2012 年以降、ハード ドライブ ベンダーは業務専用のハード ドライブの製造に真剣に取り組み始めました。 NAS、監視、クラウドベースのカテゴリの成長が大規模なデータの爆発と一致しているため、コスト効率の高い方法で大量のデータを保存することに関する悩みは、個人から大企業に至るまでのすべての人にとって現実のものとなりました。ハード ドライブ ベンダーが NAS 専用ハード ドライブをリリースする際にこの傾向を利用したことは驚くべきことではありません。 NAS ハード ドライブとは何ですか?また、NAS ハード ドライブは何が特別なのでしょうか?ここでは、NAS ドライブの利点と、NAS 環境で従来のデスクトップ ハード ドライブを使用するリスクを強調するテクノロジーをわかりやすく説明するために、技術的にさらに深く掘り下げていきます。
データの保護に関して、私たちは業務に適した製品を選択するのではなく、コストに基づいて決定を下してしまうことがあります。特に小型 NAS カテゴリ（8 ベイ以下）の場合はそうですが、現在でも一部の人気 NAS ベンダーは自社のシステムに最も低価格の HDD を搭載しています。大手 NAS ベンダーのデータによると、小型 NAS システムの大部分は裸で販売されています。そのため、導入されているシステムの半数をはるかに超える場合、エンドユーザーまたはそのアドバイザーが内部に搭載するハードドライブを選択しています。 Synology、QNAP などから得たデータに基づくと、多くの誤った決定が行われています。
多くのエンド ユーザーはコストのみを考慮してドライブを選択することで問題を単純化しすぎており、多くのベンダーはマーケティング用語以外の追加情報を提供していません。彼らは特別なファームウェアについて話し、ドライブの「NAS チューニング」についてほのめかしましたが、技術的な詳細はほとんど曖昧にされています。また、一部の消費者の間には、NAS ハード ドライブが本当に低コストの環境に優しいドライブ カテゴリよりも優れているのかどうかについて、一定の不信感があります。これらすべてを克服するために、私たちは Seagate と協力して仕様書を超えて、NAS ドライブの特別な理由と、NAS にどの HDD を搭載すべきかという質問に対する唯一の正解である理由の核心に到達しました。 。
まず、保証請求率が比較的高くないことに注目するのは興味深いことです。保証週間の最近のデータによると、少なくとも Seagate と WD の HDD は Apple 製品よりも請求費用の割合が低いことが示唆されています。ドライブを紛失した人にとって、それはそれほど落ち着くものではありませんが、現時点では HDD がかなり確立された技術であり、それほど頻繁に故障するわけではないという事実は変わりません。とはいえ、たとえば Synology は、このテーマに関する教育に最大限の努力を払っているにもかかわらず、自社の製品でデスクトップ HDD が使用されている状況に関するサポート コールが多数あることを誰よりも早くお伝えするでしょう。消費者やシステム インテグレータは、RV センサー、ディスク クランプ、ベース プレートの構造的剛性についてあまり知らないか気にしていないかもしれませんが、知っておくべきであり、その理由は次のとおりです。
各ハード ドライブは、ドライブのサイズに応じて約 30 個のコンポーネントで構成されています。これらのコンポーネントは連携して動作し、通常はドライブの保証期間を超えて持続する優れたユーザー エクスペリエンスを提供します。ただし、これらのコンポーネントが組み立てられる方法と、それらが選択される特異性が、ドライブの機能を決定します。この記事では、デスクトップ、NAS、エンタープライズ NAS 製品ラインを取り上げて、それぞれの違いをわかりやすく説明し、エンタープライズ NAS ドライブへのステップアップがどこに意味があるのかを強調します。
| デスクトップHDD | NAS用HDD | エンタープライズ NAS HDD | |
|---|---|---|---|
| 信頼性の向上 | 750万時間MTBF | 1万時間MTBF | 1.2万時間MTBF |
| 定格作業負荷* | 55TB | 180TB | 300TB |
| 使用法 | 8 x 5 | 24 x 7 | 24 x 7 |
| フォームファクタ別の使用法 | 1-2 ドライブ | 1 ～ 8 ドライブ/ベイ | 1 ～ 16 ドライブ/ベイ |
| モーター | 底部付属 | 底部付属 | 上下取り付け済み |
| 回転振動** | 5 | 5 | 12.5 |
| バランス制御 | 基本的なディスク/モーターバランス | デュアルプレーンバランス | NA |
| 振動制御 | NA | NA | RVFFセンサー |
| RPM | 5900 | 5900 | 7200 |
| ベースプレート（Base Plate） | スタンダード | スタンダード | 構造剛性 |
| トップカバーを取り付けた状態 | いいえ | いいえ | はい |
