Jako stvořené pro NAS: disky Western Digital z rudé edice

18. 9. 2012

Pokud si koupíte (nebo postavíte) síťové úložiště, dříve nebo později budete postaveni před úkol, jaké disky do něj osadíte. Většina výrobců nabízí disky tradiční, vysokootáčkové nebo naopak nízkootáčkové. Budete muset rozmýšlet nad několika faktory – cena, kapacita, rychlost, hlučnost, vibrace, rozměry. Ano, to vše hraje roli.

Společnost Western Digital spoléhá na barevné označení, které by vám mělo pomoci se v nabídce zorientovat (pro zjednodušení nebereme v potaz speciality typu disku s přídomkem AV-GP nebo nabušeného VelociRaptoru).

Pevné disky WD Red

Edice Green (zelené disky) patří zpravidla mezi disky pomalejší, zato mají ale nižší spotřebu a také většinou netrpí na hlučnost a vibrace. Edice Blue (modré disky) pak tvoří střed nabídky – slušná rychlost, mírně vyšší spotřeba (oproti zeleným) a pokud nemáte smůlu na špatný kus, vibrací a hluku se nedočkáte. Edice Black (černé disky) patří k tomu nejrychlejšímu, co se dá sehnat. Některé modely trpí na vyšší hlučnost či vibrace – to je zkrátka daň za vyšší rychlost. Úměrně k tomu roste i spotřeba.

Proč až teď?

Nyní ale WD začala nabízet disky červené (edice Red). Sama společnost je označuje za „disky optimalizované pro kompatibilitu se systémy NAS s jedním až pěti disky v zařízení“. Proč ale zrovna tento segment trhu, čím si to nová řada zasloužila? V síťových úložištích od WD jsme doposud mohli spatřit výhradně zelené disky. To se teď dost možná změní.

Faktem je, že trh se síťovými úložišti pro domácí použití (a malé podniky) konstantně roste a ještě nějakou dobu bude. Konkurence v podobě cloudových řešení má stále nedostatky (nedůvěra zákazníků, omezená kapacita, poplatky, nebo třeba jen pomalý internet). Pokud tedy WD nabídne rozumnou alternativu k desktopovým diskům (výše zmíněné barevné edice) a serverovým verzím pro nonstop běh (WD RE – RAID Edition), může na tom slušně vydělat.

Nejde jen o technologii a rychlost

Než se vrhneme na technickou stránku věci, dovolím si krátce odbočit. Nemusí to možná být na první pohled patrné, ale klíčem k úspěchu v tomto odvětví nebude jen rychlost či jiný technický aspekt. WD má dostatečné páky na to, aby přední výrobce „donutila“ zařadit tuto řadu disků mezi ty kompatibilní.

Pevné disky WD Red

Není totiž nic horšího, než když koupíte pětici pevných disků do úložiště a zjistíte, že z důvodu nekompatibility nebudou fungovat úsporné funkce (uspávání disků apod.), nebo v horším případě úložiště disky ani nebude schopné inicializovat. WD navíc drží nonstop technickou podporu (v angličtině).

Disky WD Red jsou na trhu teprve krátkou chvíli, přesto se společnost může pochlubit poměrně širokou základnou podporovaných úložišť. Aktualizovaný seznam je k dispozici na tomto odkazu. Nechybí snad žádný velký hráč – D-Link, Drobo, Netgear, Promise, QNAP, Synology i Thecus (a WD My Book Live Duo). Další budou jistě přibývat.

Úvod

Červená edice se představuje

Barvy nejsou vše

Barevné rozlišení pomůže vymezit základní okruh disků, každá edice však obsahuje několik různých modelů. Každý z nich má své specifické označení, které určuje jeho parametry. Červená řada zatím obsahuje trojici modelů (klepněte na název pro plné specifikace udávané výrobcem):

WD10EFRX s kapacitou 1 TB
WD20EFRX s kapacitou 2 TB
WD30EFRX s kapacitou 3 TB

Všechny tři modely mají rozhraní SATA 6 Gb/s, tříapůlpalcový formát, a 64 MB cache (o té bude ještě řeč). Pokud vás zajímá rychlost otáčení ploten, vězte, že tato hodnota je přesně IntelliPower otáček za minutu. Nerozumíte? My také ne.

