Как выбрать hdd для raid



Выбор режима работы SATA (IDE, AHCI, RAID), NVMe

Содержание

Содержание

Идеальная сборка — это когда каждый компонент системы работает со 100% отдачей. Казалось бы, такая тривиальная задача, как подключение жесткого диска к материнской плате не должна вызвать особых затруднений. Подключаем HDD к соответствующему разъему, и, вуаля — в системе есть место для развертывания операционки и хранения файлов. Но не все так просто!

Чтобы познать дзен сборки и получить оптимальную по определенным параметрам (быстродействие, надежность и т. д.) систему, нужно обладать определенным пониманием логики работы современных протоколов и алгоритмов передачи данных, знанием режимов работы контроллера HDD на материнке и умениями в области их практического использования.

BIOS и UEFI — разница есть!

Прежде чем рассматривать режимы работы SATA, следует познакомиться и рассмотреть различия между BIOS (базовая система ввода/вывода) и UEFI (унифицированный интерфейс расширяемой прошивки), ведь именно с их помощью придется вносить изменения в конфигурацию системы.

BIOS-ом называют управляющую программу, «зашитую» в чип материнской платы. Именно она отвечает за слаженную работу всех подключенных к материнке устройств.

Начиная с 2012–2013 годов, большинство материнских плат снабжается UEFI — усовершенствованной управляющей программой, наделенной графическим интерфейсом и поддерживающей работу с мышью. Но, что называется «по старинке», оба варианта, на бытовом уровне, называют BIOS.

Даже неискушенному пользователю понятно, что причиной столь радикальной смены курса при создании UEFI стало не желание производителей «приблизить» интерфейс к конечному пользователю ПК, сделать его более удобным и понятным, а более веские причины.

Таким весомым аргументом стало ограничение на возможность работы с накопителями большого объема в изначальной версии BIOS. Дело в том, что объем диска ограничен значением, приблизительно равным 2,1 ТБ. Взять эту планку без кардинальных изменений управляющего софта было невозможно. К тому же БИОС работает в 16-битном режиме, используя при этом всего 1 МБ памяти, что в комплексе приводит к существенному замедлению процесса опроса (POST-опрос) устройств и началу загрузки из MBR области с установленной «осью».

UEFI лишена вышеперечисленных недостатков. Во-первых, расчетный теоретический порог объема дисковой подсистемы составляет 9,4 ЗБ (1 зеттабайт = 10 21 байт), а во-вторых, для загрузки операционки используется стандарт размещения таблиц разделов (GPT), что существенно ускоряет загрузку операционной системы.

Разметка жестких дисков

Как говорилось ранее, у стандартов BIOS и UEFI — различный подход к разметке области жесткого диска. В BIOS используется так называемая главная загрузочная запись (MBR), которая четко указывает считывающей головке HDD сектор, с которого нужно начать загрузку ОС.

В UEFI это реализовано иначе. В этом стандарте используется информация о физическом расположении таблиц разделов на поверхности HDD.

Как это работает?

Каждому разделу жесткого диска присваивается свой собственный уникальный идентификатор (GUID), который содержит всю необходимую информацию о разделе, что существенно ускоряет работу с накопителем. К тому же при использовании GPT риск потерять данные о разделе минимальны, поскольку вся информация записывается как в начальной области диска, так и дублируется в конце, что повышает надежность системы в целом.

Для понимания — при использовании MBR, информация о загрузочной области находится только в начале диска, в строго определенном секторе и никак не дублируется, поэтому, при ее повреждении, загрузить операционную систему с такого диска будет невозможно. Систему придется устанавливать заново.

Еще одно существенное отличие — при использовании «старого» BIOS и MBR на диске можно максимально создать четыре логических раздела. В случае необходимости создания их большего количества придется доставать свой шаманский бубен и прибегнуть к определенным действиям на грани магии и «химии». По сути, предстоит проделать трюк с одним из основных разделов. Сначала преобразовать его в расширенный, а затем создать внутри него нужное количество дополнительных разделов. В случае использования стандарта GPT все это становится неактуальным, поскольку изначально в ОС Windows, при использовании новой философии разметки HDD, пользователю доступно создание 128 логических разделов.

Что касается физической разбивки диска на логические разделы, то здесь нужно четко понимать задачи, под которые они создаются. Нужно приучить себя четко разделять данные пользователя и системные файлы. Исходя из этого, логических дисков в системе должно быть как минимум два. Один под операционку, второй под пользовательские данные.

