У нас в планах есть рассказ о перспективных и интересных накопителях будущего, поэтому краткий обзор и немного систематизации будут полезны. Системы хранения — это отдельная область, которая вторична относительно носителей, поэтому её сейчас затрагивать не будем. Сильно в прошлое тоже нет необходимости, обойдемся SATA/SAS временами, новейшей историей, ближайшим будущим и красивыми картинками с цифрами :)
Еще во времена IDE дисков была необходимость в недорогом, пусть и медленном, хранилище большого объема. Для этого изобретались бэкплейны с буферизацией для поддержки горячей замены и прочие костыли для работы с интерфейсом, который не был для этого предназначен. Переход на SATA сильно облегчил жизнь всем — компактный разъем типа golden finger вместо ужасного игольчатого, поддержка горячей замены заложена в стандарте, упрощение кабельного хозяйства, всех преимуществ не счесть.
SATA
Чуть позже появился стандарт SAS, который отменил деление на SCSI/SATA и унифицировал в едином разъеме подключение всех дисков.
Универсальный разъем SAS
Достаточно долгое время массово использовались обычные SATA диски, деления на десктопные и корпоративные серии еще не существовало. В отличие от SCSI дисков, SATA были рассчитаны на работу одной штуки в системе и совместимость с RAID контроллерами оставляла желать лучшего. Производители контроллеров вынуждены были составлять многостраничные списки совместимости с дисками, которые устаревали с выходом новых прошивок. Наше производство тоже тратило массу усилий.
SAS диски этих недостатков были лишены, но стоили (и стоят) заметно дороже за гигабайт емкости.
SAS 15K
Производительность также радикально различалась (картинка взята из нашей статьи SAS vs
SATA):
Тест файл-сервера
Жизнь упростилась, когда были выпущены первые корпоративные диски. Поначалу они отличались только прошивкой и было возможно перешить «десктопные» диски, но и это уже было немало — проблем совместимости стало на порядок меньше. Сейчас корпоративные серии отличаются от обычных не только прошивкой, но и элементной базой. Более надежные двигатели, подшипники, приводы головок, все это существенно влияет на надежность и стабильность работы накопителя.
На что это повлияло?
| Обороты шпинделя, об/мин | 5200-7200 | 7200 | 10-15К |
| Надежность (MTBF), часов | 600 000 | 1 200 000 | 1 600 000 |
| Рабочая нагрузка | Низкая (<10%) | Низкая/Средняя (<20%) | Высокая (100%) |
| Целостность данных | Проверка чётности | EDC + (ECC) | EDC/ECC + своя защита |
| Виброустойчивость, рад/с2 | 6 | 12,5 | >21 |
| Исправление ошибок | Обычное для SATA | SATA + контроль времени | Sense Keys, Codes, FRUs |
| Микрокод/Функции | SATA | SATA + набор функций NL | SCSI + продвинутые функции (Два процессора) |
| Уровень невосстанавливаемых ошибок | 1*10^-14 | 1*10^-15 | 1*10^-16 |
| Наработка на отказ, часов в год | 2400 | 8760 | 8760 |
| Многохостовость | нет | нет | 16 хостов одновременно |
| Защита данных Т10 | нет | нет | да |
Виброустойчивость сильно влияет на производительность диска:
Кстати, вот и живая демонстрация эффекта:
Уровень невосстанавливаемых ошибок влияет на надежность работы в массивах. Не углубляясь в математику, диск на 4000ГБ содержит 8/25 * 1014 бит. Перестроение RAID
5 из 5 дисков означает передачу 40/25 * 1014 бит — при использовании обычных дисков такая ошибка практически всегда возникнет, а это развал массива и потеря данных. Корпоративные диски снижают этот шанс на порядок, mission critical — на два.
Одновременно начали распространяться SAS диски в формате 2.5". В формате 3.5" SAS диски остались только со скоростью шпинделя в 15К оборотов, а 2.5" опять принес деление на 10/15К. Развитие 3.5" линеек было решено прекратить, поэтому их производительность с давних пор не изменилась. В силу развития технологий, 2.5" 15К диски превосходят старые 3.5" 15К, немного тестов тут: www.etegro.ru/articles/sff-compare
SAS SFF 2.5 дюйма
В то же время подросла производительность и SATA дисков плюс появились диски типа NL SAS, 7.2К с другим интерфейсом. Вроде мелочь, но вместе с этим появилось и много функций, непосредственно влияющих на производительность.
Разница
Результаты производительности современных дисков:
Доступ со случайной адресацией
Как видно, «простая» смена интерфейса дала рост производительности до 20%. Это не считая нормальной работы в СХД, которые избавились от интерпозеров с их добавленными глюками.
Выводы по дискам с вращающимся носителем за многие годы не поменялись, SAS диски ориентированы на задачи чувствительные к скорости и требующие многопоточного доступа:
- СУБД;
- высоконагруженные WEB-серверы;
- ERP-системы;
- системы для работы с большим количеством пользователей — терминальные серверы, серверы удаленного доступа.
SATA диски требуются для задач связанных с большими объемами информации. Из распространенных задач успешно решаемыми SATA-дисками можно выделить следующие:
- потоковые операции, например, кодирование видео;
- хранилища данных;
- системы резервного копирования;
- объемные, но не нагруженные файл-серверы.
В следующем материале поднимем тему SSD, их подвидов и непривычных представителей семейства.
Автор: ETegro_Technologies
