Discos duros de 15.000 rpm… en formato notebook

Discos duros de 15.000 rpm… en formato notebook

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Una de las tecnologías que no ha cambiado (tanto) en los últimos tiempos, han sido los discos duros en el área para servidores. Si bien es cierto sí han cambiado su interfaz de conexión y traen chiches como TCQ (la cual fue la tecnología base para NCQ) y grabación perpendicular, por fuera siguen siendo los mismas cajas rectangulares de antaño. Estimado lector: lea esta noticia y verá que trata de todo un poco: tamaño, velocidad, tendencias, modas y bueno… los conectores.

 

Introducción al tema

En el mercado de los discos duros para servidores, nos encontramos con la real variedad y con todas las tecnologías habidas y por haber:

– A mediados de los ’90, se introdujo TCQ, tecnología precursora de NCQ y que consiste en que el disco sea capaz de ordenar su caché de la mejor forma posible, para de esta forma, poder entregar tasas de transferencias y seek times más bajos. Si bien es cierto, se trató de implementar TCQ a los discos duros para uso casero, no fue un éxito y durante mucho tiempo se desistió de implementar esta idea hasta que nació NCQ; una tecnología algo más limitada que TCQ (esta última es capaz de acumular hasta 256 comandos, mientras que NCQ sólo 32) pero más dedicada para el sector casero.

– La grabación perpendicular también es bastante más antiguo de lo que se podría pensar en los discos duros para servidores. Este concepto nació gracias a la necesidad de espacio. (Un tema que más adelante se tocará). Sólo para dejarlos con la duda, los discos duros para servidor necesitaban ocupar menos espacio y de esa forma, nació la grabación perpendicular. (Tecnología que ordena los bytes en forma vertical en vez de horizontal para lograr mayor cobertura de superficie y poder grabar más datos en menor espacio).

– Asimismo, hay una variedad bastante más grande que ATA y SATA en los discos duros para servidores. Tenemos para elegir: SCSI, Fast-SCSI, Ultra-160 SCSI (también llamado Ultra3 SCSI), Ultra-320 SCSI, SSA, iSCSI y ahora último SAS (Serial Attached SCSI), cada uno con sus propias limitaciones y ventajas y desventajas. Para una lista completa de los tipos de SCSI que existen, por favor visitar este link.

Los conectores


Lo último en voga son los Ultra-320 SCSI, los iSCSI y los SAS, por lo que sólo comentaremos estas tres últimas tecnologías. (Para los más escépticos: si bien es cierto el estándar Ultra-640 SCSI existe y es posterior al Ultra-320 SCSI, no tuvo mayor éxito ya que muy poco después de haber establecido las bases para este estándar; que por lo demás permitía muy poca movilidad por el largo máximo del cable; se inventó el SAS)

Ultra-320 SCSI: La última revisión es la 10, del 6 de mayo del 2002. Es la evolución del estándar Ultra-160 SCSI (o también llamado Ultra3 SCSI), y que permite tazas de transferencias de hasta 320MBps y hasta 16 dispositivos en un mismo cable. La mayoría de los discos hasta antes de la invención del SAS eran de este tipo.

iSCSI: Mantiene casi intactas las instrucciones del estándar Ultra-320 SCSI, con la única diferencia de que permite el uso del protocolo SCSI sobre redes TCP/IP, esto tiene la ventaja de no requerir fibra óptica, sino que simples cables de red (ojalá Gigabit) para la transferencia del o los discos duros hacia donde necesite transportarse la información, minimizando de esta manera los costos que supone hacer la instalación de fibra óptica.

SAS (Serial Attached SCSI): Es la última moda en el terreno, y una de las más exitosas. Es un cambio total de conector a un conector muy parecido a la de un disco SATA, con ligeras diferencias. En la imagen de más arriba pueden apreciar en plena plenitud un cable SAS-SATA. Según Joe Cousins, vice-presidente de ventas y marketing de Bell Micro, si bien es cierto no es sabido cuándo se producirá una transición definitiva de conectores SCSI a conectores SAS, dice que no habrá otra alternativa que cambiarse tarde o temprano a SAS.