Оптимальный вариант — иметь в ПК два физических диска. SSD объемом 120–240 ГБ под систему и быстрые игрушки и HDD под документы и файлы мультимедиа необходимого объема.

В некоторых случаях можно еще разделить том пользовательских данных на два раздела. В одном хранить важные файлы (те, что нужно сохранить любой ценой) и текущие, утрата которых не критична и их легко будет восстановить с просторов интернета (музыка, фильмы и т. д.). И, конечно же, приучить себя регулярно сохранять резервную копию раздела с важными данными (облачные хранилища, внешний HDD и т. д.), чтобы не допустить их потери.

Режимы работы SATA

Покончив с необходимым теоретическим минимумом, следует определиться с выбором режима работы контроллера HDD материнской платы и сферами их применения.

  • IDE — самый простой и безнадежно устаревший вариант, использование которого было актуально лет n-цать назад. Представляет собой эмуляцию работы жесткого диска PATA. Режим находит применение при работе с устаревшим оборудованием или программным обеспечением, требующим устаревших операционных систем. Современные SSD в таком режиме работать не будут!

Сложно представить необходимость такого режима работы в составе современного ПК. Разве что в одной точке пространства и времени сойдутся найденный на антресоли старенький HDD с рабочей ОС и «самоткаными» эксклюзивными обоями рабочего стола, и безудержное желание сохранить их для потомков.

  • AHCI — режим работы современного накопителя, предоставляющий расширенный функционал и дополнительные «плюшки». В первую очередь — возможность «горячей» замены жестких дисков. Для домашнего ПК или офисной машины — это не очень актуально, а вот в случае с серверным оборудованием, такая возможность поможет сэкономить много времени и нервов системного администратора. Во-вторых, наличие реализованного алгоритма аппаратной установки очередности команд (NCQ), существенно ускоряющей работу накопителя и производительность системы в целом. Это достигается за счет грамотного и оптимального алгоритма движения считывающей головки по блину классического HDD или более эффективного использования ячеек памяти в случае SSD накопителя.

  • RAID — возможность организации совместной работы нескольких накопителей в едином дисковом массиве. В зависимости от задач, можно объединить диски в систему повышенной надежности (RAID 1) информация в которой будет дублироваться на каждый из дисков массива, или высокопроизводительную систему (RAID 0 или RAID 5), когда части одного файла одновременно записываются на разные диски, существенно сокращая при этом время обращения к дисковому массиву.
  • NVMe — абсолютно новый стандарт, специально разработанный под SSD-накопители. Поскольку твердотельные диски уже «выросли» из протокола передачи данных SATA-III, и берут новые вершины в передаче данных по интерфейсу PCI-E, обеспечивая при этом наивысшую скорость выполнения операций чтения/записи. При этом по скорости превосходят своих SSD-собратьев, работающих в режиме AHCI, практически вдвое.

К выбору режима работы накопителя следует отнестись ответственно. Выбрать его нужно перед началом установки операционной системы! В противном случае, при его смене на уже установленной операционке, очень велика вероятность получения экрана смерти (BSOD) и отказа ПК работать.

Исправить ситуацию конечно можно, выполнив с десяток пунктов из многочисленных инструкций, коими пестрит интернет, но рациональней будет установка ОС заново, что называется с чистого листа, чем забивание «костылей» в надежде все починить.

Собирая систему важно не только правильно подобрать компоненты и подключить провода и шлейфы, также важно грамотно настроить ее конфигурацию, ведь быстродействие накопителей зависит не только от «железной» начинки, но и от способа управления ей.

Источник статьи: http://club.dns-shop.ru/blog/t-107-jestkie-diski/29209-vyibor-rejima-rabotyi-sata-ide-ahci-raid-nvme/

Как выбрать жёсткие диски для серверов?

В IT-области существует множество мифов. «От спама можно отписаться», «Два антивируса лучше, чем один», «Серверные жёсткие диски должны быть только фирменными». При замене и расширении парка ЖД нужно учитывать немало нюансов и тонкостей, и без своих предубеждений здесь тоже не обошлось. Какие бывают ЖД для серверов, чем они отличаются, на что нужно обращать внимание, и должны ли они быть с логотипом производителя сервера — об этом читайте под катом.

