Тестирование nearline-винчестера Toshiba MG08 емкостью 16 ТБ

Методика тестирования накопителей образца 2018 года

Тестируя не так давно Seagate Exos X16, мы отметили, что нынешние 16 ТБ (т. е. максимум емкости одиночного винчестера без «черепичной записи», достигнутый в этом году), скорее всего, так и станут последними в рамках «классической» перпендикулярной записи. Слишком уж похожими друг на друга оказались продукты Seagate и Toshiba: девять пластин, TDMR-головки и гелий (разумеется). В Western Digital и вовсе решено было эту «вершину» не брать — компания продолжает отгружать «классические» 14 ТБ и «черепичные» 15 ТБ на восьми пластинах, делая ставку на освоение технологии MAMR. На данный момент продукты на ее базе уже официально анонсированы, причем в количестве целых двух моделей: «черепичный» DC HC650 имеет емкость аж в 20 ТБ, а DC HC550, обходящийся без использования (не слишком популярной среди заказчиков) технологии SMR, ограничивается 18 ТБ. В обоих случаях — на девяти пластинах, т. е. в WD от такого дизайна не отказались, а просто немного его отложили. Впрочем, Toshiba тоже планирует показать свои наработки на ниве MAMR в этом году, причем тоже обеспечив выбор между 18 ТБ без SMR и 20 ТБ с ее использованием. Seagate же с прошлого года отгружает партнерам тестовые образцы HAMR-винчестеров — правда, по последней информации, массовый выпуск таких моделей (тоже планируется 20 ТБ SMR и 18 ТБ «обычных») опять сдвигается на первую половину следующего года. Но вполне возможно, что формальные анонсы по-настоящему новых продуктов и Seagate, и Toshiba будут сделаны уже в ближайшее время, хотя подождать их появления в продаже все равно придется. Осторожные же покупатели наверняка спешить не станут и после этого. Во всяком случае, к «гелиевым» дискам, появившимся в конце 2013 года, до сих пор «привыкли» еще не все. А HAMR и MAMR должны изменить рынок не в меньшей степени. Причем еще и непонятно, какой из подходов в итоге окажется более удачным с потребительской точки зрения.

Тем же, кто ждать не может или не хочет, а в максимальной емкости HDD нуждается, особого выбора пока не остается. Точнее, выбор совсем небольшой: Seagate или Toshiba. Но чтобы не пришлось выбирать совсем уж из двух моделей, компании постарались немного разнообразить ассортимент. В частности, Seagate изначально анонсировал не только новый Exos, но и NAS’овые IronWolf и IronWolf Pro. Toshiba свой «корпоративный» MG08 объявила раньше, долгое время он оставался на рынке одним-единственным с такой емкостью (если не считать традиционное наличие версий не только с SATA-интерфейсом, но и под SAS, а также с разными вариантами секторов — эмуляции 512 байт и 4Kn), но в сентябре компания расширила также линейки N300 (для NAS) и X300 (вообще для использования в персональных компьютерах) моделями на базе дизайна MG08. В ближайшее время таковые должны поступить в продажу, но есть проблема с длительностью гарантийного срока: для N300 — три года, а для Х300 — и вовсе два. Последнее для накопителя емкостью 16 ТБ выглядит немного издевательски, конечно, однако если такой вариант позволит снизить цену — возможностью, как нам кажется, воспользуются многие. Во всяком случае, на отметке 14 ТБ (такие модели давно есть в продаже) X300 в Москве стоит процентов на 15 дешевле (а это вполне весомые в данном случае 6 тысяч рублей), чем MG07, да и N300 ближе к первому, чем ко второму. Таким образом, для окончательных выводов нужно будет дождаться физического появления новых накопителей в рознице и посмотреть на цены.

MG08 же уже есть. Причем официально он появился раньше, чем Exos X16, но тот нам удалось протестировать быстрее. Сегодня мы эту «несправедливость» устраняем. Тем более, эти накопители идеально подходят для сравнения «лоб в лоб» благодаря одинаковому целевому назначению. К которому, справедливости ради, «обычные» персональные компьютеры не относятся, но оценить скоростные показатели можно и в этом случае — тем более, что «не относятся» они в одинаковой степени к обоим испытуемым, так что всё по-честному.

