Тест и обзор: WD Red Pro 20 TB WD201KFGX – большая емкость благодаря памяти NAND

Опубликовано:

wd pro 20tb 100Новый 20-Тбайт накопитель в линейке WD Red Pro интересен добавлением технологии OptiNAND, благодаря которой удалось повысить емкость без увеличения числа пластин. Конечно, преемник на 22 Тбайт уже анонсирован, но к WD201KFGX все равно стоит присмотреться. Все подробности вы узнаете в нашем обзоре.

Сегодня мы протестируем WD Red Pro в варианте на 20 Тбайт, а именно WD201KFGX. Жесткий диск является преемником Red Pro 18 TB WD181KFGX, который мы рассмотрели ранее. Одно из важных отличий от предшественника заключается в использовании технологии OptiNAND для увеличения емкости. Если тот же Seagate IronWolf Pro на 20 Тбайт смог получить такую емкость благодаря увеличению числа пластин по сравнению с Seagate IronWolf Pro на 18 Тбайт, то здесь два дополнительных терабайта обеспечиваются буфером OptiNAND, на котором мы остановимся чуть ниже.

Данной технологией оснащаются все жесткие диски на 20 Тбайт в «цветных» линейках, а также UltraStarDC HC 560 (жесткие диски UltraStar Host-managed SMR емкостью 20 Тбайт используют традиционные технологии, на OptiNAND они перейдут только с емкости 26 Тбайт). 9 мая 2022 года WD анонсировала 22-Тбайт жесткие диски («цветные» линейки и HC570), которые тоже опираются на OptiNAND. WD упоминает, что они станут первыми HDD компании с десятью пластинами, поэтому в случае WD201KFGX работают девять пластин.

Что такое OptiNAND?

Технология Western Digital OptiNAND комбинирует жесткий диск со встроенной памятью NAND. Но не следует путать данное решение с гибридными жесткими дисками SSHD, теми же линейками Seagate Momentus XT или FireCuda (например, Seagate FireCuda, 2 TB, ST2000LX001). Дополнительная память NAND увеличивает емкость хранения данных в дополнение к магнитным пластинам, то есть она не работает как кэш SSHD.

WD не очень охотно делится подробностями функционирования NAND в составе WD201KFGX. Компания отмечает, что удалось снизить число ошибок перекрестного влияния соседних дорожек ATI (Adjacent Track Interference) благодаря оптимизации прошивки жесткого диска.

Подписывайтесь на группу Hardwareluxx ВКонтакте и на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).

Производитель WD
ЛинейкаRED
Модель Red Pro
Емкость 20 TB
Пластины/ головки 9 / Н/Д
Число отсеков NAS до 24
Неисправимые ошибки чтения на бит, макс.
 <1 сектор на 1014
Прогнозируемый ежегодный выход из строя (AFR)
 Н/Д
Поддержка горячего подключения
 Да
Технология записиCMR
Максимальная нагрузка записи в год 300 TB
Кэш 512 MB
Скорость вращения шпинделя 7200 об/мин
Скорость передачи данных до 268 Мбайт/с
Интерфейс SATA III 6G
Энергопотребление нагрузка/бездействие/Standby 6,9 Вт / 3,8 Вт / 1,6 Вт
Уровень шума дБ(A) Бездействие /Нагрузка 20 / 32
Время наработки на отказ (MTBF) 1.000.000 ч
Гарантия 5 лет
Модель WD201KFGX

Важное замечание по сроку службы

В спецификациях D018-000502-AE00 от февраля 2022 мы обнаружили такое же примечание, что и для WD Gold 18 TB WD181KRYZ: "Для вычисления показателей среднего времени наработки на отказ (MTBF) и вероятности отказа в течение года (AFR) используется выборка, на которой проводятся статистические исследования и применяются алгоритмы ускорения при типичных условиях эксплуатации для этой модели — рабочей нагрузке записи 220 ТБ/год и температуре 40 °C. Выше этих параметров происходит снижение показателей MTBF и AFR, но до 300 ТБ/год. Показатели среднего времени наработки на отказ и вероятности отказа в течение года не позволяют прогнозировать надежность конкретного диска и не гарантируются."

