Технологии в IT-индустрии вот уже несколько десятков лет неуклонно развиваются стремительными темпами.

Такой бурный рост приводит к быстрому изменению стандартов, быстрой смене поколений архитектур и огромному количеству продуктов на рынке. Каждый из них обладает набором уникальных параметров, разобраться в которых иногда затруднительно даже техническим специалистам - что уж говорить про обычных пользователей! Взять, к примеру, жёсткий диск (hard disk drive, HDD) - устройство, применяемое в компьютерах для хранения информации. Данный класс компонентов обладает целым рядом характеристик: вид интерфейса, ёмкость, объём кэша (буфера) и так далее. Сегодня мы остановимся на одном из них, и расскажем про форм-фактор HDD: что это такое, как этот параметр влияет на работу накопителя, и как правильно его выбрать. Какой подойдёт для ноутбуков, неттопов, какой - для десктопов. И, главное, обо всех этих компьютерных терминах мы расскажем по-русски!

Под форм-фактором понимают технический стандарт, который задаёт габариты компонента, а также описывает прочие геометрические размеры и параметры, например, диаметр отверстий для крепежа, расположение посадочных мест и так далее. Подобная унификация позволяет добиться взаимозаменяемости компонентов персонального компьютера. Это означает, что при условии совместимости стандартов, различные узлы могут быть переставлены с одной вычислительной машины на другую.

Форм-факторы жёстких дисков для стационарных ПК

Современные жёсткие диски («винчестеры») для стационарных компьютеров выпускаются в двух форм-факторах: 2,5” и 3,5”, где цифры указывают ширину устройства в дюймах (двойной штрих рядом с числом является принятым обозначением данной единицы измерения). Исторически трёхдюймовые модели появились раньше, поэтому до сих пор наиболее популярны для стационарных ПК. Их распространённости также способствует ряд технических преимуществ: большая, нежели у 2,5”, скорость вращения шпинделя (что повышает скорость доступа к данным) и возможность вмещения большего количества информации.

Преимущества 3,5”

1. Высокая производительность благодаря увеличенной скорости вращения шпинделя;
2. Возможность хранения большого объёма информации;
3. Цена: как правило, при аналогичных показателях, трёхдюймовые модели стоят дешевле;
4. Не требуется переходник при установке в стационарный ПК.
Из минусов можно отметить высокий (по сравнению с 2,5”) уровень шума, сильный нагрев, крупные габариты.

Преимущества 2,5”

1. Универсальность и малые габариты: такой «винчестер» можно инсталлировать как в стационарный системный блок (так называемый десктоп), так и в компактные и переносные ПК: лэптопы (ноутбуки), моноблоки (компьютеры, в которых системный блок и дисплей совмещены в одном корпусе), неттопы (компактные настольные ПК);
2. Пониженное электропотребление - ведь диски изначально проектировались для лэптопов - устройств, в которых потребление электроэнергии крайне критично;
3. Низкий уровень шума, который достигается пониженной скоростью вращения шпинделя.
Стоит сказать, что для в обычный системный блок, вам потребуется покупка дополнительного переходника, а также специальных салазок, если в корпусе вашего компьютера отсутствует отсек 2,5”. Поэтому универсальность, пусть она и присутствует, достигается с помощью дополнительных технических средств.

Таким образом, выбор размера «винчестера» для стационарного ПК, зависит от того, какие из характеристик имеют для вас больший приоритет: производительность и объём - 3,5”, небольшие габариты и универсальность - 2,5”.

Размеры HDD для ноутбуков

В большинстве современных ноутбуках применяются жёсткие диски формата 2,5” - что существенно облегчает поиск и выбор этого компонента. Но стоит отметить, что HDD для лэптопов могут иметь высоту в 9,5 мм и 7 мм - более тонкие модели применяются в ультра-буках. Поэтому обязательно определите высоту посадочного места перед «апгрейдом» - иначе компонент может физически не поместиться в корпус. В нетбуках также могут применяться диски 1,8”, хотя производители активно отказываются от данного формата.

Размеры внешних накопителей

Внешние накопители представляют собой обычный стационарный «винчестер», снабжённый USB-контроллером и помещённый в специальный бокс (корпус). Соответственно, и форм-факторы сохраняются типичные: 1,8”, 2,5” и 3,5”. Подавляющее большинство внешних «винчестеров» выпускается в формате 2,5”, поскольку он обеспечивает оптимальное отношение между производительностью и компактностью, являющуюся важным параметром для любой переносной электроники.

Внешние HDD, выполненные в форм-факторе 3.5”, требуют дополнительного источника питания. Такие жёсткие диски не предназначены для переноски. Они спроектированы как стационарное устройство хранения информации, применяющееся в том случае, когда установка HDD внутрь компьютера осложнена или невозможна: например, при использовании моноблоков или ноутбуков.

Размеры SSD

В настоящее время активно набирает популярность перспективный вид запоминающих устройств, названный твердотельным накопителем (англ. solid-state drive, SSD). Этот класс имеет принципиальные отличия от классических жёстких дисков: в конструкции SSD отсутствуют механические компоненты. Такое внутренне исполнение даёт несколько преимуществ: многократное повышение скорости чтения-записи, отсутствие шума при работе. Исполнения твердотельных накопителей, благодаря отказу от механических двигающихся частей, намного разнообразнее: так, существуют SSD, выполненные в виде платы расширения для шины PCIe. Однако большинство производителей выпускает твердотельные накопители в стандартных форм-факторах HDD, а именно - в 1,8-, 2,5-, а также 3,5-дюймовых форматах. Это сделано для максимальной совместимости с существующими корпусами ноутбуков и системных блоков: ведь SSD закрепляются в тех же отсеках, что и HDD.

