Szybkie 8TB, czyli testujemy Seagate IronWolf 8TB

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

Test 1 – QuTS hero

W aplikacji Pamięć Masowa i Migawki w systemie QuTS hero dostępne jest narzędzie służące do testowania przepustowości podłączonych dysków twardych. Test obejmuje sprawdzanie prędkości odczytu sekwencyjnego oraz IOPS odczytu sekwencyjnego. Uzyskane wyniki pokazują,  że QNAP TS-983XU odczytuje wydajność dysku zbliżoną do specyfikacji producenta, co pozwala nam mieć wysokie oczekiwania co do dalszych wyników modelu ST8000VN004.

Jak widać na powyższym zrzucie ekranu, wszystkie cztery dyski Seagate ST8000VN004 pracują z podobną szybkością podczas odczytu sekwencyjnego. Jeden z nich (u nas znajdujący się w zatoce nr 3) wykazywał wyższą prędkość od pozostałych. Testy uruchomiliśmy kilka razy, aby zweryfikować wyniki, te jednak były bardzo podobne. Jednocześnie ten sam dysk wykazał niższą wydajność przy testach odczytu liczonych w IOPS. Średnia to 146 IOPS, gdzie ten dysk osiągnął średnio 119 IOPS. Dokładny rozkład wyników w czasie testów wszystkich czterech dysków można zobaczyć poniżej. Trudno wskazać przyczynę takich różnic, jednak poza tym dysk nie wykazywał jakichkolwiek oznak błędów czy uszkodzenia. S.M.A.R.T dysku wskazywał poprawne wartości, narzędzie testowania Seagate IronWolf Health Management również nie znalazło żadnych błędów. Tak więc przystąpiliśmy do dalszych testów wszystkich czterech dysków, których wyniki znajdziecie w kolejnych punktach naszego artykułu.

Test 2 – Konsola QNAP – DiskFill Test

Druga seria testów obejmuje wykorzystanie trzech narzędzi bezpośrednio z poziomu konsoli QNAP. Dostęp uzyskujemy poprzez połączenie SSH.

Narzędzie DiskFillTest nie wymaga instalacji, więc bez problemu możemy pobrane narzędzie uruchomić w QNAP NAS i wykonać test zapisu danych na dyskach. Na potrzeby testu został utworzony Shared Folder „Benchmark”, dla którego nie włączono żadnych mechanizmów optymalizacji (kompresja, deduplikacja), wielkość bloku ustawiona została na 4K. Test obejmował zapis 10 plików o wielkości 1024MB każdy. Wynik polecenia zapisywany był do pliku tekstowego znajdującego się w osobnym katalogu.

time sleep 5 | ./disk-filltest-64bit -f 10 -S 1024 -C /share/benchmark >> /share/benchmark_files/DiskFIllTEST_S_R10_test_01.txt

Średnia wyników prędkości zapisu i odczytu wygląda następująco:

Jak widać, najszybszy odczyt mamy w przypadku RAID 10, najniższy przy RAID 5. Ciekawe jednak jest to, że widzimy spore wachania w prędkości zapisu plików. Jak widać, najbardziej zbliżone prędkości zapisu i odczytu mamy w RAID 5, natomiast najwolniej pliki 1GB były zapisywane w przypadku RAID 10.

Zobaczmy jednak, jak zapis i odczyt plików rozkłada się w zależności od kolejnego wykonanego testu. Należy też pamiętać, że w czasie przeprowadzania testu żaden z dysków nie był dodatkowy wykorzystywany, jedyne faktyczne obciążenie to test generowany przez DiskFillTest.

RAID 0

W wynikach tego testu widzimy, że podczas zapisu plików 1GB, zapis wahał się w czasie. Minimalna średnia prędkość, z którą plik był zapisywany to 696,16 MB/s, najwyższa to 1050,24 MB/s. W przypadku odczytu proces był dużo bardziej stabilny, wyniki prędkości zapisu oscylowały w zakresie 939,66 MB/s do 1145,50 MB/s.

