Модель SAM и сегментация рынка накопителей
Первый доклад прочитал Бернард Эйсман (Bernard Eisman), менеджер по маркетингу продукции. Бернард начал с рассмотрения современных тенденций в области накопителей. Как было справедливо отмечено, с годами растёт объём поставок накопителей, и в то же время средняя цена одного накопителя уменьшается, что показано следующей диаграммой. И это неудивительно, ведь жёсткие диски начинают применяться в совершенно новых областях: потребительская электроника, цифровые видеомагнитофоны, видеокамеры, игровые приставки и т.д.
Рост объёма продаж сопровождается падением средней цены накопителя (по данным Seagate).
Поскольку Seagate производит жёсткие диски, то, как вы понимаете, компания должна их продавать. По каким же критериям пользователь будет выбирать винчестер? Исторически выбор базировался на основе ёмкости — именно ёмкость была основным параметром винчестеров. Однако сегодня при выборе привода потребитель начинает интересоваться и другими аспектами: ценой, надёжностью, производительностью, целостностью, гарантией и т.д. То есть выбор правильного накопителя стал сложнее. Как же Seagate намеревается помочь потребителю? Давайте обратимся к следующей иллюстрации.
Выбор накопителя должен базироваться на основе нескольких критериев, которые зависят от области применения.
Ключевая мысль — выбор накопителя во многом зависит от области применения. Чтобы облегчить задачу и себе, и клиентам, Seagate предложила модель применения систем хранения SAM (Storage Application Model). Модель состоит из пяти уровней. Первый, самый важный уровень (основа модели) — область применения (application). Второй уровень — характер нагрузки (workload), который сильно отличается, скажем, между ПК и корпоративной системы хранения. Третий уровень — надёжность (reliability), тоже немаловажная характеристика. Четвёртый уровень — производительность (performance), наконец, пятый — дизайн привода и интерфейс (drive & interface design). Столь пристальное наше внимание к модели SAM будет понятно, если привести следующую иллюстрацию Seagate.
Уровни модели SAM.
На иллюстрации по горизонтали расположены уровни модели SAM, а по вертикали — сегменты рынка. Как видим, разные сегменты рынка предъявляют разные требования к уровням SAM. Соответственно, в левой части модели расположены менее требовательные приложения, в правой — более требовательные. Давайте рассмотрим все пять сегментов и определим, что для них является наиболее важным.
Начнём с сегмента корпоративных серверных систем хранения, производительных библиотек, серверов приложений и т.д. (самый правый на модели). Здесь покупателей интересуют надёжность работы системы, гарантированная доступность данных за малое время, высокая производительность транзакций. На данный сегмент Seagate предлагает решения 10K-15K об/мин с малым временем доступа и с интерфейсами FC, SAS и SCSI, а также расчётным временем работы 24x7x365. То есть модели Cheetah 15K.3 и 10K.6.
Второй сегмент: некритичные корпоративные системы хранения данных, малые серверные системы, системы резервирования, near-line системы (для хранения больших постоянных объёктов, к которым осуществляется частый доступ). Здесь потребителю важна производительность последовательного чтения данных, надёжность, а также цена за гигабайт. Сюда позиционируются приводы на 7200-10K об/мин с интерфейсами SCSI, SATA, PATA и FC, а расчётное время работы составляет 8x5x260. Модели Barracuda 7200.7 и Cheetah 10K.6.
Третий и четвёртый сегменты содержат продукты для ПК и ноутбуков. Основными критериями при выборе служат цена, надёжность и производительность клиентских приложений. Для офиса немаловажное значение имеет цена одного привода — там не нужны большие ёмкости, а для дома — цена одного гигабайта, поскольку там уже нужно хранить большие объёмы данных. На данный сегмент Seagate предлагает 7200 и 5400 об/мин приводы с интерфейсами SATA и PATA, расчётное время работы составляет 8×5. Модели Barracuda 5400.1, Barracuda 7200.7 и U Series X.
