Определяемся с выбором: жесткие диски HDD и твердотельные накопители SSD

09Мая 19

Арендуя сервер под важные сервисы, вы скорее всего обеспокоены безопасностью данных и надежностью носителя, хранящего эти данные.

Обычно интересуют такие параметры жестких дисков, как производительность, рабочие циклы, среднее время безотказного функционирования и вращательная вибрация. Перечисленные критерии важны для безопасности данных, и их соблюдение является одним из первоочередных условий предоставления оборудования в пользование клиентам.

Производительность и стоимость таких HDD- и SSD-накопителей зависят от конкретных предложений. Ниже указана информация по возможностям этих устройств.

Краткий обзор

Жесткие диски (HDD) и твердотельные накопители (SSD) выпускаются в нескольких вариантах, предназначенных для удовлетворения различных потребностей клиентов. Такое оборудование включает в себя:

  • твердотельные накопители SAS, Value SAS и SATA: быстродействующие запоминающие устройства для произвольного доступа;
  • жесткие диски SAS 10K и 15K: эксплуатационная готовность работы с приложениями оптимизированной производительности;
  • жесткие диски SAS и SATA 7,2K: большая вместимость и уникальная стоимость за гигабайт для приложений с оптимизированной емкостью;
  • жесткие диски для ввода данных: самые дешевые диски, применяемые в приложениях с низкими показателями использования и неограниченным общим количеством дисков; из-за ограничений, налагаемых на их применение, такие диски встречаются лишь в немногих системах и конфигурациях.

Рекомендации по жестким дискам

Жесткие диски для корпоративных серверов и устройств хранения информации доступны в нескольких вариантах, включая системы с оптимизированной производительностью, критичные для выполнения миссии организации (10К и 15К), и особо важные для операционной деятельности (7,2 К) с оптимизированной вместимостью (Mission Critical и Business Critical соответственно).

Накопители Mission Critical (MC), или диски с оптимизированной производительностью (SAS 10K и 15K), используются в приложениях, требующих максимальной надежности и результативности. Они доступны только в форм-факторе 2,5’’. Устройства Business Critical (BC), или диски с оптимизированной вместимостью (Nearline SAS и SATA 7,2K), обеспечивают пользователей большим объемом, но не так надежны и производительны по сравнению с Mission Critical. Они доступны в двух форм-факторах - 2,5’’ и 3,5’’.

В индустрии жестких дисков наблюдаются фундаментальные тенденции. Стандартный размер базового блока данных (сектора на диске) теперь все чаще составляет не 512 байт, а 4 килобайта. Однако есть возможность сохранить прежний размер сектора 512 байт, так что в будущем будут доступны оба формата. Ниже приведена важная для пользователя информация.

  • Компании, специализирующиеся на жестких дисках, начали отходить от традиционного формата 512 байт еще в конце 2009 года. Этот процесс ускорился в 2010-м и стал мейнстримом в 2011-м. Более эффективным стал считаться формат 4096 байт, получивший название технологии 4К. Сегодня он известен как "Расширенный формат", разработанный ассоциацией IDEMA. Корпоративные жесткие диски также переводят на эту технологию, но их внедрение будет длиться долго. Первый жесткий корпоративный диск “Расширенного формата” стал доступен в 2012 г. Ограниченное количество такой продукции появилось в 2013 г., общее же ее распространение берет начало только с 2014-го.
  • Клиенты десятилетиями пользовались приложениями, ОС и файловыми системами на 512-байтной основе (512n). Переход на технологию 4К затронет эти программные комплексы и приведет к необходимости дополнительных проверок, а также к возможным структурным изменениям ПО. Потребуется создавать новые диски в формате 4К большей вместимости. С учетом того, что клиенты могут неохотно переходить на рельсы новой технологии, была подготовлена эмуляционная модель таких дисков. Она построена на технологии 4К, но допускает 512-байтовую адресацию и передачу по интерфейсу.
  • Ниже приведена таблица с цифровой характеристикой этой концепции:

Тип формата

Байт на сектор

Байт на физический сектор

512n

512

512

512e

512

4096

4Kn

4096

4096

Множество конфигураций современных вычислительных систем продолжают считать 512 байт постоянным размером сектора. Существуют следующие диски - 512n, 512e и 4К. Формат 512n доступен для клиентов, желающих использовать тот же тип дисков, что и ранее. Накопители 512e обеспечивают сектор 512 байт для объемов, недоступных в 512n. Устройства 4К предназначены для клиентов, готовых к принятию новых дисков большего объема, а также для тех, кто ожидает в будущем инноваций в области этой индустрии.

Учтите, что 512-байтовая/секторная адресация - это технология, которая будет развиваться в течение следующих многих лет. Доля дисков, отформатированных в 4Kn, останется малой, а новейшие жесткие диски с максимальной вместимостью станут также доступны в формате сектора 512e.