RAID 5:

Podobnie jak w przypadku RAID 0, też tutaj widzimy pewną tendencję – odczyt jest w miarę stały (w tym wypadku w większości utrzymywał się na poziomie ok. 1000 MB/s), jednak zapis mocno się waha. Niemniej, wciąż utrzymuje się na dosyć wysokim poziomie, 600MB/s i więcej (wyjątkiem jest pierwszy plik, który znacząco wolniej był zarówno zapisywany jak i odczytywany).

RAID 10:

Ostatni test obejmował wykonanie podobnego testu zapisu i odczytu jak wyżej, jednak cztery dyski działały już w RAID 10. Środowisko testu nie zmieniło się w żaden inny sposób, a więc porównajmy wyniki z tego RAID do powyższych testów. W przypadku zapisu danych, widzimy, że wyniki są dużo niższe niż w pozostałych przypadkach. Ma tutaj na pewno znaczenie charakterystyka testu obejmująca sekwencyjne zapisy dużymi plikami 1GB. Zdecydowanie lepiej wygląda statystyka odczytu, gdzie wyniki nie spadają poniżej 1000 MB/s, a więc mamy tutaj najwyższe wyniki spośród wszystkich testów. Daje nam to pewną wskazówkę, że w środowiskach, gdzie głównie odczytujemy duże pliki, dyski Seagate ST8000VN004 najlepiej sprawdzą się w grupie RAID 10. Jeśli jednak zależy nam na zrównoważonym zapisie/odczycie, RAID 5 będzie lepszym wyborem.

Dla wygody poniżej prezentujemy też zestawienie wszystkich wyników zapisu i odczytu dla przetestowanych poziomów RAID. Dzięki temu łatwo zaobserwować, że z punktu widzenia Odczytu, nie ma dużych różnic w poziomie RAID, w którym działają testowane dyski. Jednak jeśli chodzi o zapis, takie różnie są bardziej widoczne:

Dla przejrzystości testu poniższa tabelka dodatkowo prezentuje średnie wyniki zapisu i odczytu (przy próbie 10 wykonanych zapisów/odczytów w każdym RAID) dla każdego testowanego poziomu RAID.

Test 3 – Konsola QNAP – DD

W przypadku dd test będzie wykonany z poziomu konsoli systemu QuTS hero (połączenie przez SSH). Każdy test będzie obejmował zapis i odczyt 1GB danych w plikach po 256KB. Będzie to więc alternatywna weryfikacja wydajności czterech dysków w różnych RAID do testu wcześniejszego. Jednak tym razem przyjmujemy inne założenia, pliki są dużo mniejsze. Dla każdego procesu zostanie wygenerowane zestawienie pokazujące czas potrzeby na wykonanie zapisu/odczytu pojedynczej porcji danych. Całość wykonywana za pomocą skryptu, który zapisuje pliki, odczekuje 5 minut, po czym odczytuje pliki. W tabelkach i na wykresach przedstawiono uśrednione wyniki Zapisu i Odczytu danych, które zostały wykonane dla testowanych dysków połączonych w trzy typy RAID. Test wykonywany był na poziomie urządzenia, dzięki czemu jesteśmy w stanie zweryfikować faktyczną wydajność grupy RAID złożonej z dysków Seagate ST8000VN004 dla każdego testowanego poziomu RAID bez wpływu dodatkowych czynników, jak np. sieć, przesyłanie innych danych.

 

Wykonany test ukazuje, że najwydajniejszym typem RAID jest RAID 0, co oczywiście nie powinno być zaskakujące. Cztery dyski połączone w taki RAID pozwalały na średni odczyt na poziomie 376 MB/s oraz zapis na poziomie 929 MB/s. Ciekawe jest jednak to, że w takim teście, średni zapis okazał się najwyższy w przypadku RAID 5, bo wynosił aż 962 MB/s a najwolniejszy w RAID 10, gdzie mieliśmy 776MB/s. Należy jednak pamiętać, że w tym teście działania wykonywane są sekwencyjnie, co może tłumaczyć takie różnice. Jednocześnie RAID 10 lepiej sprawdzałby się w sytuacji zapisów i odczytów losowych. Jednak drugim ciekawym wynikiem jest prędkość odczytu w RAID 5. Tutaj nasze dyski pracujące w takiej grupie osiągnęły średnio tylko 250 MB/s, co jest najniższym wynikiem spośród testowanych grup RAID.

