Ayuda para elegir: discos duros y unidades de estado sólido

Como usuario de sistemas para empresas, lo que más le preocupa es la seguridad de los datos y la fiabilidad del medio que los aloja.

Dell somete las unidades de estado sólido (SSD) y los discos duros para empresas que ofrece a un riguroso proceso de validación antes incluso de plantearse su incorporación a la línea de sistemas de almacenamiento y servidores. Dell cuenta con exigentes especificaciones de unidad en cuanto a rendimiento, ciclos de servicio, tiempo medio entre fallos (MTBF) y vibración de giro, que son todos aspectos necesarios para los entornos empresariales. Estos tipos de especificaciones rigurosas se deben cumplir antes de que pongamos los discos a disposición de los clientes para que los usen.

El rendimiento y el coste varían entre las distintas SSD y unidades de disco duro ofrecidas. Consulte cada una de las siguientes fichas para evaluar el impacto en sus aplicaciones.

Las unidades de disco duro y las unidades de estado sólido (SSD) se comercializan en modelos de diferentes tipos para hacer frente a las distintas necesidades de los clientes empresariales. Entre estos, podemos destacar los siguientes:

Unidades SATA y SAS de estado sólido
: medio de almacenamiento rápido para E/S aleatorias.

Discos duros SAS a 10 000 y 15 000 rpm
: rendimiento y disponibilidad en las aplicaciones de rendimiento optimizado.

Discos duros SATA y SAS a 7200 rpm: gran capacidad y excepcional relación coste-GB en las aplicaciones de capacidad optimizada.

Unidades básicas: las unidades menos costosas, utilizadas en aplicaciones donde se necesita un uso reducido y un número total limitado de unidades. Debido a restricciones en el uso, estas unidades se encuentran disponibles en un reducido número de sistemas y configuraciones.

ISE (Instant Scamble Erase), la nueva característica ofrecida de serie en la 14.ª generación

  • La documentación estándar en el sector utiliza los términos “criptografía” o “cifrado”. De manera informal, la gente usa palabras como “borrado instantáneo”, “borrado instantáneo seguro”, “borrado codificado instantáneo” u otras alternativas. A efectos de retirada del servicio o de reutilización con otra finalidad (sistema o cabina), existen capacidades en la 14.ª generación que permiten eliminar permanentemente de forma opcional el contenido del cliente las unidades de disco duro y las unidades de estado sólido (SSD).
  • El borrado de los datos de la unidad se clasifica como sigue:
    • Sobrescritura: el borrado se realiza escribiendo ceros en toda la unidad (esta opción lleva tiempo, en función de la capacidad de la unidad).
    • Codificación: consiste en el uso de un borrado criptográfico compatible con la unidad. Las unidades ISE cifran automáticamente los datos con un motor de cifrado de medios interno y una clave de cifrado de datos interna. Este tipo de unidad ofrece compatibilidad con los comandos de corrección criptográficos T10 o T13, que Dell denomina característica “Instant Scramble Erase”, pero no es compatible con la funcionalidad de TCG.
  • Funcionamiento de la característica ISE: por supuesto, si es lo que quiere hacer, ahora dispone de una forma simple de hacer que todos los datos de la unidad queden inservibles. Basta con que indique a la unidad que elimine permanentemente su clave oculta de cifrado de medios interna, genere automáticamente una nueva no relacionada y, después, empiece a usar la nueva clave con su motor de cifrado/descifrado interno. A partir de ese momento, los datos que ya contienen los medios quedan inservibles (“scrambled”, esto es, codificados). Ahora, la unidad usa la nueva clave de cifrado de medios interna para su cifrado y descifrado transparente. En eso consiste la característica ISE.
  • Ventajas de la característica ISE:
      • Velocidad: se ejecuta rápidamente, en comparación con una escritura de disco completo en una sola pasada de 8 horas o más para una unidad de disco duro de 4 TB.
      • Uniformidad: el tiempo de codificación es independiente de la capacidad de almacenamiento de la unidad.
      • Simplicidad: usa un comando estándar; no se emplea ningún protocolo de comando de seguridad especializado.
      • Meticulosidad: se codifican incluso las ubicaciones físicas de los bloques lógicos reasignados (por si se diera la posibilidad remota de que los datos pudieran recuperarse de algún modo desde estas ubicaciones “malas”). La siguiente práctica recomendada para “borrar” una unidad de disco duro (sobrescribir toda la unidad varias veces) no puede tocar estas ubicaciones físicas.
      • Confianza de los usuarios: una vez que entiendan cómo funciona la característica ISE y cómo el cifrado AES de 256 bits protege sus datos, los clientes estarán seguramente más predispuestos a devolver las unidades para el análisis de fallos (FA).
      • Reutilización con otra finalidad: las unidades se pueden “reciclar” rápidamente para darles otro uso en el centro de datos sin que contengan datos residuales del uso anterior.