Если диск установлен в сервер, то он должен удовлетворять жёстким требованиям по:

  • Надёжности. Невосстановимая потеря данных может обернуться многомиллионными убытками и репутационными потерями.
  • Производительности. Серверы априори предназначены для обработки многочисленных запросов.
  • Времени отклика. Пользователи не должны ждать, пока серверный диск «пробудится» и обработает их запросы.

Иными словами, жёсткий диск в сервере должны быть как пионер — всегда готов обрабатывать многочисленные запросы с минимальным уровнем задержки, обеспечивая высокий уровень сохранности данных. В высоконагруженных серверах жёсткие диски годами работают интенсивно и безостановочно.

Существует четыре основных категории (не берем в расчёт SSD, SAS SSD, PCI-e SSD) жёстких дисков:

  • SATA (обычные, «бытовые» SATA) — частота вращения шпинделя 5400 и 7200 об/мин.
  • SATA RAID Edition (SATA RE) — частота вращения шпинделя 7200 об/мин, поддержка команд RAID-контроллера.
  • SAS Near Line (SAS NL) — частота вращения шпинделя 7200 об/мин.
  • SAS Enterprise — частота вращения шпинделя 10 000 или 15 000 об/мин.

Прежде всего, необходимо определиться с интерфейсом подключения — SATA или SAS.

SATA или SAS?

Интерфейс SATA является развитием IDE, который позднее был переименован в PATA. То есть этот интерфейс изначально ориентирован на использование в бытовых компьютерах, а также в промышленных системах с умеренными требованиями к производительности и надёжности. В то же время SAS — это наследник классического «серверного» интерфейса SCSI.

Изначально интерфейс SAS имел более высокую пропускную способность, чем SATA. Но прогресс не стоит на месте, и третье поколение SATA III имеет максимальную пропускную способность на уровне 6 Гбит/сек, как и второе поколение SAS. Однако на рынке уже доступны серверы с SAS-контроллером третьего поколения, с пропускной способностью до 12 Гбит/сек.

Для подключения SAS-дисков сервер должен быть оснащён соответствующим контроллером. При этом обеспечивается обратная совместимость интерфейсов: к SAS-контроллеру можно подключить SATA-диски, а наоборот — нельзя.

SAS обеспечивает полнодуплексный обмен данными: жёсткий диск единовременно обрабатывает по одной команде на чтение и запись, а SATA-диск — либо на чтение, либо на запись. Но это преимущество будет заметно только при большом количестве дисков, если сравнивать SAS NL и SATA RE.

Если подвести промежуточный итог: SATA-диски хороши для создания объёмных хранилищ, от которых не требуется максимальной производительности. А если вам нужно выжать из дисковой подсистемы всё возможное, то ваш выбор — SAS.

Скажите «нет» обычным жёстким дискам

Сразу внесём ясность — обычные SATA не предназначены для использования в серверах. Тому есть несколько причин:

  • Низкая устойчивость к вибрациям.
  • Высокий уровень невосстанавливаемых ошибок.
  • Отсутствие поддержки команд аппаратных RAID-контроллеров.

Конечно, стоимость обычных десктопных SATA существенно ниже, чем у серверных, и ничто не мешает использовать их под мелкие задачи, не требующие высокой производительности дисковой подсистемы. Если же сохранность и скорость доступа к данным стоит на первом месте, то всё же настоятельно рекомендуем брать серверные ЖД.

Устойчивость к вибрациям

Для решения более-менее требовательных задач нет смысла ставить только один диск. Чтобы обеспечить минимальный уровень надёжности хранения данных, нужно не менее двух накопителей, объединённых в RAID. Но когда в корзине собрано 4 и более устройств, то возникающие от их работы вибрации влияют на стабильность вращения шпинделей и точность позиционирования головок. Поэтому серверные жёсткие диски имеют ряд конструктивных отличий от бытовых:

  • Усиленный вал шпинделя, более устойчивый к внешним воздействиям.
  • Дополнительный контроль вибрации.
  • Технологии, существенно повышающие точность позиционирования и высоту полёта головок над поверхностью «блинов».
  • Богатые возможности самодиагностики, позволяющие вовремя уведомить о скором выходе диска из строя.

Бытовые диски всего этого лишены. При достаточно сильном уровне вибрации вероятность возникновения ошибок чтения/записи у обычных SATA на 50% выше, чем у SATA RE.