Наиболее распространённый размер современных SSD - 2,5”. Этот формат - с точки зрения производителей - наиболее выгоден экономически, поскольку совместим и с ноутбуками, и с моноблоками, и с классическими системными блоками. Однако стоит иметь в виду, что для установки SSD в типичный настольный компьютер, вам потребуется специальный переходник (салазки) на 3,5”, поскольку отсек формата 2,5” отсутствует во многих корпусах.

На рынке также представлены внешние SSD с размерами 1,8” или 2,5”. С практической точки зрения, в портативных твердотельных накопителях этот параметр ни на что не влияет, кроме удобства эксплуатации: устройство меньших размеров, разумеется, проще переносить.

Итак, современные устройства накопления информации выпускаются в трёх основных видах форм-факторов: 1,8”, 2,5” и 3,5”. Каждый из них применяется в своей нише:
— 1,8” - внешние переносные SSD;
— 2,5” - портативные устройства, накопители для ноутбуков и настольных ПК с небольшими габаритами;
— 3,5” - стационарные «винчестеры», предназначенные для установки в системный блок десктопов.

Можно сказать так про форм-фактор HDD: что это параметр, который следует выбирать в первую очередь исходя из типа вашего персонального компьютера (нетбук, ноутбук, моноблок, неттоп, стационарный системный блок) и конструкции его корпуса.

В современном мире, без наличия в своей копилке максимально большего объема полезной информации, просто не может быть успеха. И для того, чтобы хранить эту информацию максимально компактно и комфортно, и был придуман внешний жесткий диск.

Переоценить его пользу довольно трудно – место для хранения информации никогда не бывает много. Вы сможете хранить на нем как свои любимые сериалы, так и важную рабочую информацию. Очень мобильная вещь. Вы с легкостью сможете приносить его с работы домой и наоборот. Согласитесь, это значительно легче, чем постоянно таскать с собой ноутбук.

Что лучше: 2,5 дюйма или 3,5 дюйма?

Форм-фактор внешнего жесткого диска – один из ключевых показателей, от которого стоит отталкиваться при выборе.

Большинство дисков на современном рынке имеют размер 2,5 дюйма или 3,5 дюйма.

Разумеется, диски первого типа максимально компактны, а за счет этого, они удобнее. Винчестеры, которые соответствуют размеру 3,5 дюйма, уже не так мобильны: они весят до 1,5 килограмм и их нужно подключать не только к компьютеру, но и к розетке на 220 вольт.

Тем не менее, устойчивую популярность имеют оба типа внешних дисков. Кстати, помимо банального хранения десятков фильмов, тысяч фотографий и множества игр, внешний жесткий диск можно использовать как внешний загрузчик операционной системы. Эта функция очень пригодится, когда с Windows случится что-то нехорошее.

Итак, что же выбрать: 2,5 дюйма или 3,5 дюйма?

Здесь следует прежде всего понять, как часто вы собираетесь переносить жесткий диск. Если подобное планируется редко, вполне можно остановиться на варианте 3,5 дюйма. Тем более, что такие винчестеры больше по объему. Основной минус – вес до полутора килограмм и необходимость подключение к розетке.

Диски размера 2,5 дюйма имеют вес от 140 до 180 грамм. Их можно даже просто положить в карман или сумочку – вы почти не почувствуете дискомфорт.

При этом, к их основным плюсам относится низкое электропотребление – они могут работать от стандартного USB на компьютере или ноутбуке.

Определитесь какой объем вам нужен?

Внешние жесткие диски – отличная возможность взять с собой все самое необходимое. Базовый объем выпускаемых сегодня моделей размером 2,5 дюйма: от 250 до 500 гигабайт.

Модели форм-фактора 3,5 дюйма имеют больший объем: показатели вполне могут измерять терабайтами. Их стоит брать для хранения коллекции фильмов или иного видеоматериала, а также массивных баз данных.

В целом, если задача максимально сэкономить перед вами не стоит, выбирайте максимальный объем.

Быстрота работы
Конечно, это очень важный параметр. От него зависит то, насколько быстро на диск будет записываться информация и то, насколько быстро он эту информацию сможет отдавать.

Скорость работы зависит от двух параметров: от того, насколько быстро будет вращаться шпиндель и от того, за какое время будет осуществляться доступ и передача данных через интерфейс. Короче говоря, если вы хотите ее максимально увеличить, выбирайте диски с интерфейсами eSATA и USB 3.0.

От того, как быстро вращается шпиндель, зависит другой показатель – быстрота нахождения необходимой информации.

Как правило, внешние жесткие диски размером 2,5 дюйма обладают скоростью вращения составляющей 5400 оборотов в минуту.

Диски форм-фактора 3,5 значительно шустрее: по стандарту они крутятся со скоростью 7200 оборотов в минуту.

Все найденные данные попадают в специальный буфер. Благодаря нему, вся разница между скоростью чтения и записи сглаживается. Чем больше объем памяти буфера обмена, тем жесткий диск работает ровнее.

Чаще всего на внешних дисках можно встретить интерфейс USB 2.0. Он обеспечивает скорость передачи данных до 480 мегабит в секунду. Интерфейс eSATA передает со скоростью до 3 гигабит в секунду.

На сегодняшний день самым совершенным считается интерфейс USB 3.0. Он может передавать информацию со скоростью до 5 гигабит в секунду. Соответственно, это в 10 раз больше по сравнению с USB 2.0.

