Análise do Seagate Exos X26z – HDD SMR gerenciado por host de 25 TB

Existe uma categoria especial de discos rígidos projetada para oferecer aos provedores de hiperescala e outros serviços em nuvem a maior capacidade possível por slot de 3.5". Os discos rígidos com gravação magnética sobreposta (SMR) surgiram da sobreposição de trilhas para proporcionar aos fabricantes de HDDs mais capacidade por prato. No entanto, existem considerações de desempenho e algumas nuances na forma como esses discos precisam ser utilizados. Além disso, há uma classe de discos SMR gerenciados pelo host (HM-SMR), que oferece ao sistema host maior controle sobre o posicionamento dos dados. O Seagate Exos X26z é um desses discos, criado exclusivamente para os maiores clientes da Seagate, que controlam seus próprios servidores e podem aproveitar os recursos desses discos rígidos especializados.

Especificações de alto nível do Seagate Exos X26z

Atributo	Valor
Formato	Disco rígido empresarial de 25 TB
Marcas	Seagate
Série	ExosX26z
Número de modelo	ST25000NM000E
Tipo de drive	Dispositivo de armazenamento zoneado, SMR gerenciado por host
Fator de Forma	3.5 "
Capacidade	25TB
Interface	SATA 6Gb / s
Velocidade do Fuso	7.2K RPM

Seagate Exos X26z – Como chegamos aqui?

Devido ao mercado limitado de HDDs HM-SMR, a Seagate e a WD raramente enviam amostras desses discos para análise. E com razão: os analistas de tecnologia geralmente instalam esses HDDs em um computador com Windows, descobrem que o disco não é reconhecido e a análise termina antes mesmo de começar. Mas aqui estamos nós, com o X26z em mãos. Como acontece com a maioria das nossas ideias terríveis recentes , esta também se deve à nossa ativa, porém, às vezes equivocada, comunidade do Discord.

Como costumam fazer, muitos em nosso Discord vasculham regularmente o eBay em busca de seu próximo “tesouro” aspiracional de homelab. Em relação ao caso em questão, cometi o erro de encorajar esses membros, dizendo-lhes que a próxima coisa estranha que encontrassem, eu compraria e revisaria. Poucos minutos depois, este disco rígido estava no meu carrinho do eBay. $ 300 depois, aqui estamos.

Dispositivo de armazenamento zoneado, SMR gerenciado por host – não para todos

Como já mencionei algumas vezes, esses discos rígidos têm uma lista de compatibilidade muito pequena. Eles não só exigem um sistema operacional que funcione com discos HM-SMR, como também possuem um conjunto específico (e limitado) de adaptadores e outros componentes compatíveis. O pior é que, como a Seagate vende esses discos para um número muito pequeno de clientes, não se esforçou para divulgar muito sobre o produto. Encontramos um manual para discos rígidos bem mais antigos, mas acabamos pedindo ajuda aos nossos amigos nas redes sociais para obter as melhores dicas.

A recomendação foi começar com o Ubuntu, que já tem suporte para HM-SMR há algum tempo. O sabor escolhido que carregamos é 23.04. A partir daí, surgiu uma mensagem consistente que pode ser resumida como “melhores votos, pessoal, provavelmente vocês estão perdendo seu tempo”.

Por curiosidade, Kevin começou colocando o disco rígido em um sistema Windows. Ele sequer foi reconhecido como um dispositivo conectado. Em seguida, o colocamos em um servidor de armazenamento Supermicro , com baias SATA/SAS. Certamente, com o Ubuntu instalado, o disco seria encontrado. Infelizmente, a vitória nos escapou novamente; o disco não foi encontrado.

Com uma última tentativa antes de quebrar o disco e sair vergonhosamente, Kevin conectou diretamente o Seagate Exos X26z à placa-mãe. Mais uma bota e…está aí! Acontece que existem bugs e problemas conhecidos que impedem a visibilidade desse tipo de unidade por meio de determinados HBAs SAS e switches SAS que fazem parte de expansores de disco. O SATA de conexão direta atenua esses problemas, mas existem poucas portas SATA disponíveis em placas-mãe de servidores tradicionais.

Para ser justo com a unidade, os clientes que usam essas unidades possuem hardware desenvolvido especificamente para aproveitá-las. Não o fazemos, então a tentativa e o erro pelos quais passamos foram inteiramente autoinfligidos. É também por isso que durante os testes a unidade ficou precariamente equilibrada no topo do dissipador de calor da CPU, graças ao nosso cabeamento criativo.