Уровень невосстановимых ошибок

Следующее отличие серверных жёстких дисков от бытовых — уровень невосстановимых ошибок. У обычных SATA он составляет примерно 10 -14 (1 бит на каждые считанные 10 14 бит=12,5 терабайт). То есть при шестикратной перезаписи двухтерабайтного диска вы почти наверняка получите одну невосстановимую ошибку. Для бытовых дисков это не проблема. Но если вы каждый месяц переписываете базу данных, то через полгода она может оказаться битой.

Вероятность возникновения невосстановимой ошибки =
(N * (X / 12500 * 12500) / 12500) * 100%

  • N — количество дисков в RAID-массиве,
  • X — объём одного диска в гигабайтах,
  • 12500 — количество бит, на которое приходится 1 невосстановимая ошибка, выраженное в гигабайтах.

Допустим, вы создали массив RAID 5 из 1-терабайтных обычных SATA. При ребилде массива вы получите невосстановимую ошибку с вероятностью 40%.

Вероятность возникновения невосстановимой ошибки =
(5 * (1000 / 12500 * 12500) / 12500) * 100% = 40%.

А если вы используете 600-гигабайтные диски, то вероятность epic fail при ребилде составляет 24%:

Вероятность возникновения невосстановимой ошибки =
(5 * (600 / 12500 * 12500) / 12500) * 100% = 24%.

У SATA RE и SAS NL уровень невосстановимых ошибок равен 10 -15 , то есть на порядок меньше, чем в обычных SATA. Тогда в нашем примере с RAID 5 получаем:

Для 1-терабайтных дисков вероятность ошибки = 4%.
Для 600-гигабайтных дисков вероятность ошибки = 2,4%.

У SAS-дисков уровень невосстанавливаемых ошибок ещё ниже — 10 -16 :

Для 1-терабайтных дисков вероятность ошибки = 0,4%.
Для 600-гигабайтных дисков вероятность ошибки = 0,24%.

Обратите внимание: вероятность возникновения ошибки пропорциональна количеству дисков в RAID-массиве.

Каким образом в SAS-дисках обеспечивается более низкий уровень ошибок? Magic.

  • Размер сектора в SATA-дисках — 512 байт, в SAS-дисках — 520 байт. Дополнительные 8 байт используются для сквозной проверки чётности.
  • Другие алгоритмы чтения.
  • Дополнительные алгоритмы восстановления данных без участия контроллера.

Работа в RAID-массиве

Ещё один важный недостаток обычных SATA — отсутствие функции устранения ошибок при работе в RAID-массиве. Допустим, вы понадеялись на бэкап, и ради экономии построили RAID из обычных SATA. При возникновении ошибки жёсткий диск многократно пытается считать сбойный блок. И пока он это делает, он не отвечает на сигналы RAID-контроллера. Тот воспринимает это как выход жёсткого диска из строя, исключает его из массива и пытается восстановить. Иными словами, при возникновении ошибки из массива выпадает весь диск.

В случае с SATA RE, SAS NL и SAS ситуация будет развиваться иначе. Обнаружив ошибку, диск сообщает контроллеру о наличии сбойного блока. Контроллер запрашивает этот блок у других дисков в массиве и передаёт на сбойный диск. При этом устройство не выпадает из массива, и падения производительности не происходит.

Миф о брендах

Наконец, самый главный вопрос: нужно ли покупать «родные» диски?

Не секрет, что HP, IBM и DELL жёсткие диски не производят. Они покупают их у сторонних производителей, после чего тестируют, перепрошивают и клеят свои логотипы.

C одной стороны, такие диски имеют ряд преимуществ:

  • прошивка (firmware) учитывает особенности контроллеров тех или иных моделей серверов,
  • дополнительный контроль качества и проведение стресс-тестов уменьшают вероятность приобретения экземпляров со скрытыми дефектами,
  • на «фирменные» диски предоставляется гарантия вендора и полноценная поддержка.

Но за всё хорошее приходится платить — «родные» жёсткие диски продают примерно в два-три раза дороже, чем те же самые модели, но с логотипами производителей — Seagate, Western Digital, Toshiba, HGST.