Само собой, не стоит забывать, что ваш компьютер должен также поддерживать интерфейс внешнего диска.

Совместимость

При выборе внешнего жесткого диска необходимо учитывать такой важный фактор, как совместимость диска с операционной системой.

В первую очередь такая совместимость зависит от типа файловой системы: FAT 32 или NTFS.

В чем разница? Прежде всего, в размере записанных файлов. В FAT 32 существует ограничение: файл должен быть не более 4 гигабайт. Зато, эта система совместима даже со старыми операционками вроде Windows 98.

Такие диски также «видят» компьютеры Apple Macintosh и большинство медиацентров.

Преимуществом NTFS, как мы уже отметили выше, является возможность открывать и хранить файлы размером более 4 гигабайт. Есть и другой плюс - на таких дисках можно успешно шифровать информацию.

К сожалению, если подключить NTFS к компьютеру с операционной системой под управлением Mac OS, устройство будет доступно только в режиме чтения.

На сегодняшний день в основной массе в магазинах представлены диски, работающие на FAT32.

Внешний жесткий диск - это обычный винчестер, установленный в специальный защищенный корпус. Большинство современных внешних дисков выполнены в форм-факторах 2,5 или 3,5 дюйма. Первые максимально компактны и всегда будут под рукой. Внешние жесткие диски на 3,5 дюйма весят до 1,5 кг и нуждаются в питании от сети 220 В.

Дисковое пространство персональных компьютеров рано или поздно заканчивается. Объемы файлов стремительно растут: фильмы в формате высокой четкости, музыкальные композиции без компрессии, цифровые фотографии с 12-мегапиксельных камер, современные игры и базы данных занимают все больше места на встроенных винчестерах. Приобретение внешнего жесткого диска станет оптимальным решением проблем с хранением информации. Такое устройство можно использовать не только как хранилище данных: если установить на него операционную систему, при сбое компьютера появится возможность загрузки с внешнего винчестера.

Прежде чем выбрать конкретную модель внешнего жесткого диска, определитесь, как часто вы собираетесь его переносить. Модели 2,5 дюйма весят от 140 до 180 грамм и с легкостью помещаются в карман пиджака или женскую сумочку. Энергопотребление у них низкое, источником питания служит порт USB. Если планируете постоянно брать диск с собой, этот форм-фактор станет оптимальным решением: все необходимые данные будут всегда у вас под рукой. Модели форм-фактора 3,5 дюйма имеют более «внушительные» габаритные размеры, весят до полутора килограмм и практически всегда нуждаются в питании от электросети.

Отдельная категория - портативные внутренние диски, играющие роль основного носителя информации в ПК. Установить и снять такой диск сложнее, но при необходимости перенести операционную систему в другой корпус это оправданный выбор.

Объем внешнего жесткого диска

Портативные носители уже успели зарекомендовать себя как практичное и универсальное средство хранения информации. Самая важная их характеристика - объем. Стандартные объемы для внешних жестких дисков форм-фактора 2,5 дюйма - 250, 320 и 500 Гб. Емкость моделей форм фактора 3,5 дюйма исчисляется уже терабайтами. Оценивая собственные потребности по объему внешнего жесткого диска, учитывайте, что на практике емкость носителя будет несколько меньше указанной в характеристиках.

Преимущества компактных и легких внешних жестких дисков 2,5 дюйма имеют и свой «противовес» в виде верхней границы их емкости. Поэтому если внешний диск запланирован под хранилище впечатляющей видеотеки или сетевой базы данных, обратите внимание на 3,5-дюймовые диски емкостью 1-2 Тб. При прочих равных факторах и в отсутствие необходимости экономить выбирать внешний жесткий диск смело можно по принципу, чем больше, чем лучше. Чтобы выяснить, какое решение самое экономичное, вычислите стоимость одного гигабайта, разделив цену диска на его объем.

Обратите внимание: производители указывают объем диска из расчета того, что в 1 гигабайте 1 миллион байт информации. В действительности же 1 Гб = 1 073 741 824 байт. Соответственно, реальный объем диска окажется меньше. При заявленных 320 Гб он составит около 298 Гб.

Скорость работы

Скорость работы - вторая по важности характеристика внешнего жесткого диска. Она определяется несколькими параметрами: скорость вращения шпинделя, скорость среднего времени доступа и отвечающий за скорость передачи данных интерфейс. Если скорость передачи данных критична, выбирайте внешние диски с современными интерфейсами eSATA и USB 3.0.

От количества оборотов шпинделя в минуту зависит быстрота нахождения нужной информация на жестком диске. Внешние винчестеры форм-фактора 2,5 имеют скорость вращения 5400 об./мин. Диски 3,5 дюйма «крутятся» быстрее: стандартная скорость 7200 об./мин. Найденные данные попадают в буфер (промежуточную память), которая сглаживает разницу в скорости чтения/записи для передачи по интерфейсу. Чем больше объем буфера, тем равномернее работа жесткого диска.

Самый распространенный интерфейс передачи данных с внешнего жесткого диска — USB 2.0, обеспечивающий скорость до 480 Мбит/с. Интерфейс eSATA поддерживает передачу данных со скоростью до 3 Гбит/с. Самым современным и скоростным является интерфейс USB 3.0 который в состоянии передавать информацию со скоростью до 5 Гбит/с, что в 10 раз больше по сравнению со стандартом USB 2.0. Не забудьте, что аналогичные интерфейсы должны присутствовать и в компьютере.