Las unidades de disco duro orientadas a los productos de almacenamiento y servidores Dell para empresas se comercializan en modelos de diferentes tipos, entre ellos, optimizados para rendimiento (10 000 y 15 000 rpm) esenciales y optimizados para capacidad (7200 rpm) esenciales para la empresa.

Por lo general, las unidades optimizadas para rendimiento o esenciales (SAS a 10 000 y 15 000 rpm) se usan en las aplicaciones que requieren el mayor nivel de fiabilidad y rendimiento; solo están disponibles en el formato pequeño de 2,5". Las unidades optimizadas para capacidad o esenciales para la empresa (SATA y SAS nearline a 7200 rpm) pueden proporcionar una capacidad mucho más alta, pero su fiabilidad y rendimiento son menores en comparación con las unidades esenciales. Están disponibles tanto en el formato pequeño de 2,5" como en el formato grande de 3,5". En el sector de las unidades de disco duro se está produciendo una transición fundamental. El tamaño estándar de una unidad básica de datos (un sector en la unidad) está cambiando de 512 bytes a 4000 bytes. Afortunadamente, existen formas de mantener el tamaño de sector de 512 bytes para que ambos estén disponibles en el futuro. A continuación, se incluye información sobre esa incorporación y sobre lo que un usuario debe tener en cuenta:

  • A partir de finales del 2009, con más frecuencia en 2010 y de forma generalizada en 2011 para las unidades de disco duro basadas en clientes, las empresas de discos duros comenzaron a migrar del antiguo tamaño de sector de 512 bytes a un tamaño de sector más eficiente y amplio (4096 bytes), normalmente conocido como sector de 4K (4000 bytes o 4 kB). Ahora, la Asociación Internacional de Equipos y Materiales de Unidades de Disco (IDEMA, por sus siglas en inglés) lo denomina formato avanzado. Las unidades de disco duro para empresas también están migrando a este formato, pero la adopción será más lenta. La primera unidad de disco duro para empresas de formato avanzado salió al mercado en 2012. En 2013 se vendió un conjunto limitado. A partir del 2014, la distribución ha comenzado a ser más general.
  • Los clientes han utilizado aplicaciones y sistemas operativos/de archivos creados en 512 bytes (512n) durante décadas. Este paso al tamaño de sector de 4000 bytes afectará a las pilas de software y generará no solo una validación adicional, sino también posibles cambios estructurales en el software a medida que se realice la transición. Las unidades nuevas y de mayor capacidad necesitarán crearse en este formato 4K. Al reconocer que los clientes pueden ser reacios a realizar un cambio como este tan rápidamente, se ha creado un modelo de emulación de estas unidades: la unidad se ha diseñado a partir de la tecnología de 4K, pero permite la transferencia y el direccionamiento de 512 bytes en la interfaz. Estas unidades se conocen como 512e.
  • A continuación, se muestra una tabla descriptiva de estos conceptos:

Tipo de formato

Bytes por valor de sector

Bytes por valor de sector físico

512n

512

512

512e

512

4.096

4Kn

4.096

4.096



  • Hay muchos aspectos de los sistemas informáticos modernos en los que se sigue asumiendo que los sectores son siempre de 512 bytes. El catálogo de unidades de disco duro ofrecido por Dell contiene unidades 512n, unidades 512e y unidades con formato 4Kn. El formato 512n está disponible para los clientes interesados en mantener el mismo tipo de unidad que han utilizado siempre. Las unidades 512e ofrecen un tamaño de sector de 512 bytes para las capacidades que no están disponibles en 512n. Las unidades con formato 4Kn están destinadas a los clientes interesados en la adopción de las últimas unidades de disco duro de mayor capacidad y a aquellos que se preparan para la futura orientación del sector de las unidades de disco duro. Tenga en cuenta que el direccionamiento de 512 bytes/sector continuará como formato compatible y reconocido en el futuro durante muchos años. Como es posible que el índice de adopción de las unidades con formato 4Kn siga siendo pequeño, las unidades de disco duro de la mayor capacidad y más nuevas, ahora y en el roadmap previsto, también estarán disponibles en el formato de sector 512e.


Unidad de disco duro 512e de rendimiento mejorado como nueva solución ofrecida en las generaciones 13.ª y 14.ª

  • A finales de abril del 2017, Dell ha lanzado una nueva unidad de disco duro SAS a 12 Gb/s de 900 GB y 2,5" a 15 000 rpm con formato 512e y con la característica Enhanced Cache para potenciar el rendimiento de lectura, además de la característica Advanced Write Caching que se incluye de serie en esta gama. TurboBoost™ (una marca de Seagate Inc.) Enhanced Cache constituyó la principal mejora de rendimiento aportada por Seagate al diseño de unidades de disco duro de rendimiento empresarial estándar (velocidades de giro a 10 000 y 15 000 rpm). Esta nueva unidad 512e integra una pequeña cantidad de NAND eMLC como caché, lo que reduce las latencias para generar tiempos de respuesta más rápidos y previsibles. En lugar de crear soluciones de almacenamiento con una combinación de unidades de disco duro y SSD independientes, TurboBoost puede proporcionar muchas veces lo mejor de ambas opciones. Como mínimo, TurboBoost puede ayudar a aumentar la productividad general en el trabajo a través de una disponibilidad notablemente mejorada de los datos dinámicos (los datos que el host busca con mayor frecuencia) y de un tiempo de respuesta de IOPS mucho menor.
    • Los datos dinámicos se copian de los medios magnéticos a la caché NAND. Cualquier solicitud posterior que haga el host de estos datos se podrá atender entonces mucho más rápido desde la memoria flash que desde el plato magnético giratorio (medios/disco). A medida que se llena la caché, los archivos menos dinámicos se retirarán de la NAND para dejar espacio para más datos, mientras que los archivos originales seguirán estando accesibles desde los medios de disco en caso de necesitarse. Con la tecnología TurboBoost, la parte de latencia de giro y búsqueda del proceso de lectura de una unidad convencional suele desaparecer porque, si los datos se alojan en la NAND, no hay medios giratorios que recorrer.
  • Las ventajas de la unidad de disco duro con Enhanced Cache varían según las aplicaciones: cuanto mayor es la carga de trabajo, mayor es su eficacia. Es una opción ideal para crear nuevos servidores de alto rendimiento, gestionar múltiples transacciones rápidamente o sustituir componentes sin cambios de código ni de configuración, ya que la característica está activa en todo momento y no requiere ningún tipo de habilitación desde el host.
    • Virtual Desktop Infrastructure (VDI)
    • Procesamiento de transacciones en línea
    • Servidores web
    • Consulta de base de datos pequeña
    • Cargas de trabajo de Exchange
    • Tareas de lectura/escritura aleatorias

Para obtener más información acerca de los resultados de rendimiento de ejemplo por capacidad de unidad, consulte este documento de comparación (en inglés).

Dell ofrece diferentes soluciones de unidades de estado sólido (SSD) para satisfacer las diversas necesidades del cliente. Las SSD para empresas presentan características exclusivas en comparación con las SSD específicas para consumidores o clientes en cuanto a arquitectura, rendimiento y fiabilidad. Mientras que las SSD específicas para consumidores (como las que se utilizan en los portátiles) se han diseñado teniendo en cuenta las cargas de trabajo de los consumidores, la rigidez y la duración de la batería, las SSD de clase empresarial se han diseñado pensando en los requisitos de E/S (entrada/salida) de las aplicaciones de uso empresarial, con especial atención a aspectos como el rendimiento de E/S aleatorio, la fiabilidad y la protección de datos durante una desconexión repentina.

Conocer los fundamentos de las SSD de clase empresarial permite a los clientes tomar decisiones fundamentadas al comparar soluciones:

Sobreaprovisionamiento: el talón de Aquiles de las SSD son sus características de escritura. Para reescribir un área de una SSD que ya se haya escrito previamente, hay que borrar los datos y volver a escribirlos. Para superar parcialmente las deficiencias en el rendimiento de escritura, las SSD para empresas ofrecidas por Dell incluidas en los productos Dell PowerEdge emplean una práctica conocida como “sobreaprovisionamiento” de flash. Con esta práctica se mantiene una capacidad nativa de flash superior a la definida por el usuario. El espacio adicional se utiliza como una especie de “bloc de notas” para escribir rápidamente los datos de las aplicaciones en áreas de la memoria flash que ya se hayan borrado. Las SSD llevan a cabo funciones de limpieza de este espacio flash sobreaprovisionado durante periodos que, normalmente, no afectan al rendimiento de las aplicaciones.

Durabilidad en número de ciclos de escritura: se trata del número de ciclos de P/E (programación/borrado o ciclos de escritura) que se pueden aplicar a un bloque de memoria flash antes de que los medios de almacenamiento se vuelvan poco fiables. Debido a las diferentes cargas de trabajo del centro de datos y a las distintas necesidades de lectura/escritura, Dell ofrece diferentes SSD para empresas con distintas clasificaciones de durabilidad. De este modo, los clientes pueden diseñar la solución adecuada que más les conviene.

A continuación, se describen las distintas subcategorías de las SSD para empresas que Dell ofrece:
    Escritura intensiva (Write-Intensive, WI): las cargas de trabajo de lectura/escritura al 50/50 % con la mayor durabilidad. Ejemplos de cargas de trabajo: HPC, registro de bases de datos y almacenamiento en caché. 
    Uso combinado (Mix Use, MU) : cargas de trabajo de lectura/escritura al 70/30 % con durabilidad media. Ejemplos de cargas de trabajo: correo electrónico/mensajería, procesamiento de transacciones en línea y comercio electrónico. 
    Lectura intensiva (Read-Intensive, RI) : cargas de trabajo de lectura/escritura al 90/10 % con menor durabilidad. Ejemplos de cargas de trabajo: almacenamiento de bases de datos, reproducción en streaming de contenido multimedia y soluciones de vídeo bajo demanda (VOD). 
    Optimizadas para arranque (Boot): las SSD de menor coste/poca capacidad, diseñadas para utilizarse como dispositivo de arranque en los servidores. Baja durabilidad.
    Interfaz de host: las SSD para empresas ofrecidas por Dell son compatibles con tres tipos de opciones de interfaz de host:
    SSD SATA: las SSD SATA se basan en la interfaz SATA estándar en el sector. Las SSD SATA ofrecen un rendimiento razonable en los servidores para empresas.
    SSD SAS: las SSD SAS se basan en la interfaz SAS estándar en el sector. Las SSD SAS combinan un nivel superior de fiabilidad, integridad de los datos y recuperación ante fallos de los datos que las hace apropiadas para las aplicaciones de uso empresarial.
    SSD PCIe: la SSD PCIe Express Flash para Dell PowerEdge es un dispositivo de almacenamiento de estado sólido de alto rendimiento que ofrece un rendimiento de IOPS que multiplica por 2000 el de los discos duros giratorios convencionales.

Para obtener más información acerca de los resultados de rendimiento de ejemplo por capacidad de unidad, consulte este documento de comparación (en inglés).