Наконец, последний, пятый, сегмент — накопители для потребительской электроники: цифровые видеомагнитофоны, игровые приставки, карманные ПК и т.д. Главный критерий здесь — цена. Для данного сегмента подойдут 5400 и 3600 об/мин приводы с интерфейсами PATA и SATA. Модели U Series X и Barracuda 5400.1.
Разница в дизайне потребительских и корпоративных приводов
Выступление Шона Хука.
Доклад Бернарда продолжил Шон Хук (Shawn Hook), ведущий менеджер направления накопителей для корпоративных систем. Шон рассказал о различиях приводов для потребительских систем и для корпоративного рынка. Возьмём какую-либо нагрузку, и подвергнем ей 1000 корпоративных и 1000 обычных приводов. Результат показан на следующей иллюстрации.
Слева расположены потребительские приводы, справа — корпоративные.
Как видим, при равной нагрузке корпоративные приводы работали 30-40% времени, а потребительские приводы справились с заданием за 60-70% времени. Мы имеем в виду время, в течение которого привод был занят. Обратите внимание и на надёжность. Расчётное время работы потребительских приводов оказывается в два раза меньше, чем корпоративных накопителей.
В качестве примера Шон привёл компанию StorageTek и серверы Bladeserver, предназначенные для хранения постоянных данных. Серверы использовали массивы недорогих приводов ATA, подключаемых к серверу по интерфейсу Fiber Channel. Однако в процессе эксплуатации клиенты стали жаловаться на отказы приводов, в результате чего компании пришлось заменить приводы потребительского уровня на корпоративные приводы с интерфейсом FC.
Обратите внимание на две следующие диаграммы, показывающее расчётное время работы потребительских и корпоративных приводов.
Расчётное время работы потребительских приводов в зависимости от температуры.
Расчётное время работы корпоративных приводов в зависимости от температуры.
Первый важный вывод — расчётное время работы на отказ оказывается тем меньше, чем выше температура привода. Так что не пренебрегайтё охлаждением винчестеров! Второй важный вывод заключается в том, что корпоративные приводы выгодно отличаются от потребительских: при той же температуре время их расчётной эксплуатации выше. С чем же это связано? Давайте перейдём к конструктивным отличиям потребительских и корпоративных приводов.
- Моторы. В корпоративных приводах используются моторы более совершенного дизайна, с более высокими оборотами и меньшей инерционностью.
- Диски. У корпоративных приводов более высокое число дисков, меньший диаметр дисков. При изготовлении проверяется полностью вся поверхность диска (в отличие от быстрого анализа приводов потребительского уровня).
- Блок магнитных головок. Корпоративные приводы характеризуются более высоким числом головок и дисков, более надёжным дизайном.
- Прочая механика. Здесь у корпоративных приводов тоже присутствуют различные улучшения: устройства контроля воздуха, уменьшенная турбулентность, большие магниты, жёсткий кожух и т.д.
- Электроника. Корпоративные приводы оснащены двумя процессорами, а не одним, как потребительские винчестеры. Привод рассчитан на максимальную производительность, поддерживает очередь команд, улучшенные алгоритмы контроля ошибок и т.д.
Как видим, различий довольно много. Соответственно, корпоративные приводы получают большую надёжность и производительность, и в то же время большую цену, что можно проиллюстрировать следующим графиком.
Графики потребительских и корпоративных накопителей по цене и производительности/надёжности.
Сейчас настало время перейти к новым моделям и концепциям приводов Seagate.
Barracuda 7200.7 Plus
На конференции представители компании сообщили о готовности приводов с ёмкостью 100 Гбайт на пластину — под названием Barracuda 7200.7 Plus. Массовое производство ожидается лишь к середине следующего года, так что пока можно приобрести лишь приводы с плотностью записи 80 Гбайт на пластину. Кроме повышенной плотности записи следует отметить появление технологии конвейеризации команд SATA Native Command Queuing (NCQ), для которой, впрочем, необходим контроллер с соответствующей поддержкой. Реализация NCQ должна ещё больше увеличить производительность привода, поскольку она позволяет обрабатывать несколько команд одновременно.