Совместимость

Выбирая внешний жесткий диск, не забудьте оценить его совместимость с интересующими операционными системами Windows / Mac. Она зависит, в том числе, от файловой системы внешнего жесткого диска - FAT 32 либо NTFS. Файловая система винчестера влияет и на ряд других параметров, включая максимально допустимый размер файлов.

Большинство моделей дисков отформатированы под файловую систему NTFS, у некоторых это FAT 32. Файловая система FAT 32 полностью совместима не только с современными, но и со старыми операционными системами, включая Windows 98 Windows Millenium (МЕ). Такие жесткие диски без проблем распознают компьютеры Apple Macintosh, а также оснащенные USB интерфейсом DVD-проигрыватели.

Главным преимуществом файловой системы NTFS является поддержка файлов размером более 4 Гб - FAT32 такие файлы не «видит». Кроме того, NTFS предоставляет возможность использовать встроенную в операционную систему Windows систему шифрования файлов. Если подключить NTFS диск к компьютеру с операционной системой Mac OS, устройство будет доступно исключительно в режиме чтения. Чтобы без ограничений работать с NTFS дисками на компьютерах Apple, нужно установить дополнительное программное обеспечение.

Программное обеспечение

Для повышения комфорта работы и безопасности некоторые модели внешних жестких дисков оснащены дополнительным программным обеспечением. Основные функции таких программ - защита данных, резервное копирование информации на диске и энергосбережение.

Некоторые модели поддерживают энергосберегающие технологии: после определенного времени бездействия устройство автоматически «засыпает», переходя в режим standby. Samsung разработала программу создания резервных копий с выбором наиболее удобного режима сохранения данных - по расписанию либо с созданием копии в нужный момент. Программное обеспечение FreeAgent от Seagate выполняет аналогичные функции, позволяя восстановить файлы после «отката» системы.

Программа синхронизации и шифрования WD Sync компании Western Digital предназначена для синхронизации данных между домашним и рабочим компьютером, при этом данные можно шифровать 128-разрядным ключом. На дисках Samsung с помощью программы SafetyKey задается пароль доступа к данным. Используя технологию SecretZone, можно создать виртуальный диск, на котором информация хранится в зашифрованном виде.

Дизайн внешнего жесткого диска

Если по техническим параметрам вам подходит несколько дисков, дополнительным критерием выбора может стать дизайн устройства. Поскольку диск все время на виду, имеет смысл подобрать стильное решение, которое подчеркнет индивидуальность владельца.

Широкое разнообразие цветовых решений позволяет подобрать устройство, которое будет гармонично смотреться и в кабинете директора компании, и в комнате подростка. Ультратонкие диски с гладкими, закругленными углами удобно носить в кармане. Стильно выглядят диски, корпус которых представляет собой комбинацию пластика с алюминиевыми вставками. Диски с алюминиевым корпусом обеспечивают дополнительную защиту устройству и хорошо смотрятся в современных офисах. На дисках с текстурированной поверхностью корпуса сложнее оставить царапину, кроме того, на них не видны отпечатки пальцев.

В нашей статье мы не будем в очередной раз обсуждать тему перехода с традиционных магнитных пластин на твёрдотельные накопители. Нет, мы рассмотрим переход с 3,5" форм-фактора на 2,5" винчестеры, а также распространение меньших по размеру жёстких дисков в корпоративном сегменте. Все крупные производители жёстких дисков сегодня предлагают, по крайней мере, одну линейку 2,5" винчестеров для корпоративного рынка, а некоторые уже объявили о прекращении поддержки высокоскоростных 3,5" винчестеров на 15 000 об/мин. SSD обеспечивают большую производительность, а менее скоростные 3,5" жёсткие диски - ёмкость до 2 Тбайт. Модели же в промежутке, похоже, переходят на 2,5" форм-фактор по причинам, которые мы постараемся выяснить в нашей статье.

Магическое слово в сфере корпоративных хранилищ - это "плотность", под которой обычно подразумевается доступная ёмкость хранения в определённых физических габаритах. Плотность начинается с уровня жёсткого диска, где под ней подразумевается плотность хранения данных на квадратном дюйме поверхности или на пластине. При переходе на системный уровень появляется плотность в расчёте на объём - сколько информации вы сможете хранить в сервере 1U, 2U, 4U или даже в стойке целиком?

Плотность хранения данных взаимосвязана с возможностью увеличения производительности подсистемы хранения данных, что тоже поднимает вопрос о переходе с 3,5" на 2,5" форм-фактор. Действительно, производительность массивов RAID масштабируется при увеличении числа используемых жёстких дисков, поэтому очевидно, что большее количество 2,5" винчестеров даст серьёзное преимущество по сравнению с небольшим массивом из 3,5" HDD. В статье мы рассмотрим производительность, энергопотребление, ёмкости и некоторые сферы применения, например, blade-серверы. Наконец, 2,5" форм-фактор является доминирующим для SSD, что открывает путь для простой и удобной модернизации. Но позвольте начать с обсуждения флэш-технологий.

Флэш повсюду?

В ближайшие годы твёрдотельные накопители появятся во многих клиентских ПК и серверах, поскольку для операционной системы и набора приложений особенно большой ёмкости не требуется. Однако текущий бум технологии SSD связан либо с low-end сегментом, где ёмкость и производительность не так важны, либо с high-end производительным сегментом.

Позвольте вкратце напомнить потенциальные преимущества технологии флэш-памяти.

Самая высокая производительность ввода/вывода : если жёсткие диски корпоративного класса могут обеспечивать несколько сотен операций ввода/вывода в секунду (IOPS), то приличные SSD могут выдавать тысячи операций. Это критично для многих корпоративных применений.

