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SATA im Unternehmen – Eine 500-GB-Laufwerksübersicht

Privatkunden






Der Enterprise-Storage-Markt entwickelt sich weiterhin in Richtung eines neuen Paradigmas. In der Vergangenheit wurden Hochleistungsanwendungen durch Arrays von 15,000-U/min-Laufwerken bedient, während 10,000-U/min-Einheiten weiterhin als Arbeitseinheiten für weniger intensive Echtzeitanwendungen dienten.

Wie immer sind die Kosten ein Schlüsselfaktor, der Veränderungen vorantreibt. Zusätzlich zum Preis der Laufwerke selbst müssen auch Ausgaben für Gehäuse, Stromversorgung und Kühlanordnungen berücksichtigt werden. Infolgedessen geht die Branche zu einem stärker getrennten Ansatz über, bei dem leistungsstarke 15,000-U/min-Geräte Daten verarbeiten, bei denen die Abrufgeschwindigkeit von größter Bedeutung ist, während langsamere, aber größere und kostengünstigere 7200-U/min-Laufwerke den Großteil der Daten dort speichern, wo die Abrufgeschwindigkeit von größter Bedeutung ist Ein gemächlicheres Abrufen hat keinen wesentlichen Einfluss auf die Produktivität.

Dank der Interoperabilität des neueren SAS-Standards sind SATA-Laufwerke ins Rampenlicht gerückt. Da sie sich problemlos in die serielle SCSI-Infrastruktur integrieren lassen, erfreuen sich SATA-Laufwerke der Enterprise-Klasse zunehmender Aufmerksamkeit der drei großen amerikanischen Laufwerkshersteller.

Seagate, Maxtor und Western Digital sind alle mit SATA-Geräten, die speziell auf den Unternehmenssektor abgestimmt sind, in den Kampf eingestiegen. Diese differenzierten Modelle basieren zwar auf SATA-Designs der Consumer-Klasse, werden jedoch unter unterschiedlichen Arbeitslasten getestet, verfügen häufig über längere Einbrennzyklen im Werk, sind für längere mittlere Fehlerzeiten ausgelegt und werden durch eine eher geschäftsorientierte 5-Jahres-Garantie abgesichert.








Werfen wir einen genaueren Blick auf drei 500-Gigabyte-Einheiten, die eindeutig darauf abzielen, den aufstrebenden Nearline-Unternehmenssektor zu erobern, in dem Kosten und Kapazität und nicht reine IOps den Markt bestimmen.






















Oben auf der Fahrt



Maxtor MaXLine Pro

  • 3.0 Gbit/s mit NCQ

  • 125 GB/Platte

  • 8.5 Millisekunden Suchzeit

  • 16-Megabyte-Puffer

  • Nur 15-polige Stromversorgung

  • 5 Jahre Garantie






Maxtors lang erwartetes Update für die 300 GB MaXLine III, die MaXLine Pro
stellt eine ehrgeizige Überarbeitung gegenüber seinem Vorgänger dar … das behauptet das Unternehmen
Bei der Suche nach Möglichkeiten zur Verbesserung des älteren Designs wurde nichts unversucht gelassen.


Niedrigster Echtzeitpreis:





Oben auf der Fahrt



Seagate Barracuda NL35.2

  • 3.0 Gbit/s mit NCQ

  • 125 GB/Platte

  • 8.0 Millisekunden Suchzeit

  • 16-Megabyte-Puffer

  • Nur 15-polige Stromversorgung

  • 5 Jahre Garantie






Das erste unternehmensorientierte 500-GB-Angebot auf dem Markt, der NL35.2
stellt ein evolutionäres Upgrade gegenüber dem ursprünglichen 400 GB NL35.1 dar. Seagates
Der Name bleibt eine Art Goldstandard, mit dem die Konkurrenz verglichen wird.


