Обзор Seagate Exos X26z: 25-терабайтный жесткий диск с SMR, управляемый хостом

Для гиперскейлеров и других облачных провайдеров разработана специальная категория жестких дисков, которые обеспечивают максимально возможную емкость на один слот 3.5-дюймового накопителя. Эти диски используют технологию так называемой «черепичной» магнитной записи (Shingled Magnetic Recording, SMR), в которой дорожки накладываются друг на друга, что позволяет записывать на дисковую пластину больше данных. Однако эксплуатация этих дисков предполагает ряд нюансов. В частности, один из типов дисков с SMR – это диски, управляемые хостом (host-managed, HM-SMR), процесс записи данных на которые происходит под управлением хост-системы. К таким дискам относится модель Seagate Exos X26z, разработанная компанией специально для крупных заказчиков, которые контролируют свои данные и могут использовать специфические преимущества этих жестких дисков.

Спецификации HDD Seagate Exos X26z

Ввиду ограниченного предложения дисков HM-SMR на рынке ни Seagate, ни WD обычно не предоставляют образцов для популярных технических обзоров. И по причине, о которой речь пойдет ниже, обозреватели массового «железа», которые просто вставили бы эти диски в систему под Windows, не увидели бы их в списке подключенных устройств и обзор, скорей всего, так и не состоялся бы. Но, как бы там ни было, у нас есть экземпляр X26z.

Диск HM-SMR для зонального хранения данных – девайс не для всех

Как я уже отмечал ранее, эти диски обладают очень ограниченной совместимостью. Им не только требуется операционная система, поддерживающая диски HM-SMR, но также специфический набор совместимых адаптеров и т.д. А хуже всего то, что, поскольку Seagate продает их практически поштучно, компания не утруждает себя публикациями технической информации об этом продукте. Мы нашли мануал только на гораздо более старые диски и, в конце концов, были вынуждены обратиться за советом в социальные сети.

Нам порекомендовали начать с Ubuntu, которая поддерживает HM-SMR довольно давно. Мы загрузили версию 23.04. Попытки распознать диск в конечном счете навели нас на мысль, что мы зря теряем время.

Что называется, для прикола, мы попробовали установить диск в компьютер под Windows. Система даже не распознала диск как подключенное устройство. Тогда мы установили его в СХД Supermicro с отсеками SATA/SAS. Мы были уверены, что после установки Ubuntu система распознает диск. Но увы, победа снова ускользнула от нас, диск не распознался.

Наконец, мы решили, перед тем как расколотить диск и дезертировать с этого фронта, попробовать подключить Seagate Exos X26z напрямую к материнской плате. Еще одна перезагрузка… и ура, диск нашелся! Как оказалось, это были известные баги, которые мешают системе видеть диски этого типа при подключении их через некоторые стандартные HBA-контроллеры и переключатели SAS. Прямое подключение SATA устраняет эти проблемы, но на серверных материнских платах доступных портов SATA обычно мало.

Справедливости ради отметим, что заказчики, использующие эти диски, обычно заказывают и соответствующее аппаратное обеспечение, позволяющее извлечь из HM-SMR максимум пользы. У нас такого оборудования нет, и все эти трудности мы сами себе создали. По этой же причине во время тестирования диск у нас балансировал на радиаторе процессорного кулера – в силу нестандартных особенностей подключения.

Подготовка Seagate Exos X26z к тестированию

Хотя система увидела диск, нужно обратить внимание на некоторые «бытовые» подробности. Конкретно этот диск был куплен на ServerPartsDeals и продавался как «повторно сертифицированный производителем». Повторная сертификация в данном случае может вводить в заблуждение. Как нам удалось выяснить, это значит, что диск был частью заказа, который не был полностью востребован. Технически это не то же самое, что “абсолютно новый”, но, по всей вероятности, вполне исправный. Вообще, повторно сертифицированные диски от Seagate отличает зеленая каемка вокруг этикетки.

