WD Red Pro alla prova, un hard disk per NAS da 22 TB con ottime prestazioni

Abbiamo provato l'hard disk Red Pro (WD221KFGX) destinato al mondo dei NAS. Non solo offre un'elevata capacità di storage, ben 22 terabyte, grazie ai piatti molto densi, ma grazie a un insieme di tecnologie è persino piuttosto veloce per l'ambito a cui si rivolge.
di Redazione pubblicata il 30 Maggio 2023, alle 12:01 nel canale StorageWestern Digital
Negli ultimi anni WD Red™ Pro è diventato sinonimo di dischi rigidi NAS (HDD). I NAS, acronimo di Network Attached Storage, sono dispositivi che consentono a più utenti di accedere all'archiviazione, spesso su più dischi rigidi, all'interno della propria rete o in remoto.
L'HDD WD Red™ Pro da 22 TB di Western Digital è progettato per le PMI alla ricerca di unità di archiviazione NAS affidabili ad alta capacità. Dietro lo storage da 22 terabyte1, una capacità che solo pochi anni fa era difficile da immaginare, c'è molta più tecnologia di quanto si possa pensare.
Il WD Red™ Pro in questione è formato da ben 10 piatti a 7200 RPM da 2,2 TB ciascuno, stipati in un formato tradizionale da 3,5 pollici. Al suo interno ci sono 20 testine e 512 MB di memoria cache. Si tratta di un disco rigido su cui i dati vengono scritti utilizzando la tecnologia ePMR (Energy-Assisted Perpendicular Magnetic Recording), inventata da Western Digital per aumentare la densità di archiviazione.
ePMR applica una corrente elettrica al polo principale della testina di scrittura durante l'operazione con cui i dati vengono salvati sui piatti magnetici. Questa corrente genera un campo magnetico aggiuntivo che crea un percorso preferenziale per capovolgere la magnetizzazione dei bit multimediali. Questo, a sua volta, produce un segnale di scrittura più consistente, riducendo significativamente il jitter. Minimizzando il jitter, l'unità riduce lo spazio tra i bit, aumentando così la densità areale e i bit scritti per pollice.
Alla tecnologia di registrazione ePMR si aggiunge un attuatore a tre fasi (triple-stage actuator, TSA) che, grazie a tre perni indipendenti, consente di posizionare con maggiore precisione la testa sulla traccia dati. Con una maggiore precisione della posizione della testina, le tracce possono essere scritte più vicine tra loro, aumentando le tracce per pollice. Questo aumenta quindi la densità areale e si traduce in maggiore capacità dell'HDD.
Dotato di un'interfaccia SATA da 6 Gbps, il disco rigido WD Red Pro da 22 TB offre un transfer rate sostenuto di 265 MB/s2 e consuma, secondo la società, 6,8 W quando operativo, 3,4 W quando inattivo e 1,2 W in modalità standby e sospensione. Un altro dato importante è la capacità di gestire 300 TB di scritture all'anno3 e la garanzia, che Western Digital assicura per 5 anni4.
Da diversi anni hard disk con molti piatti e grandi capacità vengono sigillati e riempiti di elio, un gas che, grazie a una densità pari a un settimo di quella dell'aria, induce una minore forza di trascinamento sui piatti rotanti all'interno dell'hard disk, riducendo di conseguenza l'energia necessaria per azionare il motore che muove la meccanica interna. La minore densità riduce anche le forze fluidodinamiche che agiscono sui piatti e i braccetti delle testine, consentendo ai piatti di essere meno distanti l'uno l'altro e le tracce più vicine tra loro. WD Red™ Pro da 22 TB si basa sull'ottava generazione della piattaforma Western Digital HelioSeal®.
In ultimo, ma non per questo meno importante, l'hard disk in questione implementa la tecnologia OptiNAND™ di Western Digital. La tecnologia OptiNAND™ ottimizza e integra l'HDD con iNAND®, una "unità flash incorporata" (EFD), che aiuta a fornire capacità, prestazioni e resilienza dei dati aggiuntive, rimodellando quindi i dischi rigidi e il modo in cui archiviano in modo efficace ed efficiente il mondo digitale che ci circonda.
È bene sottolineare che non abbiamo a che fare con un hard disk ibrido, dove accanto ai piatti viene aggiunta della memoria NAND flash. In tal caso, la memoria flash NAND funge da cache, salvando i dati a cui si accede più di frequente per velocizzare le operazioni del supporto meccanico, come l'apertura di alcuni programmi o l'avvio del sistema, ma OptiNAND™ non funziona così.
Gli hard disk generano gigabyte di metadati che possono essere utilizzati per aumentare la densità areale. Questi dati sono troppo grandi per essere conservati in modo efficiente nella DRAM, mentre recuperarli quando necessario dal disco interferisce con le operazioni e le prestazioni del sistema. I metadati possono essere archiviati in OptiNAND™ e utilizzati in tempo reale, liberando così spazio utile sul piatto per i dati dell'utente. OptiNAND consente di posizionare i dati in modo più intelligente sulle tracce con un migliore tracciamento degli errori di posizione (PES) sulle scritture, che migliora le tracce per pollice (TPI) e la capacità di un'unità.