Мобильные накопители Momentus
Да, совершенно верно, Seagate решила вернуться на рынок мобильных накопителей. Мы уже обозревали привод Momentus в нашей статье Революция «страшил»: 2,5″ жёсткие диски на 5.400 и 7.200 об/мин. Как вы помните, Seagate выдвинула следующий лозунг: производительность 5400 об/мин по цене энергопотребления 4200 об/мин. Достигла ли компания своих целей — это вы можете прочитать в упомянутой статье. Мы же отметим доступность на рынке 20 и 40 Гбайт моделей Momentus, а также технологию QuietStep, обеспечивающую низкий уровень шума ниже порога слышимости. Также компания заявила о достижении низких температур работы Momentus по сравнению с другими приводами.
Переход на приводы малого форм-фактора SFF
Как отметил Шон Хук, со временем индустрия всё больше интересуется приводами малых форм-факторов. Для чего они нужны? Это и серверы 1U, и стоечные системы накопителей, да и прочие применения. Ведь уменьшенный размер при сохранении производительности и ёмкости приводит к снижению стоимости, энергопотребления, тепловыделения и уровня шума. В общем, перспективы у подобных приводов очень заманчивые, что можно проиллюстрировать следующим прогнозом Seagate.
Прогноз развития накопителей корпоративного рынка.
Во время пресс-конференции журналистам была представлена модель 2,5″ привода на 10000 об/мин, фотографии которой мы приводим ниже.
Новый привод SFF: вид снизу.
Новый привод SFF: вид сверху.
Сравнение 3,5″ и SFF корпоративных приводов.
Как видим, при сохранении объёма и производительности приводы SFF обеспечивают меньшую высоту стойки, большую плотность хранения информации и меньшее энергопотребление. В целом, Seagate довольно уверенно чувствует себя в области корпоративных систем хранения, и переход на накопители малого форм-фактора, как нам кажется, является верным шагом к захвату большей доли рынка.
Вопросы журналистов
Вопрос: мы видели диски со скоростью вращения 10000 и 15000 об/мин. Но где же диски на 22000 об/мин? Когда они появятся?
Ответ: дело в том, что для получения высоких оборотов нам нужно уменьшать размер, следовательно, и ёмкость диска. Скажем, диск на 22000 об/мин будет иметь ёмкость, равную одной четвёртой диска на 10000 об/мин. Как мы полагаем, на сегодняшних технологиях подобная скорость вращения шпинделя неактуальна. Возможно, на завтрашних технологиях она будет иметь смысл. К примеру, если мы вдруг получим ёмкость 1000 Гбайт на пластину (вместо 100 Гбайт текущих), тогда мы сразу же сможем уменьшить размер пластины и ускорить скорость её вращения.
Вопрос: планируете ли вы выпустить 2,5″ привод SFF на 10000 об/мин на интерфейсе Serial ATA?
Ответ: насколько мы понимаем, подобный продукт предназначается для потребительского рынка. Сегодня одна из компаний выпустила подобный продукт, однако его доля на рынке очень маленькая — это экстремальные ПК для геймеров. Подобные приводы рассчитаны только на единичное использование — при установке нескольких винчестеров в стойку возникнут проблемы с взаимной вибрацией и другими побочными эффектами. В общем, на корпоративный сектор эти приводы не подходят.
Вопрос: почему вы выпускаете приводы с двумя пластинами на потребительском рынке, в то время как ваши конкуренты уже производят приводы с тремя пластинами?
Ответ: дело в том, что мы ориентируемся на максимальный объём рынка. Приводы с очень высокой ёмкостью занимают не больше 5% рынка. Для нас же важен, прежде всего, массовый рынок. А это рынок именно одной-двух пластин.
