10 TB a víc: Test obřích pevných disků

Potřebujete-li ukládat opravdu velké množství dat, bez magnetického disku se stále ještě neobejdete. SSD disky s několikaterabajtovou kapacitou jsou pro běžné smrtelníky totiž stále příliš drahé. Moderní pevné disky ale dosahují při přenosu velkých souborů, jako jsou například filmy, vysoké rychlosti okolo 200 MB/s. Jejich hlavní slabinou tedy není pomalých chod, ale oproti SSD řádově vyšší přístupová doba. V kombinaci systémového SSD a sekundárního magnetického datového úložiště to ale nevadí. HDD disky s vysokou kapacitou navíc disponují i vysokou datovou hustotou, která se pozitivně projevuje na rychlosti.

Datová centra doslova hladoví po vysokokapacitních pevných discích, takže není divu, že výrobci přichází s inovacemi pro zvýšení kapacity magnetických disků při zachování standardizovaných rozměrů. Díky tomu jsme v posledních letech svědky významného zvyšování hustoty magnetického záznamu, které výrobcům umožňuje řada nových technologií a vylepšení. První 8TB disky vznikly před pár lety díky technologii SMR (Shingled Magnetic Recording). Její princip spočívá ve zmenšení vzdálenosti mezi jednotlivými stopami, které však v tomto případě doprovází i jisté zpomalení přenosových rychlostí. Tuto technologii tedy v současnosti používá prakticky jen Seagate, a to pouze v řadě archivačních HDD, určených pro dlouhodobé zálohy dat, u kterých nehraje rychlost zápisu tak významnou roli.

Výplň inertním plynem zvyšuje hustotu záznamu

Rychlé 10- až 12TB disky, které se sešly v našem testu, dosahují své vysoké kapacity díky další technologické inovaci. Jejich tělo je hermeticky utěsněno a namísto vzduchu je naplněno heliem. Tento inertní plyn klade rotujícím magnetickým plotnám a dalším pohyblivým součástkám disku o 86 procent nižší odpor než vzduch, takže mohou být osazeny tenčími magnetickými plotnami a drobnějšími hlavičkami. Díky tomu lze do pevného disku s klasickými rozměry vložit víc hlaviček a ploten, které mohou mít navíc vyšší datovou hustotu, aniž by se museli výrobci uchýlit k použití rychlostně omezující technologie SMR.

Technologie heliem plněných disků umožňuje výrobu až 14TB HDD, pro další zvyšování kapacity bude nutné implementovat další inovace (viz vpravo dole). Kromě zvýšení úložné kapacity a rychlosti má heliové plnění disků ještě další pozitivní následek, kterým je snížení spotřeby elektrické energie. Díky tomu potřebuje vítězný disk našeho testu, 7 200otáčkový 10TB Seagate Enterprise, jen polovinu elektrické energie než energeticky nejnáročnější disky z našich dlouhodobých srovnávacích tabulek Top 10 a má například nižší příkon než běžné 8TB HDD disky. Nižší spotřebu mají jen méně kapacitní pevné disky s 5 200 otáčkami za minutu, které však obsahují méně ploten a logicky mají i mnohem nižší kapacitu.

Kombinace vysoké úložné kapacity a nízké spotřeby tyto disky teoreticky předurčuje jako ideální médium pro zapojení do NAS, což ale platí, jen pokud je chtějí uživatelé provozovat v méně bezpečné stripované konfiguraci RAID 0. Taková konfigurace ale potenciálně znamená ztrátu dat v případě poruchy jednoho z použitých disků. NAS servery je vhodnější provozovat v zrcadleném režimu RAID 1, ve kterém uživatelé přichází o polovinu (v případě dvoudiskových NAS) nebo čtvrtinu (v případě čtyřdiskových NAS v režimu RAID 5) kapacity, což není vzhledem k vysoké ceně těchto disků z ekonomického pohledu praktické. Kvůli vysoké ceně těchto disků je levnější pořídit čtyřdiskový NAS se čtyřmi disky menší kapacity než dvoudiskový NAS se dvěma obřími disky (viz vpravo).

Vysoká rychlost při přenosu velkých souborů

Během sekvenčního přenosu velkých souborů dosahují testované disky rychlostí mezi 200 až 215 MB/s, což je přibližně polovina rychlosti, které dosahují při zápisu stejných datových souborů levné (ale v přepočtu na cenu za 1 GB mnohem dražší) SATA SSD disky. Při zápisu na úrovni 200 MB/s ale trvá zaplnění jediného 12TB disku více než 14 hodin. Přenosovou rychlost a přístupovou dobu disku měříme na různých částech plotny (vnitřní, střední, vnější) a z výsledných hodnot vypočítáváme průměr. Přenosová rychlost na vnější straně plotny bývá až o 50 procent vyšší než při práci s datovými sektory umístěnými na vnitřní straně plotny a stejně tak jsou při vnějším okraji plotny rychlejší přístupové doby. Výsledky běžných benchmarků, které používají k měření přenosových rychlostí a přístupových dob náhodný zápis do různých částí disku, nejsou tedy tak přesné a nejsou kompatibilní s výsledky našich měření.