Il WD Red Pro WD221KFGX da 22 TB alla prova dei fatti
Per testare i dischi abbiamo configurato una macchina con un processore AMD Ryzen™ 7950X3D, 64 GB di RAM, una scheda madre ASUS ROG X670E Hero e una GPU AMD Radeon™ RX 5700 XT. A questa macchina abbiamo collegato tre unità WD Red™ Pro WD221KFGX con cavi SATA. Abbiamo quindi installato Ubuntu Linux 21.10, così avvalerci di una distribuzione recente, su un SSD NVMe. I dischi sono stati provati sia singolarmente, sia in configurazioni RAID ottenute usando mdadm.
La configurazione che ha ottenuto i risultati migliori è, senza sorpresa alcuna, quella in RAID0, seguita dal RAID5. I risultati delle altre configurazioni sono tutto sommato simili e comparabili, con lievi scostamenti che fanno parte delle differenze tra le diverse topologie. Ciò che è interessante, però, è vedere come l'alta densità dei piatti e la presenza della memoria OptiNAND™ vadano a influenzare i risultati dei test, dato che sono queste le caratteristiche salienti del WD Red Pro WD221KFGX.
Testandoli individualmente usando fio, i dischi hanno riportato prestazioni che appaiono in linea con le aspettative: sia in lettura, che in scrittura sequenziale a circa 250 MB/s, e blocco da 4 KB rispettivamente di 9 MB/s e 8 MB/s. Non si tratta di un salto in avanti netto rispetto a modelli di taglia più piccola.
È innanzitutto interessante notare l'effetto della memoria OptiNAND™ da 512 MB durante il trasferimento di grandi volumi di dati. Per testare come ciò influisce sulle prestazioni, abbiamo utilizzato il comando *dd* per scrivere su un singolo disco un file da 1 GB, quindi un file da 10 GB. Si tratta di una scrittura prettamente sequenziale, che nel secondo caso va a saturare la cache sia del sistema operativo che del disco. In entrambi i casi il risultato è stato eloquente: il file da 1 GB è stato scritto in pochi istanti (principalmente a causa della cache del sistema operativo), mentre il file da 10 GB ha impiegato appena 30 secondi in RAID0, con una velocità di scrittura media di 344 MB/ s2. Siamo quindi significativamente più vicini alle velocità tipiche degli SSD (SATA). RAID5 è la modalità in cui si registrano i maggiori cali prestazionali, con una velocità di scrittura media di appena 159 MB/s2.
Ancora più interessante è il test di lettura: proprio grazie alla cache, la lettura dello stesso file ha portato a una velocità di lettura di 1,5 GB/s in RAID0 e di 250 MB/s in RAID1. Si tratta di valori molto elevati per dei dischi meccanici e che vanno a sposarsi bene con l'utilizzo tipico di questo modello: archiviazione di file di grandi dimensioni, come ad esempio archivi di backup, oppure file multimediali (ad esempio, video). Curiosamente, in RAID5 il risultato è comparabile a quello del test di scrittura e si assesta intorno ai 160 MB/s2.
Complessivamente, dunque, il WD Red™ Pro WD221KFGX registra prestazioni di alto livello per un disco meccanico ed è in grado di rispondere piuttosto bene agli scenari d'uso tipici di un prodotto di questo genere.
Conclusioni
WD Red™ Pro WD221KFGX è un hard disk per NAS che assicura ampia capacità e ottime prestazioni nelle varie modalità RAID a cui lo abbiamo provato. Il prezzo di 654 euro per singola unità può apparire elevato, in realtà si parla di circa 30 euro al terabyte, un prezzo che ancora non è alla portata degli SSD, i quali come ben noto hanno altre qualità.
Pensato per archiviare e rendere disponibili in locale o da remoto un grande numero di informazioni, il nuovo hard disk di casa Western Digital si presenta come una proposta efficace e ad alto tasso d'innovazione.
Non solo per la densità dei piatti magnetici, ma per tutto ciò che c'è e avviene sotto la scocca metallica: la presenza di elio all'interno, la tecnologia OptiNAND™, l'attuatore innovativo e la modalità di scrittura, tutti elementi che insieme garantiscono affidabilità e duttilità per coloro che hanno bisogno, per un motivo o per l'altro, di avere i propri dati a portata di clic e non vogliono affidarli ai servizi di storage online di terze parti.
1. 1 MB = 1 milione di byte, 1 GB = 1 miliardo di byte e 1 TB = 1 trilione di byte. La capacità effettiva dell'utente potrebbe essere inferiore a seconda dell'ambiente operativo.
2. 1 MB/s = 1 milione di byte al secondo. Sulla base di test interni; le prestazioni possono variare a seconda del dispositivo host, delle condizioni di utilizzo, della capacità dell'unità e di altri fattori.
3. Il tasso di carico di lavoro è definito come la quantità di dati utente trasferiti da o verso il disco rigido. Il tasso di carico di lavoro è annualizzato (TB trasferiti x (8760 / ore di accensione registrate)). La frequenza del carico di lavoro varia a seconda dei componenti hardware e software e delle configurazioni.
4. Per dettagli sulla garanzia specifici per territorio consultare https://www.westerndigital.com/it-it/support