A partire dal 2012, i fornitori di dischi rigidi hanno preso sul serio la produzione di dischi rigidi specifici per il servizio. Con la crescita delle categorie NAS, di sorveglianza e basate su cloud che si allineano bene con la massiccia esplosione di dati, i problemi legati all'archiviazione di grandi quantità di dati in modo economicamente vantaggioso sono diventati reali per tutti, dai privati alle grandi aziende. Non sorprende quindi che i fornitori di dischi rigidi abbiano sfruttato questa tendenza quando hanno rilasciato dischi rigidi specifici per NAS. Cos'è un disco rigido NAS e cosa lo rende speciale? Facciamo qui un approfondimento tecnico più approfondito per demistificare la tecnologia sottolineando i vantaggi delle unità NAS e i rischi derivanti dall'utilizzo dei tradizionali dischi rigidi desktop in un ambiente NAS.
È un po' ironico che, quando si tratta di proteggere i nostri dati, a volte prendiamo decisioni basate sui costi invece di selezionare il prodotto giusto per il lavoro da svolgere. Questo è il caso soprattutto della categoria dei NAS di piccole dimensioni (8 o meno alloggiamenti), dove ancora oggi alcuni famosi fornitori di NAS inseriscono nei propri sistemi gli HDD dal costo più basso. I dati dei principali fornitori di NAS indicano che la stragrande maggioranza dei piccoli sistemi NAS viene venduta nuda. Stando così le cose, per oltre la metà dei sistemi in uso, l'utente finale o il suo consulente seleziona i dischi rigidi da inserire. Sulla base dei dati che abbiamo visto da Synology, QNAP e altri, vengono prese molte decisioni sbagliate.
Molti utenti finali semplificano eccessivamente il problema scegliendo l'unità solo in base al costo e molti fornitori non hanno fornito informazioni aggiuntive oltre al gergo del marketing. Hanno parlato di firmware speciale e hanno fatto allusione alla "sintonizzazione NAS" nelle unità, ma i dettagli tecnici sono stati in gran parte offuscati. C'è anche una certa sfiducia tra alcuni consumatori sul fatto che il disco rigido NAS sia davvero migliore o meno della categoria di unità ecologiche a basso costo. Per superare tutto questo, abbiamo collaborato con Seagate per andare oltre la scheda tecnica e arrivare al nocciolo di ciò che rende speciale un'unità NAS e perché sono l'unica risposta giusta alla domanda su quali HDD dovrebbero risiedere in un NAS .
Per iniziare, è interessante notare che i tassi di richiesta di garanzia in confronto non sono molto elevati. Dati recenti di Warranty Week suggeriscono che gli HDD, almeno di Seagate e WD, hanno una percentuale inferiore di costi di richiesta di risarcimento rispetto ai prodotti Apple. Per chiunque abbia perso un'unità, questo non è molto rassicurante, ma resta il fatto che gli HDD sono una tecnologia abbastanza consolidata a questo punto e non muoiono così spesso. Detto questo, Synology, ad esempio, sarebbe la prima a dirti che un gran numero delle loro chiamate di supporto riguardano situazioni in cui gli HDD desktop sono stati utilizzati nel loro prodotto, nonostante i loro migliori sforzi di formazione sull'argomento. Anche se i consumatori e gli integratori di sistema potrebbero non sapere o non preoccuparsi molto dei sensori per camper, dei morsetti per disco e della rigidità strutturale della piastra di base, dovrebbero farlo ed ecco perché.