Zobaczmy teraz, jak to ma się do średniego czasu zapisu i odczytu plików 256KB w poszczególnych grupach RAID.

 

 

Przejdźmy teraz do kolejnego testu, czyli CristalDiskMark, który wykonamy dla wszystkich typów RAID. Przejdź na kolejną stronę

TEST 3 – CristalDiskMark

W testach wydajności przy użyciu oprogramowania CristalDiskMark wykonaliśmy szereg identycznych testów w trzech konfiguracjach dysków twardych:

  • RAID 0
  • RAID 5
  • RAID 10

Dla każdego z nich, zostały przeprowadzone następujące pomiary:

  • Plik 16MiB, odczyt 90%, zapis 10%
  • Plik 16MiB, odczyt 10%, zapis 90%
  • Plik 64GB, odczyt 90%, zapis 10%
  • Plik 64GB, odczyt 90%, zapis 100%

Wszystkie powyższe pomiary zostały przeprowadzone zarówno przy użyciu połączenie FC 8Gb/s jak i iSCSI 10GbE. Wyniki zapisu przy transferze sekwencyjnym wyglądają następująco:

 

W przypadku tego testu zauważalny jest spadek wydajności w przypadku testów wykonanych przy użyciu dużego pliku o wielkości 64GB. Przy teście plikiem 16MiB zapisy utrzymały się na podobnym poziomie, niezależnie od tego, na w jakim RAID działały testowane dyski. Dotyczy to zarówno badania wykonanego przy użyciu połączeń iSCSI jak i FC. W przypadku pliku 64GB, różnice w transferze są zauważalne, o ile zależność iSCSI/FC pozostaje podobna, o tyle różnice pomiędzy typami RAID są spore. Test ten dobitnie pokazuje, że w przypadku sekwencyjnego zapisu dużego pliku, dyski Seagate ST8000VN004 najwydajniej pracują w RAID 5, a najwolniej w RAID 10. Czyli dokładnie odwrotnie do sytuacji testu małym plikiem. Co ważne, żaden test nie osiągał więcej niż ~1000MB/s, więc możemy wykluczyć tutaj wpływ połączenia sieciowego (10GbE dla iSCSI), które nie było utylizowane w pełni.

Teraz zobaczmy, jak sytuacja wygląda w przypadku odczytu:

Tutaj udało nam się osiągnąć maksimum oferowane przez poszczególne połączenia – ponad 1200 MB/s przy iSCSI 10GbE oraz ponad 800MB/s przy FC 8Gbps w testach małym plikiem 16MiB. Warto zwrócić uwagę, że niezależnie od poziomu RAID, nasze wyniki niewiele się różnią od siebie, jedynym wyjątkiem jest RAID 5 w przypadku odczytu 90%, gdzie wydajność w iSCSI była podobna do FC (mimo szybszego połączenia).

Jeśli chodzi o test dużym plikiem 60GB, tutaj wyniki ulegają już sporym wahaniom, i różnice nie są już tak duże, jak przy teście zapisu.

Zobaczmy zatem, jak będą wyglądały wyniki losowego transferu 4K liczone w IOPS:

W przypadku testu zapisu danych, najwyższe wyniki udało nam się osiągnąć przy połączeniu iSCSI 10GbE i dyskach Seagate ST8000VN004 połączonych w RAID 10. Nie jest to zaskoczenie, ponieważ właśnie ten poziom RAID powinien oferować najlepsze osiągi. Znacząca jest jednak przewaga iSCSI nad FC, która wcześniej nie była aż tak duża. W przypadku testów dużym plikiem 64GB, RAID 10 nie oferuje nam już najlepszej wydajności – tutaj ustępuje pola RAID 0, jednak należy pamiętać, że na dyskach zapisywane były sekwencyjnie duże pliki.