Niedrigster Echtzeitpreis:





Oben auf der Fahrt



WD RE2 WD5000YS

  • 3.0 Gbit/s mit NCQ

  • 125 GB/Platte

  • 8.9 Millisekunden Suchzeit

  • 16-Megabyte-Puffer

  • 4- und 15-polige Stromversorgung

  • 5 Jahre Garantie






Der RE2 ist ein Produkt der kontinuierlichen Konsolidierung der Enterprise-Angebote von WD
WD5000YS erhöht die Kapazität des Vorgängermodells WD4000YR um 25 %. Es ist
außerdem das erste serverorientierte Design von WD mit der neueren Geschwindigkeit von 3 GB/Sek
Übertragungsrate.


Niedrigster Echtzeitpreis:




Wie immer wurden die Tests dieser drei Konkurrenten mit der Testbed4-Messsuite von StorageReview durchgeführt. NCQ blieb für alle Tests aktiviert, obwohl gegen Ende des Tests möglicherweise Zahlen zum Vergleich der Leistung mit aktiviertem und deaktiviertem NCQ zu finden sind. Kommen wir zu den Zahlen!







Zugriffszeit und Übertragungsrate

Nur zu Diagnosezwecken misst StorageReview die folgenden Low-Level-Parameter:

Durchschnittliche Lesezugriffszeit – Mittels 25,000 zufälliger Lesezugriffe auf jeweils einen Sektor, durchgeführt mit der AnalyzeDisk-Suite von IPEAK SPT. Die hohe Stichprobengröße ermöglicht eine deutlich genauere Messung als die meisten üblichen Benchmarks und liefert einen hervorragenden Wert, mit dem sich die von den Herstellern angegebene Zugriffszeit (angegebene Suchzeit + durchschnittliche Rotationslatenz der Laufwerksspindel) vergleichen lässt.

Durchschnittliche Schreibzugriffszeit – Mittels 25,000 zufälliger Schreibzugriffe auf jeweils einen Sektor, durchgeführt mit der AnalyzeDisk-Suite von IPEAK SPT. Die hohe Stichprobengröße ermöglicht eine deutlich genauere Messung als die meisten üblichen Benchmarks. Aufgrund unterschiedlicher Lese- und Schreibkopftechnologien dauern Suchvorgänge mit Schreibzugriffen im Allgemeinen länger als Lesezugriffe.

WB99-Datenträger-/Leseübertragungsrate – Beginn – Die sequentielle Übertragungsrate, die von den äußersten Zonen der Festplatte erreicht wird. Der Wert stellt typischerweise die höchste dauerhafte Übertragungsrate dar, die ein Laufwerk liefert.

WB99-Datenträger-/Leseübertragungsrate – Ende – Die sequentielle Übertragungsrate, die von den innersten Zonen der Festplatte erreicht wird. Der Wert stellt typischerweise die niedrigste dauerhafte Übertragungsrate dar, die ein Laufwerk liefert.

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In einem interessanten Ergebnis erzielen alle drei 500-Gigabyte-Konkurrenten identische zufällige Lesezugriffszeiten von 13.8 Millisekunden. Unter Berücksichtigung der Rotationslatenz von 4.2 ms einer Spindel mit 7200 U/min ergibt sich für die Einheiten eine gemessene Suchzeit von 9.6 ms. WD gibt für den RE8.9 eine Suchzeit von 2 ms an und verfehlt damit seine Marke um 0.7 ms. Maxtor und Seagate bleiben bei ihren immer ehrgeizigeren Ansprüchen von 8.5 ms bzw. 8.0 ms und verfehlen damit deutlich mehr. Es ist jedoch zu beachten, dass alle drei neueren Geräte bei den Zufallslesewerten hinter den Laufwerken der vorherigen Generation zurückbleiben. Beim Schreiben von Partituren schafft es das MaXLine Pro, die Nase vorn zu haben. Der NL35.2 scheint, ähnlich wie der ältere MaXLine III, nach jedem Schreibvorgang einer zusätzlichen Leseüberprüfung zu unterzogen und liefert daher ein eher schleppendes Ergebnis.