Высокая пропускная способность : жёсткие диски сегодня дают, максимум, 200 Мбайт/с, хотя SSD с лёгкостью превышают данный уровень. Флэш-накопители также дают намного более высокую и стабильную среднюю пропускную способность, чем HDD.

Снижение расходов на обслуживание : поскольку данные динамически распределяются по каналам и ячейкам флэш-памяти контроллером, дефрагментировать SSD не требуется. Дефрагментация может даже ухудшить производительность.

Эффективность энергопотребления : жёстким дискам требуется до 20 Вт энергии, а SSD обычно потребляют очень небольшое количество энергии, как правило, всего несколько ватт. В результате эффективность энергопотребления, выраженная в пропускной способности на ватт или производительности ввода/вывода на ватт, может быть весьма впечатляющей.

Хорошо продуманные SSD могут дать высокую пропускную способность, лучшую эффективность энергопотребления и производительность ввода/вывода, намного превосходящую жёсткие диски. Впрочем, жёсткие диски для массового рынка, которые используются, как минимум, в трёх четвертях всех поставляемых систем и серверов, не могут быть заменены SSD, несмотря на потенциал твёрдотельных накопителей.

Ниже мы вкратце привели список существующих проблем.

Ёмкость : современные SSD для корпоративного рынка дают от 32 до 256 Гбайт, в то время как HDD корпоративного класса имеют ёмкость до 600 Гбайт. А высокоёмкие хранилища теперь можно собирать из 2-Тбайт винчестеров, сертифицированных для корпоративного сегмента.

Цена : цены на SSD для корпоративного рынка начинаются примерно там, где заканчиваются цены на high-end жёсткие диски для этого же рынка.

Валидация : многие жёсткие диски уже валидированы для тех или иных окружений, в то время как SSD - (пока) нет. Это касается совместимости и надёжности, а также предсказуемости производительности.

Итог будет очевидным: технология SSD может действительно давать преимущества, но вам придётся начинать всё с нуля, если требуется правильная реализация.

2,5" против 3,5": примеры накопителей

Сначала хотелось бы напомнить, что 2,5" жёсткие диски корпоративного класса имеют большую высоту, чем 2,5" винчестеры для потребительского рынка. Последние доступны с высотой 9,5 мм (ноутбуки) или 12,5 мм (портативные накопители), но все HDD корпоративного класса имеют высоту 15 мм. Это связано с тем, что им обычно требуется вмещать три физические пластины. То же самое верно и для 12,5-мм 2,5" винчестеров, но увеличение скорости вращения шпинделя до 10 000 об/мин или даже до 15 000 об/мин накладывает свои ограничения. Да и следует помнить, что пластины внутри 2,5" и 3,5" жёстких дисков корпоративного класса на самом деле имеют одинаковый диаметр, то есть основным преимуществом 3,5" винчестера по сравнению с 2,5" является возможность вмещать четыре или даже большее количество пластин. Как видим, это касается максимальной ёмкости, которая, как мы уже упоминали выше, не является приоритетом для данных жёстких дисков корпоративного класса.

3,5" Fujitsu MBA3147RC (15 000 об/мин, 147 Гбайт)

Для сравнения производительности разных форм-факторов мы взяли жёсткий диск Fujitsu MBA3147RC. Этот накопитель является хорошим примером 3,5" высокопроизводительного жёсткого диска корпоративного класса. Он оснащён буфером 16 Мбайт, интерфейсом SAS на 3 Гбит/с и имеет время наработки на отказ (MTBF) 1,4 миллиона часов. Toshiba, купившая Fujitsu в прошлом году, не планирует выпускать 600-Гбайт 3,5" жёсткий диск, в результате чего линейка MBA заканчивается на отметке 300 Гбайт. Другие популярные продукты - это линейки Hitachi Ultrastar 15K и Seagate Cheetah 15K. Следует отметить, что другие, более новые 3,5" жёсткие диски на 15 000 об/мин дают намного более высокую пропускную способность, но производительность ввода/вывода остаётся на одинаковом уровне, поскольку головки чтения и записи нельзя ускорять бесконечно. Всё же физические ограничения существуют. Более скоростные 3,5" жёсткие диски будут давать от 150 до 200 Мбайт/с.

2,5" Toshiba MBF2600RC (10 025 об/мин, 600 Гбайт)

Перед нами один из новейших 2,5" жёстких дисков корпоративного класса. Линейка MBF от Toshiba предлагает ёмкость до 600 Гбайт в 2,5" форм-факторе. Это один из первых жёстких дисков SAS с интерфейсом 6 Гбит/с, который даёт в два раза более высокую пропускную способность, чем у предшественника. Впрочем, в реальности это не так и важно, поскольку производительность передачи данных с пластин не превышает 147 Мбайт/с. Накопитель даёт большую пропускную способность, чем наш 3,5" винчестер Fujitsu, взятый для сравнения, но уступает новейшим жёстким дискам на 15 000 об/мин. Производительность ввода/вывода во многом определяется скоростью вращения шпинделя, от которой зависит задержка на вращение. Схожие продукты доступны от Hitachi (C10K300) и Seagate (NS.2), но только Seagate и Toshiba сегодня поставляют модели с ёмкостью 600 Гбайт.

