На современном рынке информационных технологий можно отметить две в некотором смысле противоречащих друг другу тенденции — уменьшение размеров вычислительных устройств и рост объемов хранения данных. Можно без особых проблем собрать высокопроизводительный компьютер в компактном корпусе, однако когда речь идет о хранении терабайтов информации, не обойтись без привычных винчестеров формата 3,5″.
Вариант использования большого корпуса для традиционного ПК и установки в него нескольких дисков является наиболее доступным и быстрым. Но не всегда есть возможность физического размещения такого компьютера. Кроме того, в некоторых ситуациях требуется иметь относительно мобильное решение большой емкости. Стоит упомянуть и рост популярности компактных вычислительных систем — ноутбуков, ультрабуков и неттопов, которые обычно оборудованы только одним накопителем (часто SSD) с относительно невысокой емкостью. Сетевые системы хранения данных сегодня достаточно популярны, однако если говорить про модели на четыре и более винчестеров, они получаются относительно дорогими, а скорость в большинстве случаев ограничена гигабитным сетевым соединением.
Так что, в зависимости от требований пользователя и сценариев использования СХД, реализация в виде внешнего бокса с интерфейсами USB 3.0 или eSATA на несколько дисков может оказаться интересной. В качестве возможных вариантов применения можно назвать расширение объема дискового пространства компьютеров, серверов, ноутбуков и медиаплееров, хранение рабочих файлов для программ обработки фото, музыки и видео, систем видеонаблюдения, резервное копирование данных.
Подобные устройства нечасто встречаются на страницах нашего сайта, вспомнить можно, пожалуй, только материал двухлетней давности. Причина этого достаточно проста: в DAS (что расшифровывается как Direct Attached Storage) редко используются сколько-нибудь оригинальные или новые наработки, а сами устройства не очень сложные по своей конструкции и не отличаются широким набором функций. Однако они все-таки имеют определенные потребительские свойства, которые имеет смысл изучить для более точной оценки возможности их использования для решения конкретных задач.
В этом материале мы познакомимся с накопителем CFI B8283JDGG, который имеет восемь отсеков для винчестеров и интерфейсы eSATA и USB 3.0. Максимальный объем хранилища данных может составлять внушительные 32 ТБ, если не требуется отказоустойчивость, и 24 ТБ, если необходимо обеспечить сохранность данных при отказе диска.
Комплект поставки
Устройство поставляется в достаточно крупной коробке, причем накопитель качественно защищен от повреждений специальными прокладками.
В нашем случае она была дополнительно вложена в еще одну коробку из плотного картона. Оформление достаточно простое — фотография, краткие характеристики и описание комплекта поставки.
В него входят кабели питания, USB 3.0 и eSATA, комплект винтов и компакт-диск с документацией и ПО.
Внешний вид и конструкция
Размеры накопителя составляют 15—34—34,5 см. Внешняя часть корпуса, кроме задней панели, покрашена в черный цвет. Выбранный глянцевый вариант покрытия очень непрактичен. Передняя панель выполнена из черного пластика и металла. Основное пространство на ней занимает крышка дискового отсека, имеющая решетку для поступления воздуха в систему охлаждения. Заметим, что крышка открывается меньше, чем на 180 градусов.
В нижней части передней панели находится выключатель питания и индикаторы. Восемь из них показывают состояние каждого диска, еще два — статус двух блоков по четыре винчестера, и последний — включение питания системы.
Для винчестеров поддерживается режим горячей замены. Перед установкой в корпус необходимо закрепить их на специальных рамках. Они имеют металлическое основание, защелку из пластика и возможность работы с дисками форматов 3,5″ и 2,5″. Никаких дополнительных замков не предусмотрено.
Накопитель имеет упрощенную конструкцию, когда часть внешнего корпуса также выступает и в роли рамы. Большинство элементов, включая корзину для винчестеров, изготовлены из 0,9-миллиметровой стали. Для доступа внутрь можно снять левую боковую крышку, которая держится на двух винтах, не требующих отвертки. Эта возможность может потребоваться для переключения конфигурации, а также для чистки или замены вентилятора. Детали корпуса скреплены заклепками и винтами.