Как вы понимаете, такая разница в цене далеко не для всех оправдывается обещаниями повышенной надёжности. Поэтому наверняка многие слышали о том, что «неродные» жёсткие диски работают в серверах HP, IBM и DELL нестабильно или слишком медленно. Кто-то даже пугает, что с «левыми» дисками сервер не заведётся.

Откуда растут ноги у этих утверждений?

В подавляющем большинстве серверов применяются технологии повышения производительности дисковой подсистемы. Именно с этой целью вендоры перепрошивают жёсткие диски — чтобы обеспечить поддержку этих технологий. Если же вы поставите «неродные» диски, то просто не сможете воспользоваться фирменными ноу-хау, не более того.

Также раньше вендоры искусственно заставляли использовать «фирменные» накопители, применяя блокировки на уровне контроллеров. В конце концов, гнев народных масс вынудил со временем отказаться от этой порочной практики. Сегодня проблемы чаще всего возникают с относительно старыми моделями серверов. И решается это простой заливкой в контроллер свежей прошивки. Хотя есть и просто капризные модели контроллеров, например, P410 в серверах HP.

Как показывает практика, «неродные» жёсткие диски без затруднений работают:

  • в серверах HP — как минимум с поколения Gen6,
  • в серверах IBM — как минимум с поколения М2,
  • в серверах DELL — как минимум с 10 поколения.

«Неродные» жёсткие диски полностью совместимы как с салазками серверов, так и с внутренними системами мониторинга. А вот салазки нужно ставить только родные, и только для определённого поколения сервера. Вы без труда можете найти в сети настоящие названия моделей дисков, которые вендоры продают под своими брендами. Так, например, большинство SAS-дисков HP делаются из линейки жёстких дисков Seagate Savvio. При этом вовсе не обязательно искать полные аналоги, можно выбрать подходящие модели из популярных линеек:

  • Seagate Enterprise Capacity (бывшие Seagate Constellation ES)
  • Seagate Enterprise Performance (бывшие Seagate Savvio)
  • HGST Ultrastar 7K400
  • HGST Ultrastar A7K2000
  • Toshiba AL13SEB
  • Toshiba AL13SXB
  • WD VelociRaptor
  • WD Re
  • WD Se

Что касается надёжности того или вендора, то согласно довольно информативной статистике компании Backblaze, занимающейся предоставлением облачного бэкапа, самыми надёжными являются диски Hitachi. На втором месте Western Digital, на третьем — Seagate.

Проверяйте гарантию

Если вы решили не идти на поводу у вендоров и собираетесь купить «неродные» жёсткие диски, то сначала обязательно уточните у продавца: кто предоставляет гарантию? Дело в том, что многие магазины не предоставляют гарантию на жёсткие диски, ссылаясь на гарантию производителя. Но здесь есть тонкий момент: к примеру, у некоторых моделей Seagate гарантийный период начинается с момента производства. Поэтому не исключена ситуация, что вы купите абсолютно новые диски, на которые уже закончилась гарантия производителя.

Чтобы не испытать этот неловкий момент, постарайтесь перед покупкой проверить гарантию конкретных экземпляров на сайтах производителей:

Заключение

При выборе жёстких дисков необходимо в первую очередь отталкиваться от задач, которые будет выполнять сервер:

  • Если вам не нужна высокая скорость доступа и надёжность хранения данных, а количество дисков не будет превышать четырёх, то мы рекомендуем ставить диски SATA RAID Edition. Это вариант для недорогих серверов начального уровня, обслуживающих небольшое количество пользователей.
  • Если сервер будет обслуживать базы данных, или количество дисков в массиве будет 5 и более, то лучше выбрать SAS NL. Чаще всего такие диски ставятся в серверы, работающие в компаниях среднего размера: под бухгалтерские системы, CMS, корпоративные репозитории и т.д.
  • А если вам нужна максимальная производительность и/или надёжность хранения данных, например, при обработке финансовых транзакций, то ваш выбор — диски SAS Enterprise. Это носители для высоконагруженных серверов, обслуживающих большое количество пользователей, а также для систем, работающих с наиболее важными данными.

Но главное — не верьте мифам. Вовсе не обязательно покупать диски с таким же логотипом, как на вашем сервере. При грамотном подходе можно существенно сэкономить на апгрейде дисковой подсистемы, ничуть не потеряв в надёжности и скорости работы.

Источник статьи: http://habr.com/ru/company/pc-administrator/blog/302868/


Adblock
detector