Análise do HDD WD Gold 24 TB – 360 TB de diversão HL15

Os discos rígidos WD Gold de 24 TB trazem um avanço progressivo em capacidade, ao mesmo tempo que melhoram um pouco o desempenho e a eficiência energética.

Quando analisamos pela primeira vez o Servidor homelab HL15 sistema, passamos a maior parte do tempo instalando muita CPU, opções excessivas de expansão PCIe, como GPU e armazenamento Optane, e um cooler Noctua silencioso. A profundidade dessa primeira análise nos impediu de fazer qualquer trabalho de desempenho de armazenamento e, na época, tínhamos apenas 15 HDDs WD de 22 TB incompatíveis e, como todos sabemos, isso é simplesmente cafona. Agora estamos de volta, conduzindo o servidor HL15 com força, mas do ponto de vista do disco rígido, graças aos 15 HDDs WD Gold de 24 TB!

A WD começou a enviar esta unidade em novembro e estamos entusiasmados por finalmente ter em mãos este lote de 24 unidades. Anteriormente, o maior HDD da linha Gold era um Variante de 22 TB, que analisamos em 2022. Embora o salto geral na densidade de 22 TB para 24 TB não seja tão grande, a diferença aumenta. No contexto do servidor HL15, é uma diferença bruta de 30 TB, permitindo-nos passar de 330 TB para 360 TB nesse sistema. É claro que esses ganhos progressivos de prato escalam bem em volume, especialmente quando se olha para JBODs densos ou chassis de disco que suportam mais de 100 HDDs em uma única caixa.

Uma coisa que vale a pena mencionar é que essas unidades são oferecidas pela WD apenas em uma variante SATA e não em SAS. Além disso, esses são os mesmos chassis CMR SATA cheios de hélio de 7200 RPM que a WD vem enviando há anos. E curiosamente, de acordo com a folha de especificações, a variante de 24 TB utiliza 3 W menos energia durante o uso e 2 W menos durante o modo inativo do que a variante de 22 TB do Gold.

Da mesma forma que o HDD Gold de 22 TB, o Gold 24 TB é um HDD CMR e utiliza a tecnologia OptiNAND. Embora esta unidade tenha 24 TB, o HDD Gold é oferecido até modelos de 1 TB, mas OptiNAND não é oferecido em modelos menores que 20 TB. OptiNAND traz consigo o que é chamado de Armor Cache habilitado para OptiNAND. Isso combina o desempenho do modo habilitado para cache de gravação e a mesma proteção de dados do modo desabilitado para cache de gravação, sem a necessidade de escolher entre os dois.

Especificações do disco rígido WD Gold 24 TB

Desempenho do disco rígido WD Gold de 24 TB

O sistema em que testaremos essas unidades é o 45Homelab HL15. O HL15 está configurado da seguinte forma:

• Processador Xeon Gold 6230
• 32GB Ram
• Área de trabalho padrão do Windows Server 2022
• Placa-mãe SuperMicro X11SPH-nCTPF
• Controlador Intel C622 para 10 portas SATA3 (6 Gbps); Controlador SATA RAID 0,1,5,10
• Controlador Broadcom 3008 SW para 8 portas SAS3 (12 Gbps); Controlador SAS RAID 0,1,10

Para nos preparar para os testes, colocamos 15 HDDs WD Gold de 24 TB no HL15 e testamos ambos configurados em espelho e paridade dupla. Em ambas as configurações, 14 unidades estão no array, com a 15ª como reserva. O tamanho total do pool aqui chega a 306 TB, mas quando você o divide em Mirror e Raid Dual Parity, você perde uma quantidade significativa de seu armazenamento bruto.

No espelho, obtemos 153 TB de armazenamento utilizável e, no Raid Dual Parity, obtemos 222 TB de armazenamento utilizável. Ao discutirmos as capacidades, é importante observar que estes são números utilizáveis. Unidades de 24 TB aparecem como 21.8 TB, então 360 TB brutos se transformam em 327 TB. Tire uma unidade para hot-spare e você terá cerca de 306 TB.