Der 500-GB-RE2 ist führend, wenn es um sequentielle Übertragungsraten geht. Sein Außenzonenwert von 73.8 MB/s verbessert den Wert des Vorgängers um satte 14 %, wie man es bei einem Wechsel von 100-GB- auf 125-GB-Platten erwarten würde. Die Produktpalette von Maxtor zeigt auch Fortschritte, da die neueren Laufwerke in den Bereich von 70 MB/s vordringen. Die Seagate NL35.2 liegt jedoch mit nur 63.6 MB/Sek. hinter der Gruppe zurück. Während ein Rückgang der Übertragungsraten zwischen dem NL35.2 und seinem Vorgänger angesichts der geringeren Plattendichte (125 GB gegenüber 133 GB) des neueren Laufwerks nicht überraschend ist, bleibt es dennoch enttäuschend, dass das Angebot von Seagate nicht mit der Konkurrenz mit 125 GB/Platte mithalten kann .


Etwas Perspektive

Es ist wichtig zu bedenken, dass Suchzeit- und Übertragungsratenmessungen meist diagnostischer Natur sind und keine eigentlichen Messungen der „Leistung“ an sich. Die Beurteilung dieser beiden Spezifikationen ähnelt der Durchführung eines Prozessor-Benchmarks, der bestätigt: „Ja, dieser Prozessor läuft tatsächlich mit 2.4 GHz und verfügt tatsächlich über einen 400-MHz-FSB.“ Viele zusätzliche Faktoren sorgen zusammen für eine Gesamtleistung der Festplatte auf hohem Niveau, die über diese beiden leicht messbaren, aber weitgehend irrelevanten Kennzahlen hinausgeht. Letztendlich sollten Laufwerke, wie alle anderen PC-Komponenten auch, anhand der Leistung auf Anwendungsebene bewertet werden. Genau das werden wir auf den nächsten Seiten tun. Weiter lesen!









Einzelbenutzerleistung


StorageReview verwendet die folgenden Tests, um die Nicht-Server-Nutzung zu bewerten:

StorageReview.com Office DriveMark 2006 – Eine Aufzeichnung der VeriTest Business Winstone 2004 Suite. Die Anwendungen umfassen Microsoft Office XP (Word, Excel, Access, Outlook und Project), Internet Explorer 6.0, Symantec Antivirus 2002 und Winzip 9.0, die in einem leicht multitaskingfähigen Modus ausgeführt wurden.

StorageReview.com High-End DriveMark 2006 – Eine Aufzeichnung der VeriTest Multimedia Content Creation Winstone 2004 Suite. Die Anwendungen umfassen Adobe Photoshop v7.01, Adobe Premiere v6.5, Macromedia Director MX v9.0, Macromedia Dreamweaver MX v6.1, Microsoft Windows Media Encoder 9.0, Newtek Lightwave 3D 7.5b und Steinberg Wavelab 4.0f, die in einem leicht multitaskingfähigen Modus ausgeführt wurden.

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Bei der Ausführung von Aufgaben des SR Office DriveMark 2 weist die RE2006-Serie leichte Rückschritte auf und liegt mit einem Wert von 400 I/Os pro Sekunde 3 % hinter der älteren 763-GB-Festplatte zurück. Es reicht jedoch aus, den MaXLine Pro um 5 % zu übertreffen. Das neuere Laufwerk von Maxtor schneidet im Office DriveMark genauso ab wie das ältere Gerät. Das Schlusslicht bildet die NL35-Familie. Während der Office DriveMark der zweiten Generation mit 508 IOps den Wert des Originallaufwerks um 6 % verbessert, liegt es dennoch um satte 43 % hinter dem MaXLine Pro zurück.

Alle drei 500-Gigabyte-Geräte schneiden im SR High-End DriveMark 2006 ziemlich ähnlich ab. Hier ist es das Maxtor-Laufwerk, das das Trio mit 543 I/Os pro Sekunde anführt. In einer deutlichen Kehrtwende nach der dürftigen Leistung im Office DriveMark schiebt sich das NL35.2 an das Laufwerk von WD vorbei und belegt den zweiten Platz im 500-GB-Paket. Alle drei Einheiten liegen jedoch um mindestens 400 % hinter dem älteren 2-GB-RE8 von WD zurück.