2,5" против 3.5": производительность и энергопотребление

Довольно важно сравнить производительность и энергопотребление у 2,5" и 3,5" накопителей. Индекс корпоративной производительности, приведённый выше, базируется на результатах проведённых нами тестов, в нём пропускная способность и производительность ввода/вывода имеют вес 40%, а производительность PCMark Vantage - 20 процентов. Вы можете перейти к разделу тестов, чтобы сравнить отдельные результаты, но картина общей производительности вполне чёткая: новое поколение 600-Гбайт моделей в 2,5" форм-факторе со скоростью вращения шпинделя 10 000 об/мин даёт вполне приличную пропускную способность до, примерно, 150 Мбайт/с, но оно не может обойти 3,5" жёсткие диски на 15 000 об/мин по производительности ввода/вывода. Впрочем, небольшое падение производительности вполне приемлемо, учитывая преимущества 2,5" форм-фактора по сравнению с 3,5", которые мы рассмотрим чуть ниже.

Не менее интересно взглянуть на энергопотребление в сценарии нагрузки ввода/вывода рабочей станции. Если жёстким дискам на 15 000 об/мин требуется от 7,8 Вт в режиме бездействия до 12,4 Вт при максимальной активности ввода/вывода, то 600-Гбайт 2,5" жёсткий диск Toshiba MBF2600RC урезает это энергопотребление наполовину. Во время интенсивной нагрузки ввода/вывода он потребляет всего 7,1 Вт, что впечатляет. А в режиме бездействия - всего 3,5 Вт.

Наконец, поговорим об эффективности. Энергопотребление снижается намного сильнее, чем производительность, поэтому мы вправе ожидать от 2,5" жёстких дисков большую производительность в расчёте на ватт.

2,5" против 3,5": ёмкость и цена

Нужно учитывать и некоторые другие факторы, прежде чем говорить о ёмкости и плотности. Как правило, производители жёстких дисков пытаются создавать модели с разумным числом вращающихся пластин. Накопители на одной пластине наиболее интересны для потребительского и клиентского рынков, где важны минимальные расходы.

Множество пластин используются для получения более высоких ёмкостей или для достижения нужной ёмкости на проверенной временем технологии и плотности записи. Впрочем, быстрые 3,5" жёсткие диски с большим количеством пластин пытаются сочетать высокую производительность с высокой ёмкостью, что часто сопровождается повышением цены. 3,5" жёсткий диск на 7200 об/мин дёт в три раза большую ёмкость примерно за треть себестоимости, а SSD завоёвывают производительный сегмент.

Остаётся средний уровень ёмкости - его как раз дают продукты для корпоративного массового рынка. И здесь лучше всего себя показывает 2,5" форм-фактор. Да, придётся смириться с небольшим падением производительности, но энергопотребление, эффективность и цена хорошо сбалансированы. Кроме того, один продуктовый цикл часто бывает достаточным, чтобы компенсировать падение производительности. Существующие плотности записи позволяют выпускать 2,5" жёсткие диски на 10 000 об/мин с 200 Гбайт ёмкости на пластину. В итоге Seagate и Toshiba смогли представить модели с ёмкостью 300, 450 и 600 Гбайт. Как мы ожидаем, вскоре за ними последует и Hitachi.

С точки зрения ёмкости

Учитывая, что в одном и том же стоечном пространстве можно уместить намного больше 2,5" винчестеров, чем 3,5", то мы получаем намного более высокую плотность хранения и эффективность энергопотребления на гигабайт. Два 2,5" 300-Гбайт жёстких диска корпоративного класса на 10 000 об/мин в правильном массиве RAID обойдут один 600-Гбайт 3,5" винчестер на 15 000 об/мин. В то же время цена и энергопотребление останутся примерно сравнимыми.

С точки зрения производительности

Если мы посмотрим на сценарий 3,5" против 3,5", то для повышения производительности, ёмкости или эффективности необходимо использовать несколько винчестеров. В крупных корпоративных хранилищах используются не только отдельные жёсткие диски, но и HDD, объединённые в разделы JBOD. Позвольте привести простой пример.

Подсистема хранения должна обеспечивать минимум 1000 операций ввода/вывода в секунду для файлового сервера и должна иметь ёмкость не меньше 3 Тбайт. Идеальным вариантом можно считать хранилище 1U с четырьмя 3,5" винчестерами. Если брать 600-Гбайт жёсткие диски на 15 000 об/мин, то мы получим требуемую производительность, но не добьёмся требуемой ёмкости. Система 2U могла бы увеличить чисто дисков, но и расходы при этом тоже возрастут. Альтернативой можно считать хранилище 1U, которое может вместить десять 2,5" винчестеров. В нашем примере вы можете установить шесть 2,5" 600-Гбайт жёстких дисков на 10 000 об/мин. В массиве RAID 5 они обеспечат требуемую ёмкость и производительность при меньших суммарных затратах, меньшем энергопотреблении и намного более высокой эффективности энергопотребления по сравнению с 3,5" решением.

Наконец, давайте рассмотрим разницу в цене, если вы захотите установить SSD. Один накопитель, скорее всего, даст требуемую производительность, но нам придётся использовать не меньше 24 SSD по 128 Гбайт каждый, чтобы получить желаемую ёмкость. При этом мы даже не обеспечим избыточность хранения, да и получающееся решение будет массивным. Нам придётся продумать массив RAID, найти подходящие RAID-контроллеры и оснастки, чтобы использовать 24 (или более) SSD.

Давайте поговорим о том, сколько накопителей могут работать в серверах типичных стоечных форм-факторов. Следующие цифры базируются на моделях с передней загрузкой устройств. Впрочем, конечно, бывают и стоечные серверы, в которых используется . Кроме того, бывают и другие опции, например, две системы внутри одного blade-корпуса, добавление или исключение оптического привода, более функциональная панель с интерфейсами ввода/вывода и так далее. Таким образом, в зависимости от конкретного продукта, у него может быть и меньше отсеков, чем приведено в списке.