Para as interfaces de conexão do drive, temos uma divisão entre alguns tipos de conexão SAS e alguns tipos de conexão SATA. Esta é uma função de como a placa-mãe Supermicro do HL15 é aproveitada para conectar os discos rígidos. O backplane não possui switch SAS, portanto, algumas unidades são roteadas através do controlador Broadcom SAS3 integrado, com o restante fluindo através do controlador Intel SATA integrado.

Análise de Carga de Trabalho Sintética Corporativa

Nosso processo de benchmark de disco rígido corporativo pré-condiciona cada conjunto de unidade em estado estacionário com a mesma carga de trabalho com a qual o dispositivo será testado sob uma carga pesada de 16 threads, com uma fila pendente de 16 por thread. O dispositivo é então testado em intervalos definidos em vários perfis de profundidade de encadeamento/fila para mostrar o desempenho sob uso leve e pesado. Uma vez que os discos rígidos atingem seu nível de desempenho nominal muito rapidamente, apenas representamos graficamente as seções principais de cada teste.

Testes de pré-condicionamento e estado estacionário primário:

• Rendimento (Agregado de IOPS de Leitura+Gravação)
• Latência média (latência de leitura+gravação calculada em conjunto)
• Latência máxima (latência máxima de leitura ou gravação)
• Desvio padrão de latência (desvio padrão de leitura + gravação calculado em conjunto)

Nossa Enterprise Synthetic Workload Analysis inclui quatro perfis baseados em tarefas do mundo real. Esses perfis foram desenvolvidos para facilitar a comparação com nossos benchmarks anteriores, bem como valores amplamente publicados, como velocidade máxima de leitura e gravação de 4K e 8K 70/30, que é comumente usado para unidades corporativas.

4K

• 100% de leitura ou 100% de gravação
• 100% 4K

8K 70/30

• 70% de leitura, 30% de gravação
• 100% 8K

8K (Sequencial)

• 100% de leitura ou 100% de gravação
• 100% 8K

128K (Sequencial)

• 100% de leitura ou 100% de gravação
• 100% 128K

4K 100% leitura/gravação

Nosso primeiro teste mede o desempenho aleatório de 4K. Neste teste, o WD Golds trouxe 4,972 IOPS de leitura e 1,224 IOPS de gravação em Mirror, além de 7,888 IOPS de leitura e 267 IOPS de gravação em Dupla Paridade.

Para latência média, o WD Golds trouxe latência de 51.48ms na leitura e 208.98ms no espelho. Em dupla paridade, vimos latência de 32.45ms na leitura e 954.37ms

 

Na latência máxima, vimos uma grande lacuna. o WD Golds trouxe 248.4 ms na leitura e 699.6 ms na gravação no espelho. Em paridade dupla, vimos 1,340.3 ms de leitura e 1,747 ms de gravação no máximo, o que é quase 3x mais que o espelhado.

 

No desvio padrão, o WD Golds teve latência de leitura de 39.7 ms e latência de gravação de 117.45 ms no Mirror. Quando em paridade dupla, o WD Golds atingiu 55.01ms de leitura e 195.55ms de gravação.

8K 100% leitura/gravação

Nosso próximo teste é o teste de leitura/gravação de 8K. Aqui vemos grandes saltos de desempenho em relação ao teste de leitura/gravação de 4k. Aqui no espelho, o WD Golds produziu 54,739 IOPS de leitura e 61,451 IOPS de gravação, o que é mais de 10x o que vimos em 4k. Para paridade dupla, o WD Golds trouxe impressionantes 1,669,700 IOPS na leitura e pequenos 5,369 IOPS na gravação.

8K 70% leitura 30% gravação

O outro tipo de carga de trabalho que realizamos muda de um cenário de leitura/gravação sequencial pura para uma carga de trabalho mista que demonstra como o desempenho pode ser dimensionado de 2T/2Q para 16T/16Q. Aqui o desempenho é consistente após 2T/8Q em paridade dupla com um mínimo de 519 IOPS e um máximo de 899 IOPS. Com o espelhamento, vemos o desempenho começando mais baixo, mas aumentando gradualmente em diferentes estágios, e tivemos um mínimo de 268 IOPS e um máximo de 3,642 IOPS.