| ボイスコイルマグネット | スタンダード | スタンダード | 高磁束密度 |
| Seagate Acu_trac | 非標準 | はい | はい、高度です |
| ディスククランプ | +加重 | +加重 | 上下取り付け済み |
| ヘッド | スタンダード | パフォーマンス | パフォーマンス |
| ディスク | スタンダード | パフォーマンス | パフォーマンス |
| 湿度センサー | いいえ | いいえ | はい |
| アダプティブ フライ ハイト テクノロジー。 | はい | はい | はい |
| ファームウェア | 基本的なデスクトップ | NAS に最適化 | NAS に最適化 |
*平均年間ワークロード レート制限は、8760 年あたりの TB、または 8760 電源投入時間あたりの TB 単位です。ワークロード レート制限 = 転送された TB x (XNUMX / 記録された電源オン時間)。
**回転振動 RV 1500 ラジアン/秒^2
上の表は、標準のデスクトップ ドライブ、NAS ドライブ、エンタープライズ NAS ドライブのいくつかの重要な違いを明らかに示しています。このデータは、各製品の MTBF、ワークロード評価、および予想されるデューティ サイクル時間を確認するだけで、それ自体で非常に説得力のある議論を示しています。ただし、その他の仕様については、理解するのが少し難しい場合があります。この目的を達成するために、各ドライブ クラスの 1 つを分解し、可能な限りドライブ間の違いを示す証拠写真を見つけました。
モーター/スピンドル/ケースの設計
デスクトップ ドライブと NAS ドライブは両方とも、底部に取り付けられたモーター設計を使用しています。ただし、Enterprise NAS ドライブは、上下に接続されたデュアル設計を採用しています。その結果、エンタープライズ ドライブにはいくつかの利点が得られます。スピンドルの下端はベースに直接圧入されており、上端はトップ カバーのネジによってより強固に保持されています。下の画像では、左側がデスクトップ ドライブ、右側がエンタープライズ ドライブです。右側の蓋の余分なネジに注目してください。これはドライブの安定性を高める上部の取り付けです。
スピンドル シャフトを両端でサポートすることにより、下端のみでサポートされるカンチレバー スタイルのモーターと比較して、ディスク パックの半径方向の応答が 50% 減少します。トップ カバー取り付けモーターを備えたドライブは、ラックマウント NAS アレイなどの高振動環境では大きな利点があるため、標準の NAS ドライブと比較して大規模なシステムで Enterprise NAS を使用することをお勧めします。また、エンタープライズ ドライブのディスク ウィンデージ プレートも注目に値します。これにより、プラッタ間の空気の乱れが軽減され、信頼性が向上します。
モーターのベアリング システムは非常に堅牢になるように進化しました。モーターの形状がより複雑になるにつれて、製造上のばらつきに対する耐性を高めるためにベアリングに追加の機能が追加されています。 Enterprise ドライブのモーターのベアリングは「自己パージ機能」を備えており、気泡が発生しても排出されます。また、通常、大きなオイルリザーバーをサポートする遠心シールも組み込まれており、高温環境での利点が得られます。最後に、Enterprise NAS ドライブは非常に高いパック負荷をサポートできます。これは、カンチレバー型モーターに比べて構造剛性が比較的高いためです。
回転振動 (RV) センサー
RV センサーは、加速度、振動、衝撃に比例した出力を提供する加速度計です。 HDD PCBA に取り付けられ、ファン、音響中断、ラックの振動など、ドライブが受ける外部振動を測定します。 1 つ目はデスクトップ HDD の PCB で、非常に標準的なボード設計です。
次に、赤で囲まれた RV Sensor を含む Enterprise NAS PCB と比較してください。センサーは外力を動的に測定し、環境変化の修正と補償に使用できるデータをドライブに提供します。これは、ドライブがドライブ トランスデューサ (ライター/リーダー) を目的の位置/トラック上に維持するのに役立ちます。このより正確な測位の最終的な利点は、追加の回復手順の必要性が減り、スループット パフォーマンスが維持されることを意味します。これは、より高速なスピンドル速度を備え、よりビジネス クリティカルなシナリオに導入されるエンタープライズ NAS ドライブにとって不可欠です。
ボイスコイルマグネット(VCM)