Серверы 2U могут вместить 20 2,5" жёстких дисков при их горизонтальной установке, либо 24 накопителя, если они установлены вертикально. Кроме того, оснастки и отсеки для 2,5" жёстких дисков требуют намного меньше места, чем для сравнимых 3,5" решений, поскольку накопители меньше по всем трём измерениям.

Решения 3U обычно поддерживают 16 3,5" жёстких дисков. Честно говоря, мы не встречали решений 3U и более крупных, в которых работает ещё большее количество 2,5" жёстких дисков, поскольку даже в сервер 2U можно установить 24 накопителя.

Некоторые специальные решения позволяют вместить большую вычислительную мощность в очень ограниченное пространство. Хорошим примером можно считать Supermicro SC809T-1200B , сдвоенную систему 1U, которая обеспечивает четыре 2,5" отсека для каждого внутреннего сервера. Поскольку на передней панели необходимы элементы управления, в подобную систему нельзя вместить максимум из десяти 2,5" жёстких дисков.

Blade-серверы

На фотографии выше показана небольшая стойка 12U, вмещающая три устройства: систему 4U снизу, blade-шасси 7U с 10 модулями посередине и сервер 2U сверху. Как правило, blade-серверы устанавливаются в шасси 7U, причём допускается установка до 10 blade-серверов и разнообразных модулей. Если обычные стоечные серверы включают блоки питания и поддержку сети, то у blade-серверов общее питания и сеть. Конечно, blade-серверы являются наиболее эффективным способом увеличения плотности вычислений в серверном окружении.

И здесь проявляется серьёзное преимущество 2,5" жёстких дисков по сравнению с 3,5" моделями: последние просто не уместятся в отдельные blade-серверы, то есть все blade-серверы должны оснащаться 2,5" винчестерами. Это экономит не только место, но и энергию. Действительно, в полное шасси с 10 blade-серверами можно установить до 60 2,5" жёстких дисков. Умножьте 60 на потребление 7,1 Вт у Toshiba MBF2600RC под интенсивной нагрузкой ввода/вывода, и вы получите типичное энергопотребление 426 Вт. Напротив, то же количество 3,5" винчестеров потребует шасси не меньше 9U и 744 Вт питания.

Многие blade-серверы поддерживают три или шесть 2,5" винчестеров (для сдвоенных blade), что позволяет настроить массив с избыточностью и приличной производительностью.

Тестовая конфигурация

Диаграммы передачи данных

Помните, что PCMark Vantage - это не серверный тест. Однако он полезен для выявления разницы между жёсткими дисками для разных сегментов рынка. Результаты теста больше зависят от пропускной способности, чем от производительности ввода/вывода.

Температура поверхности дисков не очень отличается, поскольку 3,5" винчестер способен рассеивать своё тепло по намного большей поверхности.

Энергопотребление в режиме бездействия 3,5 Вт по сравнению с 7,8 Вт является существенным преимуществом.

Да и при нагрузке пиковой пропускной способностью 6,1 Вт у 2,5" накопителя - это существенно лучше 11,3 Вт.

Энергопотребление 2,5" винчестера Toshiba MBF2600RC под небольшой ограниченной нагрузкой весьма близко к режиму бездействия. 3,5" Fujitsu MBA3147RC на 15 000 об/мин при данной нагрузке находится ближе к пиковому энергопотреблению.

В сценарии нагрузки ввода/вывода разница по эффективности не такая существенная, но результаты у 2,5" жёсткого диска Toshiba почти удваиваются.

Заключение

Наверное, было бы слишком банально сказать, что 2,5" жёсткие диски лучше, чем 3,5" винчестеры. Форм-фактор 2,5" нельзя назвать превосходным во всех отношениях, следует всё же учитывать разницу в плотности хранения данных, да и в скорости вращения шпинделя. В целом, 3,5" жёсткие диски на 7200 об/мин останутся весьма важными для систем с высокой ёмкостью, а 2,5" производительные жёсткие диски найдут в ближайшие годы широкое применение в серверах. SSD тоже становятся всё более интересными, но пока, в основном, это касается окружений с высокой производительностью или модернизации накопителей на 15 000 об/мин.

Без сомнения, высокая скорость вращения шпинделя и самые современные технологии дают очень высокую пропускную способность. Но производительность ввода/вывода всё равно ограничена физической производительностью головок чтения/записи. Поскольку ускорять их работу до бесконечности не получится, они естественным образом ограничивают производительность ввода/вывода. Диаметр пластин 3,5" и 2,5" винчестеров для корпоративного сегмента остаётся постоянным, поэтому и производительность ввода/вывода меняется слабо. В нашем тестировании 3,5" жёсткий диск Fujitsu на 15 000 об/мин оказался быстрее 2,5" модели Toshiba на 10 000 об/мин только по той причине, что он имеет более высокую скорость вращения шпинделя, которая приводит к уменьшению задержки вращения.

Пару слов об интерфейсе: выбор SAS 6 Гбит/с или 3 Гбит/с может быть важен для подключения оснасток и систем JBOD к контроллеру или host-адаптеру, но для отдельных накопителей это не имеет значения.

Что касается корпоративных окружений, то легко увидеть, что, как правило, вы можете уместить в два раза больше 2,5" жёстких дисков в стоечное пространство для 3,5" винчестеров. Blade-серверы не поддерживают 3,5" винчестеры вообще из-за их физических габаритов. Поскольку ёмкость и производительность ввода/вывода почти идентичны между 3,5" и 2,5" жёсткими дисками корпоративного уровня, но энергопотребление и габариты у 2,5" моделей намного меньше, в итоге мы получаем удвоение эффективности и плотности хранения данных при переходе на 2,5" винчестеры.

