הקדמה
הגידול שנעשה ללא הפסקה בשוק ה- AI, למידת מכונה, רשתות 5G, רכבים מחוברים ועוד, לא מספיק לייצר עוד ועוד נתונים אשר מעמיסים על מרכזי Data Centers. מכיוון שהעלות של מקום פיזי (לעומת דיגיטלי) במרכזי איחסון היא מאוד יקרה וכך גם עלות החשמל, עולה הצורך התמידי ממרכזים כאלו לקבל כוננים בעלי נפח הולך וגדל, דבר שיעזור למרכזים לגדול דיגיטלית.
דגם ה- Ultrastar DC HC570 שלפנינו בעל הקיבולת המדהימה של 22TB בגודל של 3.5, הינו כונן שמיועד ל- Data Centers (אבל זה לא אומר שאתם לא יכולים להשתמש בו בבית), הוא עושה שימוש בטכנולוגית OptiNAND, משלב מספר טכנולוגיות מתקדמות מעל כונן מבוסס CMR בעל 10 פלטות ושומר על ביצועים, איכות ואמינות כפי שמצופה מכונן שמאוכלס בסביבת Data Center.
טכנולוגית ה- OptiNAND
טכנולוגית ה- OptiNAND שהוכרזה בספטמבר 2021 עם יציאת כונן ה- 20TB CMR HDD של החברה, נמצאת כרגע בדור השני שלה ומשלב iNAND Universal Flash Storage (UFS) Embedded Flash Drive (EFD) בתוך מערך פלטות מסתובבות של HDD. הוא גם מביא על הדרך שיפורים מיוחדים לכוננים בעלי נפח גבוה בעזרת אלגוריתמים מיוחדים דרך קושחה יעודית לכונן.
על מנת להבהיר, ה- OptiNAND וה- iNAND לא מהווים זכרון מטמון לכונן, אלא זכרון Flash יעודי עבור איחסון Metadata של הנתונים המאוחסנים מעל ה- HDD על מנת שהם יוכלו להיקרא ולהיות מנוהלים בצורה הרבה יותר יעילה מבעבר. רכיב ה- iNAND אפילו כולל בקר יעודי משל עצמו, בדיוק כמו SSD.
חייבים להבין שככל שכונן גדול יותר בנפח שלו, הוא יוצר עוד ועוד Metadata. עם כונן בנפח של 22TB, הנתונים האלו מגיעים בקלות לנפח של גיגות ואז שמירה של כל הנתונים האלו מעל DRAM הינה מאוד יקרה בשל עלות הרכיב, לעומת זאת שמירה של הנתונים האלו מעל זכרון כמו NAND, הינה הרבה יותר רציונלית בשל העלות הנמוכה יותר של הרכיב שעדיין מספיק גבוהה על מנת לא להיות צוואר בקבוק בפעולות כתיבה וקריאה אינטנסיבים.
מכאן אתם יכולים כבר להבין ששמירת ה- Metadata אינה מטרתה להעלאת דחיסות הפלטות, אלא עבור גישה מהירה ל- Metadata של הנתונים המאוחסנים מעל הפלטות של הכונן.
אבל השימוש ב- OptiNAND לא נעשה רק בגלל הנפח של ה- Metadata, מתווספים לנו יתרונות טובים של אמינות במיוחד בשל Repeatable Runout (מוכר כ- RRO) ועם Adjacent Track Interference (מוכר כ- ATI). בתחום ה- HDD, ה- RRO מייצג תקלה שניתנת לשיחזור ונוצרת כאשר ראש קריאה של פלטה יוצא מהמקום שלו. התקלה הזאת מדידה במהלך תהליך הייצור והכוננים עוברים כיול בהתאם. ללא OptiNAND, המידע הזה היה מוקלט מעל הפלטה עצמה, עם OptiNAND, חוסך מקום ועוזר בעבודה מהירה יותר.
בעיות של ATI נוצרות כאשר Track אחד נמצא בשימוש מאוד גדול יחסית ל- Tracks הסמוכים אליו, זה יכול לגרום לכך שה- Tracks הסמוכים יהיו Corrupted. ככל שדחיסות הפלטה עולה, ה- Tracks צפופים יותר ויותר ואז עולה הסיכוי ל- ATI. על מנת להקל בבעיה הזאת, הכונן דואג לשמור רישום של פעולות הכתיבה ודואג גם להפיץ את פעולות הכתיבה הדרושות מעל כל ה- Tracks על מנת שלא יהיה Track אחד בסכנת ATI.