Para latência média, vemos uma latência bastante baixa em geral até chegar a 8T/16Q, onde começa a aumentar e a latência mais alta ocorre em 16T/16Q. Com paridade dupla, tivemos um valor tão baixo quanto 7.67 ms, atingindo um pico em 8T/16Q com 145.17 ms e um máximo de 284.75 ms em 16T/16Q. Para espelhado, vimos um mínimo de 14.82ms aumentando em 8T/16Q em 43.3ms com um máximo de 70.24ms em 16T/16Q.

Para latência máxima no WD Golds no teste 8K 70/30, vimos uma lacuna maior entre a paridade dupla e o espelhado. Com paridade dupla, vimos latência começando em 384.85ms e atingindo pico de 1,231.41ms em 16T/16Q. Com o espelhado, vimos uma latência mais baixa e mais consistente começando em 158.63 ms e chegando a apenas 295.34 ms.

Para a nossa parte final do teste 8k 70/30, temos o desvio padrão. que parece muito mais instável do que as outras partes, mas vemos um comportamento semelhante entre paridade dupla e espelhada. Para ambos, vemos picos de latência nas porções do 16Q em geral. A latência para paridade dupla começou em 12.99ms e atingiu 27.63ms, 34ms e 42.49ms, e terminou em 64.47ms em cada uma das configurações 16Q. No espelhado, vimos padrões semelhantes, mas mais elevados, começando em 6.81 ms e atingindo picos em 10.74 ms, 15.19 ms, 22.5 ms e 37.66 ms.

128K 100% leitura/gravação

Nosso teste final é o teste 128% de leitura/gravação de 100K. Este teste é um bloco grande, mostrando a maior velocidade de transferência sequencial que as unidades podem produzir. Para desempenho espelhado, o WD Golds obteve 3.03 GB/s em leitura e 1.26 GB/s em gravação. Para paridade dupla, o WD Golds trouxe 2.73 GB/s de leitura e significativamente menos na gravação, com apenas 05 GB/s ou 50 MB/s.

Conclusão

Esta nova unidade da linha de HDD WD Gold não apresenta nenhum impacto real no desempenho e adiciona 2 TB à maior unidade anterior. Os HDDs WD Gold trazem o dobro do MTBF que as unidades NAS WD Red têm, com 2.5 milhões de horas, em comparação com 1 milhão de horas nos Reds. Esse aumento faz sentido para uma unidade corporativa ou de datacenter em vez de uma unidade NAS típica. Um aspecto interessante do Gold de 24 TB é que ele consome 3 W menos energia durante o uso e 2 W menos durante o modo inativo do que a variante de 22 TB, além de adicionar alguns MB/s extras na melhor das hipóteses. Os 2 TB extras trazem um aumento de preço de US$ 80 em relação à variante de 22 TB, mas os compradores de volume provavelmente não verão muita diferença.

Em última análise, o WD Gold 24 TB oferece um pouco mais de densidade para plataformas HDD. Em nossos testes com o Hl15, isso significa 30 TB extras de capacidade bruta. 360 TB versus 330 TB nesta plataforma específica pode não ser uma grande diferença, mas em muitos hiperescaladores e data centers corporativos, a eficiência do rack é importante e, portanto, mesmo pequenas melhorias na capacidade fazem uma grande diferença à medida que você escala para grandes JBODs, etc. é ainda mais verdadeiro quando você considera que esses 24s provavelmente substituirão HDDs muito mais antigos e menores à medida que envelhecem.

No geral, o WD Gold 24 TB se saiu bem em nossos testes, embora, para ser justo, não tivemos boas comparações para 15 unidades. Vimos 3 GB/s em leituras de blocos grandes quando espelhados e 2.7 GB/s com paridade dupla, o que nos parece bastante atraente. Compartilhar essas unidades como um NAS pode fazer você considerar adicionar mais portas de rede/mais rápidas, pois saturaríamos facilmente alguns 10 GbE com esta configuração.

Página do produto HDD WD Gold 24 TB

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