Ponemos a prueba la temida unidad SMR Red de Western Digital

EFAX Red de Western Digital, un disco SMR, se enfrenta a un Seagate Ironwolf en las pruebas de hoy.
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Jim Salter

Western Digital ha estado recibiendo una tormenta de mala prensa, e incluso demandas, con respecto a su intento de colarse SMR tecnología de disco en su línea “roja” de NAS discos Para conocer mejor la situación, Ars compró una unidad SMR modelo Western Digital 4TB Red EFAX SMR y la probamos nosotros mismos.

Aunque el disco SMR de 4TB de Western Digital se desempeñó adecuadamente en las pruebas de servicio liviano de Servethehome, funcionó de manera miserable cuando lo usaron para reemplazar un disco en un RAIDz1 vdev degradado de cuatro discos.
Agrandar / / Aunque el disco SMR de 4TB de Western Digital funcionó adecuadamente en las pruebas de servicio liviano de Servethehome, funcionó miserablemente cuando lo usaron para reemplazar un disco en un disco RAIDz1 vdev degradado de cuatro discos.

Recientemente, el conocido sitio de entusiastas de la tecnología Servethehome probado uno de los discos rojos de 4 TB basados ​​en SMR con ZFS y lo encontró muy ausente. El disco funcionó adecuadamente, aunque de forma decepcionante, en pruebas de rendimiento genéricas. Pero cuando Servethehome lo usó para reemplazar un disco en un vdev RAIDz1 degradado, requirió más de nueve días para completar la operación, cuando todas las unidades NAS de la competencia realizaron la misma tarea en aproximadamente dieciséis horas.

Esto ha planteado legítimamente preguntas sobre lo que Western Digital estaba pensando cuando trató de usar la tecnología SMR en las unidades NAS, y mucho menos tratando de introducirlo en el mercado. ¿Western Digital incluso había probado los discos? Pero tan valioso como lo fueron las pruebas ZFS de Servethehome, ignoraron el caso de uso más común de esta clase de unidades: dispositivos NAS para consumidores y pequeñas empresas, como Synology’s DS1819 + o Netgear’s ReadyNAS RN628X00. Todos usan RAID de kernel de Linux (mdraid) para administrar sus matrices.

Reconstrucción de una matriz RAID6 completa de ocho discos con 75%

Después de comprar una unidad WD 4TB Red EFAX como la que probó Servethehome, utilizamos nuestro equipo de prueba existente con ocho unidades Seagate Ironwolf en el Ars Storage Hot Rod para crear una matriz RAID6. Nuestros ocho discos Ironwolf son 12T por pieza, por lo que los dividimos a 3500GiB por pieza; esto hizo que la matriz fuera lo suficientemente pequeña como para que nuestro nuevo disco WD Red pudiera “caber” como reemplazo cuando fallamos un Ironwolf.

Cuando creamos la matriz RAID6, usamos el argumento -b none, para evitar que intente realizar un escaneo de mapa de bits para realizar reconstrucciones más rápidas cuando se utiliza un disco que previamente había estado en la matriz. Y lo formateamos usando el sistema de archivos ext4, con argumentos -E lazy_itable_init=0,lazy_journal_init=0 para que los procesos en segundo plano no contaminen nuestras pruebas con la actividad de la unidad con la que los usuarios normales no suelen lidiar.

Después de formatear el nuevo conjunto de ocho discos, 19TiB, volcamos 14TiB de datos en catorce subdirectorios, cada uno con 1.024 archivos 1GiB llenos de datos pseudoaleatorios. Esto llevó el conjunto a un poco más del 75 por ciento utilizado. En este punto, fallamos un disco de Ironwolf fuera de la matriz, hicimos un wipefs -a /dev/sdl1 para eliminar los encabezados RAID existentes, luego volver a agregarlos a la matriz ahora degradada. Esta fue nuestra línea de base.