כוננים ישנים היו רושמים את המידע הזה מעל ה- Track עצמו. העברת נתוני ה- ATI ל- OptiNAND, מאפשר ל- HDD לנהל את הרישום ברמה של Sector, כך אין צורך למלא Tracks שלמים במידע רק על מנת להגן מפני ATI, כי אפשר לעשות את זה ברמה נמוכה יותר של Sector וזה גם מאפשר למקם את ה- Tracks קרוב יותר וכתוצאה מכך – להעלות את דחיסות הפלטה.
רכיב ה- iNAND EFD כולל צ'יפ בודד עבור בקר וזכרון 3D NAND מבית Western Digital שניתן להגדרה עבור ממשק eMMC ו- UFS. ניתן להגדיר את ה- EFD שישתמש ב- SLC עבור כוננים בעלי נפח כתיבה גבוהה ו- TLC עבור כוננים שנועדו יותר לקריאה, הכל באותו רכיב.
אמינות
כונן ה- Ultrastar DC HC570 עומד בדרישות העדכניות של Data Centers מבחינת אמינות עם 2.5M MTBF ואחריות של 5 שנים. הכונן עבר אופטימיזציה עבור עומסים גבוהים של אפליקציות עד לנפח של 550TB בשנה. הוא מציע אפשרויות אבטחה והצפנה מפני שימוש לא מורשה, כולל דגמי SED, כלומר Self-Encrypting Drives.
דור שמיני של HelioSeal
הקשיים העיקריים העומדים בפני Data Centers הם דחיסות נתונים, עלויות חשמל וקירור ואמינות. מאז שנת 2013, חברת Western Digital שילבה את טכנולוגית ה- HelioSeal כאבן בניין עבור סדרת כונני ה- Ultrastar, זהו הכרח חובה על מנת להגיע לאמינות גבוהה ביחד עם שילוב טכנולוגית EAMR אשר מפקסת יותר אנרגיה ב- Track שנכתב על מנת להפוך את המדיה לקלה יותר לכתיבה באותה נקודה, Actuator בעל 3 שלבים אשר מעלה את דיוק מיקום הראש עבור קריאה-כתיבה ביחד עם הסרת הזמן הנדרש עבור פעולות כאלו וגם Shingled Magnetic Recording אשר תורם לדחיסות גבוהה יותר של נתונים וכתוצאה מכך כוננים בעלי נפח גבוה יותר. על מנת שכל הטכנולוגיות האלו יעבדו בצורה מיטבית, הם צריכים להיות ממוקמים בסביבה רווית גז הליום. הגז הזה חשוב כי הוא מוריד את הויברציות הנוצרות על ידי הכונן במהלך העבודה ובכך מאפשר לקיים דחיסות איזורית גבוהה יותר ומכיוון שיש פחות ויברציות, אפשר לשים גם פלטות דקות יותר וכתוצאה מכך, יותר פלטות בכל כונן. הגז גם מאפשר לכונן לעבוד בטמפרטורה נמוכה יותר לעומת אם הוא היה עובד בסביבה רווית חמצן ולכן הוא גם צורך פחות חשמל במהלך העבודה שלו.
אחד הדברים שגורמים לכל היתרונות האלו זה הדחיסות הנמוכה יותר של גז הליום אשר מגיע בדחיסות של שביעית לעומת אויר רגיל. האטמוספירה השוררת בתוך הכונן עם גז הליום מאפשרת העלאה דרסתית ביעילות, אמינות ודחיסות הכונן בהשוואה לכוננים אשר מלאים באויר רגיל.
קצת נתונים טכניים על הכונן
תצורה
- הממשק מבוסס SATA III ולכן רוחב הפס עומד על 6Gbps, לעומת 12Gbps בגרסת ה- SAS של הדגם.