Ciekawie jednak sytuacja wygląda przy teście odczytu danych, gdzie FC okazało się dużo bardziej stabilnym połączeniem niż iSCSI, momentami oferując lepszy wynik (w RAID 0). Wciąż jednak najlepszy wynik udało się osiągnąć dla dysków połączony w RAID 10 i iSCSI (ponad 180 000 IOPS). Dużo gorzej jednak wypadły wyniki przy odczycie dużego pliku, ponieważ średnio mamy tutaj ok 2200 i 1759 IOPS odpowiednio dla FC i iSCSI. Wyniki mogą się wydawać słabe, jednak nie zapominajmy, że mamy tutaj do czyniena z wydajnymi, ale wciąż tylko dyskami HDD.

Na kolejnej stronie poznasz wyniki testów IOmeter.

Test 4 – IOmeter

Kolejny test, któremu zostały poddane testowane IronWolfy, to  IOmeter, czyli narządzie do kompleksowego badania wydajności i przepustowości dysków twardych, uważane za jedno z najlepszych do tego celu. Na potrzeby testu w aplikacji korzystaliśmy z jednego workera oraz przygotowaliśmy zestaw benchmarków o następujące charakterystyce:

  • 4KB Random Read
  • 4KB Random Write
  • 4KB Sequential Read
  • 4KB Sequential Write
  • 8KB Random Read
  • 8KB Random Write
  • 8KB Sequential Read
  • 8KB Sequential Write
  • 64KB Random Read
  • 64KB Random Write
  • 64KB Sequential Read
  • 64KB Sequential Write

Wyniki przeprowadzonych testów wypadły następująco:

1. iSCIS 10GbE – IOPS

2. iSCIS 10GbE – KB/s

3. iSCIS 10GbE – IOPS w czasie 

4. FC 8Mbps – IOPS

5. FC 8Kbps – KB/s

6. FC 8Kbps – IOPS w czasie

Dzięki dogłębnej analizie wykonanej przez IOmeter możemy zauważyć jak konfiguracja RAID i medium transmisyjne przekłada się na uzyskaną przepustowość, wydajność IOPS i stabilność. W przypadku IOPS wyniki znacząco się wahają w zależności od testu oraz poziomu RAID. Zdecydowanym zwycięzcom jest tutaj RAID 0, niezależnie od tego, czy zapisywaliśmy na dyskach poprzez iSCSI czy Fibre Channel. Jednak dużo istotniejsza jest różnica pomiędzy RAID 5 i RAID 10, które oferują redundancję na wypadek awarii dysku. w tym przypadku widzimy, że RAID 5 okazał się wydajniejszy od RAID 10. Taką zależność widzimy niemal w każdym teście, bez względu na szybkość transferu. Oczywiście same wyniki liczbowe osiągane przez poszczególne konfiguracje będą różne, ponieważ testy przeprowadzamy przez medium o przepustowości 10Gbps oraz 8Gbps. Niemniej, często FC wygrywa, oferując dużo stabilniejsze połączenie.

Dokładnie takie same wnioski możemy wyciągnąć na podstawie testów pokazanych w prędkości zapisu/odczytu wyrażonej w KB/s. Tutaj też Dyski Seagate oferują najwyższą prędkoś w RAID 0, jednak znowu, mając w pamięci kwestie bezpieczeństwa, to RAID 5 okazuje się optymalnym wyborem. Test wykonany przez IOmeter bardzo znacząco pokazuje, że nie zawsze teoretycznie bezpieczniejszy i wydajniejszy RAID 10 jest najlepszym rozwiązaniem. W tym, jak i innych wykonywanych przez nas testach, dyski Seagate ST8000VN004 najbardziej wydajnie pracowały w RAID 5. Oczywiście musimy mieć tutaj na uwadze, że nasz test wykonywany był dla 4 dysków. W przypadku konfiguracji obejmujących więcej dysków, możemy oczekiwać innych wyników. Jednak to właśnie konfiguracje 2- i 4-dyskowe są najczęściej wybierane przez klientów, więc mamy nadzieję, że nasze testy pomogą dokonać właściwego wyboru.