Здесь подразумевается, что WD рассчитывает на 220 Тбайт нагрузки записи в год при внутренней температуре 40 °C. Если жесткий диск будет нагреваться выше 40 °C, это приведет к снижению MTBF и AFR, а также к статистически меньшему сроку службы и более быстрому выходу накопителя из строя.

Автор еще раз напоминает, что температуры жестких дисков всегда стоит отслеживать. Особенно в тесных NAS на два отсека с одним вентилятором может наблюдаться чрезмерный нагрев HDD. Поэтому скорость вентилятора следует увеличить или выставить на максимум. Все же в приоритете должна находиться защита пользовательских данных и дорогих жестких дисков.


Western Digital Red Pro 20 TB WD201KFGX

Снаружи WD201KFGX и не скажешь, что накопитель использует технологию OptiNAND, то есть дополнительную память NAND.

Western Digital Red Pro 20 TB WD201KFGX

Никаких сюрпризов не было и снизу. Изменения формы корпуса и PCB вполне укладываются в типичную смену поколений.

Western Digital Red Pro 20 TB WD201KFGX

Мы уже довольно давно тестируем гелиевые жесткие диски, и здесь открывается весьма интересная картина. В месте расположения центрального отверстия заметно ребро жесткости. Как и в случае WD181KFGX, а также других жестких дисков Western Digital емкостью больше 14 Тбайт, придется отказаться от центрального монтажного отверстия.

Western Digital Red Pro 20 TB WD201KFGX
Western Digital Red Pro 20 TB WD201KFGX

На фотографиях WD Red Pro WD201KFGX на 20 Тбайт показан сзади и спереди.


Мы используем одинаковую тестовую систему для всех измерений, чтобы все устройства находились в равных условиях. Мы установили тестовую систему в корпус Corsair Obsidian 1000D. Жесткие диски располагаются в лотках с виброизоляцией, как и подобает приличному корпусу.

Жесткий диск тестировался при подключении к порту SATA III чипсета AMD B350.

Технические спецификации
Процессор
AMD Ryzen 5-2400G
Материнская платаGigabyte GA-AB350N-Gaming Wifi
Оперативная памятьPatriot Viper 16GB DDR4 3000
Блок питанияCorsair SF450
Контроллер USB
YOTTAMASTER CA31-AC USB 3.1 Gen2 (1x USB Type C, 1x USB Type A)

Операционная система Windows 10 Home 1809

Измерения энергопотребления

Для проверки спецификаций производителей по энергопотреблению мы собрали соответствующую систему. Здесь следует учитывать линии 5 и 12 В. Для оценки энергопотребления требуются данные тока и напряжения. Для измерения напряжения можно воспользоваться мультиметром, а тока - токоизмерительными клещами.

Такой способ позволяет получить среднее значение сначала по линии 5 В, потом - 12 В. Но он не подходит для измерения пиков энергопотребления - например, во время старта диска. А также не позволяет строить график изменения значений на протяжении определенного периода времени.

Благодаря 4-канальному осциллографу мы можем проводить измерение четырех характеристик одновременно, а также строить график их изменения на протяжении времени.

Мы использовали цифровой 4-канальный осциллограф RIGOL DS1054Z вместе с двумя щупами Rigol и двумя PicoTech - со встроенными преобразователями напряжения для прямого подключения к осциллографу.

Технические спецификации

Осциллограф
Rigol DS1054Z (4Ch. 50 MHz 1GSa/s 24 Mpts)
ЩупыRigol PVP 2150 (1x 35 MHz, 10x 150 MHz)
Токоизмерительные клещиPicoTech TA 189 AC / DC 30 A 1% погрешность ±2 мА
Leistungsmessung
Leistungsmessung
Leistungsmessung
Hardwareluxx Testo 816-1 Schallpegelmessgerät

Как и раньше, мы проведем четыре измерения энергопотребления. Все четыре измерения выполнялись на протяжении минуты, мы повторяли их несколько раз. Осциллограф при этом строил график значений, отображал максимум и минимум, а также усредненный результат. С помощью функции MATH осциллографа можно рассчитать мощность линии 12 В, умножив значения соответствующих каналов. Результаты можно записать на USB-накопитель. Кроме того, их вместе со скриншотами можно получить и через сетевое подключение RJ45 LAN.