Чтобы гарантированно очистить диск, мы создали новую файловую систему btrfs и очистили все существующие зоны, применив команду

sudo mkfs.btrfs -O zoned -d single -m single /dev/sdX

Применив команду lsblk, мы смогли увидеть блочное устройство, а также диск меньшего размера – 20-терабайтный CMR HDD IronWolf Pro:

root@bigserver:/home/storagereview# lsblk sda 8:0 0 18.2T 0 disk sdb 8:16 0 22.7T 0 disk

Для сравнения, 20-терабайтный диск CMR показывает 18.2 ТБ «сырого» пространства, тогда как у 25-терабайтного Exos X26z мы видим 22.7 ТБ дискового пространства, доступного для использования. Мы также получили информацию о возможности сегментирования дисков и блочной структуре данных. Традиционный 20-терабайтный CMR диск IronWolf Pro поддерживает логические блоки по 512 байт, хотя более предпочтительными являются 4-килобайтные блоки.

Model: ATA ST20000NE000-3G5 (scsi) Disk /dev/sda: 20.0TB Sector size (logical/physical): 512B/4096B

Интересно, что по 25-терабайтному диску система выдает такую же информацию.

Model: ATA ST25000NM000E-3L (scsi) Disk /dev/sdb: 25.0TB Sector size (logical/physical): 512B/4096B

Производительность диска Seagate Exos X26z

После очистки мы протестировали оба диска в сценариях с четырьмя основными видами нагрузки: последовательное чтение и запись 128-килобайтных файлов и случайное чтение и запись 4-килобайтных файлов.

Хотя это стандартные и обычно малоинтересные тесты, когда речь идет о HDD с CMR, модель с SMR выдает систематическую ошибку в сценарии со случайной записью. В этом виде нагрузки управляемые хостом HDD не отличаются надежностью – более надежна запись SMR под управлением самого диска (drive-managed HDD), но осуществляется она с намного меньшей скоростью.

Также следует отметить впечатляющую скорость случайного чтения. Этот результат согласуется с общей тенденцией, которую SMR HDD демонстрируют в этом виде нагрузки, что обусловлено спецификой наложения дорожек. Вообще, результаты тестов на случайное чтение и запись здесь более интересны, чем сценарии с последовательной нагрузкой.

В конечном счете, заказчики, использующие эти диски, знают все особенности построения программных сред, позволяющих наилучшим образом реализовать преимущества HDD данного типа (высокая емкость, низкая стоимость) и не наступать на ограничения этой технологии. Но очевидно, что надежность этих дисков очень чувствительна к качеству их изготовления, поэтому это не идеальное решение для большинства пользователей, не имеющих возможности тщательного и всестороннего контроля качества оборудования и программного обеспечения потоков данных.

Резюме

Диск Seagate Exos X26z и аналогичные HDD-накопители типа HM-SMR рассчитаны на очень специфический сценарий использования. Они эффективны, когда гиперскейлер закладывает характеристики этих дисков в общую концепцию системы управления данными. Диски с SMR могут обеспечивать дата-центрам на 25% большую емкость на каждый слот по сравнению с CMR-дисками, кроме того, SMR успешно покрывают растущие потребности в емкости, пока мы ждем массового выхода на рынок дисков с технологией HAMR.

Но, при всей своей привлекательности, для большинства HM-SMR диски – не лучший вариант для инвестиций. Когда энтузиаст ищет на e-Bay дешевые диски высокой емкости, конечно, при виде этикетки 25 ТБ и сравнительно бюджетного ценника у него загораются глаза. Однако я в данном случае рекомендую пройти мимо этого диска. Сермяжная правда в том, что с этим диском вы получите такую карусель, от которой голова пойдет кругом даже у самых заядлых энтузиастов. Просто сидите и ждите, когда в продаже появится более удобный вариант, тем более что выход 50-терабайтных дисков HAMR уже не за горами?