Jak już wcześniej wskazywaliśmy w teście dysków Kingston, tutaj też należy zaznaczyć istotną zależność pomiędzy taktowaniem procesora w NAS i prędkościami uzyskiwanymi przez FC. Wydajność komunikacji Fibre Channel jest zależna od taktowania pojedynczego rdzenia procesora. Podczas komunikacji nie wykorzystujemy większej liczby rdzeni, więc w tym przypadku ich ogólna liczba ma mniejsze znaczenie niż taktowanie procesora. To determinowało wybór modelu QNAP TS-983XU do testów, jako że jest on wyposażony w procesor Intel® Xeon® E-2124 o taktowaniu 3,3 GHz (zwiększanym do 4,3 GHz). Pamiętajcie o tym planując wdrożenie QNAP NAS w sieci korzystającej z FC!

Test 5 – AJA System Tool

AJA System Tool to narzędzie, które świetnie się sprawdzi, jeśli chcemy przetestować przestrzeń dyskową na potrzeby zastosowań graficznych/video. Aplikacja wykonuje test prędkości zapisu i odczytu, gdzie mamy możliwość wyboru wielkości pliku oraz jego rodzaju. W naszym przypadku AJA została wykorzystana w celu sprawdzenia, jak przestrzeń złożona z dysków Seagate IronWolf ST8000VN004 będzie się zachowywała w zależności od typu RAID podczas symulowanej pracy w czasie rzeczywistym, a więc podczas zapisywania plików różnej wielkość – dokładnie tak, jak gdybyśmy pracowali na dużych plikach graficznych czy video. Dodatkowo wyniki z AJA będziemy traktować jako swoiste odniesienie dla pozostałych testów, które przeprowadziliśmy wcześniej.

W tabelce poniżej zebraliśmy wyniki prędkości zapisu i odczytu plików o czterech wielkościach: 256MB, 1GB, 4GB i 16GB (największy dostępny w AJA System Tool)

Spośród wszystkich wykonanych testów najbardziej uniwersalnym połączeniem naszych dysków IronWolf wydaje się RAID 5. Oczywiście widoczne jest, że im większy pojedynczy plik, tym bardziej spada wydajność naszego testu zapisu i odczytu. Oczywiście w tym przypadku mamy do czynienia z klasycznymi dyskami HDD (choć w tym przypadku bardzo szybkimi), to w porównaniu do dysków SSD wyniki są znacząco różne. Jeśli spojrzymy np. na nasze testy dysków Kingston DC500m, wyniki będą odwrotne. Tam lepsze wyniki uzyskiwane były w RAID 0 i 10, tutaj z kolei lepiej wypada RAID 5, który w przypadku grup złożonych z 4 dysków HDD okazuje się optymalnym wyborem. 

Test 6 – Kopiowanie plików – iSCSI i FC

Ostatni już benchmark obejmuje zapis 100GB w plikach różnej wielkości na podłączonej blokowo przestrzeni. Testy wykonane zostały przy użyciu aplikacji robocopy.exe wbudowanej w system dla każdego poziomu RAID, w którym skonfigurowane testowane dyski Seagate IronWolf 8TB. Im niższa wartość, tym lepiej (a więc najniższy słupek wykresu wygrywa).

Jak widać w powyższych wykresu i tabelki, potwierdziły się wcześniejsze wyniki mówiące o tym, że optymalnym typem RAID dla testowanych dysków jest RAID 5. Oczywiście najlepsze wyniki uzyskaliśmy w RAID 0, jednak z punktu widzenia bezpieczeństwa przechowywanych danych nie jest on w żaden sposób zalecany – wręcz przeciwnie, jego wydajność okupiona jest brakiem jakiegokolwiek zabezpieczenia na wypadek awarii któregoś z dysków w grupie. W naszych testach RAID 0 wykorzystujemy tylko po to, aby sprawdzić teoretycznie najwydajniejszą konfigurację i zestawić ją z pozostałymi poziomami. Dlatego tutaj rekomendujemy głównie korzystanie z RAID 5. Na pierwszy rzut oka można zadać pytanie, dlaczego tak słabo wypadł RAID 10. Jednak odpowiedź jest dosyć prosta – mamy tutaj do czynienia z zapisem sekwencyjnym, a nie losowym, gdzie RAID 10 prawdopodobnie byłby znacząco lepszy. Możemy za to zobaczyć w wynikach, jak dyski zachowują się w zależności od tego, ile plików i jakiej wielkości jest zapisywanych na macierzy RAID. Wniosek jest taki, że transfer 100GB najlepiej wykonywać w serii stu plików po 1GB – możemy liczyć na najszybsze przesłanie danych. Należy jednak zwrócić uwagę też na czas prezentowany na wykresie – najbardziej odporny na liczbę/wielkość plików był RAID 10 (mimo, że szybkość była najniższa), a największe wahania wystąpiły w RAID 5.