- מבחינת פורמט, גודל הסקטור בבייטים הוא 4Kn: 4096 | 512e:512
- הדחיסות מבחינת Gbits/square inch היא 1109
- הכונן תומך ArmorCache
ביצועים
- גודל ה- Buffer הוא 512MB
- ה- RPM עומד על 7200
- ערך ממוצע של Latency עומד על 4.16ms
- מהירות רציפה (MB/s, max) / (MiB/s, max) עומדת על 291/277
- ערך כתיבה IOPS אקראי של 4KB QD=32, WCE/WCD עומד על 565/565
- ערך אקראי של IOPS עם התפלגות של 50% קריאה ו- 50% כתיבה ו- 4KB QD=4 עומד על 220
אמינות
- קצב Error Rate הוא 1 ל- 15^10
- מחזורי Load/Unload בטמפרטורה של 40 מעלות עומד על 600,000
- ערך MTBF עומד על 2.5M שעות.
- סיכוי כשלון שנתי משוער לפי AFR הוא 0.35%
- אחריות ל- 5 שנים.
אז איך קוראים את דגם כונני Ultrastar?
הדגם המדויק של הכונן שעומד לפנינו הוא WUH722222ALE6L4
אם נרחיב:
W = Western Digital
U = Ultrastar
H = Helium (vs. S for Standard)
72 = 7200 RPM
22 = Full capacity (22TB)
22 = Capacity this model (22TB)
A = Generation code
L = 26.1 z-height
E6 = Interface 512e SATA 6Gb/s
L = Legacy Pin 3 config – no Power Disable support
4 = Data Security Mode: Base (SE): No Encryption. Sanitize Overwrite only
על הכונן – Western Digital Ultrastar DC HC570
היתה כאן השקעה גדולה מאוד מצד Western Digital לשלב המון פיתוח מתקדם בדגם הזה על מנת להגיע לנפח המרשים של 22TB ועוד יותר מדהימה העובדה שהם הגיעו לנפח עם שימוש בטכנולוגית CMR ולא SMR.
כפי שהזכרתי מוקדם יותר, הכונן מיועד ל- Data Centers ולא כל כך לשימוש ביתי וזאת בשל הרעש שהוא יוצר בזמן העבודה. בסביבה של Data Centers שרועשת מטבעה, כמובן שזה לא בעיה, אבל בסביבה ביתית, זה בהחלט כן.
כונן ה- Ultrastar DC HC570 לא בנוי כמו כוננים אחרים, הוא מיועד להתקנה בסביבה תעשייתית, בתוך Rack, תחת עומס עבודה של 24×7 וכמות גבוהה יחסית של נתונים שעוברת כל הזמן בין מערכי אחסון חמים לקרים, כל זה ביחד עם הדרישה של הכונן לשמור על ביצועים קבועים לאורך זמן ללא תלות בנפח התפוס מעל הכונן, הופכות את מבנה הכונן לכזה שמאוד דומה לסדרת WD Red Pro, רק שכונן ה- Ultrastar מדורג בעל יכולת של עומס עבודה כפול מבחינה שנתית ושרידות גבוהה יותר של פי 2.5 מבחינת MTBF.
כל הדברים הטובים האלו מגיעים עם מחיר – צריכת חשמל גבוהה יותר בזמן שימוש, המתנה או Idle וגם ויברציות גדולות יותר בזמן שימוש יחד עם רעש גבוה יחסית, במיוחד בזמן כתיבה של בלוקים קטנים לפרקים בתדירות גבוהה.
בבחינה
על מנת לבחון את הכונן בצורה מיטבית, הוא נבחן ככונן בודד מעל מספר בדיקות סינתטיות בעזרת תוכנות מוכרות וגם בתוך 2 דגמי NAS מובילים.
פרטי ה- Test Bench:
- מעבד AMD Ryzen 9 7950X
- לוח אם Gigabyte X670E AORUS MASTER
- נפח RAM של 32GB מסוג XPG LANCER RGB 2x16GB DDR5 6000MHz
- כונן SSD מדגם XPG GAMMIX S70 2TB PCIe Gen4x4
- ספק כח XPG CORE REACTOR 850W
בחינות בתוך 2 דגמי NAS של Synology
דבר ראשון שחשוב לציין הוא שדגם הכונן Western Digital Ultrastar DC HC570 לא נתמך רישמית במכשירי ה- NAS של Synology.
