Od roku 2012 začali dodavatelé pevných disků vážně brát výrobu pevných disků pro specifické účely. S růstem kategorií NAS, dohledových systémů a cloudových systémů, který se shodoval s masivním nárůstem objemu dat, se problémy s ukládáním velkého množství dat cenově efektivním způsobem staly skutečnými pro všechny, od jednotlivců až po velké podniky. Není tedy divu, že dodavatelé pevných disků tento trend využili a uvedli na trh pevné disky specificky pro NAS. Co je to ale pevný disk NAS a co ho dělá výjimečným? Zde se hlouběji ponoříme do technických detailů, abychom demystifikovali technologii a zdůraznili výhody disků NAS a rizika používání tradičních stolních pevných disků v prostředí NAS.
Je poněkud ironické, že pokud jde o ochranu našich dat, někdy se rozhodujeme na základě nákladů, místo abychom vybrali ten správný produkt pro daný účel. To je zejména případ v kategorii malých NAS systémů (8 a méně pozic), kde i dnes někteří populární prodejci NAS systémů instalují do svých systémů nejlevnější pevné disky. Data od předních prodejců NAS systémů naznačují, že drtivá většina malých NAS systémů se prodává bez zástavby. U více než poloviny systémů si však koncový uživatel nebo jeho poradce vybírá pevné disky, které do systému nainstalují. Na základě dat, která jsme viděli od společností Synology, QNAP a dalších, se dělá mnoho špatných rozhodnutí.
Mnoho koncových uživatelů problém zjednodušuje tím, že při výběru disku zohledňují pouze cenu, a mnoho prodejců neposkytlo žádné další informace nad rámec marketingového žargonu. Mluvili o speciálním firmwaru a naráželi na „ladění NAS“ v discích, ale technické detaily byly do značné míry zamlčeny. Mezi některými spotřebiteli také panuje určitá nedůvěra v to, zda je pevný disk NAS skutečně lepší než kategorie levnějších ekologických disků. Abychom to všechno překonali, spolupracovali jsme se společností Seagate na tom, abychom překročili rámec specifikací a dostali se k jádru toho, co dělá disk NAS výjimečným a proč je jedinou správnou odpovědí na otázku, jaké pevné disky by měly být v NAS.
Začít je zajímavé poznamenat, že míra reklamací není v porovnání s produkty Apple příliš vysoká. Nedávná data z Warranty Week naznačují, že pevné disky, alespoň od společností Seagate a WD, mají nižší procento nákladů na reklamace než produkty Apple. Pro každého, kdo o disk přišel, to není nijak zvlášť uklidňující, ale faktem zůstává, že pevné disky jsou v současné době docela zavedenou technologií a nevyhazují z provozu tak často. Nicméně například Synology by vám jako první řekla, že velké množství jejich hovorů na podporu se týká situací, kdy byly v jejich produktech použity pevné disky pro stolní počítače, a to i přes jejich maximální úsilí o vzdělávání v tomto oboru. I když spotřebitelé a systémoví integrátoři možná o senzorech pro karavany, upínacích prvcích disků a strukturální tuhosti základní desky moc nevědí nebo se o ně nezajímají, měli by, a zde je důvod.
Každý pevný disk se skládá z přibližně 30 komponent, v závislosti na velikosti disku. Tyto komponenty spolupracují a poskytují skvělý uživatelský zážitek, který obvykle trvá i po uplynutí záruky disku. Způsob, jakým jsou tyto komponenty sestaveny, a specifičnost, pro kterou jsou vybrány, však určují možnosti disku. V tomto článku se podíváme na produktové řady stolních versus NAS versus podnikových NAS, abychom lépe ilustrovali rozdíly mezi nimi a zdůraznili, kde má smysl přejít na podnikové NAS disky.
| Pevný disk pro stolní počítače | Pevný disk NAS | Pevný disk pro podnikový NAS | |
|---|---|---|---|
| Spolehlivost | 750 tisíc hodin MTBF | 1 milionu hodin MTBF | 1.2 milionu hodin MTBF |
| Hodnocení pracovní zátěže* | 55TB | 180TB | 300TB |
| Používání | 8 x 5 | 24 x 7 | 24 x 7 |
| Použití podle tvarového faktoru | 1–2 disky | 1–8 disků/pozic | 1–16 disků/pozic |
| Motor | Spodní část připojená | Spodní část připojená | Horní a spodní část připojena |
| Rotační vibrace** | 5 | 5 | 12.5 |
| Kontrola vyvážení | Základní vyvážení disku/motoru | Vyvážení ve dvou rovinách | NA |
| Řízení vibrací | NA | NA | Snímače RVFF |
| RPM | 5900 | 5900 | 7200 |
| Základní deska | Standard | Standard | Strukturální tuhost |
| Horní kryt připojen | Ne | Ne | Ano |
| Magnety kmitací cívky | Standard | Standard | Vysoká hustota toku |
| Seagate Acu_trac | Neštandardní | Ano | Ano, pokročilé |
| Diskové svorky | +Vážené | +Vážené | Horní a spodní část připojena |
| Hlava | Standard | Výkon | Výkon |
| Disky | Standard | Výkon | Výkon |
| Senzory vlhkosti | Ne | Ne | Ano |
| Technologie adaptivní výšky letu. | Ano | Ano | Ano |
| firmware | Základní pracovní plocha | Optimalizováno pro NAS | Optimalizováno pro NAS |
*Průměrný roční limit pracovní zátěže je udáván v jednotkách TB za rok nebo TB na 8760 hodin zapnutí. Limit pracovní zátěže = přenesený TB x (8760/zaznamenané hodiny zapnutí).
