Rodzaje dysków twardych i ich zastosowanie - SATA, SAS, NLSAS, SSD

Jak wybrać dysk twardy?

Czasy, kiedy głównym kryterium wyboru odpowiedniego dysku twardego była jego pojemność, dawno już mamy za sobą. Obecnie na rynku dostępna jest szeroka gama ich rodzajów, wielkości, prędkości zapisu oraz odczytu, a także sposobu montażu.  

Możliwości mamy naprawdę wiele, a wybór odpowiedniego dysku powinniśmy uzależnić od naszych indywidualnych potrzeb oraz od konkretnych zadań, do jakich ma być on przeznaczony. Pamiętajmy też, że podczas doboru komponentów sprzętu składającego się na naszą infrastrukturę IT nie jesteśmy skazani na ograniczenie się do jednego konkretnego rodzaju dysku – możemy je ze sobą łączyć, tak aby uzyskać środowisko stworzone do pracy na największych obrotach. Przyjrzyjmy się pokrótce najważniejszym rodzajom dostępnych na rynku dysków, co z pewnością ułatwi nam przyszłe wybory podczas kompletowania sprzętu.

Czym są dyski SATA?

Jeszcze do niedawna dyski SATA były najczęściej stosowanym rodzajem nośnika. SATA to dysk magnetyczny, w którym dane zapisywane są na okrągłych aluminiowych talerzach, znajdujących się w jego obudowie. Do zapisu i odczytu służy tu specjalna głowica umieszczona na ruchomym, elastycznym ramieniu. Sposób działania tego rodzaju dysku możemy porównać do gramofonu. Każdorazowe odczytanie/zapisanie danych powoduje zmianę położenia głowicy nad powierzchnią obracającego się talerza. Mimo że taka operacja trwa bardzo krótko, przekłada się ona na dłuższy czas potrzebny na dostęp do danych, a w efekcie – na zmniejszenie wydajności.

Parametrem, od którego w głównym stopniu zależy wydajność dysku, jest ilość obrotów talerza, wykonywanych w ciągu jednej minuty. Dostępne są tu dwa rodzaje nośników – 5400 obr/min oraz 7200 obr/min.  Wyższa prędkość obrotowa znacznie poprawia szybkość wykonywania operacji zapisu oraz odczytu danych. Aby dodatkowo zwiększyć wydajność zapisu/odczytu danych na dyskach magnetycznych, wyposaża się je w technologię NCQ (Native Command Queuing). Optymalizuje ona pracę nośników poprzez zmniejszenie ilości niezbędnych obrotów talerza oraz skoków głowicy w takcie wykonywania zadań. Metoda ta pozwala uzyskać większą wydajność podczas dużych obciążeń dysku, jednoczenie zmniejszając jego mechaniczne zużycie.



Dzięki umiarkowanej prędkości zapisu i odczytu danych, a jednocześnie dużej pojemności oferowanej przez ten typ nośników, dyski magnetyczne w dalszym ciągu cieszą się ogromną popularnością. Ich pojemność może sięgać nawet 10 TB (10 000 GB) co jest ich największą zaletą. Drugą jest cena, która w porównaniu z dyskami nowszego typu jest znacznie niższa. Ten typ nośnika najlepiej sprawdzi się, kiedy wykorzystamy go jako miejsce składowania i archiwizacji danych. Z racji jego dużych pojemności będziemy w stanie zmieścić na nim naprawdę potężną liczbę plików. Jednak w sytuacji, w której wymagana będzie większa wydajność pracy, dysk magnetyczny nie sprawdzi się już tak dobrze jak jego następcy, wykorzystujący inne technologie.

Czym są dyski SAS?

Dyski Serial Attached SCSI (SAS), zastępując starsze nośniki SCSI, stały się popularnym standardem w sprzęcie komputerowym, przeznaczonym dla klientów biznesowych (serwery, stacje robocze itp.). Wykorzystują one zestawy komend dysków SCSI dla zaawansowanych funkcjonalności. W porównaniu z nośnikami SATA oraz NLSAS, do których przejdziemy za moment, są najbardziej niezawodne, charakteryzują się największą wydajnością i skutecznością pracy nawet przy bardzo dużych obciążeniach.

Pierwszym parametrem, który wyróżnia dyski SAS na tle ich poprzedników jest dużo większa prędkość obrotu talerza. Urządzenia te osiągają wydajność na poziomie 10 000 obr./min oraz 15 000 obr./min. W porównaniu z dyskami SATA, czas dostępu do danych można więc skrócić nawet o połowę.

Dysk magnetyczny z wykorzystaniem interfejsu SAS

Kolejną zasadniczą różnicą charakteryzującą dyski SAS jest ich niezawodność. Średni czas pomiędzy awariami (z ang. Mean Time Between Failures – MTBF) wynosi tu 1,6 miliona godzin, co oznacza niezawodną pracę przez… 182 lata. Minusem dysków SAS jest natomiast ich niewielka pojemność. Chcąc zastosować w naszym sprzęcie nośnik tego typu o prędkości 15 000 obrotów na minutę, będziemy mieli do dyspozycji maksymalnie 600 GB przestrzeni dyskowej. Wolniejsze modele, o prędkości 10 000 obrotów na minutę, sięgają swą pojemnością 1,8 TB. Pomimo mniejszych pojemności, dyski te doskonale pracują w macierzach RAID, dzięki czemu możemy uzyskać potrzebną przestrzeń, bezpieczeństwo czy wydajność. Dzięki większej prędkości i przepustowości oraz dzięki swojej niezawodności, dyski SAS doskonale sprawdzają się jako komponenty serwerów oraz urządzeń typu mission critical, czyli takich, które stanowią niezbędny element funkcjonowania danej firmy, w związku z czym  prawdopodobieństwo ich ewentualnej awarii musi zostać zmniejszone do minimum.

