W ostatnim czasie opisywaliśmy wyniki testów dysku SSD i obiecaliśmy, że to dopiero początek naszej serii. Dzisiaj prezentujemy kolejny test, którego bohaterem (przez duże B) jest dysk Seagate IronWolf 8TB, a dokładniej cztery takie dyski, które otrzymaliśmy do testów od producenta. Już na wstępnie zaznaczamy, że nie jest to post sponsorowany, firma Seagate (ani nikt inny) nie płacił za przeprowadzenie testów, natomiast po testach dyski zostały w naszym laboratorium.

Jeszcze kilka lat temu 8 terabajtów to była przestrzeń, którą można było uzyskać tylko przez połączenie kilku dysków w RAID. Obecnie pojawiają się dyski o pojemności nawet 18TB, więc duże pojemności dysków stają się dla nas “normalne”. Jednak czy zwiększenie pojemności dysku przekłada się na jego wydajność? Czy większy znaczy szybszy, czy wolniejszy? W tym artykule postaramy się odpowiedzieć na to pytanie, po wykonaniu szeregu testów.

Seria Seagate IronWolf to dyski znane już od kilku lat wszystkim użytkownikom NASów, ponieważ dyski są dedykowane właśnie do pracy w tego typu urządzeniach. Producent, reklamuje dyski jako IronWolf™ jest zaprojektowany do wszystkich pamięci NAS. Skorzystaj z rozwiązania, które charakteryzuje się wytrzymałością, stałą gotowością oraz skalowalnością, co umożliwia całodobową pracę oraz obsługę środowisk wielodyskowych o różnych pojemnościach. Faktycznie, odzwierciedla to bogatą ofertę, w której znajdziemy następujące pojemności: 12 TB, 8 TB, 6 TB, 4 TB, 3 TB, 2 TB, 1 TB. Należy jednak pamiętać, że Seagate ma w ofercie wda typy modeli dysków dla NAS – IronWolf, które będziemy testować, oraz IronWolf Pro. W przypadku tej drugiej serii znajdziemy większe pojemności, bo do aż 18TB, ale za to nie ma wielkości 1-4TB. Czym różnią się te serie omówimy w dalszej części artykułu, ponieważ będzie to miało przełożenie również na zastosowanie ich w NAS.

Do naszej redakcji trafiły cztery dyski Seagate IronWolf 8TB oznaczone jako ST8000VN004. Obecnie jest to najbardziej popularna pojemność wybierana przez klientów do urządzeń NAS w obudowie RACK, czym podyktowany był wybór właśnie tej pojemności (a nie np. 18TB). Poniżej prezentujemy specyfikację dysków podchodzącą ze strony producenta:

Pojemność 8 TB
Numer modelu standardowego ST8000VN004
Interfejs SATA 6 Gb/s
Liczba obsługiwanych kieszeni dyskowych 1 do 8 kieszeni dyskowych
Technologia nagrywania CMR
Limit obciążenia pracą (WRL) 180
Czujnik drgań ruchu obrotowego (RV) Tak
Równoważenie dwupłaszczyznowe Tak
Sterowanie odzyskiwaniem danych po wystąpieniu błędu Tak
Maks. średnia szybkość transmisji, śr. zewn. (MB/s) 210 MB/s
Prędkość obrotowa (obr./min) 7200
Pamięć podręczna (MB) 256
Cykle ładowania/rozładowania 600 000
Liczba godzin w stanie zasilania 8 760
Średni czas bezawaryjnej pracy (MTBF, w godz.) 1 000 000
Okres ograniczonej gwarancji (lata) 3
Średni pobór mocy w trybie pracy (W) 8,8 W
W stanie spoczynku, średnio (W) 7,6 W

Więcej informacji dostępne jest na stronie Seagate: https://www.seagate.com/pl/pl/internal-hard-drives/hdd/ironwolf/#specs

Dodatkowo, należy wyróżnić kilka ciekawych zalet dysków:

  • IronWolf Health Management – narzędzie które ma za zadanie monitorować pracę dysku oraz przeciwdziałać uszkodzeniu i utracie danych. Narzędzie dostępne jest w systemie NAS, w którym działają dyski.
  • Czujniki drgań ruchu obrotowego (RV) – pozwalają uzyskać wysoką wydajność w NAS wyposażonych w większą liczbę dysków.
  • Wysoki współczynnik obciążenia pracą – do 180TB na rok, co pozwala na bezawaryjną pracę w środowisku wielu użytkowników.

Należy też zwrócić uwagę na istotną kwestię. W tabeli zaznaczono, że obsługiwana liczba kieszeni dyskowych dla tego modelu dysku to 1-8. Oczywiście dotyczy to urządzenia NAS, w którym te dyski pracują. Jeśli chcemy zastosować więcej dysków niż osiem, należy wybrać modele z serii IronWolf Pro, które są przystosowane do pracy w większych grupach.