На основной печатной плате устройства, которая закреплена на задней стенке, установлена микросхема JMicron JMB391, которая в данной модели имеет один вход SATA и два выхода SATA. Возможности чипа включают в себя реализацию как режима умножителя портов, так и массивов RAID0, RAID1 и JBOD. Отметим, что все дисковые интерфейсы поддерживают максимальную скорость передачи 3 Гбит/с. Здесь же есть чип JMS539, который является мостом USB 3.0—SATA. В случае, если DAS подключен сразу двумя кабелями, преимущество имеет eSATA.
К паре портов первого контроллера подключаются одинаковые платы, на каждой из которых есть по четыре разъема для жестких дисков и по микросхеме JMB394, которая работает аналогично JMB391 в качестве расширителя портов, однако поддерживает также режимы RAID3 и RAID5. Дополнительно есть отдельная печатная плата для индикаторов и выключателя питания.
Питание системы обеспечивает блок Delta DPS-300AB-9, с которым работает еще одна небольшая плата для запуска системы от фиксируемого выключателя.
Система охлаждения состоит из основного 120-миллиметрового вентилятора Comdell DF1202512SEMN (12 В 0,20 А) и 80-миллиметрового вентилятора в блоке питания. Первый, к сожалению, не имеет возможности регулировки или контроля оборотов и постоянно работает на полной скорости (предположительно 1500 об/мин). На его остановку накопитель никак не реагирует, а вот пользователь, если он находится недалеко, сразу заметит существенное снижение уровня шума. Немного странным показалось наличие решеток в передней части боковых стенок. Из-за отсутствия средств контроля за температурой винчестеров сложно оценить температурный режим, но в случае с использованными в тесте WD Red проблем быть не должно.
Отметим, что свободного места внутри корпуса достаточно много, а реализованная схема подключения дисков явно намекает на желание производителя создать относительно недорогое устройство путем унификации и использования типовых блоков для разных моделей DAS. Увеличение числа винчестеров в дисковом массиве не всегда приводит к росту производительности. В данном случае мы, скорее всего, столкнемся с ограничением скорости интерфейса SATA 3 Гбит/с, но насколько оно будет существенным — узнаем из тестов.
Сборка и настройка
Установка винчестеров не вызывает затруднений. Они крепко держатся в рамках на четырех винтах каждый, а рамки достаточно надежно защелкиваются в корпусе. Отметим наличие дополнительных пластиковых направляющих для них. В тестировании мы использовали жесткие диски WD Red объемом 2 ТБ (модель WD20EFRX).
Документация из пары страниц на первый взгляд немного пугает своей лаконичностью и отсутствием важных данных, но можно расценить это и как отражение простоты работы с накопителем. Рассматриваемая модель может использоваться в нескольких конфигурациях. Одна из них называется производителем «Clean» и подразумевает доступ операционной системы к каждому диску отдельно. В случае интерфейса USB 3.0 такой режим может использоваться с любым ПК, а если хочется работать по eSATA, то обязательна поддержка опции Port Multiplier в контроллере и его драйвере. К сожалению, на практике это означает, что, возможно, придется устанавливать дополнительный внешний адаптер eSATA. Данная конфигурация требует установки аппаратного переключателя на основной плате устройства (внутри корпуса) в соответствующее положение, как описано в документации.