Una vez que Ironwolf se había reconstruido con éxito en la matriz, volvimos a fallar, y esta vez, lo eliminamos por completo del sistema y lo reemplazamos con nuestro conejillo de indias Red SMR de 4TB. Primero, alimentamos todo el Rojo de 4TB a la matriz degradada como un reemplazo para el Ironwolf particionado que falta. Luego, una vez que terminó de reconstruir, fallamos nuevamente, wipefs -a‘el encabezado RAID de él, y lo agregó nuevamente para reconstruir por segunda vez.

Esto nos dio nuestros dos casos de prueba: un disco Red SMR nuevo de fábrica que se está reconstruyendo en una matriz, y un usado Disco SMR rojo con muchos datos que ya se están reconstruyendo en una matriz. Consideramos que era importante probar en ambos sentidos, ya que cada caso es un uso común de los discos NAS en el mundo real. También parecía probable que un disco SMR lleno de datos pudiera funcionar peor que uno nuevo, que no necesitaría leer, modificar y escribir, ya que se trataba de zonas ya utilizadas.

El SMR EFAX reconstruido en nuestra matriz RAID6 convencional muy bien, incluso cuando el 75% de su capacidad ya estaba llena.
Agrandar / / El SMR EFAX reconstruido en nuestra matriz RAID6 convencional está bien, incluso cuando el 75% de su capacidad ya estaba llena.

Jim Salter

No nos sorprendió que el disco SMR se desempeñara adecuadamente en la primera prueba; aparte de la ira del consumidor, parecía poco probable que Western Digital hubiera enviado estos discos por la puerta sin pruebas de ningún tipo. Nos sorprendió más que funcionó de la misma manera en una condición usada que cuando era nueva: el firmware de la unidad podía mezclar los datos lo suficientemente bien como para que no tomara ni un minuto adicional reconstruir desde una condición “usada” como Tenía cuando nuevo.

Prueba de escritura aleatoria simple de 1MiB

Claramente, el firmware de WD Red estuvo a la altura del desafío de manejar una reconstrucción RAID convencional, lo que equivale a una prueba de escritura secuencial en bloque enorme y muy grande. Lo siguiente que se debe verificar es si el EFAX manejaría una versión pesada del típico caso de uso diario de un NAS de consumo, es decir, almacenar archivos grandes.

Una vez más, a primera vista, el WD Red pasa a la lista. En términos de rendimiento, el Rojo es solo un 16,7 por ciento más lento que su competencia Ironwolf que no es SMR. Incluso volver a probarlo por segunda vez, cuando el firmware tiene un trabajo más difícil al tratar con zonas que ya están llenas, no cambia la imagen significativamente.

Cuando profundizamos un poco más y miramos fioLos números de latencia, las cosas se ven notablemente peor. El EFAX Red es 68.8 por ciento más lento en promedio para regresar de una operación que el Ironwolf, pero de nuevo, este es el territorio de “no ganar la carrera”, no “vas a ser demandado por fraude”. Es solo cuando miramos pico latencia de la prueba de escritura aleatoria de 1MiB en la que comenzamos a ver qué tan malas pueden ser las cosas cuando empujas al Rojo en direcciones no planificadas. Su peor retorno de caso es la friolera de 1.3 segundos, mucho más de diez veces peor que el retorno más lento de Ironwolf de 108 milisegundos.

Podemos extrapolar a partir de este resultado de latencia máxima que cuando el firmware del Red se está desmoronando, su rendimiento puede caer por debajo de 1MiB / seg por un tiempo, y esto se correlaciona con los números de rendimiento siempre cambiantes que vimos mientras observamos las pruebas de rendimiento en ejecución. También nos dice que para un usuario de escritorio, alguien que quiere cosas suceder cuando hacen clic en los botones y arrastran cosas, el Red ocasionalmente puede proporcionar una experiencia realmente frustrante durante lo que debería ser una carga de trabajo muy, muy fácil, incluso para una unidad convencional.

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