Jelikož všechny testované disky jsou si z hlediska specifikací (7 200 otáček za minutu, 256MB cache a vysoká datová hustota) velmi podobné, výsledky měření přenosových rychlostí jsou téměř shodné. Především díky nejkratším přístupovým dobám se vítězem testu stal 10TB disk Seagate Enterprise Capacity (ST10000NM086), který se také prodává pod označením Exos X10. V měření rychlosti přístupové doby hraje u systémového disku důležitou roli každá milisekunda.

Záruka a hlučnost

Během testu nás zaujal 10TB disk HGST Ultrastar He10, který je shodou okolností nejlevnějším modelem v testu a výrobce na něj nabízí pětiletou záruku. Rozhodnete-li se pro nákup pevného disku v některém z levných internetových obchodů, jako první se ujistěte, zda lze u prodejce na zakoupené zboží nárokovat záruku. U pevných disků je to snadné, stačí do příslušné internetové stránky podpory výrobce zadat výrobní číslo disku, stejně jako když chcete disk vrátit. Některé serverové disky jsou určeny pro využití v datových centrech a neplatí pro ně pětiletá záruční doba jako pro identické disky, určené ke koncovému prodeji. Někteří prodejci ale OEM disky, určené pro firemní zákazníky, prodávají i běžným uživatelům, jen jim zapomenou říct, že na tyto disky se poté vztahuje pouze základní, kratší záruka a v případě poruchy disku musí zákazník uplatnit reklamační požadavek u prodejce, namísto toho, aby mohl přímo a rychleji kontaktovat výrobce, který v takovém případě většinou automaticky a okamžitě posílá nový disk.

Disk HGST má stejně dlouhou záruční dobu jako vítězný model našeho testu a jako WD Gold. Všechny tři disky jsou primárně určeny pro použití ve velkých datových centrech, což ale také znamená, že jsou tyto disky vyrobeny spíš s ohledem na vysoký výkon než na tichý provoz. Při chodu sice mají příjemně nízkou hlučnost, ale jejich hlavičky při čtení a zápisu dat klapají mnohem slyšitelněji než oba disky IronWolf, určené primárně pro domácí NAS servery. Disky IronWolf jsou také o něco levnější a nabízejí výhodnější poměr ceny za 1 GB úložného prostoru. Poměr ceny za 1 GB odpovídá tomu, že 12TB pevné disky stále patří do kategorie špičkových zařízení s odpovídající vyšší cenou.

Plánujete-li tedy osadit svůj domácí NAS server co nejvýhodnější konfigurací disků, podívejte se raději po pevných discích s kapacitou od čtyř do šesti gigabajtů, které v současné době nabízejí nejlepší poměr mezi cenou a kapacitou.

Závěr: Velké a rychlé, ale drahé

Testované obří disky jsou téměř neomezeným zdrojem kapacity pro ukládání dat a navíc při práci s velkými datovými objemy (například při kopírování filmů) nabízí vysokou přenosovou rychlost. Vzhledem k tomu, že disky s podobně vysokou datovou hustotou jsou stále na trhu relativní novinkou, nemáme ověřené informace o jejich opravdové životnosti, ovšem tří- až pětiletá záruka naznačuje, že výrobci svým diskům věří. V domácnosti najdou nejlepší uplatnění v podobě datového disku stolního počítače nebo v kvalitní externí krabičce s USB 3.1 rozhraním.

Rozhodnete-li se je nasadit do NAS disku, nezapomeňte, že gigabitové LAN připojení omezí jejich přenosovou rychlost cca na 125 MB/s a navíc utratíte zbytečně vysokou částku za 1 GB úložného prostoru. Do domácího NAS serveru tedy raději zvolte některý z výhodnějších disků s kapacitou od 4 do 8 TB. Testované disky jsou vhodné hlavně do prostředí s 10Gb infrastrukturou (viz str. 98).

Co se přenosových rychlostí týče, nabízí všechny testované disky podobný výkon a nákupem žádného z nich neuděláte chybu. Vítězný disk předvedl ve všech testovaných kategoriích kombinaci vysokého výkonu a nízké spotřeby. Obejdete-li se bez pětileté záruky, nabízí nejlepší poměr mezi cenou, výkonem a kapacitou 10TB disk Seagate IronWolf, který je navíc i tišší než ostatní modely.

