Comparatif SSD Sata : Seagate, Toshiba et WD

Si l’on regarde ce qui se passait sur le marché des médias au second semestre de l’année dernière, on aurait pu penser que l’interface SATA des disques SSD grand public commençait à disparaître.
Mais les développeurs de disques durs ont déjà trouvé le moyen de réduire la vitesse de travail et, en même temps, d’assurer la sécurité d’une quantité aussi impressionnante de données. Voyons ce que les disques magnétiques avancés des trois fabricants – Seagate, Toshiba et WD – offrent

Si l’on regarde ce qui se passait sur le marché des médias au second semestre de l’année dernière, on aurait pu penser que l’interface SATA des disques SSD grand public commençait à disparaître. Par exemple, pour lancer le premier disque dur de 4 To après la sortie des disques durs de 2 To, l’industrie n’a mis que deux ans à franchir le cap des 8 To et il a fallu trois ans pour doubler la capacité du disque dur de 3,5 po en seulement cinq ans.

La dernière percée est venue d’une liste de solutions innovantes. Aujourd’hui, même les conservateurs comme Toshiba, qui jusqu’à la dernière fois refusait l’hélium, sont obligés de produire des disques durs dans des boîtiers scellés, et le nombre de plaques sur la broche a augmenté à neuf pièces – bien qu’une fois, et pendant longtemps, cinq plaques étaient considérées comme une limite raisonnable. Des niches spécifiques utilisent la technologie dite d’enregistrement de tuiles (SMR, Shingled Magnetic Recording), dans laquelle les pistes des secteurs sur la plaque se chevauchent partiellement. Enfin, pour faire passer la limite de capacité du disque dur de 14 à 16 To sans SMR, les fabricants ont dû mettre en œuvre l’une des technologies prometteuses, que nous reproduisons dans nos articles de synthèse annuels, le TDMR (Two-Dimensional Magnetic Recording). Tôt ou tard, d’autres mouvements nécessiteront des changements plus fondamentaux dans les bases des disques durs, comme le chauffage laser ou micro-ondes (HAMR/MAMR, Heat/Microwave-Assisted Magnetic Recording) lorsque la tête d’enregistrement passe à travers.

Cependant, il est facile de remarquer que toutes les techniques décrites ci-dessus visent principalement à augmenter la densité d’enregistrement et à augmenter le volume sur une seule broche, bien que beaucoup d’entre elles aient un effet secondaire bénéfique sous la forme d’une vitesse accrue de lecture et d’écriture linéaire des données. À cet égard, les disques durs d’aujourd’hui ont dépassé les 250 Mo/s et sont déjà comparables aux premiers disques SSD grand public.
Mais la vitesse d’accès aux secteurs aléatoires des disques magnétiques ne progresse presque pas, et en termes de volume, le nombre d’opérations par seconde est seulement inférieur. Dans le même temps, les exigences en matière de tolérance aux pannes augmentent, car plus il y a de données stockées sur une seule broche, plus il est important de ne pas les perdre et plus il faut de temps pour les récupérer.

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Mais les concepteurs d’entraînements magnétiques ont aussi une réponse à ce défi. Nous avons pris trois disques durs de 14 à 16 To pour apprendre comment les technologies de 64 ans s’adaptent aux réalités de 2019 et avons remarqué plusieurs tendances.

Les disques durs de 3,5 pouces de championnat d’aujourd’hui pour les serveurs et le stockage montés en rack ont quelque chose en commun avec les disques à semi-conducteurs, des principes d’adressage de secteur à l’intégration directe des puces flash dans la pile mémoire locale. Et les modèles de consommateurs, à leur tour, sont devenus plus proches dans leurs caractéristiques de leurs homologues serveur, et même la description du “desktop HDD” n’est pas tant la vitesse et la fiabilité de l’appareil.
Mais la tâche de cette revue ne se limite pas à des mots généraux. Nous avons l’intention de découvrir comment les nouvelles tendances dans la conception des disques durs sont exprimées en nombre solide de mesures de performance.


Caractéristiques techniques des participants à l’essai

Avant de commencer à analyser les résultats des tests, nous devrions étudier attentivement les caractéristiques des dispositifs que nous allons utiliser. Cette fois-ci, il n’y en a pas autant que d’habitude dans nos tests de groupe, mais nous avons rempli les principales conditions sans lesquelles la comparaison des disques durs ne peut prétendre être complète. Les trois fournisseurs – Seagate, Toshiba et Western Digital – ont participé à l’enquête, et ils appartiennent à différentes catégories : consommateur et serveur.

Les principales caractéristiques qu’ils ont en commun sont une capacité de 14 ou 16 To, un boîtier étanche rempli d’hélium et une vitesse de rotation de broche de 7200 tr/min.
Et à titre de comparaison avec les poids lourds, trois dispositifs plus petits (10 et 12 To) que nous connaissons déjà, conçus pour fonctionner sur des serveurs, des NAS domestiques ou de bureau, sont utilisés pour les tests.

Seagate 14 TB BarraCuda Pro Disque dur interne 3.5″

Si l’on regarde ce qui se passait sur le marché des médias au second semestre de l’année dernière, on aurait pu penser que l’interface SATA des disques SSD grand public commençait à disparaître. D’une part, cela signifie que BarraCuda Pro est soumis aux limitations typiques des disques durs de bureau.
Par exemple, il n’est pas prévu pour l’association dans des tableaux RAID, car à cette fin, il est souhaitable d’avoir TLER (Time-Limited Error Recovery) – ajustement d’un firmware qui empêche le disque dur de voler hors d’un fichier en raison de longues tentatives du microcontrôleur pour considérer un secteur problématique.