Второй вариант подразумевает организацию винчестеров в RAID-массив силами встроенных в накопитель контроллеров. В этом случае клиент «видит» массив как один единый диск, так что технология работает по любому интерфейсу и с любой операционной системой (если она способна поддерживать диски большого объема). Производитель заявляет о поддержке следующих конфигураций: Large, RAID00, RAID30 и RAID50. С первой все более-менее понятно — простое последовательное объединение всех дисков в единый том. С остальными все немного сложнее. Судя по аппаратной конфигурации из трех чипов JMicron, речь идет о том, что на каждом из двух четырехдисковых блоков организуется массив типа 0, 3 или 5, а потом основной контроллер из этих двух массивов делает том с чередованием. Данные конфигурации приводят к определенным ограничениям с точки зрения выбора числа и мест установки винчестеров, однако вполне допустимы для недорогих RAID-контроллеров начального уровня.
В любом случае оптимальным видится использование накопителя с восемью одинаковыми винчестерами в RAID00 или RAID50 в зависимости от необходимости обеспечивать отказоустойчивость. Отметим, что возможности установки размера блока для RAID-массивов в устройстве нет, и оно может работать только с 512-байтными блоками, что сегодня не является оптимальным выбором.
При работе в RAID50 отказ диска показывается изменением цвета соответствующего светодиода на красный. Пользователь может заменить винчестер, и накопитель самостоятельно начнет процесс восстановления. В это время индикатор диска будет мигать красным цветом. Скорость чтения массива изменится слабо, а вот скорость запись существенно уменьшится. Время восстановления массива с винчестером на 2 ТБ составляет около шести часов.
С использованными нами винчестерами потребление системы во время включения питания составляет около 140 Вт. В рабочем режиме оно находится в пределах от 50 Вт (простой) до 65 Вт (случайные операции на RAID-массиве). Система поддерживает отключение питания дисков в случае отсутствия активности, которое настраивается в случае работы с операционными системами Windows в параметрах схем электропитания.
Производитель предоставляет для своих DAS специальную фирменную утилиту Hardware RAID Manager, которая при работе через USB позволяет осуществлять определенные операции с винчестерами и дисковыми массивами. Однако проверка с рассматриваемым накопителем показала, что из-за его непростой аппаратной структуры программа с этой моделью не работает.
Производительность
Тестирование производительности дискового массива мы провели в утилите Intel NASPT с использованием шаблонов для работы с файлами большого объема. В качестве тестового стенда использовался современный ПК на базе двухядерного процессора Intel, работающий под управлением Windows 8.1. Подключение осуществлялось ко встроенным контроллерам USB 3.0 и SATA чипсета Intel H77.
Покупка накопителя на восемь отсеков оправдана, только если вы планируете использовать все сразу. Иначе лучше остановиться на более простых моделях. Но для более точной оценки скорости мы выбрали пять конфигураций: один винчестер, четыре диска в RAID0 и RAID5, восемь дисков в RAID00 и RAID50. Оставшиеся два варианта можно не тестировать подробно, поскольку Large будет вести себя аналогично одному диску, а RAID30 не имеет практического смысла при наличии RAID50. На первом графике приводятся результаты теста на интерфейсе eSATA.
Максимальная скорость чтения данных с накопителя составляет около 235 МБ/с. Скорее всего, в данном случае она определяется использованной шиной SATA 3 Гбит/с. Скорость записи при этом ниже и для массива RAID00 из восьми винчестеров она не превышает 170 МБ/с. Отказоустойчивый массив RAID50 обеспечивает аналогичные результаты при чтении, но запись на него происходит медленнее — около 45 МБ/с. На шаблонах со случайным доступом, особенно записи, мы видим существенное снижение показателей, так что для сценариев использования, где требуется высокая скорость таких операций, рассматриваемая модель не подходит.
Использование интерфейса USB 3.0 при последовательном и случайно чтении одного файла мало отличается от работы с eSATA. В ситуации последовательного чтения тридцати двух файлов он даже оказывается быстрее. Но если требуется записывать данные, то здесь мы можем отметить проигрыш. Причем отставание достаточно существенное.
В целом можно отметить, что устройство обеспечивает вполне приемлимые, хотя и не самые выдающиеся показатели с точки зрения скорости. Это обусловлено использованием не самого быстрого интерфейса внутри накопителя, неоптимальной конфигурацией дисковых массивов и отсутствием эффективных алгоритмов кэширования ввиду простоты аппаратной реализации работы с RAID-массивами.