Pevné disky WD Red

WD tento údaj (stejně jako spoustu dalších, neméně důležitých) zkrátka neudává. Pokud bych si však měl tipnout, vsadil bych na nižší variantu (5400 ot./min), ruku do ohně za to však nedám. Stejný problém je pak s počtem ploten, které jednotlivé disky obsahují.

Teoreticky můžeme vycházet z dodaných specifikací. Zatímco 1TB varianta váží 0,45 kg, zbylé dvě pak 0,635 kg. Pokud váhu porovnáme se staršími disky, u kterých je tento údaj znám, dostaneme se k tomu, že 1TB varianta má plotnu jedinou (takové disky jsou tu s námi již téměř rok), objemnější varianty pak plotny dvě. Tento „výpočet“ však berte s velkou nadsázkou.

CrystalDiskInfo nám toho o disku mnoho neprozradí

Obrovskou předností oproti jiným edicím je disková cache. Zatímco zaběhlé edice sází na paměťové čipy DDR, u WD Red se dostáváme o generaci dál. Cache tak logicky bude rychlejší a přidá výkon především při práci s menšími soubory.

Disky jsou údajně stavěné pro nonstop provoz, což oceníte právě u síťových úložišť. Zvedla se i hodnota MTBF (Mean time between failures, střední doba mezi poruchami), u WD red je to rovný milion hodin (oproti 650 000 u WD Blue a Green). Snad i díky tomu výrobce prosloužil záruku na celé tři roky.

Změna AAM (zatím) není možná. Disky jsou naštěstí tiché

K delší výdrži disků by měla přispět i funkce 3D Active Balance. Jedná se o skutečný hardwarový mechanismus, který by měl disk vyrovnávat, díky tomu pohlcuje tolik nepříjemné vibrace. Musím přiznat, že jsem ještě takto tiché disky v ruce nedržel.

Nemá firmware, má NASware

Použití pevných disků v systémech NAS je podřízen i firmware. Ten se u červené edice nazývá (nečekaně) NASware a měl by přinést mnoho výhod. Tou zásadní je právě příkladná podpora čipových sad používaných v síťových úložištích.

Blíže nespecifikovaným způsobem pak má snižovat spotřebu, nebo naopak zlepšovat výkon podle situace. Údajně byla přepracována kontrola a korekce chyb tak, aby byla co nejrychlejší. Díky tomu by se nemělo stát, že disk bude odpojen z pole jen kvůli „přibrzdění“ disku při opravě náhodné chyby. Teplota zobrazená přes nástroje S.M.A.R.T. je u červených disků uváděna s přesností na jeden stupeň (popravdě by mě docela zajímalo, jak přesně je udávaná teplota u ostatních disků).

Oproti dříve vydaným diskům se změnil polep pevných disků. Všechny základní informace zůstaly, přibyl ale navíc QR kód, který stačí protáhnout čtečkou, a dostanete se přímo na produktovou stránku se všemi detaily.

Testovací sestava

Testovací sestava a metodika

Do testu jsme od českého zastoupení Western Digital získali dvojici pevných disků WD30EFRX. V první řadě testů jsem je osadil do síťového úložiště (na našem serveru dříve testovaný Thecus N3200XXX), které je na webu označené jako kompatibilní.

Základem testovací sestavy se stala základní deska Asus P7P55 WS SuperComputer, testy jsou prováděny na síťové kartě Intel 1000PRO/CT. Ta disponuje schopností pracovat v režimu tzv. bondingu, často také známého jako teaming. Síťové karty se pomocí ovladače spojí do jednoho připojení a navýší tak maximální teoretickou propustnost. V případě potřeby mám k dispozici ještě druhou identickou kartu. Do volného PCI slotu je přidána ještě jedna síťová karta, která slouží výhradně pro připojení do lokální sítě (a přístup k internetu).

Touto schopností disponují také některá síťová úložiště, jelikož jejich výkon již naráží na úzké hrdlo gigabitového Ethernetu. Na současné sestavě tak bude možné změřit opravdu maximální dosažitelný výkon.