Тест 1

Сначала мы измеряли энергопотребление при включении жесткого диска. Данная фаза отличается довольно высоким уровнем энергопотребления, поскольку шпиндель раскручивается до рабочей скорости.

Тест энергопотребления 1

Запуск

19.33 XX


19.5 XX


20.23 XX


21.52 XX


21.97 XX


22.32 XX


22.66 XX


22.91 XX


23.12 XX


23.71 XX


23.74 XX


23.74 XX


23.92 XX


24.26 XX


24.3 XX


24.51 XX


24.93 XX


25.14 XX


25.79 XX


25.9 XX


25.94 XX


26.18 XX


26.6 XX


26.8 XX


26.98 XX


27.33 XX


27.54 XX


27.92 XX


27.95 XX


28.16 XX


28.16 XX


28.34 XX


29.14 XX


29.17 XX


29.35 XX


29.38 XX


29.55 XX


30.15 XX


30.5 XX


31.17 XX


31.4 XX


31.42 XX


31.84 XX


36.45 XX


38.8 XX


39 XX


39.6 XX


Энергопотребление в ваттах
Меньше - лучше

Несмотря на число пластин, идентичное предшественнику WD181KFGX, стартовое энергопотребление оказалось на 5 Вт выше.

Тест 2

Во втором тесте мы оценили энергопотребление в режиме бездействия. Мы ждали 10 минут после раскрутки шпинделя, после чего приступили к измерениям. За этот промежуток времени мы не обращались к накопителю. Мы выбрали 10 минут намеренно, поскольку жесткие диски Seagate с поддержкой PowerChoice через 15 минут бездействия переходят в режим ожидания, мы же хотели провести измерение работающего жесткого диска, пусть и без нагрузки.

Тест энергопотребления 2

Бездействие

1.86 XX


2.4 XX


2.49 XX


2.62 XX


2.65 XX


2.77 XX


2.84 XX


2.94 XX


3.02 XX


3.04 XX


3.37 XX


3.38 XX


3.44 XX


3.55 XX


3.6 XX


3.61 XX


3.68 XX


3.85 XX


4.04 XX


4.04 XX


4.05 XX


4.25 XX


4.41 XX


4.69 XX


4.75 XX


4.77 XX


4.8 XX


4.81 XX


4.91 XX


5.02 XX


5.06 XX


5.16 XX


5.16 XX


5.32 XX


5.5 XX


5.5 XX


5.65 XX


5.77 XX


5.79 XX


5.83 XX


5.96 XX


6.09 XX


6.45 XX


6.48 XX


6.9 XX


7.17 XX


7.19 XX


Энергопотребление в ваттах
Меньше - лучше

Впервые в нашей лаборатории нам пришлось измерять энергопотребление в режиме бездействия, отключив кабель данных SATA. Иначе жесткий диск громко останавливал шпиндель через 5 минут, но лишь на 10 секунд. Слишком маленький период, поскольку мы берем промежуток 60 секунд на осциллографе. Наша тестовая методика одинакова для всех жестких дисков: мы загружаем тестовый ПК до экрана ввода пароля, но не заходим в систему. Поэтому проблема не связана с Windows. Мы провели промежуточный тест с еще одним жестким диском (ST20000NE000), но проблем не выявили. Повторные тесты привели к прежнему результату.

Пришлось измерить энергопотребление новым способом. Результат оказался вполне достойным. Конечно, WD не приближается к гелиевым жестким дискам Seagate, но WD201KFGX существенно экономичнее предшественника и других моделей в линейке Red Pro.

Тест 3

Следующее измерение мы проводили под нагрузкой. Мы записывали массив данных 50 Гбайт, состоящий из множества копий образа Windows 1809. Сначала заполняется кэш жесткого диска, после чего ему приходится записывать данные напрямую. Что хорошо видно.

