Ajude-me a escolher: unidades de disco rígido ou de estado sólido

Como um usuário de sistemas empresariais, você está mais preocupado com a segurança dos seus dados e a confiabilidade da mídia em que eles são armazenados.

A Dell valida suas ofertas de disco rígido empresarial e unidade de estado sólido por meio de um rigoroso processo antes de considerar a inclusão na linha de servidores e sistemas de armazenamento. A Dell tem rígidas especificações para unidades de performance, ciclos de tarefa, tempo médio entre falhas (MTBF) e vibração rotacional, que são necessários para um ambiente de nível empresarial. Esses tipos de especificações exigentes devem ser atendidos antes de disponibilizarmos os produtos para uso do cliente.

Performance e custo variam entre as diferentes ofertas de HDD e SSD. Consulte as guias individuais abaixo para avaliar o impacto em seus aplicativos.

Existem vários tipos de unidade de disco rígido (HDD) e unidades de estado sólido (SSD) projetados para atender às diversas necessidades dos clientes empresariais. Entre elas:

Unidades de estado sólido SAS e SATA:
meio de armazenamento rápido para E/S aleatória

Discos rígidos SAS de 10.000 e 15.000 RPM:
performance e disponibilidade para aplicativos de performance otimizada

Discos rígidos SAS e SATA de 7.200 RPM: alta capacidade e custo por GB excepcional para aplicativos de capacidade otimizada

Unidades básicas: unidades de custo mais acessível usadas em aplicativos em que o baixo uso e o número total limitado de unidades são aplicáveis. Devido às restrições de uso, essas unidades estão disponíveis em um pequeno número de sistemas e configurações.

ISE: exclusão por embaralhamento instantânea, novo recurso como oferta padrão na 14ª geração

  • Os documentos padrão do setor usam as palavras "criptográfica" ou "crypto". Informalmente, são usados os termos "exclusão instantânea", "exclusão instantânea segura", "exclusão instantânea por embaralhamento" e outros. Para fins de desativação ou redefinição da função (sistema ou array), os recursos no 14G existem para, opcionalmente, excluir de forma permanente o conteúdo do cliente de unidades de disco rígido (HDDs) e unidades de estado sólido (SSDs)
  • A exclusão de dados da unidade é categorizada de uma das seguintes maneiras:
    • Substituição: exclusão com a gravação de 0s em toda a unidade (isso leva tempo, dependendo do tamanho da capacidade da unidade).
    • Embaralhamento: exclusão criptográfica compatível com a unidade. As unidades ISE criptografam automaticamente os dados usando um mecanismo interno de criptografia de mídia e uma chave interna de criptografia de dados. Esse tipo de unidade é compatível com os comandos de limpeza criptográfica T10 ou T13, chamada pela Dell de recurso de "exclusão instantânea por embaralhamento", mas não é compatível com a funcionalidade TCG.
  • Como o ISE funciona: se essa é a sua decisão, agora você tem uma maneira simples de fazer com que todos os dados na unidade fiquem inutilizáveis. Você comanda a unidade a descartar permanentemente sua chave de criptografia de mídia interna oculta, gerar automaticamente uma nova chave não relacionada e, em seguida, começar a usar a nova chave com seu mecanismo de criptografia/descriptografia interno. Desse ponto em diante, os dados que já estão na mídia ficam inúteis ("embaralhados"). Agora, a unidade usa a nova chave de criptografia de mídia interna para seus processos de criptografia e descriptografia transparentes. É assim que o ISE funciona
  • Benefícios do ISE:
      • Velocidade: execução rápida, se comparado com uma gravação de disco completa de passagem única em uma HDD de 4 TB, que leva 8 horas ou mais
      • Consistência: o tempo de embaralhamento não depende da capacidade de armazenamento da unidade
      • Simplicidade: usa um comando padrão, e não são usados protocolos de segurança especializados de comando
      • Eficácia: até locais físicos de blocos lógicos reatribuídos ficam embaralhados (caso os dados possam ser recuperados de alguma forma desses locais "ruins"). A próxima melhor prática recomendada para "limpar" uma HDD (substituir toda a unidade várias vezes) não interfere nesses locais físicos.
      • Confiança do usuário: depois de entender como o ISE funciona e como a eficiente criptografia AES de 256 bits protege seus dados, os clientes podem ficar mais dispostos a devolver as unidades para análise de falhas (FA)
      • Redefinição da função: as unidades podem ser "recicladas" rapidamente para novos usos no data center, sem dados residuais do uso anterior

As unidades de disco rígido para produtos de armazenamento e servidor empresariais da Dell estão disponíveis em diversos tipos, incluindo produtos otimizados para performance crítica (10.000 e 15.000 RPM) e produtos otimizados para capacidade essencial aos negócios (7.200 RPM).

Em termos gerais, as unidades de missão crítica (MC) ou de performance otimizada (SAS de 10.000 e 15.000 RPM) são usadas em aplicativos que exigem os maiores níveis de confiabilidade e performance e estão disponíveis somente no formato pequeno de 2,5". Unidades essenciais para os negócios (BC) ou de capacidade otimizada (SATA e SAS Near-line de 7.200 RPM) podem fornecer capacidade muito maior, mas menos confiabilidade e performance em comparação com as de missão crítica. Estão disponíveis no formato pequeno de 2,5" e no formato grande de 3,5". Há uma transição fundamental ocorrendo no setor de HDDs. O tamanho padrão de uma unidade básica de dados (um setor na unidade) está mudando de 512 bytes para 4.000 bytes. Felizmente, há formas de manter o tamanho do setor de 512 bytes para que ambos estejam disponíveis no futuro. Veja a seguir algumas informações sobre essa adição e o que os usuários devem considerar:

  • Começando no final de 2009, acelerando em 2010 e atingindo status de mainstream em 2011 para HDDs baseadas em cliente, as empresas de discos rígidos começaram a migrar do tamanho do setor legado (512 bytes) para o tamanho do setor maior e mais eficiente (4.096 bytes). Esse formato geralmente é chamado de setor de 4K, e agora também é chamado de formato avançado pela IDEMA (The International Disk Drive Equipment and Materials Association). As HDDs empresariais também estão migrando para esse formato, mas a adesão será mais lenta. A primeira HDD empresarial de formato avançado foi disponibilizada em 2012, com um conjunto limitado em 2013 e uma distribuição mais abrangente a partir de 2014.
  • Os clientes usam aplicativos e sistemas operacionais ou sistemas de arquivos baseados em 512 bytes (512n) há décadas. Essa mudança para o tamanho do setor de 4.000 bytes impactará as pilhas de software e resultará em trabalho adicional de validação, bem como possíveis alterações estruturais no software, à medida que ocorre a transição. Novas unidades com maior capacidade precisarão ser criadas no formato 4K. Como os clientes podem estar relutantes em fazer essa mudança tão rapidamente, foi criado um modelo de emulação dessas unidades. A unidade é baseada na tecnologia 4K, mas permite endereçamento e transferência de 512 bytes na interface. Essas unidades são conhecidas como 512e.
  • Veja abaixo uma tabela que descreve esses conceitos:

Tipo de formato

Bytes por valor de setor

Bytes por valor de setor físico

512n

512

512

512e

512

4.096

4Kn

4.096

4.096



  • Há vários aspectos dos sistemas de computação modernos que continuam a presumir que os setores sempre são de 512 bytes. A oferta de HDD da Dell inclui unidades 512n, unidades 512e e unidades no formato 4Kn. O formato 512n está disponível para clientes interessados em manter o mesmo tipo de unidade que já usavam. As unidades 512e fornecem o tamanho do setor de 512 bytes para os recursos que não estão disponíveis em 512n. As unidades formatadas em 4Kn são voltadas para os clientes interessados em adotar HDDs de última geração e de maior capacidade e para aqueles que estão se preparando para o futuro do setor de HDDs. Observe que o endereçamento de 512 bytes/setor continuará sendo um formato compatível e reconhecido por muitos anos. O número de unidades formatadas como 4Kn pode continuar pequeno. Além disso, as HDDs mais recentes e com maior capacidade disponíveis atualmente e no futuro também estarão disponíveis no formato de setor 512e.


HDD 512e de performance aprimorada como uma nova oferta em 13G e 14G

  • No fim de abril de 2017, a Dell apresentou uma nova HDD SAS de 12 Gbit/s, 512e, 15.000 RPM, 900 GB e formato de 2,5" com cache aprimorado para aumentar a performance de leitura, além do cache de gravação avançado que é fornecido por padrão nessa família de produtos. O cache avançado TurboBoostTM (marca comercial da Seagate Inc) foi o principal aprimoramento de performance da Seagate no design de HDD com performance empresarial padrão (velocidade de rotação de 10.000 e 15.000 RPM). Essa nova unidade 512e integra uma pequena quantidade de NAND eMLC como cache e reduz as latências para fornecer tempos de resposta significativamente mais rápidos e previsíveis. Em vez de construir soluções de armazenamento com uma combinação de SSDs e HDDs separadas, o TurboBoost geralmente oferece o melhor dos dois mundos. No mínimo, o TurboBoost pode aprimorar a produtividade de trabalho geral por meio da disponibilidade aprimorada de dados ativos (os dados que são procurados pelo host com mais frequência) e tempos de resposta de IOPS significativamente reduzidos.
    • Os dados ativos são copiados da mídia magnética para o cache NAND. As solicitações subsequentes para esses dados feitas pelo host podem ser atendidas com muito mais rapidez da memória Flash do que de bandejas magnéticas giratórias (mídia/disco). Conforme o cache enche, os arquivos menos ativos são desativados do NAND para liberar espaço para mais dados, e os arquivos originais permanecem acessíveis na mídia de disco, se necessário. Com a tecnologia TurboBoost, os dados residem no NAND, e não há nenhuma mídia giratória para consultar. Por isso, a parte de busca e latência rotacional do processo de leitura de uma unidade convencional geralmente desaparece.
  • Os benefícios da HDD de cache aprimorado variam de acordo com os aplicativos: quanto maior a carga de trabalho, mais eficazes eles são. Ideal para criar novos servidores de alta performance, gerenciar várias transações rapidamente ou oferecer substituições, já que o recurso fica ativo em tempo integral e não exige capacitação do host.
    • Virtual Desktop Infrastructure (VDI)
    • Online Transaction Processing (OLTP)
    • Servidores da Web
    • Pouca consulta ao banco de dados
    • Cargas de trabalho do Exchange
    • Tarefas de leitura/gravação aleatórias

Para obter mais detalhes sobre os resultados de performance da amostra por capacidade de unidade, consulte este documento de comparação (em inglês).

A Dell oferece diferentes soluções de unidade de estado sólido (SSD) para atender às diferentes necessidades dos clientes. Em termos de confiabilidade, performance e arquitetura, as SSDs empresariais são uma classe exclusiva em comparação com as SSDs baseadas em consumidor ou cliente. As SSDs baseadas em consumidor, como as utilizadas em notebooks, foram projetadas com foco em cargas de trabalho baseadas em consumidor, rigidez e duração de bateria. Por outro lado, as SSDs empresariais foram projetadas para atender a requisitos de E/S (entrada/saída) com foco em performance de E/S aleatória, confiabilidade e proteção dos dados durante uma queda de energia repentina.

A compreensão dos fundamentos das SSDs empresariais permite que os clientes tomem decisões mais embasadas na hora de comparar as soluções:

Provisionamento excessivo: as características de gravação são a desvantagem das SSDs. Para regravar uma área da SSD que já foi gravada, os dados devem ser apagados e depois gravados. Para superar uma parte da fragilidade da performance de gravação, as SSDs empresariais da Dell encontradas nos produtos Dell PowerEdge empregam uma técnica conhecida como provisionamento excessivo de Flash. Essa prática mantém a capacidade nativa de Flash além da capacidade definida pelo usuário e utiliza o espaço adicional como um rascunho para realocar rapidamente dados de gravação do aplicativo em áreas de Flash que já estejam em um estado apagado. As SSDs realizam funções de limpeza do espaço de Flash com provisionamento excessivo de tempos em tempos, geralmente sem impactar a performance do aplicativo.

Resistência de gravação: é o número de programas/exclusões (ciclos P/E ou de gravação) que pode ser aplicado a um bloco de memória Flash antes que a mídia de armazenamento deixe de ser confiável. Devido a diferentes cargas de trabalho do data center e necessidades de leitura/gravação, a Dell oferece diferentes SSDs empresariais com diferentes classificações de resistência para que os clientes possam criar a solução certa para suas necessidades.

Abaixo estão as diferentes categorias de SSDs empresariais oferecidas pela Dell:
    Uso intenso de gravação (WI): cargas de trabalho com 50/50 de leitura/gravação e maior resistência. HPC, registro de banco de dados e caching são exemplos de cargas de trabalho. 
    Uso combinado (MU): cargas de trabalho com 70/30 de leitura/gravação e resistência média. E-mail/mensagens, OLTP e comércio eletrônico são exemplos de cargas de trabalho. 
    Uso intenso de leitura (RI): cargas de trabalho com 90/10 de leitura/gravação e menor resistência. Warehousing de banco de dados, streaming de mídia e soluções VOD são exemplos de cargas de trabalho. 
    Otimizado para boot (Boot): SSDs de menor custo/pequena capacidade projetadas para uso como um dispositivo de boot em servidores. Baixa resistência.
    Interface de host: as SSDs empresariais da Dell oferecem suporte a três tipos de opções de interface de host:
    SSD SATA: as SSDs SATA são baseadas na interface SATA padrão do setor. As SSDs SATA fornecem performance razoável para servidores empresariais.
    SSD SAS: as SSDs SAS são baseadas na interface SAS padrão do setor. As SSDs SAS combinam confiabilidade superior, integridade de dados e recuperação de falha de dados para adequá-los aos aplicativos empresariais.
    SSD PCIe: a SSD PCIe Dell PowerEdge Express Flash é um dispositivo de armazenamento de estado sólido de alta performance que possibilita performance de IOPS até 2 mil vezes maior do que a de discos rígidos giratórios convencionais.

Para obter mais detalhes sobre os resultados de performance da amostra por capacidade de unidade, consulte este documento de comparação (em inglês).