**Rotační vibrace RV 1500 radiánů/s^2
Výše uvedená tabulka jasně zdůrazňuje některé klíčové rozdíly mezi standardními stolními disky, disky NAS a podnikovými disky NAS. Data sama o sobě ukazují docela přesvědčivý argument, stačí se podívat na MTBF, zatížení a očekávanou dobu pracovního cyklu pro každý produkt. Někdy je však trochu obtížnější pochopit zbývající specifikace. Za tímto účelem jsme rozebrali disky od každé třídy, abychom našli fotografické důkazy, které by ukazovaly rozdíly mezi disky, kde je to možné.
Konstrukce motoru/vřetena/skříně
Disky pro stolní počítače i NAS používají konstrukci s motorem připevněným zespodu. Disky Enterprise NAS však používají dvojitou konstrukci s horním a spodním připojením. Disky Enterprise díky tomu získávají několik výhod. Vřeteno je pevněji uchyceno na spodním konci díky přímému zalisování do základny a na horním konci šroubem v horním krytu. Na obrázku níže je vlevo disk pro stolní počítače a vpravo disk pro podniky. Všimněte si dalšího šroubu ve víku vpravo, jedná se o horní upevnění, které přispívá ke stabilitě disku.
Díky podepření vřetenové hřídele na obou koncích se radiální odezva sady disků snižuje o 50 % ve srovnání s konzolovým motorem, který je podepřen pouze na spodním konci. Disk s motorem pro uchycení horního krytu bude mít značnou výhodu v prostředí s vysokými vibracemi, jako jsou například rackové NAS disky, a proto se doporučuje používat Enterprise NAS ve větších systémech ve srovnání se standardními NAS disky. Za zmínku stojí také desky odolné proti větru v disku, které snižují rušení vzduchem mezi deskami a zvyšují tak spolehlivost.
Ložiskové systémy v motorech se vyvinuly tak, aby byly velmi robustní. S rostoucí složitostí geometrie motoru byly k ložiskům přidány další prvky, aby lépe odolávaly výrobním odchylkám. Ložiska v motorech pro disky Enterprise jsou „samočisticí“, což znamená, že pokud se vytvoří bubliny, jsou vypuzovány. Obvykle také obsahují odstředivá těsnění, která podpírají velké olejové nádrže, což jim dává výhodu v prostředí s vysokými teplotami. Disky Enterprise NAS navíc dokáží snést velmi vysoké zatížení. To je dáno relativně vysokou konstrukční tuhostí ve srovnání s motory konzolového typu.
Rotační vibrační senzory (RV)
Senzory RV jsou akcelerometry, které poskytují výstup úměrný zrychlení, vibracím a otřesům. Jsou namontovány na desce plošných spojů pevného disku (HDD) pro měření vnějších vibrací, kterým je disk vystaven, jako jsou ventilátory, akustické přerušení a vibrace racku. První je deska plošných spojů z HDD stolního počítače, což je poměrně standardní konstrukce desky.
Nyní porovnejte s deskou plošných spojů Enterprise NAS, která obsahuje RV senzory, které jsou zakroužkovány červeně. Senzory jsou schopny dynamicky měřit vnější síly a poskytovat disku data, která lze použít ke korekci a kompenzaci změn prostředí. To pomáhá disku udržovat převodník disku (zapisovací/čtecí jednotku) nad požadovaným místem/stopou. Čistým přínosem tohoto přesnějšího polohování je snížená potřeba dalších kroků obnovy a zachování propustnosti. To je zásadní pro disky Enterprise NAS, které mají vyšší rychlost vřetena a jsou nasazeny v kriticky důležitějších obchodních scénářích.
Magnety kmitací cívky (VCM)
VCM je elektromechanický aktuátor, který je primárním prostředkem pro pohyb zapisovacího/čtecího prvku po rotujícím povrchu disku (z jedné náhodné LBA do druhé) a také pro řízení zapisovacího/čtecího zařízení nad požadovaným místem (datová stopa). Konstrukce vinutí cívky a volba síly magnetu určují akcelerační schopnost motoru kmitací cívky a následně definují nejrychlejší dobu pohybu. Silnější konstrukce VCM (zahrnující specifickou tloušťku/závity cívky a sílu použitých magnetů) má potenciál poskytnout vyšší zrychlení a rychlejší časy pohybu, a tím i zvýšený výkon (náhodné IOPS). Disky Desktop a NAS používají standardní konstrukci VCM, zatímco disky Enterprise NAS používají mnohem větší magnet, jak je znázorněno níže. Disk Desktop je vlevo, disk Enterprise vpravo. Všimněte si také robustnějších desek VCM u disku Enterprise spolu s většími tlumicími deskami ramen, které nesou hlavy.