Spieleleistung

Drei deutlich unterschiedliche Unterhaltungstitel beleuchten die Spieleleistung in der Testsuite von StorageReview.

FarCry, ein Ego-Shooter, ist nach wie vor für seine langen Kartenladevorgänge beim Levelwechsel berüchtigt.

Obwohl die Sims 2 oft als „Menschensimulator“ bezeichnet werden, handelt es sich im Kern um ein Strategiespiel, bei dem beim Laden von Häusern und Grundstücken viel Zeit für den Zugriff auf die Festplatte aufgewendet wird.

Schließlich stellt World of Warcraft den Rollenspiel-Eintrag des Testbeds dar; Es gibt Festplattenzugriffe beim Wechseln von Kontinenten/Dungeons sowie beim Laden neuer Texturen in den RAM im laufenden Betrieb.

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Ironischerweise beginnen die neueren 500-Gigabyte-Geräte gerade beim Ausführen von Spielen und Anwendungen, für die diese Laufwerke der Enterprise-Klasse kaum vermarktet werden, ihren Vorgängern einen Vorsprung zu verschaffen.

Der 500-GB-RE2 übertrifft das ältere 400-GB-Gerät von WD bei der Wiedergabe des Farcry-Laufwerkzugriffsskripts von SR mit einem Ergebnis von 6 IOps um 704 %. MaXLine Pro und NL35.2 sind im Vergleich zu ihren Vorgängern ebenfalls besser.

Eine Verbesserung von 6 % gegenüber der Marke des MaXLine III bringt das MaXLine Pro in unserem Sims 2-Disk-Trace an die Spitze der Charts. Das neuere Laufwerk von WD gerät dagegen im Vergleich zum RE2 400 erneut ins Straucheln. Seagate erkämpft sich eine leichte Verbesserung zum unteren Ende der Tabelle.

Wenn es um das allseits beliebte World of Warcraft geht, liegt die neueste Version von WD mit 592 I/Os pro Sekunde erneut an der Spitze der Charts. Der NL35.2 kämpft sich mit entsprechenden 535 IOps wieder in die Mitte der Tabelle vor, während der MaXLine Pro mit 503 IOps am Schlusslicht landet.







Mehrbenutzerleistung

Im Gegensatz zu Einzelbenutzermaschinen (sei es ein Desktop oder eine Workstation) unterliegen Server einem höchst zufälligen, nicht lokalisierten Zugriff. StorageReview simuliert diese Mehrbenutzerlasten mithilfe von IOMeter. Das IOMeter File Server-Muster gleicht die Mehrheit der Lesevorgänge und die Minderheit der Schreibvorgänge aus, die sich über Anforderungen unterschiedlicher Größe erstrecken.

IOMeter ermöglicht außerdem vom Benutzer konfigurierbare Laststufen, indem es Warteschlangenstufen (ausstehende E/As) einer bestimmten Tiefe beibehält. Unsere Tests beginnen mit dem Dateiservermuster mit einer Tiefe von 1 und verdoppeln sich kontinuierlich, bis die Tiefe 128 ausstehende E/As erreicht.

Laufwerke mit Befehlswarteschlangenfunktionen werden immer mit aktivierten Funktionen getestet. Im Gegensatz zu Einzelbenutzermustern profitieren Mehrbenutzerlasten immer dann, wenn Anforderungen für einen effizienteren Abruf neu angeordnet werden.

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Obwohl sie über eine SATA-Schnittstelle verfügen, bleiben Mehrbenutzer-/Server-Workloads dennoch die Daseinsberechtigung dieser Laufwerke der Enterprise-Klasse. Bei jeder Art von Parallelität genießt der 500-GB-RE2 von WD einen konstanten Vorsprung vor der Konkurrenz. Das neuere Gerät baut gut auf den Werten des älteren 400-GB-Laufwerks auf, Noten, die bereits bei 7200-U/min-Laufwerken an der Spitze standen.