Środowisko testowe

Do przetestowania dysków ST8000VN004 skorzystaliśmy z takiego samego środowiska jak przy testach dysków Kingston DC500M. Dla przypomnienia:

Wszystkie testowane dyski zostały zamontowane w urządzeniu QNAP TS-983XU, który posiada 4 zatoki na dyski 3,5″/2,5″ oraz 5 zatok 2,5″. W tym teście wykorzystaliśmy tylko zatoki 3,5″ do zamontowania testowanych dysków. Dokładna konfiguracja naszego środowiska wygląda następująco:

NAS – QNAP TS-983XU-E2124

Procesor – Czterordzeniowy procesor Intel® Xeon® E-2124 o taktowaniu 3,3 GHz (zwiększanym do 4,3 GHz)

Pamięć systemowa – 40GB RAM w modułach: 8 GB UDIMM DDR4 ECC (2 x 4 GB) + 32 GB UDIMM DDR4 ECC (2 x 16 GB)

Wnęka dysków – 4 dyski 3,5-calowe + 5 dysków 2,5-calowych SATA 6 Gb/s, 3 Gb/s

Port Gigabit sieci Ethernet (RJ45) – 2

Port 10 Gigabit sieci Ethernet – 2 porty 10GbE SFP+ SmartNIC

Pełna specyfikacja sprzętowa dostępna tutaj: https://www.qnap.com/pl-pl/product/ts-983xu/specs/hardware

Urządzenie działa pod kontrolą systemu operacyjnego QNAP QuTS hero. Dodatkowym rozszerzeniem urządzenia była zamontowana karta PCIe – Qlogic QLE2562 8Gb/s Fibre Channel aby możliwe było przetestowanie działania dysków podczas udostępniania przestrzeni blokowo przez Fibre Channel.

Bardzo istotnym czynnikiem, mogącym wpływać na część wyników jest fakt, że system QuTS hero wykorzystuje system plików ZFS oraz ma zaimplementowaną obsługę RAID-Z. To z kolei przekłada się na fakt, że poziomy RAID 0/5/10 wykorzystywane w tekście to tak naprawdę Stripping, RAID-Z1 oraz Striped Mirrored Vdev’s. Dla wygody używamy określeń RAID 0/5/10, ponieważ dla większości czytelników są znajome oraz łatwiej pokazują konfigurację dyskową. Pamiętaj jednak, że fakt wykorzystania ZFS RAID dodatkowo wpływa na wydajność, więc ta sama konfiguracja w modelu z systemem QTS mogłaby działać wolniej. 

A dlaczego ZFS? O tym dowiesz się z osobnego artykułu: https://www.backupacademy.pl/system-plikow-zfs/

Konfiguracja serwera testującego:

Procesor: 4-rdzeniowy procesor Intel® Core™ i3-8100T 3,1 GHz

Pamięć systemowa: 8 GB SODIMM DDR4 (2 x 4 GB)

Wnęka dysków: 6 zatok 3,5-calowych SATA 6 Gb/s, 3 Gb/s

Port Gigabit sieci Ethernet (RJ45): 2

Port 10 Gigabit sieci Ethernet: 1 x 10GBASE-T (10G/5G/2,5G/1G/100M)

Kontroler FC: Qlogic QLE2562 8Gb/s

Dysk twardy: WD Blue SSD 480GB

Adapter 10GbE SFP+: QXG-10G2SF-CX4 – dodatkowa karta PCIe.

QNAP NAS i serwer testujący zostały połączone bezpośrednio za pomocą 1,5-metrowego przewodu DAC QNAP CAB-DAC15M-SFPP.

Na potrzeby testów przyjęto, że przestrzeń udostępniana blokowo przez iSCSI i FC będzie skonfigurowana jako LUN typu Thin (cienki, alokowanie elastyczne) o wielkości 1024GB, wielkość sektora 4K, sformatowany w NTFS z poziomu Windows Serwer 2019. Wyjątkiem były testy SMB, gdzie korzystano z woluminu cienkiego o wielkości 500GB.

Testy dysków HDD przeprowadziliśmy przy użyciu podobnych narzędzi jak w przypadku dysków SSD – zestaw benchmarków został uruchomiony, aby możliwe było zestawienie wyników i wykluczenie ewentualnych błędów/przekłamań.

Testy wydajności przeprowadzane były z poziomu specjalnie przygotowanego do tego celu serwera. Wykorzystaliśmy urządzenie QNAP TS-672XT, jednak bezpośrednio na urządzeniu został zainstalowany system Microsoft Server 2019. 

Testy wykonano przy użyciu:

  1. Wbudowanych mechanizmów testowania dysków w systemie QuTS hero
  2. Narzędzia DiskFillTest
  3. Narzędzi DD w systemie QuTS hero
  4. CristalDiskMark, wersja 7.0.0 x64
  5. ATTO Disk Benchmark, wersja 4.01.0f1 (wyniki użyte do potwierdzenie pozostałych wyników, nie prezentujemy wyników ATTO)
  6. IOmeter, wersja 1.1.0
  7. AJA System Test, wersja 2.1
  8. Szybkość i czas kopiowania plików przy użyciu narzędzia robocopy w systemie Windows Server 2019