Toshiba MG08ACA16TE 16 TБ

Технические характеристики

Итак, технически оба винчестера очень похожи. Единственное бросающееся в глаза отличие — в моделях на 16 ТБ Toshiba увеличила емкость кэш-памяти с 256 до 512 МБ, а вот Seagate сохранил «старые» размеры. Где-то это должно сказаться. Где-то в более-менее сложных сценариях найдутся (могут, по крайней мере) и различия в прошивках. При этом стандартные «винчестерные» тесты должны демонстрировать одинаковые результаты — ведь физические параметры одинаковы. Это мы и проверим. А чтоб было не скучно, добавим Seagate Barracuda XT на 3 ТБ — одну из лучших (быстрых и емких) «допотопных» моделей. Тогда еще перспективы винчестеров казались безоблачными, поскольку серьезная конкуренция со стороны твердотельных накопителей только-только начиналась — а в области большой емкости даже и не начиналась. Емкость-то за прошедшие семь-восемь лет удалось нарастить в 4-5 раз, а вот что со скоростями — всегда интересно посмотреть.

Тестирование

Методика тестирования

Методика подробно описана в отдельной статье. Там можно познакомиться с используемым аппаратным и программным обеспечением.

Производительность в приложениях

Что бы мы делали без распространения SSD в таком вот уже давно атипичном сценарии? Когда-то этот вопрос просто не стоял — винчестеры использовались для всего. А покупка нового накопителя высокой емкости обычно приводила к тому, что именно он переводился в статус «основного», оставляя старым медленным вспомогательные роли.

Как видим, так же можно поступать и сейчас. Не нужно, но можно. А в стародавние времена мы бы, возможно, еще и поругали MG08, и похвалили Exos X16... Впрочем, последний в этих тестах работает немного медленнее современных IronWolf меньшей емкости, так что хвалить и ругать вообще некого. Винчестеры и сейчас можно использовать в качестве универсальных накопителей — в том числе, и для хранения операционной системы и данных. Но «гоняться» за быстродействием в подобных сценариях, оптимизируя под них прошивку, производители давно уже не считают нужным. Тем более — в случае корпоративных серий, которым это не требуется в еще большей степени. Получилось быстро — ну, тоже пригодится. Получилось не очень быстро — ничего страшного. «Хуже» за прошедшие годы не стало, во всяком случае. А за «лучшим» идут уже на другие рынки — на которых, правда, не могут предложить целых 16 ТБ по вменяемой (даже с точки зрения физического лица) цене, так что одно другое компенсирует.

Последовательные операции

Зато с точки зрения привычных «винчестерных» тестов, все хорошо — и даже замечательно. Во-первых, главные испытуемые двое из ларца одинаковы с лица. Действительно, а с чего бы быть иначе? Одинаковое число одинаковых пластин с примерно одинаковыми головками на одинаковой скорости вращения. Во-вторых, прогресс — на это самое лицо. Скорость на внешних дорожках уже бодро приближается к 300 МБ/с, а минимальная — на уровне средней для моделей семилетней давности. Правда, хорошо заметно, что емкость-то выросла в большей степени, чем скорость — но эти тревожные звоночки мы отмечали еще в прошлом десятилетии. С тех пор, разумеется, все только усугубилось.

В однопоточном режиме скорости неплохо коррелируют с показателями HD Tune — в начале диска, разумеется. В многопоточном — срабатывает предвыборка. И вот тут как раз явно видна польза от увеличения буфера: как мы видели на примере линейки Seagate, «эффективность» типовых 256 МБ по мере роста полной емкости винчестеров снижалась. В данном же случае удается вернуться к более привычным значениям. Причем чем медленнее работа с самими пластинами, тем «эффективнее» предвыборка. В общем, в удачных сценариях пренебрегать этим методом увеличения производительности никак нельзя — не зря за прошедшие годы он стал стандартом для большинства винчестеров.

При записи же данных никакие ухищрения не действуют. Единственное, что остается на откуп программистам — реализация оптимизаций под многопоточные режимы. Хотя на деле складывается ощущение, что и здесь что-то «улучшить» сложнее, чем напортить. Но в целом увеличившаяся плотность записи позволяет современным винчестерам демонстрировать более высокие результаты, чем «историческим». Правда, нельзя сказать, что сама по себе скорость прогресса впечатляет. Но это как раз следствие не раз описанных трудностей — иначе бы и необходимости в увеличении количества дисков в пакете не было, а на практике от 4-5 пластин индустрия дошла уже до девяти в том же корпусе.

Время доступа

Как мы не раз убеждались, использование более сложных сценариев приводит иногда к более интересным оценкам производительности на операциях со случайным доступом. Однако обычно для сравнения винчестеров эти метрики не используются. А главным выводом из результатов «традиционных» оказывается, пожалуй, то, что существенного изменения производительности в одном классе «механики» ожидать не приходится. Нет, разумеется, новые топовые модели Seagate и Toshiba побыстрее «старых» винчестеров всех производителей, а если открутить историю ко временам первых накопителей на 7200 об/мин, то разница может оказаться еще более заметной, но порядок величин остается тем же, что и 10-20 лет назад.