Czym są dyski NLSAS?

Dyski typu NLSAS pojawiły się na rynku stosunkowo niedawno. W uproszczeniu można powiedzieć, że są one hybrydą dwóch omawianych wcześniej rodzajów dysków. Działają na zasadzie dysków SATA, zachowując taką samą prędkość obrotową, wykorzystując jednocześnie interfejs oraz zestawy komend zastosowane w nośnikach SAS.

Nie są one bardziej wydajne niż dyski SATA, co wynika z tego, że posiadają taką samą prędkość obrotową talerzy, natomiast posiadają dodatkowe cechy, charakterystyczne dla dysków SAS (np. około dwa razy szybszy interfejs). Dzięki zastosowaniu odpowiednich komend przy zapisie i odczycie danych, dysk ten może wykonywać na raz kilka operacji, co w dużym stopniu zwiększa efektywność pracy.

W praktyce nośniki NLSAS możemy określić mianem bardziej pojemnych i dużo wolniejszych dysków SAS. Tak samo jak w przypadku SATA, ich przestrzeń dyskowa może dochodzić nawet do 10 TB. Dzięki swojej stosunkowo niskiej cenie dyski NLSAS zastosowanie znajdą w serwerach typu NAS oraz jako dyski wspomagające w sieci teleinformacyjnej danej firmy.

Czym są dyski SSD?

Dyski SSD działają na zupełnie innej zasadzie, niż dyski magnetyczne. Nie znajdziemy w nich żadnych ruchomych części. W nośnikach tego rodzaju dane zapisywane są na kościach flash. Dzięki temu charakteryzują się one cichszą pracą oraz dużo większą odpornością na uszkodzenia mechaniczne. Ich bardzo ważną cechą jest również szeroki zakres temperatur pracy, co w przypadku dysków magnetycznych nigdy nie było dużym atutem.

Jednak tym, co najbardziej wyróżnia dyski SSD na tle nośników magnetycznych jest ich duża, wielokrotnie wyższa, prędkość zapisu i odczytu danych oraz bardzo krótki, liniowy czas dostępu do danych – wynoszący mniej niż 1 ms. Dlatego też najlepiej sprawdzają się one, gdy potrzebujemy jak najszybszej prędkości wykonywania operacji dyskowych. Dyski SSD są nośnikami o stosunkowo niskiej pojemności i wysokiej cenie. W praktyce używa się ich do obsługi systemów czy aplikacji i nie wykorzystuje się ich jako miejsca przechowywania danych. Najbardziej praktycznym i często stosowanym rozwiązaniem jest montaż dwóch rodzajów dysków w danym serwerze czy komputerze. Nośniki SSD będą miejscem gdzie zainstalujemy oprogramowanie oraz najważniejsze aplikacje oraz programy o wysokich wymaganiach sprzętowych (np. programy do grafiki 3D lub efektów wideo), a dyski magnetyczne wykorzystamy do magazynowania plików. Takie rozwiązanie umożliwi nam wydajną i szybką pracę, a koszty przedsięwzięcia zostaną doskonale zoptymalizowane.

Czym jest funkcja hot-plug?

We  wszystkich wymienionych typach nośników można zastosować rozwiązanie o nazwie Hot-plug. Umożliwia ono montaż  bez konieczności wcześniejszego odłączenia serwera czy komputera od zasilania. Dzięki temu nasze urządzenia mogą działać w sposób ciągły, nie przerywając pracy zespołu. Montaż dodatkowych dysków lub ich wymiana odbywa się bardzo sprawnie i praktycznie niezauważalnie dla użytkowników sprzętu.

Dysk NLSAS z zastosowaniem obudowy Hot-Plug

Dlaczego ważna jest wsparcie techniczne?

W każdym programie wsparcia technicznego firmy Dell istnieje możliwość wyboru okresu jego obowiązywania. Są to odpowiednio okresy 3/4/5 lat (w programie Basic gwarancja na dyski SATA przyznawana jest na 1 rok). Naprawa  realizowana jest w miejscu instalacji sprzętu z określonym czasem reakcji, od momentu przyjęcia zgłoszenia. Poszczególne rodzaje wsparcia technicznego zostały szczegółowo opisane w artykule Umiesz liczyć? Licz na wsparcie techniczne Dell. W przypadku wsparcia technicznego związanego z dyskami twardymi, szczególną uwagę warto zwrócić na oferowaną przez producenta usługę Keep Your Hard Drive. Jest to dodatkowa opcja serwisowa gwarantująca, że w przypadku awarii, uszkodzone dyski twarde pozostaną u użytkownika, a w ich miejsce zostaną dostarczone nowe. Usługa ta na pewno zainteresuje firmy, które na swoich dyskach przechowują poufne informację (np. prawnie chronione dane osobowe), do których dostępu nie mogą mieć osoby trzecie.  Dzięki wykupieniu opcji serwisu z usługą zachowania dysku twardego zyskujemy pewność, że nasze dane są chronione ze szczególną pieczołowitością.