Жорсткі диски HDD або твердотільні накопичувачі SSD

Жорсткі диски HDD або твердотільні накопичувачі SSD
Хостинг
09 May 2019

Орендуючи сервер під важливі сервіси, ви, швидше за все, стурбовані безпекою даних та надійністю носія, що зберігає ці дані.

Зазвичай цікаві такі параметри жорстких дисків, як продуктивність, робочі цикли, середній час безвідмовного функціонування та обертальна вібрація. Перелічені критерії важливі для безпеки даних, і їх дотримання є однією з першочергових умов надання обладнання клієнтам.

Продуктивність та вартість таких HDD- та SSD-накопичувачів залежать від конкретних пропозицій. Нижче наведено інформацію щодо можливостей цих пристроїв.

Короткий огляд

Жорсткі диски (HDD) і твердотільні накопичувачі (SSD) випускаються в декількох варіантах, призначених для задоволення потреб клієнтів. Таке обладнання включає:

  • твердотільні накопичувачі SAS, Value SAS та SATA: швидкодіючі пристрої для довільного доступу;
  • жорсткі диски SAS 10K та 15K: експлуатаційна готовність роботи з програмами оптимізованої продуктивності;
  • жорсткі диски SAS та SATA 7,2K: велика місткість та унікальна вартість за гігабайт для програм з оптимізованою ємністю;
  • жорсткі диски для введення даних: найдешевші диски, що застосовуються у програмах з низькими показниками використання та необмеженою загальною кількістю дисків; через обмеження, що накладаються на їх застосування, такі диски зустрічаються лише в небагатьох системах та конфігураціях.

Рекомендації з жорстких дисків

Жорсткі диски для корпоративних серверів та пристроїв зберігання інформації доступні в декількох варіантах, включаючи системи з оптимізованою продуктивністю, критичні для виконання місії організації (10К та 15К), та особливо важливі для операційної діяльності (7,2 К) з оптимізованою місткістю ( Mission Critical та Business Critical відповідно).

Накопичувачі Mission Critical (MC), або диски з оптимізованою продуктивністю (SAS 10K і 15K), використовуються у програмах, що потребують максимальної надійності та результативності. Вони доступні лише у форм-факторі 2,5''. Пристрої Business Critical (BC), або диски з оптимізованою місткістю (Nearline SAS та SATA 7,2K), забезпечують користувачів великим обсягом, але не такі надійні та продуктивні в порівнянні з Mission Critical. Вони доступні у двох форм-факторах - 2,5'' та 3,5''.

В індустрії жорстких дисків є фундаментальні тенденції. Стандартний розмір базового блоку даних (сектору на диску) тепер все частіше становить не 512 байт, а 4 кілобайти. Однак є можливість зберегти колишній розмір сектора 512 байт, так що в майбутньому будуть доступні обидва формати. Нижче наведено важливу для користувача інформацію.

  • Компанії, що спеціалізуються на жорстких дисках, почали відходити від традиційного формату 512 байт ще наприкінці 2009 року. Цей процес прискорився 2010-го і став мейнстримом 2011-го. Більш ефективним став вважатися формат 4096 байт, який отримав назву технології 4К. Сьогодні він відомий як Розширений формат, розроблений асоціацією IDEMA. Корпоративні жорсткі диски також переводять на цю технологію, але їхнє впровадження триватиме довго. Перший жорсткий корпоративний диск “Розширеного формату” став доступним у 2012 р. Обмежена кількість такої продукції з'явилася у 2013 р., загальне ж її поширення бере початок лише з 2014-го.
  • Клієнти десятиліттями користувалися програмами, ОС та файловими системами на 512-байтній основі (512n). Перехід на технологію 4К торкнеться цих програмних комплексів і призведе до необхідності додаткових перевірок, а також до можливих структурних змін ПЗ. Потрібно створювати нові диски у форматі 4К більшої місткості. З урахуванням того, що клієнти можуть неохоче переходити на рейки нової технології, було підготовлено емуляційну модель таких дисків. Вона побудована на технології 4К, але допускає 512-байтову адресацію та передачу за інтерфейсом.
  • Нижче наведено таблицю з цифровою характеристикою цієї концепції:

Тип формату

Байт на сектор

Байт на фізичний сектор

512n

512

512

512e

512

4096

4Kn

4096

4096

Багато конфігурацій сучасних обчислювальних систем продовжують вважати 512 байт постійним розміром сектора. Існують такі диски - 512n, 512e та 4К. Формат 512n доступний для клієнтів, які бажають використовувати той самий тип дисків, що й раніше. Накопичувачі 512e забезпечують сектор 512 байт для обсягів, недоступних 512n. Пристрої 4К призначені для клієнтів, готових до прийняття нових дисків більшого обсягу, а також для тих, хто очікує у майбутньому інновацій у галузі цієї індустрії.