Der MaXLine Pro bietet bei niedrigeren (praktisch sinnvollen) Warteschlangentiefen eine etwas bessere Leistung als sein Vorgänger, schwächelt jedoch etwas, wenn die Parallelität 16 oder mehr erreicht. Das neuere Laufwerk von Seagate liefert mehr oder weniger die gleiche Leistung wie das ursprüngliche NL35, rutscht jedoch bei starker Belastung etwas durch.






Geräusch- und Leistungsmessungen

Leerlaufgeräusch – Der vom Laufwerk abgegebene Schalldruck, gemessen in 3 Millimetern Entfernung. Die Nahfeldmessung ermöglicht eine höhere Auflösung der Schalldruckpegel des Laufwerks und eliminiert Störungen durch Umgebungsgeräusche. Obwohl es sich um einen A-bewerteten Dezibelwert handelt, der Frequenzen entsprechend der menschlichen Hörempfindlichkeit gewichtet, bedeutet ein niedriger Wert nicht zwangsläufig, dass das Laufwerk ein hohes, als störend empfundenes Pfeifen erzeugt. Umgekehrt bedeutet ein hoher Wert nicht zwangsläufig, dass das Laufwerk ein störendes Geräuschprofil aufweist.

Betriebsverlustleistung – Die vom Laufwerk verbrauchte Leistung, gemessen im Leerlauf und bei vollständig zufälligen Zugriffen. Im relativ geschlossenen Gehäuse eines Computers korreliert die Verlustleistung stark mit der Laufwerkstemperatur. Je höher der Stromverbrauch des Laufwerks, desto größer der Einfluss auf die Innentemperatur des Gehäuses.

Anlauf- (Spitzen-) Verlustleistung – Die maximale Verlustleistung eines Laufwerks beim ersten Anlauf. Dieser Wert ist relevant, wenn ein System eine große Anzahl von Laufwerken enthält. Obwohl die meisten Controller über eine Logik verfügen, die den Anlauf einzelner Laufwerke zeitlich versetzt steuern kann, kann die maximale Verlustleistung bei sehr großen Arrays oder wenn ein gestaffelter Start nicht möglich ist, dennoch problematisch sein. Im Allgemeinen erreichen Laufwerke ihre maximale Leistungsaufnahme zu unterschiedlichen Zeitpunkten auf der 5-V- und der 12-V-Schiene. Die maximale Verlustleistung auf der 12-V-Schiene tritt üblicherweise während des Anlaufs auf. Die maximale Verlustleistung auf der 5-V-Schiene wird hingegen üblicherweise bei der Initialisierung des Aktuators erreicht.

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Die 500-GB-RE2 von WD dämpft die Geräuschentwicklung des Vorgängers deutlich. Mit nur 39.5 A-gewichteten Dezibel im Leerlauf gehört das Laufwerk zu den leisesten, die wir je objektiv gemessen haben. Der NL35.2 von Seagate ist auch eine Verbesserung gegenüber dem älteren Gerät des Unternehmens. Lediglich Maxtor gibt leicht nach, wobei das neuere MaXLine Pro einen relativ hohen Wert von 44.1 d/BA erreicht.

Subjektiv gesehen haben die NL35.2- und 500-GB-RE2-Geräte einen ähnlich langweiligen, gedämpften Charakter. Die Suchvorgänge des MaXLine Pro sind nur geringfügig substanzieller als die der beiden anderen Laufwerke. Alle sind natürlich um einige Stufen leiser als die typische SCSI-Disc mit 10,000 U/min.

Von den 500-Gigabyte-Geräten liefert das WD-Laufwerk mit 8.6 Watt im Leerlauf die niedrigste Betriebsverlustleistung. Dieser Wert ist etwas höher als der des Vorgängers (8.4 Watt) sowie des ursprünglichen NL35.1 von Seagate. MaXLine Pro und Nl35.2 wiegen jeweils 9.0 Watt und 9.4 Watt.

