтому дорого обходятся и ее услуги.
Не забывайте делать резервные копии важной информации!
Основные характеристики HDD
К таковым относятся:
- Форм-фактор, или размер. Определяет, в какой карман винчестер можно монтировать. 2,5 дюймовые винчестеры используются в ноутбуках и нетбуках, 3,5 дюймовые в стационарных компьютерах.
- Интерфейс подключения. Сегодня все новые жесткие диски для подключения используют порт SATA. Выпущенные ранее могут использовать этот же интерфейс, но младшей ревизии, с меньшей скоростью передачи данных.
- Объем. Количество данных, которые может вместить накопитель.
- Скорость вращения шпинделя. В большинстве HDD шпиндель вращает магнитные диски со скоростью 7200 об/с. Более медлительные модели работают со скоростью 5400 об/с, но, как правило, шумят сильнее.
- Объем буфера. Встроенная RAM память. Используется для временного хранения данных, к которым чаще всего обращаются операционная система или приложения.
Винчестеры от разных производителей с похожими характеристиками, как правило, не сильно отличаются по стоимости. Внутри же ведущих брендов есть отдельные линейки накопителей, девайсы в которых могут отличаться по эксплуатационным характеристикам. Все это давайте рассмотрим далее.
Скажите «нет» обычным жёстким дискам
Сразу внесём ясность — обычные SATA не предназначены для использования в серверах. Тому есть несколько причин:
- Низкая устойчивость к вибрациям.
- Высокий уровень невосстанавливаемых ошибок.
- Отсутствие поддержки команд аппаратных RAID-контроллеров.
Модели накопителей Toshiba
У этого производителя нет такого явного разделения по сериям, зато богатый модельный ряд в разных сегментах. Следует обращать внимание на буквы и цифры в маркировке.
- L200 — 2,5 дюймовые винчестеры для ноутбуков или игровых консолей.
- P300 — стандартный накопитель для рабочих настольных компьютеров.
- X300 — высокопроизводительная модель, «заточенная» под гейминг.
- S300 и S300 Pro — винчестеры для систем видеонаблюдения.
- N 300 — накопители для серверов.
Что касается прочих брендов, то всерьез их рассматривать не стоит. Сегодня для массового сегмента винчестеры выпускают только WD, Seagate и Toshiba, остальные же на мой взгляд делают это «для галочки».
Буду признателен всем, кто расшарит этот пост в социальных сетях. До завтра!
Привет друзья! Технологии хранения данных, с каждым годом становятся все лучше. Контент, который хранит пользователь на своем компе, претерпевает мало изменений: в большинстве случаев это программы, игры и семейный фото- и видеоархив.
Фильмов и музыки стали хранить меньше: зачем загромождать память, если все это доступно в интернете в открытом доступе?
Сегодня вам расскажу, чем жесткий диск отличается от SSD и какая с этого практическая польза обычному пользователю.
Заключение
При выборе жёстких дисков необходимо в первую очередь отталкиваться от задач, которые будет выполнять сервер:
Купил диск WD Red 1 TB (WD10EFRX). Потом уже подробнее прочитал характеристики. Оказывается, он предназначен для серверов, для NAS и RAID. В чем именно выражаются эти особенности? Нормально ли его использовать как основной и единственный диск на обычном компьютере или лучше обменять на WD Blue Desktop 1 TB (WD10EZRZ), который предназначен для десктопов?
- Вопрос задан более трёх лет назад
- 7133 просмотра
Простой 1 комментарий
В основном в прошивке, немного другая логика поведения при обнаружении ошибок.
Можно ставить и на десктопы - никакой разницы не заметите.
Нет.
В качестве системного диска нормально использовать SSD.
В некоторых ситуациях, когда быстродействие не важно - можно поставить и HDD, но надо смотреть в сторону серии Black, или уж совсем плохо Blue.
В данном случае для меня главное надежность и долговечность, быстродействие не нужно. По-вашему, почему Black и Blue лучше, чем Red?
Надежность и долговечность не зависит от линейки диска, они все примерно одинаковы. Попадется хороший - прослужит долго.
Серия Red рассчитана на другой тип нагрузки, он будет нормально работать в качестве системного диска, но медленно. Black и Blue позиционируются как диски для десктопа, как правило пошустрее будут работать.
Хотя Blue не факт, там половина дисков с 5400об.
Да уж, ну вам и насоветовали)))
Обе ваших ссылки для системного диска не подходят чуть более чем совсем!
Как можно советовать их вообще.
Скорость 5400rpm!! васЬ! Это архивы, видеонаблюдение и тд.
Red более ударопрочный, а по сути одно и тоже, голый маркетинг!
Ищите 7200rpm, ну а так-то ssd уже давно у любого кто хоть чуть-чуть работает на компе. Игрушки отдельная песня.
Как вообще в декабре 2017 можно системным советовать 5400rpm.
Забей. В домашнем компе использовать можно без ограничений. Про надёжность -- в среднем, серверные диски лучше оттестированы, и вероятность того, что они проработают долго, выше. Заточенность под NAS/RAID означает, в случае линейки Red, что там в микропрограмме уменьшены таймауты при сбоях, чтобы диск не залипал на попытке прочитать сбойный сектор, а отдавал контроллеру ошибку быстрее.
А также там модифицирован алгоритм позиционирования голов для работы в условиях вибрации -- когда пачка дисков в одной корзине, корзина вибрирует (и диски, соответственно, тоже), и поэтому точно позиционировать головку сложнее. ХЗ, как это WD Red решает на софтверном уровне, но такое у них заявлено.
Читайте также: