Какие жесткие диски выбрать для видеонаблюдения или NAS

Несмотря на рост популярности твердотельных накопителей, жесткие диски остаются востребованными в тех случаях, когда важна цена и надежность. Например, в сетевых системах хранения (NAS) и решениях для видеозаписи, поскольку обеспечивают более дешевое и надежное хранение больших объемов информации.

Рассмотрим важнейшие характеристики таких дисков и их отличия от HDD «общего назначения».

Характеристики жестких дисков

Кроме самого популярного параметра, емкости, жесткие диски различаются еще рядом характеристик. Вот некоторые самые существенные.

Форм-фактор. Современные диски выпускаются в двух форм-факторах: 2,5” и 3,5”. Он указывает на диаметр магнитных дисков внутри корпуса, а также определяет размеры корпуса, что упрощает понимание совместимости с оборудованием. Стандартные 3,5-дюймовые используются в настольных ПК, системах хранения, серверных стойках и т. д., а компактные 2,5” — как правило, в ноутбуках (но иногда и в корпоративных системах хранения).

Скорость передачи данных. Пользовательские диски, как правило, подключаются через интерфейс SATA III с максимальной скоростью передачи данных до 6 Гбит/с. Серверные чаще используют интерфейс SAS со скорость до 12 Гбит/с.

Скорость вращения шпинделя. Чем выше параметр RpM (оборотов в минуту), тем, при прочих равных, меньше время поиска данных. Большинство дисков имеет скорость 7200 оборотов в минуту, выше этот параметр у серверных дисков (10 000 и 15 000 об/мин). У старых моделей встречаются скорости вращения в районе 5400 об/мин. Однако чем быстрее диск, тем больше он, при прочих равных, шумит и греется, поэтому в ряде случаев диски с RpM 5400 даже предпочтительней.

Буферная память (кэш). В ней размещаются данные, к которым часто обращается процессор. Теоретически большой размер кэша не только ускоряет доступ к данным, но и увеличивает ресурс диска, поскольку к нему реже обращаются за данными, считывая их из буфера. Однако при работе с файлами, которые не помещаются в кэш (самый часто встречающийся его размер — 256 МБ), эффективность использования буфера снижается. Также нет особого прироста производительности от увеличения размеров кэша, если самые часто используемые файлы помещаются в кэш меньшего размера.

Гелиевое наполнение. В последние годы внутрь корпусов дисков закачивается гелий. Он в семь раз менее плотный, чем воздух, за счет этого снижается аэродинамическое сопротивление диска (и он меньше вибрирует и шумит), он потребляет меньше энергии и выделяет меньше тепла. Все это продлевает срок службы устройства. Правда, высказывались опасения, что поскольку гелий «всепроникающ» (с этим сталкивался любой владелец шариков, надутых самым легким в мире газом), то со временем он просочится сквозь стенки корпуса диска, и тот испортится, но пока, кажется, эти опасения не оправдываются.

Тип записи. Большинство дисков используют тип записи CMR (Conventional Magnetic Recording). «Черепичная» запись данных, SMR (Shingled Magnetic Recording), дает возможность увеличить емкость диска приблизительно на 20% за счет того, что области хранения данных, называемые лентами, частично перекрываются. Однако для большинства применений такие диски не оптимальны, они медленнее и быстрее изнашиваются за счет большего объема перезаписи данных при частых обращениях. Имеет смысл использовать их или при малых нагрузках (домашние и офисные ПК), или для создания архивов, в которые пишут однократно, а потом только читают. Для NAS и видеонаблюдения такие диски применяются редко.

Прошивка. Специализированные диски снабжаются прошивками, которые оптимизируют работу дисков под конкретные задачи. Обратная сторона медали — специализированные диски зачастую хуже обычных при выполнении несвойственных им функций, например при установке в ПК как диск «общего назначения».

Иногда производители указывают на дисках, для какой сферы применения они предназначены. Если твердого указания нет, то можно определить оптимальную сферу применения по характеристикам устройства.