Bei einer 100-prozentigen Suchaktivität vergrößern sich die Margen jedoch. Hier glänzt der 500-GB-RE2 mit einem Stromverbrauch von nur 10.6 Watt, dem sparsamsten Stromverbrauch aller 400- oder 500-GB-Geräte. Der NL35.2 kommt auf 13.4 Watt und verbraucht damit deutlich mehr Strom als sein Vorgänger. Der MaXLine Pro liegt mit einer Verlustleistung von 14.5 Watt an der Spitze der Tabelle.

Alle neueren 500-GB-Geräte verbrauchen beim Hochfahren aus dem ausgeschalteten Zustand deutlich mehr Strom. Auch bei den größeren Festplatten liegt das 500-GB-Laufwerk von WD an der Spitze. Der RE2 500 kann jedoch nicht ganz mit der Punktzahl seines Vorgängers und auch nicht mit der des älteren MaXLine III mit drei Platten mithalten. Maxtors neueres MaXLine Pro verbraucht jedoch satte 10 Watt mehr als das III, während das NL35.2 mit einer kräftigen Spin-up-Stromaufnahme das Schlusslicht bildet.






Wie wirkt sich NCQ auf die Leistung aus?

StorageReview hat herausgefunden, dass frühere NCQ-Implementierungen im Allgemeinen zu leichten allgemeinen Leistungseinbußen bei Einzelbenutzeranwendungen geführt haben. Eine bemerkenswerte Ausnahme war Maxtors MaXLine III. Als eines der ersten Laufwerke mit NCQ schnitt das MaXLine III tendenziell etwas besser ab, wenn NCQ aktiviert war.

Diese Trends setzen sich auch bei den aktuellen 500-Gigabyte-Geräten fort. Während die Seagate NL35.2 und die WD RE2 500 bei Einzelbenutzerbewertungen mit aktiviertem NCQ leichte Einbußen erleiden, erfreut sich die Maxtor MaXLine Pro geringfügiger Steigerungen.











Wie immer glänzt die Neuordnung von Befehlen im Mehrbenutzerbereich. Wenn NCQ deaktiviert ist, zeigen alle drei Laufwerke mit zunehmender Parallelität überhaupt keinen Anstieg der IOps.






Fazit

Mit höchster Leistung, den umweltfreundlichsten Messungen und dem niedrigsten Preis ist das RE2 WD5000YS von WD ein überzeugendes Argument als Laufwerk der Wahl, wenn es um geräumige 500-GB-SATA-Laufwerke geht, die für Unternehmensanforderungen gedacht sind, die nicht die höchsten Direktzugriffsgeschwindigkeiten erfordern.

Der WD5000YS baut auf der Spitzenleistung seines Vorgängers auf und schafft es gleichzeitig, sowohl die Schallleistung als auch den Stromverbrauch bei Aktivitäten deutlich zu reduzieren. Der Hersteller argumentiert, dass letzterer Punkt besonders wichtig sei; Ein Laufwerk, das weniger Strom verbraucht, senkt die Stromrechnung, erfordert weniger Kühlung und ist weniger Belastungen ausgesetzt, was vermutlich die Lebensdauer des Laufwerks erhöht.

Die Seagate NL35.2 bietet zwar eine angemessene Multi-User-Leistung, hat aber einen hohen Preis und kann daher nicht mit dem Angebot von WD mithalten, wenn es um IOps pro Dollar geht. Das Laufwerk genießt jedoch den Namen Seagate und kann auf eine großartige Erfolgsbilanz zurückblicken, wenn man die neuesten SATA-Barracuda-Laufwerke als Indiz dafür heranzieht.

Maxtors MaXLine Pro baut endlich auf dem in die Jahre gekommenen 300-GB-Design des ursprünglichen MaXLine III auf. Aus Leistungssicht bietet der Pro jedoch ungefähr die gleiche Leistung wie der III, verursacht jedoch mehr Lärm und verbraucht mehr Leistung.

 
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