Asus P7P55 WS SuperComputer

Pro testy síťových úložišť není nutné využívat nejvýkonnější procesor na trhu, použitý Intel Core i5-661 (dvoujádrový procesor s HT) na taktu 3,33 GHz bohatě postačí. Na základní desce je osazeno celkem 16 GB operační paměti DDR3 na frekvenci 1333 MHz.

Core i5

Část operační paměti je využita pro tvorbu RAMdisku o velikosti 4 GB, ze kterého je na úložiště odesílán balík 46 178 souborů rozesetých ve 4404 složkách o celkové velikosti 3,79 GB. Operační paměť je při práci s takto malými soubory několikanásobně rychlejší než pevné disky, zbavuji se tak dalšího úzkého hrdla při testech.

Jako primární pevný disk pro většinu praktických testů nakonec poslouží SSD s řadičem SF-2281, konkrétně model OCZ Vertex 3 s kapacitou 60 GB. Pravidelní čtenáři schopnosti tohoto zařízení znají, při práci s komprimovatelnými soubory dosahuje přenosových rychlostí až 500 MB/s v obou směrech. Vzhledem k tomu, že při testech využívám přenosu 10GB prázdného VHD souboru, není problém dosáhnout maximálních rychlostí (limitovaných řadičem disků, který má propustnost maximálně 3 Gb/s).

OCZ Vertex 3

Zbylé, pro testy nepodstatné komponenty naleznete ve shrnující tabulce. Jako operační systém posloužil Windows 7 Ultimate 64-bit se všemi dostupnými aktualizacemi, včetně Service Pack 1.

Testovací sestava
Procesor	Intel Core i5-661 @ 3,33 GHz
Základní deska	Asus P7P55 WS SuperComputer
RAM	16 GB DDR3 Kingston, 1333 MHz
Pevný disk	OCZ Vertex 3 60 GB, RamDisk
Operační systém	Windows 7 Ultimate, 64-bit, SP1 (AHCI on)
Skříň	Spire SwordFin
Zdroj	Fortron Raider 550 W
Chladič CPU	Akasa Venom

Metodika

Ze všeho nejdříve síťové úložiště připojím do stávající sítě a zkontroluji dostupné aktualizace firmware. Ty někdy přinášejí významné navýšení výkonu. Na úložišti vytvořím novou sdílenou složku a přidám uživatelský účet.

Poté zkontroluji spuštěné služby na úložišti, ponechávám zapnutou pouze podporu pro přenos pomocí protokolu FTP, CIFS a Rsync. Nakonec se přesunu do nastavení sítě a změním potřebné položky tak, aby odpovídali testovacímu prostředí.

U dvoudiskových modelů provádím testy při nastavení diskového pole RAID 0 a 1, u vícediskových se snažím otestovat všechna dostupná nastavení (RAID 0, 1, 5, 6, 10). Pokud je k dispozici protokol iSCSI, provádím pak testy ještě s ním (v režimu RAID 1 u dvoudiskových, respektive RAID 5 u vícediskových úložišť).

Úložiště je poté připojeno napřímo do testovacího počítače pomocí gigabitového Ethernetu. Na této síťové kartě je zakázán firewall a chybí i připojení k internetu. Díky tomu je zajištěno, že úložiště nebude zpracovávat požadavky jiných počítačů v síti a provoz nebude blokován.

Prvním testem je rychlost čtení a zápisu skrz protokol FTP. Na počítači je nainstalován klientský software FileZilla, po úspěšném spojení s úložištěm je na úložiště odeslán 10GB soubor VHD (zdrojem dat je výše zmíněný SSD). Výsledná rychlost je počítána z doby trvání přenosu. Poté je soubor opět stažen (a na zdrojovém disku přepsán).

Následuje stejný test, tentokrát jsou však data přenášena protokolem CIFS/SMB. Na počítači je nainstalován program FastCopy, který slibuje vysoký výkon přenosu a zároveň přináší komfortní možnosti nastavení, navíc po dokončení přenosu sám zobrazí průměrnou rychlost.

FastCopy

Test s FastCopy je proveden ještě jednou, ale s jinými zdrojovými daty – na RAMdisk je nahrán balík 46 178 souborů rozesetých ve 4404 složkách o celkové velikosti 3,79 GB. Data z RAMdisku jsou pak přenášena na síťové úložiště. Rychlost takového přenosu je mnohem nižší než v případě velkého souboru.