Тест энергопотребления 3

Копирование

3.93 XX


4.05 XX


4.32 XX


4.33 XX


4.43 XX


4.54 XX


4.85 XX


4.98 XX


5.1 XX


5.32 XX


5.38 XX


5.73 XX


5.78 XX


5.79 XX


5.79 XX


5.85 XX


5.9 XX


5.92 XX


5.93 XX


6.01 XX


6.05 XX


6.17 XX


6.22 XX


6.31 XX


6.38 XX


6.41 XX


6.5 XX


6.59 XX


6.7 XX


6.72 XX


6.72 XX


6.75 XX


6.9 XX


6.92 XX


6.98 XX


7.15 XX


7.26 XX


7.265 XX


7.33 XX


7.55 XX


7.55 XX


7.67 XX


7.89 XX


7.95 XX


8.47 XX


8.5 XX


9.27 XX


Энергопотребление в ваттах
Меньше - лучше

Под нагрузкой WD Red Pro 20 TB оказался «прожорливее» предшественника, как и во время старта. Две модели Seagate на 20 Тбайт показывают близкие результаты.

Тест 4

Наконец, мы проводили тесты под нагрузкой HD-Tune Pro Random Access Read. Данный тест является стандартом де-факто, что позволяет сравнивать результаты с другими накопителями.

Тест энергопотребления 4

Случайный доступ чтения

5.46 XX


6.22 XX


6.22 XX


6.94 XX


7.45 XX


7.73 XX


7.75 XX


7.8 XX


7.94 XX


8.44 XX


8.47 XX


8.49 XX


8.81 XX


10.46 XX


10.75 XX


10.75 XX


10.89 XX


11.11 XX


11.22 XX


11.24 XX


11.25 XX


11.28 XX


11.81 XX


11.9 XX


12.01 XX


12.06 XX


12.1 XX


12.19 XX


12.28 XX


12.31 XX


12.58 XX


12.83 XX


12.85 XX


12.86 XX


12.9 XX


12.95 XX


12.98 XX


13.24 XX


13.36 XX


13.47 XX


13.56 XX


13.93 XX


13.94 XX


14.34 XX


14.53 XX


Энергопотребление в ваттах
Меньше - лучше

Увеличение энергопотребления продолжается и под полностью синтетической нагрузкой.


Методика измерения уровня шума

Вместе с данной статьей мы добавляем новую методику измерения уровня шума. У нас нет возможности провести тесты в комнате со звукоизоляцией по соображениям логистики, но устройство всегда располагается в одном и том же месте лаборатории. Виброизоляцию жестких дисков мы не выполняли. Некоторые читатели советовали ее добавить, но мы не считаем данный шаг практичным. Жесткие диски с гелиевым наполнением в режиме бездействия работают настолько тихо, что показывают результат ниже 30 дБ(А), то есть порога построения графика нашего шумометра. Уровень шумометр определяет и до 20 дБ(А), но результаты выводятся на графике только с уровня 30 дБ(А). В итоге с самыми тихими жесткими дисками мы получали бы пустой график даже при полной нагрузке (HD-Tune Random Access Read). В любом случае приятно, что жесткие диски работают очень тихо.

Hardwareluxx Testo 816-1 Schallpegelmessgerät

Результаты тестов

Для измерения уровня шума под нагрузкой мы выбрали операции случайного доступа по нескольким причинам. Данный вид нагрузки приводит к постоянному позиционированию головок. Те же HDD с гелиевым наполнением работают в режиме бездействия очень тихо, но под нагрузкой случайного доступа уровень шума значительно увеличивается. Конечно, в реальности нагрузка обычно менее интенсивна, но мы хотели получить сценарий худшего случая. Мы выбрали сценарий чтения, чтобы измерять уровень шума жестких дисков CMR и SMR без учета буфера записи. Промежуток, во время которого мы измеряли уровень шума, зависит от производительности HDD, но вряд ли он существенно влияет на результаты.

Измерения в режиме бездействия мы проводили за несколько секунд до старта теста случайного доступа, а также после. Затем мы брали средний результат. Для теста под нагрузкой использовался упомянутый сценарий случайного чтения, мы определяли как максимальный уровень шума, так и средний. Что позволяет оценить пики доступа и уровень шума в целом.

Постепенно мы планируем расширять диаграмму протестированных жестких дисков, представленных ниже. Мы не смогли добавить все жесткие диски, имеющиеся в лаборатории, в тестах уровня шума, поскольку производители уже забрали многие образцы обратно.