В то же время, надо понимать, что данная модель и не позиционируется как высокоскоростное локальное хранилище. Основные ее особенности — большая емкость, поддержка отказоустойчивых конфигураций, универсальные интерфейсы, простота конструкции и относительно невысокая стоимость.
Работа с сетевым накопителем
Одно из применений устройства — расширение объема сетевых накопителей и NVR, а также обеспечение резервного копирования данных с них. Для проверки данного сценария мы использовали сетевой накопитель Asustor AS-604T. Он использует высокопроизводительную для своего класса платформу с процессором Intel Atom, оборудован парой портов eSATA (реализованы на базе чипсета ICH10R) и порты USB 3.0 (реализованы на контроллере NEC D720200AF1). На устройство была установлена последняя версия прошивки 2.1.1.R3B2. Внутренние винчестеры были организованы в массив RAID5.
Данная модель интересна тем, что ее порты eSATA поддерживают технологию мультиплицирования SATA, что позволяет полноценно работать с рассматриваемым накопителем в режиме Clean. В этом случае все диски видны по-отдельности как самостоятельные устройства не только при подключении по USB 3.0, но и с eSATA. Напомним, что при работе с внешними накопителями, каждый раздел представлен в виде отдельной сетевой папки.
При этом есть возможность независимого отключения дисков, что позволяет реализовать «кассетный» сценарий использования накопителя с оперативной заменой требуемых винчестеров. При работе по eSATA в этом случае никаких особенностей в работе нет. Отметим только, что нумерация подключенных к NAS томов может не совпадать с порядком их установки в корпусе накопителя, но определить ее несложно. Аналогичный сценарий с работой по USB менее удобен, поскольку при физическом отключении одного диска происходит переинициализация всего накопителя с временной потерей связи с NAS, а иногда целый блок не появляется в списке внешних устройств и может измениться нумерация томов. В случае организации дискового массива на DAS с использованием аппаратных переключателей, сетевой накопитель видит его как один винчестер большого объема, как и должно быть.
Для проверки скорости работы в этом сценарии мы использовали два теста: резервное копирование и восстановление данных самого сетевого накопителя и доступ к внешним дискам по сети. Оба варианта проверялись с файлами большого (32 ГБ) размера. Внешние винчестеры были отформатированы на компьютере в NTFS с разметкой GPT (это привело к появлению невидимых на ПК, но определяемых сетевым накопителем разделов по 128 МБ на каждом диске, что-то делать с ними, конечно, нет никакого смысла). Тестировались три конфигурации: одиночный диск и восемь винчестеров в RAID00 и RAID50.
В сценарии резервного копирования информации с NAS, устройство может обеспечить скорость около 40-75 МБ/с. Восстановление данных проходит быстрее — на 90-100 МБ/с во всех конфигурациях. При анализе показателей в этом сценарии стоит учесть то, что задача резервного копирования в сетевом накопителе имеет не самый высокий приоритет, так что результаты можно назвать вполне достойными.
При использовании DAS с RAID00 для увеличения доступного по сети дискового пространства с USB 3.0 можно рассчитывать на скорость чтения 60 МБ/с и записи 80 МБ/с. Отказоустойчивая конфигурация ведет себя на чтении аналогично, а на записи ее показатели снижаются до 45 МБ/с. Интерфейс eSATA в данном случае интереснее — он показывает скорость чтения 70-85 МБ/с, а запись на RAID00 возможна на скорости более 100 МБ/с.
Работа с медиаплеером
Внешний накопитель большой емкости может быть интересен и для хранения медиабиблиотеки с подключением к плееру, например, если у вас на полках скопилось много винчестеров с записями и использовать однодисковые док-станции надоело. Единственное, на что надо обратить внимание в данном случае, это на достаточно высокий уровень шума DAS со штатной системой охлаждения. Этот сценарий мы проверили с устройством серии Dune HD Smart. Данный плеер имеет порты eSATA и USB 2.0 для подключения локальных источников данных, а также 100 Мбит/с сетевой порт для работы с сетевыми накопителями.