Seagate Acu_Trac
Mikroaktuátor je sekundární aktuátor, který pracuje ve shodě s VCM a zajišťuje ještě vyšší úroveň sledování, aby robustně udržoval zapisovací/čtecí prvek na velmi přesném místě. Mikroaktuace v pevných discích se obvykle dosahuje pomocí piezoelektrického motoru, který dokáže zapisovací/čtecí prvek rychle pohybovat (vyšší šířka pásma) po omezenou vzdálenost. Většinu pohybu provádí VCM, zatímco jemnější chyby sleduje mikroaktuátor, což umožňuje umístit datové stopy ještě blíže k sobě a dosáhnout vyšší plošné hustoty. Takový systém zahrnující 2 aktuátory pracující společně se nazývá dvoustupňový aktuátor a poskytuje výhody vyšší přesnosti sledování, zlepšených časů pohybu (lepší výkon usazení) a umožňuje větší šířku pásma pro potlačení rušení.
Vysoce výkonné hlavy
Disky NAS i Enterprise NAS používají vysoce výkonné hlavy ve srovnání se standardní hlavou ve stolních počítačích. Vysoce výkonné hlavy mají užší fyzikální rozměry a vyšší poměr signálu k šumu. To je výhodné pro zákazníka, protože umožňuje vyšší rezervu proti závažným chybám při dlouhodobém provozu než u komponent s nižší rezervou. Tuto zvýšenou rezervu lze využít ke zvýšení odolnosti vůči různým namáháním, jako jsou vysoké provozní teploty, prostředí s vysokými vibracemi a vysoké/konstantní pracovní zatížení. Tyto tři body jsou pro disky NAS kritické a kvalita hlav dramaticky mění to, čeho je disk NAS schopen z hlediska spolehlivosti (MTBF, hodnocení pracovního zatížení, využití z tabulky výše). Umožněním provozu s větším „nevyužitým“ prostorem mezi stopami a také spuštěním životnosti disku s mnohem menším využitím schopnosti zotavení z chyb, která je vlastní elektronice a kódu disku, by takový disk měl delší životnost a vyšší výkon, protože je méně závislý na zotavení z chyb. Trvalá datová rychlost je udržována na vyšší úrovni, protože disky dokáží mnohem efektivněji absorbovat vnější události s větším prostorem mezi stopami.
Závěr
Při výběru NAS musí uživatelé projít všechny možné dodavatele a modely u každého dodavatele, aby si vybrali NAS, který nejlépe vyhovuje jejich potřebám. Po všech problémech s výběrem správného zařízení se správnými funkcemi musí uživatelé vybrat správné disky. I když stolní disky bývají levnější, jejich použití v NAS má několik nevýhod. Samotné disky nejsou určeny pro neustálé používání. Jakmile je disk vložen do NAS, bude stárnout mnohem rychleji a opotřebovávat se mnohem rychleji než v počítači. Pevné disky specifické pro NAS mají vyšší tolerance, což je nutnost u disku, který může potenciálně běžet neustále vedle několika dalších disků, které jsou také spuštěny. Firmware dodávaný s disky se také liší, stolní počítače jsou optimalizovány pro použití na stolním počítači a NAS je optimalizován pro neustálý přístup. Firmware disku NAS je také vyladěn pro RAID a doby obnovy, u disku NAS se uživatelé setkají s mnohem rychlejšími obnovami. A konečně, samotné diskové desky jsou v různých typech disků z různých tříd. Disk NAS (zejména podnikový disk NAS) bude mít mnohem vyšší pracovní zatížení, a proto bude potřebovat zcela jiný typ diskové desky.
Nakonec je rozhodnutí o typu disku, který se použije v čemkoli, od malého dvoušachtového NAS až po rackové systémy, naprosto zásadní pro ochranu a integritu dat. U malých NAS systémů poskytuje standardní NAS disk koncovému uživateli jednoznačně dostatečnou výhodu, takže cenový rozdíl je ve srovnání s celkovými náklady na vlastnictví disku pro stolní počítače nepatrný. V malých a středních podnicích nebo korporacích, kde se používá rackový NAS, jsou rozdíly ještě výraznější a používání levných disků prakticky zaručeně způsobí problémy. Nakonec, prodejci pevných disků odvádějí dobrou práci a poskytují nám možnosti na základě zamýšlené pracovní zátěže. Udělejte pro svá data správnou věc a kupte si pro daný úkol správný disk.
Pevné disky NAS na Amazonu
Amazon