Ogni disco rigido è composto da circa 30 componenti, a seconda delle dimensioni dell'unità. Questi componenti lavorano in sinergia per offrire all'utente un'esperienza eccezionale che solitamente dura oltre la garanzia dell'unità. Tuttavia, il modo in cui questi componenti vengono assemblati e la specificità per cui vengono selezionati determinano le capacità dell'unità. Ai fini di questo articolo, esamineremo le linee di prodotti desktop, NAS e NAS aziendali per illustrare meglio le differenze tra ciascuna e per evidenziare dove ha senso il passaggio alle unità NAS aziendali.
| HDD desktop | Disco rigido del NAS | HDD NAS aziendale | |
|---|---|---|---|
| L’affidabilità | MTBF di 750 ore | MTBF di 1 milione di ore | MTBF di 1.2 milione di ore |
| Indice di carico di lavoro* | 55TB | 180TB | 300TB |
| Impiego | 8 x 5 | 24 x 7 | 24 x 7 |
| Utilizzo per fattore di forma | 1-2 unità | 1-8 unità/alloggi | 1-16 unità/alloggi |
| Il motore | Fondo attaccato | Fondo attaccato | Superiore e inferiore attaccato |
| Vibrazione rotazionale** | 5 | 5 | 12.5 |
| Controllo dell'equilibrio | Bilanciamento disco/motore di base | Equilibrio su doppio piano | NA |
| Vibration Control | NA | NA | Sensori RVFF |
| RPM | 5900 | 5900 | 7200 |
| Piastra di base | Standard | Standard | Rigidità strutturale |
| Copertura superiore attaccata | Nodo | Nodo | Si |
| Magneti a bobina mobile | Standard | Standard | Alta densità di flusso |
| Seagate Acu_trac | Non standard | Si | Sì, avanzato |
| Morsetti per dischi | +Ponderato | +Ponderato | Superiore e inferiore attaccato |
| Teste | Standard | Cookie di prestazione | Cookie di prestazione |
| Dischi | Standard | Cookie di prestazione | Cookie di prestazione |
| Sensori di umidità | Nodo | Nodo | Si |
| Tecnologia adattiva dell'altezza di volo. | Si | Si | Si |
| Firmware | Desktop di base | Ottimizzato per NAS | Ottimizzato per NAS |
*Il limite medio del tasso di carico di lavoro annualizzato è espresso in unità di TB all'anno o TB per 8760 ore di accensione. Limite della velocità del carico di lavoro = TB trasferiti x (8760/ore di accensione registrate).
**Vibrazione rotazione RV 1500 Radianti/sec^2
Chiaramente la tabella sopra evidenzia alcune differenze chiave tra le unità desktop standard, le unità NAS e le unità NAS aziendali. I dati mostrano di per sé un argomento piuttosto convincente, semplicemente esaminando l’MTBF, la valutazione del carico di lavoro e i tempi del ciclo di lavoro previsti per ciascun prodotto. Ciò che è un po' più difficile da capire a volte, però, è il resto delle specifiche. A tal fine abbiamo smontato uno di ciascuna classe di unità per trovare prove fotografiche per mostrare le differenze tra le unità, ove possibile.
Design motore/mandrino/involucro
Sia le unità desktop che quelle NAS utilizzano un design del motore collegato alla parte inferiore. Le unità NAS aziendali, tuttavia, utilizzano un design con doppio collegamento superiore e inferiore. Di conseguenza, le unità aziendali ottengono alcuni vantaggi. Il perno è tenuto più saldamente all'estremità inferiore grazie ad un inserimento a pressione diretta nella base e all'estremità superiore da una vite nel coperchio superiore. Nell'immagine sotto l'unità Desktop è a sinistra e un'unità aziendale a destra. Notare la vite extra nel coperchio a destra, questo è l'attacco superiore che contribuisce alla stabilità dell'unità.
Supportando l'albero del mandrino su entrambe le estremità, la risposta radiale del pacco dischi è ridotta del 50% rispetto a un motore a sbalzo che è supportato solo all'estremità inferiore. Un'unità con motore di fissaggio del coperchio superiore avrà un vantaggio sostanziale in un ambiente ad alte vibrazioni, come gli array NAS montati su rack, da qui la raccomandazione di utilizzare il NAS aziendale in sistemi più grandi rispetto alle unità NAS standard. Degne di nota sono anche le piastre di derivazione del disco nell'unità enterprise, che riducono i disturbi dell'aria tra i piatti per una maggiore affidabilità.