В режиме Clean с USB 3.0, как и ожидалось, плеер имеет доступ ко всем установленным дискам по-отдельности. Подключение к работающему плееру вызывает достаточно долгий процесс инициализации дисков, аналогичное поведение наблюдается и при извлечении винчестера. Так что мы бы не стали говорить о возможности «горячей» замены.
Интерфейс USB 2.0 позволяет читать файлы на скорости около 24 МБ/с, которой хватит с запасом для всех современных вариантов видеоконтента. Одновременно с просмотром высокобирейтного видео с одного винчестера, можно по сети работать с другими дисками. Скорость в этом сценарии составляет 5-7 МБ/с. В случае одновременного обращения к одному диску самим плеером и по сети, просмотр видео может прерываться.
Контроллер SATA в плеере не поддерживает мультиплицирование портов, так что в режиме Clean по eSATA доступен только один винчестер. Скорость чтения с него данных плеером составляет 90 МБ/с. По сети обмен осуществляется со скоростью 8-10 МБ/с.
При использовании RAID-конфигураций можно работать и по USB и по eSATA. В частности, мы проверяли конфигурацию RAID50 из восьми винчестеров. Время инициализации при подключении составляло 15-30 секунд. Плеер видел все 12 ТБ массива, хотя конечно данных для тестирования было записано гораздо меньше. Скоростные показатели локального и сетевого доступа аналогичны указанным выше. С воспроизведением даже самого сложного контента нет никаких проблем.
Заключение
Рассмотренный в статье накопитель CFI B8283JDGG явно рассчитан не на массового пользователя, а на работу в достаточно специфических сценариях. Пожалуй, основной характеристикой данной модели стоит считать высокую емкость получаемого хранилища. Так что DAS может найти себе место при хранении резервных копий с серверов и сетевых накопителей, организации медиабиблиотеки, работы в системе видеонаблюдения и других сценариях, где именно большой объем является основным требованием. Также стоит отметить относительно компактный, хотя и несколько шумный, корпус и простую настройку устройства.
Максимальные скоростные показатели накопителя при работе с ПК находятся на уровне 200 МБ/с в случае массива с четностью, а использование отказоустойчивой конфигурации снижает скорость записи примерно в четыре раза. Эксплуатация совместно с сетевым накопителем также возможна, а максимальная производительность сетевого доступа в этом случае составляет примерно 50-100 МБ/с в зависимости от конфигурации и сценария работы.
С точки зрения реализации, устройство сложно назвать универсальным, хотя для большинства пользователей и сценариев использования это не будет критично, поскольку операция конфигурации будет осуществляться только на этапе начала работы. Из наиболее существенных замечаний упомянем ограниченные возможности конфигурации дисковых массивов, отсутствие регулировки и контроля скорости вентилятора и отсутствие контроля температуры винчестеров. Впрочем, данные функции все-таки относятся к другому классу профессионального оборудования.
Стоимость данной модели на московском рынке в момент написания статьи составляла 16-17 тысяч рублей. Оценить ее адекватность непросто. С одной стороны, конструкция устройства явно не очень сложная, так что оно могло бы стоить дешевле. С другой стороны, разнообразия аналогичных по функциями и возможностям моделей на отечественном рынке не наблюдается. Сходные по максимальному дисковому объему сетевые накопители существенно дороже и обеспечивают совсем другие возможности, так что считать их прямыми конкурентами не стоит. В случае, если ваши задачи относятся к упомянутым выше, использование именно DAS будет предпочительнее с экономической точки зрения.
Средняя цена по данным price.ru рассмотренной модели на момент чтения вами статьи составляет $441(2).
Эта модель на сайте производителя
за предоставленные для тестирования винчестеры