RamDisk

Následují kombinovaná měření přenosu pomocí protokolu FTP i CIFS. V jeden moment je zahájen přenos oběma protokoly (z různých umístění do různých umístění) v různých kombinacích. Cílem tohoto testu je ukázat, jak se úložiště bude chovat při současné práci dvou uživatelů. Problém s tímto testem mají zejména jednodiskové modely, kdy pevný disk nestíhá provádět obě operace naráz a přenos v jednom či druhém směru utlumí na minimum.

V testovací metodice mají zastoupení také syntetické testy. Pro testy síťových úložišť jsem použil dvojici oblíbených benchmarků pro pevné disky – CrystalDiskMark a ATTO disk benchmark.

Nově také přibyl test přenosu pomocí Rsync – na úložišti je v samém závěru testů nastavena zálohovací úloha (pokud to samozřejmě úložiště dovolí) a odeslána pomocí Rsync do počítače. Jelikož systém Windows 7 Rsync nativně nepodporuje, je použit software Deltacopy. Rychlost přenosu je vypočítána pomocí časových razítek vytvořeného souboru.

Přestože úložiště pojme disky tři, měl jsem k dispozici jen dva. Pro srovnání s jiným modelem jsem stejná měření provedl i s dvojicí disků WD10EALX, které pro testy úložišť používám běžně.

Poté jsem disk zapojil přímo do testovací sestavy, abych zjistil, jak se chová v počítači (WD sice směřuje tyto disky přímo do NASů, jejich použití v sestavách ale nic nebrání). Chtěl jsem provést i testy zapojení RAID, bohužel jsem pohořel – čipová sada Intel na Asus P7P55 WS SuperComputer neumožňuje vytvořit pole nad disky s kapacitou 3 TB.

Pro srovnání však stačí i jeden disk, a aby vám to nebylo líto, provedl jsem testy v počítači i s disky ze zelené (WD10EADS), modré (WD10EALX) i černé edice (starší WD1001FALS a WD1002FAEX). Pro testy jsem použil dvojici syntetických benchmarků (ATTO Disk Benchmark a CrystalDiskMark), dále jsem provedl praktický test přenosem 10GB souboru oběma směry pomocí programu FastCopy. Práci s malými soubory jsem prověřil stejným způsobem, jako u síťových úložišť.

Testy s NAS – FTP a CIFS

Všechny testy výkonu probíhají s úložištěm připojeným napřímo do počítače s dedikovanou gigabitovou síťovou kartou. Chci se tím vyvarovat problémům s případným nízkým výkonem dalších prvků v síti (router, switch).

Testy slouží k porovnání výkonu jednotlivých polí RAID, dle výsledků lze jednoduše odvodit, jaké pole zvolit. Ačkoliv většinu testů vyhraje nastavení RAID 0, nemohu toto nastavení doporučit, při zničení kteréhokoliv disku přijdete o data na všech. Nasazení RAID 0 si dovedu představit pouze ve specifických případech (pravidelné zálohování do dalšího umístění, data nenáročná na obnovu, ale existují vůbec taková?).

FTP, CIFS

K testování FTP využívám FileZilla klient, na server a následně z něj se odesílá soubor o velikosti 10 GB. Všechny služby (mail server, web server, multimediální aplikace) jsou vypnuty. FTP bývá pro svou jednoduchost a (relativní) spolehlivost často využíváno pro automatické zálohování.

Nově pak procházím testy CIFS ještě jednou, tentokrát nepřenáším jediný soubor, ale rovnou celou složku obsahující 46 178 souborů rozesetých ve 4404 složkách o celkové velikosti 3,79 GB. Snažím se tak alespoň částečně přiblížit reálný výkon zařízení v běžném provozu.

Výsledky ve screenshotech:

WD10EALX, RAID 0

WD10EALX, RAID 1

WD30EFRX, RAID 0

WD30EFRX, RAID 1

Testy s NAS – ATTO, CrystalDiskMark x64 3.0

Na testování síťových úložišť se dají využít tradiční diskové benchmarky, využil jsem dva velmi oblíbené — ATTO Disk Benchmark a CrystalDiskMark. Každý z nich testuje propustnost trochu jinak, a tak vám nabídnou ucelený obrázek o výkonu.