Dağıtılan sürücü seçimini belirlemenin tek yolu sabit disk sürücüsü (HDD) kapasitesi ve fiyatı değildir. Bağlantı protokolü, enerji verimliliği ve hatta sürücülerin veri bloklarını plakalara nasıl yazdığı gibi diğer özellikler dikkate alınmalıdır.
Bu makale, en önemli HDD özelliklerine genel bir bakış sunan iki makaleden ikincisidir. İlkinde, ortalama başarısızlık süresine (MTTF), yıllık başarısızlık oranına (AFR) ve kurtarılamaz hata oranına (UER) baktık.
Bu parçada, sürekli veri hızlarına, Seri ATA’ya (SATA) karşı seri bağlı SCSI’ye (SAS), bağlantıya, blok yazma boyutlarına, sürücüdeki güvenliğe ve zona dizilmiş manyetik kayıt (SMR) gibi sürücü yoğunluğunu artırma yöntemlerine bakacağız. ) ve mikrodalga destekli manyetik kayıt (MAMR).
Dış, içini yener: HDD ‘sürdürülebilir veri hızı’
Güvenilirliğe ek olarak, HDD’ler için en önemli özellikler performans ve enerji tüketimidir.
En yüksek performans, 10.500 rpm veya 15.000 rpm’de çalışan HDD’ler tarafından sunulmaktadır, ancak katı hal sürücüleri (SSD’ler) giderek daha fazla yer değiştirmektedir. Ancak, 7.200rpm kurumsal HDD’ler yine de 280MBps’ye kadar sıralı verim ve saniyede 400’e kadar giriş/çıkış işlemi (IOPS) sağlar. Bu sürücülerden birkaç düzinesine sahip depolama sistemleri, birçok modern uygulama için yeterli olan 5 GB/sn ve 10.000 IOPS’den fazlasını elde edebilir.
Bununla birlikte, dönen manyetik disklerdeki dış veri izleri daha uzun olduğundan ve daha fazla veri tuttuğundan, HDD’lerin performansı doluluk düzeyine göre düşer. Bu nedenle, üreticilerin veri sayfalarında belirttiği “sürdürülebilir veri hızı” her zaman dış raylara. Daha içeride, değer bunun yaklaşık üçte ikisine düşebilir.
Enerji maliyetlerini optimize etmek isteyen şirketler için en önemli husus, HDD altyapılarının modernizasyonudur. Bir HDD tarafından kullanılan enerjinin çoğunun iş mili dönüşü için gerekli olması nedeniyle, depolama kapasitesi ve iş yükünün yalnızca küçük bir etkisi vardır, bu nedenle birkaç yüksek kapasiteli HDD, birçok küçük HDD’den daha ekonomiktir.
SATA ve SAS karşılaştırması ve enerji maliyetleri
Kurumsal HDD’ler, SATA veya SAS arabirimleriyle birlikte sunulur ve SAS, daha yüksek sinyal gücü, uçtan uca veri koruması ve çift bağlantı noktası dahil olmak üzere SATA’nın sahip olmadığı önemli özellikler sunar.
Ancak, genellikle HDD’ler bir SATA arabirimi aracılığıyla bağlanır – SAS arabirimiyle yalnızca 10.000/15.000rpm performanslı HDD’ler mevcuttur. Bugün, 6Gbps veri hızı (SATA 3.3 olarak adlandırılır) standarttır ve önceki sürümlerle geriye dönük uyumluluk vardır.
Ancak SAS daha pahalıdır ve biraz daha yüksek güç gereksinimlerine sahiptir.
512’den 4’e: Farklı blok boyutları esneklik sunar
Kurumsal HDD veri sayfalarında, genellikle blok boyutunun bir göstergesi vardır. Bu, bir sabit diskten yazılabilen veya okunabilen mantıksal blokların boyutudur. Geçmişte, bu her zaman 512 bayttı, bu nedenle sürücülerin yerel 512 baytlık bir sektörü vardı. Daha sonra, yüksek kapasiteli sabit disklerin yönetimini kolaylaştıran daha büyük blokları yazmak ve okumak için 4 kb’lik daha büyük sektörler tanıtıldı. Ek olarak, hata düzeltme de daha büyük bloklarla daha verimli çalışır.