I sistemi di cuscinetti dei motori si sono evoluti per essere molto robusti. Poiché la geometria del motore diventa più complessa, sono state aggiunte ulteriori caratteristiche ai cuscinetti per renderli più tolleranti alle variazioni di produzione. I cuscinetti dei motori degli azionamenti Enterprise sono "autospurganti", il che significa che se si formano delle bolle, queste vengono espulse. In genere includono anche tenute centrifughe che supportano grandi serbatoi di olio, offrendo loro un vantaggio in ambienti ad alta temperatura. Infine, le unità NAS aziendali possono supportare carichi di pacchetti molto elevati. Ciò è dovuto alla rigidità strutturale relativamente elevata rispetto ai motori a sbalzo.
Sensori di vibrazione rotazionale (RV).
I sensori RV sono accelerometri che forniscono un'uscita proporzionale all'accelerazione, alle vibrazioni e agli urti. Montato sul PCBA dell'HDD per misurare le vibrazioni esterne a cui è soggetta l'unità, come ventole, interruzioni acustiche e vibrazioni del rack. Il primo è il PCB di un HDD desktop che è un design della scheda piuttosto standard.
Ora confrontalo con un PCB NAS aziendale che include i sensori RV cerchiati in rosso. I sensori sono in grado di misurare le forze esterne in modo dinamico, fornendo dati all'unità che possono essere utilizzati per correggere e compensare i cambiamenti ambientali. Ciò aiuta l'azionamento a mantenere il trasduttore dell'azionamento (scrittore/lettore) sulla posizione/traccia desiderata. Il vantaggio netto di questo posizionamento più accurato significa una minore necessità di passaggi di ripristino aggiuntivi, mantenendo le prestazioni di throughput. Ciò è vitale per le unità NAS aziendali che hanno una velocità di rotazione più elevata e vengono implementate in scenari più critici per l'azienda.
Magneti a bobina mobile (VCM)
Il VCM è l'attuatore elettromeccanico che costituisce il mezzo principale per spostare l'elemento di scrittura/lettura sulla superficie del disco rotante (da un LBA casuale a un altro), nonché per controllare lo scrittore/lettore su una posizione desiderata (traccia dati) . Il design degli avvolgimenti della bobina e la scelta della forza del magnete regolano la capacità di accelerazione del motore della bobina mobile e, a sua volta, definisce la capacità di movimento più veloce. Un design VCM più potente (che coinvolge un calibro/giri specifici della bobina e la forza dei magneti utilizzati) ha il potenziale per fornire un'accelerazione più elevata e tempi di movimento più rapidi, quindi prestazioni migliori (IOPS casuali). Le unità desktop e NAS utilizzano una build VCM standard mentre le unità NAS aziendali utilizzano un magnete molto più grande, come illustrato di seguito. L'unità Desktop è a sinistra, l'unità Enterprise a destra. Notate anche le piastre VCM più robuste nell'unità aziendale, insieme alle piastre smorzatrici del braccio più grandi che sostengono le testine.
Seagate Acu_Trac
Il micro attuatore è un attuatore secondario che lavora di concerto con il VCM per fornire livelli ancora più elevati di prestazioni di tracciamento per mantenere saldamente l'elemento di scrittura/lettura in una posizione molto precisa. La microattuazione nell'HDD è stata generalmente ottenuta mediante un motore piezoelettrico che può spostare rapidamente l'elemento di scrittura/lettura (larghezza di banda maggiore) su una corsa limitata (distanza). La maggior parte del movimento viene eseguita dal VCM mentre gli errori più fini vengono tracciati dal micro attuatore, consentendo così di posizionare le tracce dei dati ancora più vicine tra loro per ottenere una maggiore densità areale. Un sistema di questo tipo che coinvolge 2 attuatori che lavorano insieme è noto come attuatore a doppio stadio e offre i vantaggi di una maggiore precisione di tracciamento, tempi di movimento migliorati (migliori prestazioni di assestamento) e offre larghezze di banda maggiori per la reiezione dei disturbi.