Preparando o Seagate Exos X26z para análise

Com o disco rígido visível, havia alguns detalhes a serem verificados. Este disco em particular veio da ServerPartsDeals e é vendido como recondicionado pelo fabricante. O termo "recondicionado" talvez seja um pouco enganoso neste caso. Com base em nossa pesquisa, parece que esses discos faziam parte de um pedido que não foi concluído. Portanto, tecnicamente não são "novos", mas provavelmente também nunca apresentaram nenhum problema que exigisse reparo. Para referência futura, todos os discos rígidos da Seagate com a linha verde ao redor do rótulo se enquadram na categoria de recondicionados.

Para ter certeza de que a unidade estava limpa, criamos um novo sistema de arquivos btrfs, limpando todas as zonas existentes com o seguinte comando:

sudo mkfs.btrfs -O zoneado -d single -m single /dev/sdX

Executando lsblk, podemos ver o dispositivo de bloco, bem como o HDD IronWolf Pro CMR menor de 20 TB.

root@bigserver:/home/storagereview#lsblk
sda 8:0 0 18.2T 0 disco
sdb 8:16 0 22.7T 0 disco

Em comparação, uma unidade CMR de 20 TB aparece como um dispositivo bruto de 18.2 TB, enquanto o Exos X25z de 26 TB aparece com um tamanho utilizável de 22.7 TB. Também examinamos as unidades usando o parted para ver a partição e o layout dos blocos. O modelo tradicional IronWolf Pro CMR de 20 TB nos fornece os detalhes usuais, mostrando que é compatível com 512 bytes, embora prefira o alinhamento de bloco 4K.

Modelo: ATA ST20000NE000-3G5 (scsi)
Disco /dev/sda: 20.0 TB
Tamanho do setor (lógico/físico): 512B/4096B

Curiosamente, o modelo de 25 TB mostra as mesmas informações.

Modelo: ATA ST25000NM000E-3L (scsi)
Disco /dev/sdb: 25.0 TB
Tamanho do setor (lógico/físico): 512B/4096B

Desempenho do Seagate Exos X26z

Com a limpeza fora do caminho, recorremos ao fio para atingir ambas as unidades com cargas de trabalho realmente básicas de quatro cantos, consistindo em leitura e gravação sequencial de 128k, bem como leitura e gravação aleatória de 4k.

	Seagate Exos X26z 25 TB	Seagate IronWolf Pro 20 TB
Leitura sequencial de 128K (4T/32Q)	274MB / s	278MB / s
Gravação sequencial de 128K (4T/32Q)	270MB / s	286MB / s
Leitura aleatória em 4K (4T/32Q)	2,121 IOPS	233 IOPS
Gravação aleatória em 4K (4T/32Q)	2 IOPS total antes de falhar	313 IOPS

Embora esses testes pareçam bastante inofensivos, como são para o HDD CMR, o modelo SMR apresenta erros completos com gravações aleatórias aplicadas. É aqui que os HDDs gerenciados por host ficam um pouco estranhos, enquanto os HDDs SMR gerenciados por unidade podem lidar melhor, embora com desempenho muito inferior.

Também digno de nota, os números de IOPS de leitura em 4K são impressionantes. Isso é consistente com o que vimos anteriormente nos HDDs SMR, devido à maneira como eles estabelecem os trilhos. As leituras e gravações aleatórias, na verdade, parecem muito mais sequenciais na unidade.

No final, os clientes que utilizam esses HDDs entram com o pleno conhecimento de como construir uma pilha de software em torno da unidade para melhor utilizar seus benefícios (maior capacidade, menor custo) e contornar as limitações tecnológicas. Mas é claro que o drive fica um pouco instável quando não é criado corretamente, tornando-o menos que ideal para quem não gerencia sua pilha de cima para baixo.

Considerações finais da análise do Fortune Dragon

Os discos Seagate Exos X26z e similares, com tecnologia HM-SMR, têm um caso de uso muito específico em mente. Eles são realmente úteis quando um provedor de hiperescala consegue incorporar as características do disco na forma como gerencia os dados. Os discos SMR podem oferecer a esses data centers até 25% mais capacidade por slot em comparação com os discos CMR, e a tecnologia SMR tem se saído bem em preencher a lacuna de crescimento de capacidade enquanto aguardamos a chegada em larga escala da tecnologia HM-SMR ao mercado.

Mas por mais atraentes que sejam, não são um bom investimento para a maioria. Quando um homelabber está navegando no eBay em busca de unidades baratas de alta capacidade, o adesivo de 25 TB e o custo relativamente baixo podem levar a uma sobrancelha levantada. No entanto, recomendo que você continue dirigindo, você não quer essa direção. A dolorosa verdade é que é uma miragem dançando no limite da razão que até mesmo o mais fervoroso estudioso da casa deveria evitar. Apenas relaxe e espere que uma unidade mais amigável seja colocada à venda, certamente essas unidades HAMR de 50 TB serão lançadas em breve, certo?