Содержание статьи
Что такое NAS, и с чем их едят
Главное преимущество, которое дает такое устройство – мгновенный доступ к информации практически из любой точки мира и с любого устройства. Решил посмотреть новый сезон любимого сериала? Не проблема – просто ставь закачку торрента в хранилище, а потом сможешь стримить серии из NAS прямо на смартфон или на любой Smart TV на высокой скорости и без возни с флешками. Захотел поделиться фотографиями — удаленно загрузил и расшарил их.
Еще одно назначение NAS – хранить образы системы – там они намного лучше защищены от сбоев и вирусных атак. Я уже не говорю о том, что сетевые хранилища предоставляют более удобный способ реализации RAID-массивов и потребляют на порядок меньше энергии по сравнению с ПК. Используя NAS, не нужно платить за место в облаке, да и спится спокойнее, когда «секретные файлы» физически находятся дома, а не на чьем-нибудь сервере. И если домашнее использование сетевых хранилищ – это прежде всего удобство, то для малого бизнеса наличие NAS – это еще и условие продуктивной работы.
«Железные волки» на страже наших данных
Когда пользователи осознали удобство сетевых хранилищ, производители дисков поспешили удовлетворить спрос, запустив специальные модельные линейки, предназначенные для использования в NAS. Одна из самых популярных – серия IronWolf компании Seagate. За немного более высокую по сравнению с бытовыми дисками цену мы получаем не только лучшие показатели скоростей чтения и записи (при последовательных тестах, они показывают результаты соизмеримые с SSD), но также повышенную надежность и безотказность работы, необходимую для устройств, работающих непрерывно.
Сейчас в продаже имеются диски IronWolf HDD объемом до 16 ТБ, причем есть как обычные «волки», так и «профессиональные». IronWolf рассчитаны на сетевое хранилище, которое может достигать 8 дисков и на годовую нагрузку 180 ТБ на каждое устройство. IronWolf Pro можно смело ставить NAS из 16 дисков, за год через каждый может пройти более 300 ТБ данных, а наработка на отказ у них составляет 1,2 млн ч. Кроме того, «прошки» продают с расширенной гарантией на пять лет (обычные – три года) и двухгодичной подпиской на фирменный сервис по восстановлению данных Rescue Data Recovery Services. Существует еще линейка Exos, нацеленная на корпоративное использование в гипермасштабируемых средах, таких как центры обработки данных, требующие круглосуточной работы.
Накопитель IronWolf для NAS объемом до 16 ТБ
Накопители IronWolf HDD имеют стандартный форм-фактор 3,5 дюйма. Корпус жесткого диска полностью герметичен и заполнен гелием, который, благодаря своей инертности, позволяет располагать магнитные пластины максимально близко друг к другу. Например, в IronWolf 16 TB используется целых девять «блинов» объемом по 1,8 TБ, и к каждому подходят по две головки, что обеспечивает вдвое более высокую скорость последовательной записи.
Не секрет, что винчестеры во время работы вибрируют, а если будут колебаться одновременно восемь устройств в одном NAS, то это уже чревато неприятными последствиями. Именно поэтому в диски IronWolf внедрена специальная технология AgileArray, которая совместно с датчиками вращательной вибрации (RV) оценивает и минимизирует колебания всей системы.
Встроенная система мониторинга состояния диска Health Management в реальном времени считывает более 200 параметров. Это необходимо, чтобы заранее предупредить пользователя, если что-то пойдет не так.
Накопители также поддерживают набор потоковых команд ATA-8, которые повышают производительность при больших последовательных переносах информации: устройство одновременно может обрабатывать до 64 потоков данных, что весьма полезно для NAS. Усовершенствованные возможности энергосбережения позволяют экономить электричество во время простоя, обеспечивая требуемую мощность, когда это необходимо.
Диск подключается с помощью стандартного интерфейса SATA 6 Гбит/с. Объем встроенной кеш-памяти — 256 МБ, скорость вращения шпинделя – 7200 оборотов в минуту. Для записи используется технология перпендикулярной магнитной записи PMR.
Во время тестирования мы использовали непосредственное подключение к ПК, которое помогает нивелировать ограничения скорости сетевого интерфейса, а также пятидисковый NAS Synology, чтобы определить скорость работы при реальном использовании. За все время тестирования температура диска не поднималась выше 44 градусов.
Seagate IronWolf 110 – первый SSD для NAS
Как видим, скоростей, на которых работает IronWolf, более чем достаточно для домашнего NAS с гигабитной сетью. Причем, «игольным ушком» при последовательной записи становится именно пропускная способность сетевого интерфейса. Тем не менее, NAS корпоративного уровня, зачастую, обладают более быстрым сетевым интерфейсом, да и количество пользователей, одновременно работающих с хранилищем, там явно больше.
Как итог, скорости HDD может оказаться недостаточно, и разработка твердотельного накопителя, рассчитанного на использование в NAS стало лишь вопросом времени. Оно подошло с анонсом в рамках CES 2019: компания Seagate представила модель IronWolf 110 SATA SSD. Этот диск емкостью до 3,84 ТБ, рассчитан на бесперебойную круглосуточную работу и обладает долговечностью и надежностью оборудования корпоративного класса.