Работа с большими файлами

Эти тесты мы решили провести не только на «пустом» винчестере (что позволяет получить максимальную производительность, но слишком уж отличается от «типичных» сценариев), но и на последних 100 ГБ (где из-за особенностей технологии скорость работы самая низкая).

Впрочем, размер «падения» можно было спрогнозировать и по результатам HD Tune. Равно как и то, что оба главных героя будут вести себя примерно одинаково. Интереснее другое: на внутренних дорожках скорость (неважно — в однопоточном или многопоточном режиме) оказывается примерно такой же, как на внешних дорожках у современных ноутбучных винчестеров на 5400 об/мин. Понятно, что у тех-то в конце диска все еще хуже, но сам по себе эффект забавный. Причем, разумеется, неустранимый — это издержки технологии.

С записью та же ситуация, только работа в три смены в конце диска оказывается еще более медленной, чем при чтении. На этом фоне начинают забавно выглядеть претензии к тому, что у некоторых SSD скорость записи в ряде случаев «падает ниже ноутбучных винчестеров». Как видим, заполненный данными настольный винчестер (далеко не ноутбучный) на деле может «пасть» еще ниже (и это, кстати, еще без фрагментации). Вопрос лишь в том, как считать и как сравнивать. Впрочем, ситуация не новая, просто ранее на нее не все и не всегда обращали внимание, поскольку и выбирать было не из чего. Сейчас — приходится. Хотя бы во избежание напрасных надежд.

В отличие от «чистых» операций чтения или записи, где MG08 обходил Exos X16, при одновременном их выполнении испытуемые меняются местами — это уже следствие разницы в прошивках, что сказывается даже несмотря на (в основном) идентичные характеристики механики, да и электроники. Впрочем, такие сценарии — вообще не лучшее, что может случиться в жизни винчестеров, причем положение дел остается неизменным много лет подряд. Но производительность с каждым годом пусть и медленно, но росла. Так что современные модели и во внутренних (медленных) областях уже практически догоняют лучшие «допотопные» винчестеры во внешних (самых быстрых) областях. А более старых «предков» — уже и обгоняют.

Рейтинги

Toshiba MG08 и Seagate Exos X16 ведут себя немного по-разному в некоторых низкоуровневых сценариях, но в общем и целом одно другое компенсирует, и к «финишу» обе модели приходят с примерно равными результатами.

Да, в тестах высокого уровня MG08 демонстрировал не самые высокие результаты, так что общий балл с их учетом оказывается тоже не самым высоким. Однако сама по себе такая оценка является синтетической — как и любые попытки приведения результатов к одному единственному. Интереснее, пожалуй, другое: весь диапазон значений для всех протестированных нами к данному моменту накопителей этого типа не так уж и велик — каких-то два с половиной раза. У твердотельных же накопителей разброс значений достигает пятикратного, причем даже самый медленный SSD по данной методике получает куда более высокую оценку, нежели самый быстрый из винчестеров: 2513 против 1551. Это, в принципе, неплохо коррелирует с «бытовой житейской логикой», но делает поиски быстрого винчестера все более и более бессмысленными. Неудивительно, что первыми рынок начали покидать как раз самые производительные модели винчестеров, а основной акцент плавно переместился на класс, обеспечивающий максимальную емкость.

Итого

С учетом вышесказанного, само по себе сравнение скоростных параметров современных винчестеров может проводиться разве что «для порядка»: в очередной раз убедиться, что ничего существенно не изменилось. Возможно, активное освоение всеми тремя производителями новых технологий (причем еще и разных — напомним, что на данный момент Seagate делает ставку на HAMR, а Toshiba и Western Digital в первую очередь ориентируются на MAMR) что-то изменит — но есть сомнения, что изменит принципиально. Небольшие колебания скоростных показателей в зависимости от конкретной нагрузки есть и сейчас, но они невелики внутри всего класса. Поэтому основное, что покупатели ожидают от винчестеров высокой емкости — ту самую высокую (внезапно!) емкость по невысокой цене. Конечно, цена выглядит невысокой лишь относительно: стоимость хранения терабайта данных снижается в последние годы еще медленнее, чем растет производительность, так что когда самих терабайтов «много», внушительной оказывается и цена устройства. Но сопоставимый объем флэш-памяти все еще намного дороже, а объемы ее производства не позволяют хотя бы в теории заместить винчестеры, так что исчезни последние с рынка — проблемы будут посерьезнее, чем рост цен. Вот они и не исчезают — и не планируют исчезать в ближайшие несколько лет. Напротив — растут вслед за увеличением потребностей рынка хранения информации. От запросов индивидуальных пользователей винчестеры при этом несколько отрываются, но в этом-то ничего удивительного нет.