Уровень шума, бездействие

20 XX


20 XX


20 XX


20 XX


20 XX


20 XX


20.1 XX


20.2 XX


20.3 XX


20.5 XX


20.5 XX


20.6 XX


20.9 XX


21 XX


21.3 XX


21.4 XX


21.5 XX


21.6 XX


21.6 XX


21.9 XX


22 XX


22.3 XX


22.5 XX


23.1 XX


23.6 XX


24.3 XX


25.9 XX


26.7 XX


27.8 XX


28.3 XX


28.8 XX


30.6 XX


дБ(A)
Меньше - лучше

Как мы и ожидали, современные гелиевые жесткие диски дают очень низкий уровень шума в режиме бездействия.

Уровень шума, нагрузка

22.6 XX


21.2 XX
24.8 XX


23.6 XX
25.7 XX


23.2 XX
26.5 XX


23.9 XX
26.5 XX


24.3 XX
27.6 XX


25 XX
28.3 XX


26.6 XX
29.2 XX


24.8 XX
29.3 XX


26.5 XX
29.6 XX


26.6 XX
30 XX


25.4 XX
31.1 XX


27.2 XX
31.7 XX


28.7 XX
31.8 XX


28.9 XX
32.4 XX


28.1 XX
32.4 XX


30.5 XX
32.7 XX


30 XX
33 XX


31.3 XX
33.3 XX


28.9 XX
34.2 XX


31.9 XX
34.2 XX


30.7 XX
34.4 XX


30.1 XX
34.7 XX


29.5 XX
35.7 XX


33 XX
36.5 XX


31.4 XX
37.2 XX


34.1 XX
37.5 XX


35 XX
37.5 XX


34.4 XX
37.7 XX


34.8 XX
38.4 XX


34.9 XX
38.6 XX


35.3 XX
40.8 XX


35.7 XX
дБ(A)
Меньше - лучше

К сожалению, под нагрузкой мы получили знакомую картину. Конечно, уровень шума для жесткого диска в составе NAS не принципиален, но таблица интересна. Из десяти последних мест шесть занимают жесткие диски Red Pro, а 100% - «красные» модели WD. Но поскольку линейка Red Pro рассчитана на работу в составе стойки, вмещающей до 24 жестких дисков, и по цене явно не ориентирована на бюджетные NAS с небольшим числом отсеков, поводов для беспокойства мы не видим.