Накопитель подключается через стандартный интерфейс SATA 6 Гбит/с и заключен в 2,5-дюймовый металлический корпус. Диск построен на основе памяти 3D TLC производства Toshiba. В топовой модели установлено шестнадцать 64-слойных модулей по 256 ГБ каждый, что в сумме дает 4 ТБ, но 256 ГБ из них зарезервированы для служебных нужд, например, замены вышедших из строя ячеек.
Скептики могут возразить, что TLC и корпоративный сегмент не совместимы, но хочу заметить, что за последние годы, качество памяти TLC значительно выросло, и давно ушли те времена, когда твердотельный накопитель после нескольких сотен циклов перезаписи приходил в негодность: ресурс IronWolf –7000 ТБ (для диска емкостью 3,84 Тбайт), а наработка на отказ составляет порядка 2 млн часов. Не зря же в Seagate предоставляют на этот накопитель пятилетнюю гарантию. Кроме того, он и в таком виде стоит довольно дорого, а будь в нем MLC, цена была бы просто заоблачная.
Память работает под управлением контроллера собственной разработки Seagate. Фирменная технология уплотнения данных Durawrite продлевает срок службы флеш-памяти и ускоряет операции чтения и записи, а Health Management предотвращает отрицательные последствия внешних воздействий. Уже знакомая фича AgileArray оптимизирует работу хранилища в многопользовательских средах в условиях работы 24/7.
Внутри диска есть термопаста, необходимая для отвода тепла на корпус, однако в обычной эксплуатации диск работает практически без нагрева (36 градусов). Теплоотвод может потребоваться лишь во время круглосуточной работы под нагрузкой. Объем DRAM-буфера составляет 256 МБ у модели на 240 ГБ и фантастические 4 ГБ для диска емкостью 3,84 ТБ. Используется оперативка LPDDR3 с частотой 1866 МГц производства Micron.
В течение первых двух лет действует бесплатная фирменная подписка на Data Recovery Services Plan, что очень полезно, так как восстановление данных с SSD, тем более, такого объема – удовольствие не из дешевых. По скоростным характеристикам IronWolf 110 мало отличается от других SSD с интерфейсом SATA: те же 540-560 МБ/с – это ограничение интерфейса SATA. И лишь начальная модель на 240 ГБ будет значительнее медленнее записывать – 220 МБ/с, кстати, у нас на тестах была именно она.
Интересно другое: у ячеек типа TLC есть такая особенность, что при длительной записи (более 15 минут), скорость падает в разы. У IronWolf 110 такой проблемы нет, что действительно очень круто в случае NAS. Видимо, именно для решения этой проблемы, Seagate и потребовался собственный контроллер.
Как я уже говорил, добиться какой-либо прибавки производительности в домашнем NAS благодаря использованию SSD вряд ли получится, но не стоит расстраиваться – определенный профит в переходе на твердотельные диски все же есть. Замена HDD на SSD, позволит уменьшить сетевые хранилища в размерах не только благодаря форм-фактору 2,5-дюйма, но и очень малому нагреву носителей. Отсутствие подвижных элементов сделают такие хранилища бесшумными, а низкое энергопотребления позволит значительно сэкономить на электричестве. Используя твердотельный накопитель, можем получить значительный прирост в скоростях чтения и записи случайных блоков, хотя, стоит признать, что это далеко не определяющий параметр для NAS-устройств.
И скорость высокая, и стоимость низкая
Несмотря на постоянное снижение стоимости твердотельных накопителей, цена за мегабайт у SSD остается в разы выше, чем у механического диска. К счастью, современные технологии позволяют существенно сэкономить и получить скорость SSD по цене HDD. Для этого создается обычный NAS-массив на основе традиционных дисков, а твердотельный подключается в качестве кеширующего устройства. Например, тот же NAS Synology при добавлении SSD позволяет выбрать: устанавливать ли диск как отдельный том, либо использовать, в качестве быстрого кеша. В итоге файлы при копировании быстро записываются на SSD, а когда на «твердотельнике» заканчивается место или информацией, помещенной на него, никто долго не пользуется, данные перемещаются на HDD. Со временем эта система способна обучаться, повышая свою эффективность.
Что в сухом остатке?
Пора подводить итоги. Использование NAS действительно очень удобно и эффективно, однако, в домашнем сегменте получить прибавку в скорости за счет использования SSD не получится, пока еще высокоскоростные сетевые каналы не столь распространены. Поэтому, для домашних NAS лучший выбор – это IronWolf 16 TB. У него большая емкость, хорошие скоростные характеристики и высокая надежность.
Если же рассматривать корпоративный сегмент, то NAS на основе IronWolf 110 SSD позволяет полностью реализовать потенциал системы. При этом, если хотим сэкономить и получить большой объем, то оптимальным решением станет использование связки IronWolf 16 TB плюс кеш на IronWolf 110 SSD.
Seagate позиционирует модельную линейку IronWolf как устройства для NAS, но я считаю, что не стоит ограничивать себя стереотипами. IronWolf 110 будет неплохо справляться со своими задачами и в домашних компьютерах. За счет значительной емкости диск позволит установить большое количество приложений и игр одновременно или же развернуть приличное количество виртуальных машин. Те же, кто монтирует видео в большом разрешении, без сомнения будут в восторге от отсутствия «проседания» скорости при длительной записи.
Результаты тестирования