***

10-12TB HDD

1. místo 2. místo 3. místo 4. místo 5. místo
Seagate Enterprise Capacity 10 TB Western Digital Gold 12 TB Seagate IronWolf 12 TB HGST Ultrastar He10 10 TB Seagate IronWolf 10 TB

Modelové označení ST10000NM0086 WD121KRYZ ST12000VN0007 0F27604 ST10000VN0004
Orientační cena 10 300 Kč 11 700 Kč 10 300 Kč 8 500 Kč 7 700 Kč
Celkové hodnocení 99,7 99,4 97,6 97,3 97,2
Rychlost: čtení (80 %) 100 99,2 97,4 96,7 96,8
Rychlost: zápis (20 %) 98,9 100 98,6 99,7 98,9
Nominální / opravdová kapacita 10 000/ 9 314 12 000/ 11 176 12 000/ 11 176 10 000/ 9 314 10 000/ 9 315
Cena za 1 GB 0,97 Kč 0,97 Kč 0,86 Kč 0,85 Kč 0,77 Kč
Rychlost (ot./min.) 7 200 7 200 7 200 7 200 7 200
Cache (MB) 256 MB 256 MB 256 MB 256 MB 256 MB
Vhodný pro provoz 24/7 * * * * *
Záruka 5 let 5 let 3 roky 5 let 3 roky
Přenosová rychlost čtení / zápisu (MB/s) 201,1/ 199,5 199,9/ 198,6 214,3/ 215,0 202,6/ 200,0 200,6/ 200,6
Přístupová doba čtení / zápisu 12/9 ms 13/5 ms 14/9 ms 15/6 ms 15/8 ms
Max. spotřeba 5,1 W 5,6 W 5,2 W 5,6 W 5,2 W

Všechna Výborný hodnocení (100-90,0) v bodech Velmi (max. dobrý 100); (89,9-* ano 75,0) * ne Dobrý c Chip (74,9-tip 60,0) Dostačující (59,9-45,0) Nelze doporučit (44,9-0)

***

Spotřeba: Helium pomáhá šetřit energii

Navzdory vysoké úložné kapacitě a přenosové rychlosti pracuje vítězný, heliem plněný Seagate Enterprise Capacity úsporněji než běžné pevné disky. Nižší spotřebu mají pouze 1TB HDD s 5 400 otáčkami za minutu.

Provozní příkon (údaje ve wattech)
HGST Ultrastar 7K4000 9,6
Toshiba N300 8 TB 7,2
Seagate E. C. 10 TB 5,1
WD Red 1 TB 3,6

***

Obří HDD: Pro 2diskové NAS jsou drahé

Dva 10TB pevné disky stojí téměř stejné peníze jako čtyřdiskový NAS osazený čtyřmi 3TB disky. Potřebujete-li mít data v NAS bezpečně zálohovaná, využitelná kapacita je stejná.

Šachty/využitelná kapacita NAS (cena) + HDD (cena) Z celkem
2diskový / 10 TB DS218J (4 700 Kč) 2 x 10 TB (18 000 Kč) 22 700 Kč
4diskový / 9 TB DS418J (8 000 Kč) 4 x 3 TB (9 600 Kč) 17 600 Kč
4diskový / 12 TB DS418J (8 000 Kč) 4 x 4 TB (12 000 Kč) 20 000 Kč

***

Přenosové rychlosti: Větší znamená rychlejší

Vysoká datová hustota záznamové magnetické vrstvy a rychlé otáčení ploten zajišťují téměř dvojnásobnou přenosovou rychlost oproti běžným HDD

Seagate IronWolf 12 TB
Čtení (MB/s) 214,3
Zápis (MB/s) 215,0
Seagate Enterprise Capacity 10 TB
Čtení (MB/s) 201,1
Zápis (MB/s) 199,5
WD Red 1 TB
Čtení (MB/s) 121,4
Zápis (MB/s) 122,0

***

Přístupová doba: Důležitá u systémových disků

Rychlost přístupové doby je důležitá hlavně u systémových nebo serverových pevných disků. Vítězný disk má obzvlášť rychlou přístupovou dobu.

Seagate Enterprise Capacity 10 TB
Čtení (ms) 12,0
Zápis (ms) 9,0
Seagate IronWolf 12 TB
Čtení (ms) 14,0
Zápis (ms) 9,0
WD Red 1 TB
Čtení (ms) 20,0
Zápis (ms) 20,0

Foto popis| 14 TB na dohled Toshiba oznámila uvedení rekordního 14TB pevného disku MG07ACA, který je rovněž plněný heliem. Tento disk ale nebyl v době testu ještě dostupný na trhu.
Foto popis| Nová technologie pro zvýšení kapacity Pevné disky s kapacitou 14 TB a vyšší se budou s největší pravděpodobností vyrábět pouze za přispění nových technologií, jako je MAMR. Ta využívá kombinaci mikrovlnného a magnetického záznamu (podrobnější informace najdete v Chipu 3/18 na str. 110).

O autorovi| CHRISTOPH SCHMIDT, MICHAL BAREŠ, autor@chip.cz