Жесткие диски 512e с повышенной производительностью: предложение технологий 13G и 14G

В начале 2017 года был представлен жесткий диск SAS 900GB 15K 512e 12Gbps в форм-факторе 2,5’’. Новинка была снабжена усовершенствованной кэш-функцией для улучшения считывающей способности в дополнение к функции Advance Write Cache, являющейся стандартной в этой линейке.

Технология улучшенного кэша TurboBoost ™ от торговой марки Seagate Inc. стала самым значительным усовершенствованием в конструкции дизайна стандартного корпоративного жесткого диска (скорость оборотов 10К и 15К в минуту). Этот новый диск 512e включает в себя небольшое количество памяти eMLC NAND в качестве кэша, что уменьшает задержки и значительно ускоряет время реакции, делая его предсказуемым.

Вместо того, чтобы просто конструировать системы хранения с применением “микса” из дискретных жестких дисков и твердотельных накопителей, создатели технологии TurboBoost раскрыли сильные стороны как HDD, так и SSD. По крайней мере, с помощью TurboBoost можно улучшить общую производительность путем повышения доступности горячих данных (информации, наиболее часто запрашиваемой хостом) и существенного уменьшения времени реакции (IOPS).

  • Горячие данные копируются с магнитных носителей на кэш NAND. Последующие запросы этой информации хостом могут выполняться значительно быстрее с флэш-памяти, чем с вращающегося магнитного диска/носителя. По мере заполнения кэша, менее горячие файлы удаляются из NAND, чтобы освободить место для других данных, в то время как доступ к оригинальным файлам с дискового носителя сохраняется. С технологией TurboBoost время поиска и ожидания часто исключаются из привычного процесса считывания. При условии постоянного хранения данных в NAND, не будет вращающегося носителя для навигации.

Чем выше рабочая нагрузка, тем более явно проявляются преимущества оптимизированного кэширования в жестких дисках. Эта технология идеально подходит для создания новых высокопроизводительных серверов, оперативного управления несколькими транзакциями или быстрых замен (функция остается активной все время и не требует разрешения от хоста).

  • Инфраструктура виртуального рабочего стола
  • Оперативная обработка транзакций
  • Веб-серверы
  • Запросы к малым базам данных
  • Рабочие нагрузки Exchange
  • Произвольные задачи чтения/записи

Для получения подробной информации о результатах производительности дисков разной емкости см. документ со сравнительными характеристиками.

Рекомендации по твердотельным накопителям

Следующие категории корпоративных накопителей SSD EMC:

  • Write Intensive (WI) - нагрузки чтения/записи 50/50 при максимальном сроке службы; рекомендуется для выполнения высокопроизводительных вычислений, работы с журналами баз данных и кэширования нагрузок;
  • Mix Use (MU) - нагрузки чтения/записи 70/30 при среднем сроке службы; рекомендуется для работы с email-сообщениями, оперативной обработки транзакций и нагрузок электронной коммерции;
  • Read Intensive (RI) - нагрузки чтения/записи 90/10 с более низким сроком службы; рекомендуется для хранения баз данных, передачи мультимедиа и нагрузок VOD;
  • Boot Optimized (Boot) - недорогие SSD-накопители малой емкости с низким сроком службы, применяющиеся как загрузочные устройства на серверах, подходят для всех типов нагрузок.

Главный интерфейс - накопители SSD EMC совместимы со следующими устройствами:

  • SATA SSD, базирующиеся на стандартном интерфейсе SATA; они обеспечивают разумную производительность для корпоративных приложений, где во главу угла ставится не эффективность как таковая, а сокращение расходов на нее;
  • Value SAS SSD, разработанные Toshiba Memory Corporation; это новый класс накопителей SAS, использующий серверную инфраструктуру PowerEdge SAS и обеспечивающий лучшую производительность, задержку и надежность, чем стандартный накопитель SAS SSD, по сопоставимой цене; такие диски стоят дешевле, чем стандартные SAS и имеют меньшую производительность, что позволяет поставить их между SATA и обычными SAS; Value SAS могут стать легкой заменой SATA SSD и обеспечивают высокую ценность для большинства корпоративных приложений;
  • SAS SSD, основанные на стандартном интерфейсе SAS; эти накопители обеспечивают сверхвысокую надежность, целостность данных и восстановление информации, поэтому они лучше, чем SATA SSD и Value SAS SSD, подходят для приложений, требующих максимальной производительности с использованием дисков SAS/SATA; стоят они дороже, но в то же время гарантируют стандартное качество технологии SAS SSD;
  • PCIe SSD: накопители PCIe SSD - это высокопроизводительные твердотельные устройства хранения, с которыми IOPS становится в 2000 раз выше, чем в случае обычных вращающихся жестких дисков.