Podsumowanie

Dyski Seagate IronWolf ST8000VN004 to niemałe zaskoczenie. Mogłoby się wydawać, że dyski HDD to może i pojemne, ale bardzo wolne urządzenia, które ostatecznie zostaną wyparte przez dyski SSD. Jednak już pierwsze wykonane testy pokazały, że w przypadku tych dysków nic nie będzie oczywiste i mogą nas nieraz zaskoczyć. Na pewno duże znaczenie ma prędkość obrotowa, która wynosi 7200 RPM, jednak wyniki ok. 250 MB/s w odczycie sekwencyjnym wykonane przez system QuTS hero w QNAP pokazują, że mamy do czynienia z wyjątkowo szybkimi dyskami (jak na możliwości dysków HDD). Kolejne testy tylko nas utwierdzały w tym przekonaniu, co mogliście zobaczyć w wynikach wykonywanych testów. Oczywiście musimy mieć na uwadze, że dyski HDD głównie nadają się do przechowywania danych – jednak w tym celu model ST8000VN004 został zaprojektowany i takie jest jego przeznaczenie. Nie możemy oczekiwać, że dysk HDD w bezpośrednim starciu pokona dysk SSD, szczególnie jeśli środowisko, w którym dysk ma działać obejmuje np. maszyny wirtualne. Jednak z drugiej strony – dyski IronWolf głównie stosujemy do przechowywani danych, takich jak backupy, archiwa czy duże pliki statyczne. W takich zastosowaniach ten dysk spełni się idealnie, a jeśli dodamy do tego dużą pojemność (8TB), mamy dużą i szybką przestrzeń w rozsądnej cenie. Niemałe znaczenie ma też urządzenie, w którym dyski będą pracowały. Ponieważ seria Ironwolf dzieli się na modele podstawowe, przeznaczone do działania w NAS do 8 zatok, oraz modele Pro, które mają zastosowanie, jeśli zatok jest więcej, mamy możliwość doboru odpowiedniego typu dysków do urządzenia. Bardzo miłym aspektem pracy z tymi dyskami jest też ich głośność – przy 7200 obrotach na minutę oraz pojemności 8TB dyski są zaskakująco ciche. Podczas testu były podłączone do modelu QNAP TS-983XU, jednak w niedużej odległości stał też model TS-253B (czyli mały tower), w którym pracują dwa dyski Seagate IrofnWolf 4TB – i były one znacząco głośniejsze od testowanego modelu. Nawet przy dużym obciążeniu podczas testów IOmeter dyski były znacząco cichsze niż ich starszy i mniejszy brat. Więc tutaj należy się bardzo duży plus!

Podczas przeprowadzanych testów udało nam się uzyskać bardzo zadowalające rezultaty dla testowanych dysków, co weryfikowaliśmy przy użyciu kilku aplikacji badających wydajność dysków – CristalDiskMark, ATTO Disk Benchmark, IOmeter, AJA System Test oraz kopiowania przy użyciu robocopy. Dla wszystkich benchmarków przeprowadzonych za pomocą aplikacji (a więc poza testem SMB), sprawdzaliśmy zachowanie dysków skonfigurowanych do udostępnienia przestrzeni blokowo. W tym celu zostały wielokrotnie została utworzona przestrzeń 1024GB (1TB) jako blokowy LUN a następnie przypisana do iSCSI oraz do FC. Dzięki możliwościom oferowanym przez QNAP, po wykonaniu testów przez iSCSI wystarczyło zmienić mapowanie z targetu iSCSI na porty FC, więc każdy test dla iSCS/FC był de facto wykonywany w takich samych warunkach i przy tej samej konfiguracji – zmieniał się tylko protokół połączenia oraz prędkość (10Gbps w iSCSI i 8Gbps w FC). Testy wykonywaliśmy z poziomu Windows Serwer 2019, do którego podłączyliśmy wcześniej utworzoną przestrzeń i sformatowaliśmy ją w systemie plików NTFS (przestrzeń skonfigurowana jako GPT). Testy pokazały, że Seagate IronWolf ST8000VN004 to godne polecenia dyski twarde, które mogą być stosowane w różnorodnych środowiskach i z różnym przeznaczeniem. Szczególnie uzasadnione będzie ich używanie wszędzie tam, gdzie potrzebujemy dużej przestrzeni, ale wydajność też ma znaczenie.