דגם ה- NAS הראשון איתו בדקתי את התאימות הוא ה- +Synology Diskstation DS1522
מכאן כבר הבנתם כי הכונן זוהה בהצלחה על ידי ה- NAS. הגיע הזמן למעט בדיקות ביצועים.
דגם ה- NAS השני איתו בדקתי את התאימות הוא ה- +Synology DiskStation DS1621xs
ניתן לסכם כי למרות שהכונן לא נתמך רישמית על ידי Synology, אין לו בעיה לעבוד כנדרש ממנו ב- 2 הדגמים שהוא נבדק בהם. למרות האמור, כרגע חברת Synology לא מתכוונת לבדוק תאימות של הכונן מול מכשירי ה- NAS מתוצרתה.
סיכום
דגם ה- Ultrastar DC HC570 קולע בדיוק למטרות שהוא מגיע להשיג, זהו כונן שמראה בפירוש שהושקעה כאן הרבה עבודה מצד Western Digital על מנת להגיע לנפח הגבוה הזה מבלי להשתמש ב- SMR וללא פגיעה בביצועים בשל הדחיסות הגבוהה לפלטה.
יש הרבה שמספידים את הכוננים המגנטים ובשימוש ביתי הם באמת כבר בקושי בשימוש. רוב האנשים משתמשים בכונן NVMe אשר עושה שימוש ב- PCIe 4.0 בעל 4×4 נתיבים, דבר שמאפשר לכוננים טובים להגיע למהירויות של 7000MBps, מהירויות שכונן מכאני יכול רק לחלום עליהם. אבל לא רק מהירות, כונן NVMe דורש פחות חשמל עבור עבודה, שקט לחלוטין וקל מאוד להתקנה, ללא שום כבלים. מצד שני, כל היתרונות האלו מתבטאים במחיר, כיום כונני NVMe בעלי המחיר הכי גבוה עבור 1TB, מחיר כל כך גבוה שמגיע לפעמים לכדי יותר מפי 4 בהשוואה ל- 1TB ב- HDD. זה מהווה היתרון הכי טוב של HDD עבור Data Centers ומכיוון שאנחנו לא נראה בקרוב התקני NVMe בעלי נפח שמתקרב ל- HDD עם עלות דומה פר 1TB, ה- HDD הוא כאן להישאר.
ה- Ultrastar DC HC570 מהווה אחד מהכוננים הקשיחים הכי טובים שיש היום וסדרת ה- Ultrastar ממשיכה להיות נפוצה בשימושים בעלי צורך בנפח נתונים גדול כמו Data Centers, רק שימו לב שאם אתם משתמשים בו בסביבה ביתית, הוא מאוד מרעיש ואם אתם בכלל שוקלים לשים כמה כאלו במערך RAID, אז כמות הרעש תהיה בלתי נסבלת לסביבה ביתית ולכן רצוי כי המערך יהיה בחדר נפרד.
למרות שנפח של 22TB בהחלט מכובד, דגם ה- Ultrastar DC HC570 מהווה עליה של בסך הכל 2TB לעומת דגם ה- HC560 שיצא בשנה שעברה בנפח של 20TB, כלומר עלייה של 10% שמהווה עליה נמוכה יחסית לשנתונים קודמים, בהם התרגלנו לראות עלייה של 30% בין שנתונים. הדבר כנראה נובע בשל תחרות נמוכה שיש ל- Western Digital וגם מסמן שהטכנולוגיה הקיימת כבר נמצאת יחסית בשיאה ויש צורך בפיתוחים חדשים שיעזרו לקחת את הנפחים דור אחד קדימה.
בכל מקרה, זהו כונן שכרגע נמצא בתוכנית השדרוג של כל Data Center והעובדה שהוא גם מאוד קל להשגה על ידי צרכנים לשימוש ביתי או SMB, יחד עם מחיר נמוך מאוד פר טרה, הופך אותו למאוד אטרקטיבי כרגע.
חלק מהתכנים באתר כוללים מעת לעת קישורים לתוכניות שותפים, שעבורם האתר מקבל עמלה עם רכישה בפועל.
עמלה זו איננה מייקרת את עלות הרכישה של המוצרים.