Оформление запроса

Плюсы и минусы перехода с дисков 3,5” на диски 2,5” в серверах и системах хранения HP.

Сергей Панин, Nstor

Более года назад компания HP прекратила выпуск серверов с дисками SCSI и начала производство серверов с дисками SAS и SATA форм-фактора 2,5” и 3,5”. В настоящем обзоре мы рассмотрим все особенности этих дисков и произведен сравнительный анализ различных моделей. В данный момент в серверах и системах хранения HP используются следующие диски:

Таблица 1: Жесткие диски форм-фактора 2,5” (SFF)

Таблица 2: Жесткие диски форм-фактора 3,5” (LFF)

Таким образом, существуют следующие специфические отличия в дисках:
1. Форм фактор: 2,5” либо 3,5”
2. Скорость интерфейса: 3Gbit/sec либо 1,5Gbit/sec
3. Количество портов в контроллере диска: 1 или 2

Теперь более подробно рассмотрим эти особенности.

Форм-фактор.

Давайте разберемся, какие диски в данный момент наиболее востребованы, какое соотношение цена\объем\производительность.
Диски формата 2,5” принято называть SFF (Small Form Factor), а диски формата 3,5” принято называть LFF (Large Form Factor).

Итак, где же в данный момент, какие диски используются:
Диски LFF используются в серверах: HP Proliant DL160G5, DL165G5, DL180G5, DL185G5, DL320G5p, DL320s, ML150G5, ML310G5, ML350G5 и в системах хранения: HP StorageWorks 1200r, MSA 60, MSA 2000, а так же в линейке Storage Server.
Диски SFF используются во всех серверах серии BL, во всех серверах 3xx, 5xx, 7xx серий, в системах хранения HP StorageWorks 1200r, MSA 50, MSA 70, а так же в линейке Storage Server.
Как мы видим из списка применимости, решения на дисках SFF предполагается использовать в серверах среднего и высокого уровня, а так же в компактных системах хранения, а решения на дисках LFF подходят для серверов начального уровня и для систем хранения, где необходимо хранение больших объемов данных. Установка дисков LFF в сервера начального уровня, кончено же, оправдана из-за низкой стоимости диска.

Стоимость самых распространенных дисков SAS:
Диски 72Gb SAS SFF SP 15K предлагаются по $495, в то время как диски 72Gb SAS LFF SP 15K предлагаются по 240$. Как мы видим, одинаковые по характеристикам диски, но разные по форм-фактору, отличаются в стоимости в разы. Хочется подчеркнуть, что максимальный объем на данный момент для SFF это 146Gb, а для дисков LFF 1Tb.

Сравним энергопотребление тех же дисков:

В глаза бросается низкое энергопотребление дисков форм-фактора 2,5”. Для того чтобы понять получат ли пользователи серверов экономию электроэнергии, надо рассмотреть типичную файловую систему:

Файловая система на 1Tb с использованием Raid 5:

8*146Gb 10K SAS SFF максимальная потребляемая мощность данной системы 8*9W=72W

4*300Gb 15K SAS LFF максимальная потребляемая мощность данной системы 4*18,5W=74W

15*72GB 15K SAS SFF максимальная потребляемая мощность данной системы 15*9,5W=142,5W

На самом деле, экономия электроэнергии на дисках SFF при построении больших рейдов не наблюдается, т.к. при этом увеличивается число дисков. Диски SFF в плане экономии электроэнергии выгодны при использовании в качестве системных дисков, когда не требуется большие объемы, а требуется установка 2-4 дисков в рейд. Во всех остальных случаях требуется тщательный расчет электроэнергии с учетом уменьшения электропотребления диска при простое. В среднем, диск SFF аналогичный по объему и скорости вращения диску LFF потребляет на 40% меньше электроэнергии. Из этого легко понять, что если число дисков в рейде при переходе с форм-фактора LFF на форм-фактор SFF удваивается, то такой переход увеличит энергопотребление всей файловой системы.

Скорость интерфейса.

На данный момент широко используется два интерфейса SAS и SATA. Интерфейс SAS имеет максимальную пропускную способность 3Gb/s, в то время контролеры SATA совсем не давно стали поддерживать эту способность. Раньше все сервера HP имели контроллеры SATA с пропускной способностью 1,5Gb/s, хотя диски уже давно использовались SATA-II с пропускной способностью 3Gb/s. HP анонсировало, что при обновлении BIOS контроллера, большинство контроллеров смогут поддерживать 3Gb/s.

Количество портов контроллера диска.

Многие из Вас уже встречались с обозначениями SP и DP. Сейчас разберемся в том, что это значит и зачем это нужно. SP это сокращение от single port (1 порт), DP это сокращение от dual port (2 порта). Зачем и главное где используются диски с поддержкой DP?
Диски с поддержкой DP имеют 2 порта для передачи данных, они являются более универсальным решением, чем диски SP. На данный момент функция DP реализуется лишь в системе хранения StorageWorks MSA 70, если в ней установлен контроллер HP StorageWorks Dual Domain I/O Module Option (AG779A) и все диски в системе хранения DP. В данном случае появится возможность использовать технологию Dual Domain, которая увеличит производительность массива данных до 30%.

Заключение:

В целом, полезность перехода на новый форм-фактор дисков сложно оценить. Т.к. у этого перехода есть ряд плюсов и минусов. В заключении перечислим основные плюсы и минусы каждого из фактора:

Форм-фактор 2,5”