Więcej o testowanym modelu znajdziecie na stronie producenta: https://www.seagate.com/pl/pl/internal-hard-drives/hdd/ironwolf/

Podsumowując – Dyski Seagate ST8000VN004 są zdecydowanie godne polecenia!

Dziękujemy firmie Seagate za dostarczenie dysków do testu.

Uwaga

Testy zostały przeprowadzony w sposób niezależny. Firma Seagate nie płaciła za wykonanie testów jedynie dostarczyła cztery dyski, które zostały w naszym laboratorium. Wszystkie wyniki zostały uzyskane z założeniem określonej w treści metodyki badań w hermetycznym środowisku, dlatego mogą się nieznacznie różnić od wyników uzyskiwanych w innej konfiguracji sprzętowo-programowej. Spostrzeżenia własne autorów. Wszystkie materiały należą do autorów testu, chyba, że zaznaczono inaczej.

A w kolejce do następnych testów już czekają dyski SSD WD RED SA500.

Jeśli chcecie zobaczyć testy jakiś innych dysków – dajcie znać w komentarzach, postaramy się je zdobyć i przetestować!

Łukasz Milic

Z IT związany od zawsze, a przynajmniej od pierwszego komputera Atari 120XE z wrażliwym na wstrząsy magnetofonem. Doświadczony administrator sieci i systemów, od kilku lat związany z tematyką storage i backup. Miłośnik sprzętu Apple, minimalizmu i dobrego designu.

Recent Posts

Nowości backup & storage W08 2024

Zapraszamy do zestawienia nowości ze świata backup i storage z ósmego tygodnia roku 2024r. https://www.servethehome.com/qnap-tr-004-usb-raid-enclosure-review-seagate-wd/…

2 miesiące ago

Nowości backup & storage W07 2024

Zapraszamy do zestawienia nowości ze świata backup i storage z siódmego tygodnia roku 2024r. https://www.servethehome.com/super-bowl-sunday-check-out-the-49ers-stadium-data-center-press-box-and-stats-room-intel/…

2 miesiące ago

Statystyki awaryjności dysków HDD w 2023r.

Backblaze, firma będąca operatorem data center od lat publikuje zestawienia ze statystykami awaryjności dysków HDD,…

3 miesiące ago

Nowości backup & storage W06 2024

Zapraszamy do zestawienia nowości ze świata backup i storage z szóstego tygodnia roku 2024r. https://www.storagenewsletter.com/2024/02/05/terramaster-d5-hybrid-usb-3-2-gen2-enclosure-with-2-bay-sata-hdd-and-three-m-2-ssd-slots/…

3 miesiące ago

Nowości backup & storage W05 2024

Zapraszamy do zestawienia nowości ze świata backup i storage z piątego tygodnia roku 2024r. https://www.storagenewsletter.com/2024/01/26/data-on-kubernetes-community-initiatives-automated-storage-scaling/…

3 miesiące ago

QNAP prezentuje 30-kieszeniowy serwer NAS All-Flash TS-h3077AFU wykorzystujący ZFS z procesorem AMD Ryzen™ z serii 7000

Tajpej, Tajwan, lutego 1, 2024 — QNAP® Systems, Inc., wiodący innowator rozwiązań informatycznych, sieciowych i pamięci…

3 miesiące ago