Modern dosya ve işletim sistemleri, sabit disklerdeki yerel 4kb sektörleri işleyebilir, ancak eski sürümler genellikle bunu yapamaz. Böylece, 4kb’lik sektörler kullanan ancak her birinde sekiz adet 512 baytlık sektör taklit eden 512e formatı geliştirildi. Daha eski dosya ve işletim sistemleri, her zamanki gibi 512 baytlık bloklar yazabilir ve okuyabilir.
Ancak yazarken, 4kb’lik sektörün tamamı yazılmazsa hız kaybı olabilir. Sabit diskin öykünmüş 512 baytlık alanlarından birini veya daha fazlasını doldurmak için önce tüm 4kb sektörü okuması ve ardından sektörü geri yazması gerekir, böylece ek bir okuma işlemi gerçekleşir.
Kurumsal HDD’lerdeki farklı blok boyutları, işletmelere dosya ve işletim sistemlerine en uygun sürücüleri seçme esnekliği sağlar.
HDD güvenlik seçenekleri: SED’ler ve SIE
Kurumsal HDD’ler ayrıca kendi kendini şifreleyen sürücüler (SED’ler) ve sanitize anında silme (SIE) gibi esnek güvenlik seçenekleri sunar. İkincisi, Toshiba’nın yaygın olarak bulunan anında silme işlevi varyantıdır.
SED, çok güvenli olan ve sürücünün kurulu olduğu sistemden işleme yükünü alan, doğrudan sabit disk üzerinden donanım tabanlı şifrelemedir. SIE, uzun üzerine yazma işlemlerinden geçmek yerine tüm verileri güvenli bir şekilde anında silme seçeneğidir.
Daha yüksek depolama yoğunluğu için SMR ve MAMR
HDD modelleri, mevcut geleneksel manyetik kayıt (CMR), SMR ve MAMR ile kullanılan kayıt teknolojisine göre de farklılık gösterir.
CMR yıllardır kullanılmaktadır ve onu önceki bir teknoloji olan uzunlamasına manyetik kayıttan (LMR) ayırmak için daha önce dikey manyetik kayıt (PMR) olarak adlandırılmıştır. PMR 15 yıldır kullanılmaktadır, bu nedenle artık “geleneksel” olarak adlandırılmaktadır ve sürücü başına 16 TB sınırına ulaşmıştır.
SMR, örtüşen veri izleriyle çalışarak depolama yoğunluğunu artırır ve böylece daha yüksek kayıt yoğunluğu sağlar. İzleri okumak eskisi gibi çalışır, ancak mevcut bir izin üzerine yazarken, önce örtüşen izin verileri okunmalı ve ardından yeni verilerle yeniden yazılmalıdır. Bu, yazma hızında dalgalanmalara neden olabilir, ancak önbellekler ve önbelleğe alma algoritmaları bunları işlemek için oluşturulmuştur.
SMR, rasgele erişimlerle sürekli yüksek yazma yüklerini işlemek zorunda olmadıklarından, öncelikle PC ve gözetim HDD’leri ile kullanılır. Gözetim kameraları tarafından sağlananlar gibi ara sıra yapılan yazma işlemleri veya sıralı veri akışları için SMR idealdir.
Bu arada, daha yüksek kapasiteli kurumsal HDD’ler MAMR’ye güveniyor. Yazma kafasındaki mikrodalga üreten bir eleman, yazma için daha az manyetik enerjiye ihtiyaç duyulacak şekilde manyetik akıya odaklanmaya yardımcı olur. Böylece yazma kafası daha küçük olabilir ve bitleri daha yoğun yazabilir.
Şu anda MAMR, 18 TB ve 20 TB sabit disklerde kullanılmaktadır ve bu teknolojideki ilerlemelerle gelecekte 30 TB’a kadar sabit diskler beklenebilir.
Hiçbir verinin çakıştırma yoluyla yazılması gerekmediğinden, MAMR, SMR teknolojisi ile ilgili kısıtlamalara ve performans sınırlamalarına tabi değildir. MAMR ve SMR’nin bir kombinasyonu da teknik olarak mümkündür, ancak çok yaygın değildir. Bu iki yöntemin birleşimiyle, sektörün 40 TB’a kadar kapasitelerden yararlanabilmesi çok uzun sürmeyecek, ancak rastgele yazma erişimi söz konusu olduğunda SMR’ye özgü performans sınırlamaları olacaktır.
Rainer W. Kaese, Toshiba Electronics Europe’da depolama ürünlerinde iş geliştirmeden sorumlu kıdemli yöneticidir.