Зверніть увагу, що 512-байтова/секторна адресація - це технологія, яка буде розвиватися протягом наступних багатьох років. Частка дисків, відформатованих в 4Kn, залишиться малою, а нові жорсткі диски з максимальною місткістю стануть доступні у форматі сектора 512e.

Жорсткі диски 512e з підвищеною продуктивністю: пропозиція технологій 13G та 14G

На початку 2017 року було представлено жорсткий диск SAS 900GB 15K 512e 12Gbps у форм-факторі 2,5''. Новинка була забезпечена вдосконаленою кеш-функцією для покращення зчитуючої здатності на додаток до функції Advance Write Cache, яка є стандартною у цій лінійці.

Технологія покращеного кешу TurboBoost™ від торгової марки Seagate Inc. стала найзначнішим удосконаленням у конструкції дизайну стандартного корпоративного жорсткого диска (швидкість обертів 10К та 15К за хвилину). Цей новий диск 512e включає невелику кількість пам'яті eMLC NAND як кеш, що зменшує затримки і значно прискорює час реакції, роблячи його передбачуваним.

Замість того, щоб просто конструювати системи зберігання із застосуванням “міксу” з дискретних жорстких дисків та твердотільних накопичувачів, творці технології TurboBoost розкрили сильні сторони як HDD, так і SSD. Принаймні, за допомогою TurboBoost можна покращити загальну продуктивність шляхом підвищення доступності гарячих даних (інформації, що найчастіше запитується хостом) та суттєвого зменшення часу реакції (IOPS).

  • Гарячі дані копіюються з магнітних носіїв на кеш NAND. Наступні запити цієї інформації хостом можуть виконуватися значно швидше з флеш-пам'яті, ніж з магнітного диска/носія, що обертається. У міру заповнення кешу менш гарячі файли видаляються з NAND, щоб звільнити місце для інших даних, в той час як доступ до оригінальних файлів з дискового носія зберігається. З технологією TurboBoost час пошуку та очікування часто виключаються зі звичного процесу зчитування. За умови постійного зберігання даних у NAND, не буде обертового носія для навігації.

Чим вище робоче навантаження, тим більше виявляються переваги оптимізованого кешування в жорстких дисках. Ця технологія ідеально підходить для створення нових високопродуктивних серверів, оперативного керування кількома транзакціями або швидких замін (функція залишається активною весь час і не потребує дозволу від хоста).

  • Інфраструктура віртуального робочого столу
  • Оперативне оброблення транзакцій
  • Веб-сервери
  • Запити до малих баз даних
  • Робочі навантаження Exchange
  • Довільні завдання читання/запису

Для отримання детальної інформації про результати продуктивності дисків різної ємності див. документ із порівняльними характеристиками.

Рекомендації щодо твердотільних накопичувачів

Наступні категорії корпоративних накопичувачів SSD EMC:

  • Write Intensive (WI) - навантаження читання/запису 50/50 за максимального терміну служби; рекомендується для виконання високопродуктивних обчислень, роботи з журналами баз даних та кешування навантажень;
  • Mix Use (MU) - навантаження читання/запису 70/30 при середньому терміні служби; рекомендується для роботи з email-повідомленнями, оперативної обробки транзакцій та навантажень електронної комерції;
  • Read Intensive (RI) - навантаження читання/запису 90/10 з нижчим терміном служби; рекомендується для зберігання баз даних, передачі мультимедіа та навантажень VOD;
  • Boot Optimized (Boot) - недорогі SSD-накопичувачі малої ємності з низьким терміном служби, що застосовуються як завантажувальні пристрої на серверах, підходять для всіх типів навантажень.

Головний інтерфейс - накопичувачі SSD EMC сумісні з такими пристроями:

  • SATA SSD, що базуються на стандартному інтерфейсі SATA; вони забезпечують розумну продуктивність для корпоративних додатків, де на чільне місце ставиться не ефективність як така, а скорочення витрат на неї;
  • Value SAS SSD, розроблені Toshiba Memory Corporation; це новий клас накопичувачів SAS, що використовує серверну інфраструктуру PowerEdge SAS і забезпечує кращу продуктивність, затримку та надійність, ніж стандартний накопичувач SAS SSD за порівнянною ціною; такі диски коштують дешевше, ніж стандартні SAS і мають меншу продуктивність, що дозволяє поставити їх між SATA та звичайними SAS; Value SAS можуть стати легкою заміною SATA SSD та забезпечують високу цінність для більшості корпоративних додатків;
  • SAS SSD на основі стандартного інтерфейсу SAS; ці накопичувачі забезпечують надвисоку надійність, цілісність даних та відновлення інформації, тому вони краще, ніж SATA SSD та Value SAS SSD, підходять для додатків, що потребують максимальної продуктивності з використанням дисків SAS/SATA; коштують вони дорожче, але водночас гарантують стандартну якість технології SAS SSD;
  • PCIe SSD: накопичувачі PCIe SSD - це високопродуктивні твердотільні пристрої зберігання, з якими IOPS стає в 2000 разів вищим, ніж у випадку звичайних жорстких дисків, що обертаються.