Teste ad alte prestazioni
Sia le unità NAS che quelle Enterprise NAS utilizzano testine ad alte prestazioni, rispetto a una testina standard nell'unità Desktop. Le testine ad alte prestazioni sono testine con dimensioni fisiche più strette e un rapporto segnale/rumore più elevato. Ciò avvantaggia il cliente poiché consente che il margine per errori gravi nelle operazioni a lungo termine sia più elevato rispetto ai componenti con margine inferiore. Questo margine maggiore può essere utilizzato per aumentare la robustezza a molteplici sollecitazioni come temperature operative elevate, ambienti con vibrazioni elevate e carichi di lavoro elevati/costanti. Questi tre punti sono fondamentali per le unità NAS e la qualità della testina altera drasticamente ciò di cui l'unità NAS è capace in termini di affidabilità (MTBF, valutazione del carico di lavoro, utilizzo dalla tabella sopra). Consentendo il funzionamento con uno spazio "inutilizzato" più ampio tra i binari e avviando la vita utile dell'unità utilizzando molto meno la capacità di ripristino degli errori intrinseca nell'elettronica e nel codice dell'unità, tale unità avrebbe una vita utile più lunga e prestazioni più elevate così come sono. meno dipendente dal ripristino degli errori. La velocità dati sostenuta viene mantenuta a un livello più elevato poiché le unità possono assorbire eventi esterni in modo molto più efficace con spazio aggiuntivo tra le tracce.
Conclusione
Quando scelgono un NAS, gli utenti devono esaminare tutti i possibili fornitori e modelli all'interno di ciascun fornitore per scegliere il NAS adatto alle loro esigenze. Dopo aver affrontato tutti i problemi legati alla selezione del dispositivo appropriato con le funzionalità adeguate, gli utenti devono selezionare le unità adeguate. Sebbene le unità desktop tendano ad essere meno costose, ci sono diversi svantaggi nell'utilizzarle in un NAS. Le unità stesse non sono progettate per un utilizzo costante. Una volta inserita nel NAS, l'unità desktop invecchierà e si usurerà molto più rapidamente rispetto a quanto accadrebbe all'interno di un computer. Gli HDD specifici per NAS hanno tolleranze più elevate, il che è un must per un'unità che potrebbe essere potenzialmente in funzione tutto il tempo accanto a diverse altre unità anch'esse in esecuzione. Anche il firmware fornito con le unità è diverso, il desktop è ottimizzato per l'utilizzo desktop e il NAS è ottimizzato per l'utilizzo ad accesso costante. Il firmware dell'unità NAS è inoltre ottimizzato per RAID e tempi di ricostruzione, con un'unità NAS gli utenti vedranno ricostruzioni molto più rapide. E infine i piatti stessi appartengono a classi diverse nei diversi tipi di unità. Un'unità NAS (in particolare un'unità NAS aziendale) avrà un carico di lavoro molto più elevato e quindi necessiterà di un tipo di piatto completamente diverso.
In fin dei conti, la decisione sul tipo di unità da utilizzare in qualsiasi caso, da un piccolo NAS a 2 alloggiamenti fino ai casi d'uso su scala rack, è assolutamente fondamentale per la protezione e l'integrità dei dati. Per le distribuzioni NAS di piccole dimensioni, l'unità NAS standard offre chiaramente vantaggi sufficienti all'utente finale tanto che la differenza di prezzo è minore rispetto al costo totale di proprietà rispetto a un'unità desktop. Nelle PMI o nelle aziende in cui è in gioco un NAS con montaggio su rack, le differenze sono ancora più evidenti, l'utilizzo di unità a basso costo è praticamente garantito per causare problemi. In fin dei conti, i fornitori di dischi rigidi stanno facendo un buon lavoro fornendoci opzioni in base al carico di lavoro previsto. Fai la cosa giusta per i tuoi dati e acquista l'unità giusta per il lavoro.
HDD NAS su Amazon
Amazon