VCM は電気機械アクチュエータであり、回転するディスク表面上で書き込み/読み取り要素を (ランダムな LBA から別の LBA へ) 移動させる主な手段であり、希望の位置 (データ トラック) 上で書き込み/読み取りを制御します。 。コイル巻線の設計と磁石の強さの選択によって、ボイス コイル モーターの加速能力が決まり、ひいては最速の移動時間能力が決まります。より強力な VCM 設計（特定のコイル ゲージ/巻き数と使用される磁石の強度を含む）は、より高い加速とより速い移動時間を提供し、その結果、パフォーマンス（ランダム IOPS）が向上する可能性があります。デスクトップおよび NAS ドライブは標準の VCM ビルドを使用しますが、エンタープライズ NAS ドライブは以下に示すようにはるかに大きなマグネットを使用します。デスクトップ ドライブは左側、エンタープライズ ドライブは右側です。エンタープライズ ドライブのより頑丈な VCM プレートと、ヘッドを搭載する大きなアーム ダンパー プレートにも注目してください。
Seagate Acu_Trac
マイクロ アクチュエータは、VCM と連携して動作する二次アクチュエータであり、書き込み/読み取り要素を非常に正確な位置に確実に維持するために、さらに高いレベルのトラッキング パフォーマンスを提供します。HDD のマイクロアクチュエータは通常、圧電モーターによって実現されます。これにより、限られたストローク (距離) で書き込み/読み取り要素を迅速に (より高い帯域幅で) 移動させることができます。動作の大部分は VCM によって実行され、微細なエラーはマイクロ アクチュエータによって追跡されるため、データ トラックをさらに近づけて配置することができ、より高い面密度を実現できます。 2 つのアクチュエータが連携して動作するこのようなシステムは、デュアルステージ アクチュエータとして知られており、より高い追跡精度、移動時間の改善 (整定性能の向上)、外乱除去のための帯域幅の拡大という利点を提供します。
高性能ヘッド
デスクトップ ドライブの標準ヘッドと比較して、NAS ドライブとエンタープライズ NAS ドライブは両方とも高性能ヘッドを使用します。高性能ヘッドとは、物理的寸法が狭く、信号対雑音比が高いヘッドです。これにより、長期運用におけるハードエラーに対するマージンが、マージンの低いコンポーネントよりも高くなるため、お客様に利益をもたらします。この増加したマージンは、高い動作温度、高振動環境、高い/一定の作業負荷などの複数のストレスに対する堅牢性を高めるために使用できます。これら 3 つのポイントは NAS ドライブにとって重要であり、ヘッドの品質によって、信頼性 (MTBF、ワークロード評価、上の表の使用量) の点で NAS ドライブの能力が大幅に変わります。トラック間のより大きな「未使用」スペースでの動作を可能にし、ドライブの電子機器やコードに固有のエラー回復機能を大幅に削減してドライブの耐用年数を開始することにより、そのようなドライブは耐用年数が長くなり、パフォーマンスが向上します。エラー回復への依存度が低くなります。トラック間に余分なスペースがあるため、ドライブは外部イベントをより効果的に吸収できるため、持続的なデータレートがより高いレベルに維持されます。
結論
NAS を選択するとき、ユーザーは、考えられるすべてのベンダーと各ベンダー内のモデルを検討して、自分のニーズに合った NAS を選択する必要があります。適切な機能を備えた適切なデバイスを選択するという苦労をした後、ユーザーは適切なドライブを選択する必要があります。デスクトップ ドライブは安価になる傾向がありますが、NAS で使用する場合にはいくつかの欠点があります。ドライブ自体は常時使用するように作られていません。デスクトップ ドライブを NAS に組み込むと、コンピュータに組み込んだ場合よりもはるかに早く劣化し、消耗が早くなります。 NAS 固有の HDD はより高い耐性を持っています。これは、他の複数のドライブの隣で常に実行される可能性があるドライブにとって必須です。ドライブに付属するファームウェアも異なり、デスクトップはデスクトップでの使用に最適化され、NAS は常時アクセスでの使用に最適化されています。 NAS ドライブのファームウェアも RAID と再構築時間に合わせて調整されており、NAS ドライブを使用すると、再構築がより高速になります。最後に、プラッター自体は、さまざまなドライブ タイプのさまざまなクラスに属します。 NAS ドライブ (特にエンタープライズ NAS ドライブ) の作業負荷定格ははるかに高いため、まったく異なるタイプのプラッタが必要になります。
結局のところ、小型の 2 ベイ NAS からラックスケールのユースケースまで、どのようなドライブを使用するかを決定することは、データの保護と整合性にとって極めて重要です。小規模な NAS 導入の場合、標準装備の NAS ドライブは、デスクトップ ドライブと比較した総所有コストと比較した場合、価格差がわずかであるため、エンド ユーザーに十分なメリットを提供することは明らかです。ラックマウント NAS が使用されている中小企業や企業では、その違いはさらに顕著で、低コストのドライブを使用すると問題が発生することが事実上保証されます。結局のところ、ハードドライブベンダーは、意図したワークロードに基づいてオプションを提供するという優れた仕事をしています。データに対して適切な措置を講じ、作業に適したドライブを購入してください。
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