CrystalDiskMark 6.0.2 x64

Чтение

293.5 XX


284.4 XX


275.2 XX


274.8 XX


274.1 XX


272.1 XX


269.9 XX


268.6 XX


267.5 XX


267.3 XX


266.7 XX


264.2 XX


262.7 XX


261.6 XX


260.7 XX


256 XX


255.1 XX


254.8 XX


253 XX


252 XX


251.3 XX


251.2 XX


248.3 XX


248 XX


247.8 XX


247 XX


245.9 XX


245.5 XX


238.4 XX


228.5 XX


226.2 XX


221.6 XX


221 XX


218.8 XX


218.7 XX


215.6 XX


212.6 XX


210.3 XX


206 XX


204.8 XX


196.9 XX


196.9 XX


185.9 XX


181.5 XX


179.6 XX


160.7 XX


140.9 XX


Мбайт/с
Больше - лучше

CrystalDiskMark 6.0.2 x64

Запись

291.3 XX


283.6 XX


275.8 XX


273 XX


271.6 XX


269.7 XX


267.4 XX


267.3 XX


266.4 XX


265.8 XX


265.5 XX


265.4 XX


262.1 XX


261 XX


259.8 XX


254.6 XX


252.2 XX


251.1 XX


250.8 XX


250.3 XX


249.3 XX


249.1 XX


247.2 XX


246.6 XX


246.3 XX


244.9 XX


243 XX


242.1 XX


236.6 XX


225.5 XX


225.4 XX


221.9 XX


220 XX


218.5 XX


216.7 XX


211.9 XX


206.7 XX


202.3 XX


201.4 XX


194.6 XX


193 XX


189.4 XX


185.6 XX


175.6 XX


172.8 XX


153.3 XX


134.6 XX


Мбайт/с
Больше - лучше

HD-Tune

Последовательное чтение

292.6 XX


291.5 XX


281.6 XX


280.3 XX


279.7 XX


279.5 XX


275.6 XX


275 XX


274.2 XX


273.5 XX


271.5 XX


271.5 XX


270.9 XX


269.9 XX


267.6 XX


267.5 XX


259.6 XX


256 XX


254.7 XX


253.7 XX


253 XX


252.6 XX


251.5 XX


249.4 XX


245.1 XX


244.8 XX


244.4 XX


241.7 XX


240.4 XX


227 XX


224.4 XX


222.9 XX


219.1 XX


217.5 XX


213.2 XX


204.9 XX


204.8 XX


202.6 XX


192.4 XX


190.3 XX


188.5 XX


184 XX


174.6 XX


157.7 XX


134 XX


Мбайт/с
Больше - лучше

HD-Tune

Последовательная запись

281.6 XX


281.1 XX


281 XX


280.5 XX


278.8 XX


277.5 XX


276.5 XX


273.8 XX


273.7 XX


273.7 XX


272.4 XX


270.4 XX


269.6 XX


267.3 XX


264.5 XX


262.1 XX


259.3 XX


255.7 XX


255.4 XX


253.2 XX


252.1 XX


249.6 XX


248 XX


244.1 XX


242.2 XX


241.5 XX


240 XX


238.9 XX


237 XX


225.1 XX


225.1 XX


221.3 XX


217.2 XX


213.4 XX


212.4 XX


202.7 XX


198.9 XX


196.8 XX


190.3 XX


189 XX


176.4 XX


170.7 XX


168.7 XX


152.5 XX


133.5 XX


Мбайт/с
Больше - лучше

В тестах CrystalDiskMark результаты вполне ожидаемы, производительность WD201KFGX соответствует спецификациям. Сюрпризом оказался тест HD Tune: после скромного результата по скорости записи, Red Pro 20 TB занял второе место по скорости чтения, превысив 290 Мбайт/с. Отличный результат, который позволяет надеяться, что в ближайшем будущем 3,5" жесткие диски на 7.200 об/мин смогут побить планку по максимальной последовательной скорости передачи 300 Мбайт/с.


С новой технологией OptiNAND Western Digital смогла увеличить емкость жестких дисков Red Pro до 20 Тбайт без установки дополнительной пластины, но также улучшила эффективность HDD в режиме бездействия. Под нагрузкой жесткий диск потреблял все же больше предшественника, но в типичных сценариях NAS жесткий диск большую часть времени бездействует. Поэтому существенное снижение энергопотребления в режиме бездействия по сравнению с предшественником компенсирует увеличение потребляемой мощности под нагрузкой. Уровень шума остается серьезным недостатком линейки Red Pro. Но, как и в случае Red Pro 18 TB, жесткий диск рассчитан на работу в NAS с 9-24 жесткими дисками, поэтому уровень шума одного HDD не принципиален.

Western Digital Red Pro 20 TB WD201KFGX

Еще один момент касается цены линейки Red Pro. В России на момент публикации WD201KFGX еще не появился, в Европе придется отдать €614. Цену в России предсказать сложно, но у 20-Тбайт Red Pro она будет дороже Ultrastar DC HC560, который сегодня можно приобрести от 54.800 ₽. За корпоративный Seagate Exos X20 20 TB придется отдать от 64.900 ₽. Сравнимый с Red Pro жесткий диск IronWolf Pro 20 TB стоит от 70 тыс. рублей. Toshiba пока не выпустила эквивалентный HDD с максимальной нагрузкой 300 Тбайт в год. В целом, повторяется история с жесткими дисками на 18 Тбайт: модели Red Pro сравнительно дорогие. По этой причине многие пользователи наверняка предпочтут жесткие диски корпоративного класса, которые стоят дешевле.

Что несколько обидно, так как Red Pro не только очень быстрый (более 290 Мбайт/с в тесте последовательного чтения HD Tune), но и очень экономичный в режиме бездействия. Будем надеяться, в будущем цены снизятся.

Преимущества Western Digital Red Pro 20 TB, WD201KFGX:

Недостатки Western Digital Red Pro 20 TB, WD201KFGX:

Подписывайтесь на группу Hardwareluxx ВКонтакте и на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).