De plus, le châssis BarraCuda Pro n’est pas bien adapté à une utilisation dans une étagère ou un NAS avec plusieurs paniers, car il ne compense pas les vibrations de rotation.

Mais d’un autre côté, contrairement à la plupart des autres disques durs de bureau, le disque dur a une durée de vie de charge prolongée d’un an allant jusqu’à 300 To de réécriture, est prêt à fonctionner en mode 24/7 et est livré avec une garantie de cinq ans.

Vous n’aurez pas non plus à vous plaindre de la performance (du moins dans les tâches avec un accès aux données principalement linéaire) : grâce à huit plaques de 1,75 To, l’appareil atteint une bande passante stable de 250 Moctets par seconde. En outre, le fabricant promet que la vitesse de n’importe quel accès dans BarraCuda Pro devrait être plus élevée par rapport aux disques habituels pour les ordinateurs de bureau, et la consommation d’énergie, au contraire, est inférieure, qu’à la majorité des modèles 3,5 pouces. Cependant, nous examinerons toutes les déclarations de Seagate.

Afin de conquérir un tel niveau de densité de données dans l’enregistrement perpendiculaire standard sans l’utilisation de la technologie SMR (Shingled Magnetic Recording) de niche, Seagate a dû mettre en œuvre l’une des méthodes prometteuses que nous avons écrites année après année dans nos articles de clôture, l’enregistrement magnétique en deux dimensions. Mais contrairement à son nom, le TDMR n’a rien à voir avec l’enregistrement de données en tant que tel et est conçu pour augmenter le rapport signal/bruit dans des densités de piste élevées sur une plaque magnétique en lisant simultanément la piste avec deux têtes de lecture : cette dernière est séparée dans l’espace afin que le champ capture les pistes adjacentes et compense plus facilement le brouillage. À long terme, les disques durs TDMR capteront encore plus de têtes, et avec la fiabilité de la lecture des données, leur vitesse peut augmenter, mais c’est encore une question d’avenir.

Les disques BarraCuda Pro sont très différents des autres appareils sans décodeur Pro, à commencer par le fait que tous les fabricants de disques durs ont des modèles de bureau standard bloqués à 6-8 To. Le lecteur BarraCuda Pro peut plutôt être décrit comme un descendant de la branche serveur de Seagate, qui est dépourvue des fonctions associées au travail dans les tableaux.

Western Digital HGST Ultrastar DC HC530 3.5″ 14000 Go Série ATA III

Le prochain essai, l’Ultrastar DC HC530 de 14 To, est un lecteur en ligne de près qui représente le meilleur que les ingénieurs de Western Digital peuvent faire jusqu’à ce qu’un nouveau modèle de 16 To soit disponible. Et dans la pratique 3DNews, il est devenu le premier disque dur Ultrastar sans les lettres familières de HGST dans son nom : la société a converti tous les modèles de serveur à sa propre marque après que les actifs de HGST ont complètement dissous dans la société fusionnée. Ses principales caractéristiques sont similaires à celles de BarraCuda Pro en taille : à l’intérieur du boîtier étanche Ultrastar DC HC530, il y a également huit plaques magnétiques d’une capacité utile de 1.750 Go, et la technologie TDMR lit les données à partir de pistes étroitement disposées. Mais avec les autres paramètres et les nombreuses fonctionnalités supplémentaires inhérentes au disque dur d’entreprise, l’Ultrastar DC HC530 ne peut pas être placé sur la même carte que les modèles de bureau, même si BarraCuda Pro n’est pas un membre typique de sa catégorie.

Par exemple, la densité utile des plaques BarraCuda Pro et Ultrastar DC HC530 est la même que la vitesse de la broche, mais le produit WD garantit une vitesse de lecture et d’écriture des données linéaires plus élevée et plus stable – jusqu’à 267 Mo par seconde (on ne sait pas d’où vient la différence, mais des tests permettront de savoir si elle existe réellement). Les délais d’accès aléatoires contribuent à réduire les délais d’accès à l’actionneur à deux étages de nouvelle génération, de troisième génération et de troisième génération, ainsi qu’à la grande mémoire tampon de 512 Mo, et surtout, Media Cache est une zone redondante pour un enregistrement rapide par blocs éparpillés sur la surface des plaques.

Cette dernière caractéristique est liée aux disques Nearline modernes avec des lecteurs à semi-conducteurs, qui ont également un rapport variable entre les secteurs physiques et les blocs logiques. Et à partir de l’Ultrastar DC HC330 de 10 To, WD utilise également une petite quantité de mémoire flash pour mettre en cache les opérations d’écriture.

Notez qu’en plus des performances (potentiellement) extrêmement élevées des lecteurs magnétiques, le produit de WD a une consommation d’énergie modérée – en fait, c’est l’appareil qui consomme le moins d’énergie parmi tous les participants au test, à en juger par ses paramètres

Cette classe de variateur est conçue pour un fonctionnement continu dans un environnement de rack serveur : montage sur les deux côtés de la broche, compensation des vibrations de rotation – ces caractéristiques et d’autres de l’Ultrastar DC HC530 ont porté la charge nominale du variateur à 550 To/an, et le temps de disponibilité est typique des modèles nearline est de 2,5 millions d’heures.

Dans le cas peu probable d’un échec de mise à niveau du firmware, une puce de rechange est soudée sur la carte contrôleur. Le lecteur est disponible dans des versions avec partitionnement natif de 4Koctets ou émulation sectorielle de 512 octets, avec interface SATA ou SAS. Dans ce dernier cas, l’option de chiffrement des données de bout en bout est également disponible.