Диски для систем видеонаблюдения

SVR-накопители (Surveillance Video Recording, видеонаблюдение) также рассчитаны на круглосуточную работу с высокой нагрузкой, обеспечивая надежность и стабильность при записи потокового видео, в том числе с нескольких камер.

На корпусе диска Seagate SkyHawk AI указано его предназначение — surveillance video recording, видеонаблюдение

Если на диски в NAS-системах чаще записывают, чем читают с них, то на диски в системах видеонаблюдения, наоборот, гораздо чаще записывают данные, причем большими блоками. Просматривают записанное обычно лишь в случае ЧП, а оно бывает не каждый день или месяц. Зато есть важное требование — чтение с SVR-диска не должно мешать записи на него.

Кроме того, эти диски не должны «спать» (запись может начаться в любой момент, и промедление смерти подобно) и быть способными работать круглосуточно. В этом они схожи с дисками для NAS, другое сходство — относительно низкое энергопотребление и тепловыделение. Гелиевое наполнение в этих дисках используется относительно редко.

Кажется парадоксальным, но SVR-дискам не нужна высокая скорость вращения шпинделя (довольно много моделей со скоростью менее 7200 об/мин). Большой объем кэша тоже не принципиален, в компьютерах он нужен для ускорения чтения часто востребованных данных, в системах видеозаписи чтение, как уже говорилось, процесс редкий.

Диски для SVR выпускают все производители жестких дисков. Можно выбрать между WD Purple и WD Purple Pro от Western Digital, SkyHawk и SkyHawk AI от Seagate; Surveillance S300 и S300 от Toshiba.

Жесткие диски для NAS

Жесткие диски для сетевых хранилищ (NAS) должны работать в режиме 24/7. Соответственно, эти HDD спроектированы с учетом круглосуточной эксплуатации, устойчивости к вибрации и низкого тепловыделения, что особенно важно при плотной установке дисков в корпусе хранилища.

Один из самых емких дисков «специально для NAS». SSD схожей емкости будет стоить, как крыло самолета

Зачастую дискам для NAS не очень важна скорость передачи данных — быстродействие системы определяется скоростью работы локальной сети. Если она 1 Гбит/с (стандартное на текущий момент значение), то NAS сможет отдавать данные быстрее. Раньше советовали использовать для таких систем диски со скоростью работы шпинделя 5400 об/мин, они были и дешевле, и тише, но сейчас такие диски достаточно редки, 7200 об/мин стали стандартом де-факто.

Срок службы NAS-дисков продляется за счет технологий защиты от чрезмерных вибраций и ударов, которые работают за счет встроенных датчиков. Первая распознает и компенсирует избыточную вибрацию, а вторая выявляет сотрясения и нивелирует их с помощью динамического управления высотой работы головок. Также эти диски оптимизированы по температуре: с одной стороны, они выделяют меньше тепла, с другой — у них немного выше, чем в среднем, максимальная рабочая температура.

Главная особенность прошивки таких дисков — реакция на ошибки чтения. При работе в составе RAID-массива специализированное ПО в случае ошибки дает команду на восстановление данных из резервной копии, а не пытается читать сбойный участок до тех пор, пока контроллер не сочтет испорченным весь диск.

Гелий в NAS-дисках применяется, но не чаще чем в дисках в среднем.

Популярными представителями дисков для NAS являются линейки WD Red от Western Digital; IronWolf от Seagate и HDD Toshiba линейки N300.

Что в итоге

1. Диски «специального назначения» (для NAS и видеонаблюдения) отличаются от обычных HDD для ПК рядом параметров, в том числе особенностями прошивки, оптимизированной под профильные задачи.
2. Формальные характеристики для таких дисков не так уж важны. Главное — надежность.Поэтому используются проверенные временем технологии, а, скажем, SMR практически не используется. Да и гелиевое наполнение не так уж часто.
3. Если NAS или система видеонаблюдения используются в бытовых целях, то можно использовать и обычные диски, если же нужно решение, способное выдерживать большие нагрузки, лучше купить специализированные HDD.