Ventajas de SAS por sobre SCSI

1.- El conector en sí es mucho más chico y puede medir hasta 8 metros, lo que alcanza bastante bien para cualquier unidad. Si necesita de cables más largos, siempre existen repetidoras SAS, lo que permite alargar el cable 8 metros más. (Un cable SATA puede medir hasta 2 metros sin pérdida de señal)

2.- La tasa de transferencia por dispositivo son máximo 300MBps, 20MBps más lento que el Ultra-320 SCSI, que la verdad no debería de influir ya que los discos de 15.000rpm alcanzan tasas de transferencias máximas de 147MBps, todavía muy por debajo de los 320 que propone el estándar Ultra-320 SCSI. Aún así, en estos momentos todavía se está trabajando a half-duplex, y es cosa del tiempo que se cambie a full-duplex, donde sin problemas podría alcanzar velocidades alrededor de los 600MBps. El estándar SATA en estos momentos es half-duplex.

3.- Se pueden conectar discos SATA comunes y corrientes en una controladora SAS. Esta es una de las ventajas más grandes de este estándar, ya que de esta manera, se pueden economizar costos enormemente. En tiendas chilenas, un disco SAS de 146GB tiene un costo aproximado de unos $320.000, mientras que un disco SATA de 750GB vale $260.000. Si suponemos que el disco de 1TB llegará a Chile con un costo de $500.000, si queremos implementar un arreglo de 4.5TB en total (RAID5), nos sale un costo total de:
Implementando SAS: $10.240.000 (32 discos)
Implementando SATA: $2.500.000 (5 discos)

De esta forma, por un cuarto del valor total, podremos disponer de exactamente el mismo espacio, y lo que es mejor: con 27 discos menos, con lo que se ocuparía mucho menos espacio, que será el próximo tema a tocar.
Cabe destacar que no se puede conectar un disco SAS a una controladora SATA, por un tema de incompatibilidad entre el disco mismo y la controladora. (Recordemos que en el fondo sigue siendo un disco SCSI que tiene su propia forma de funcionar, con instrucciones mucho más complejas que las de los discos caseros).

El problema del espacio

En los datacenters, (lugar donde hay máquinas conectadas a internet en un ambiente muy protegido y lugar donde está alojado también la máquina desde la cual estás leyendo esta noticia), cuando uno no es dueño del mismo, uno puede optar por básicamente tres planes:

– Hosting: El datacenter verá dónde alojará tu página web (o centro servidor de alguna tarea en específica) y te proporcionará la máquina para alojarla.

– Housing: El datacenter te arrienda un espacio, para que lleves tu máquina y ellos simplemente le enchufan el cable de red y te proporcionan la energía eléctrica.

– Hacer uno mismo el Datacenter (Opción descartada por muchos por el alto costo que implica)

Para bastantes empresas, que fundamentalmente necesitan mover grandes volúmenes de datos o bien para ofrecer un mejor servicio, usan el Housing como mejor opción. De esta manera, si algo le pasa a la máquina, uno tiene prioridad para ir a ver qué pasa para solucionar de esta forma lo más rápido posible cualquier problema que pudiera surgir. Lo único “malo” es que estos arriendos se hacen de acuerdo a una medida pre-establecida, los famosos U (o Rack Units).
Esa U representa típicamente un tamaño pre-establecido, en altura son 44.45 mm para ser más exactos. ¿Cuál es el problema entonces? Adivinen: mientras más U (o rack units), mayor es el precio a pagar por el arriendo.

Si bien es cierto, podemos conectar unidades SATA comunes y corrientes, el problema sigue siendo que las tasas de transfer
encia de estas unidades son muy bajas en comparación con los discos de 10.000 a 15.000 rpm. Pensándolo de esta manera … ¿Cómo permitir tasas de transferencias y seek times muy bajos ocupando el menor espacio posible? Fácil: con discos de 2.5”, los famosos discos para notebook, que miden 15mm de altura versus sus pares de 26.11mm en la versión de 3.5”.

Hagamos el mismo ejercicio anterior, pero esta vez tomando en cuenta no el precio, sino que el espacio a ocupar:
Para llenar los 4.5TB, necesitaremos de aproximamente 9 arreglos de 3U, contando 14 discos cada uno, esto en discos de 3.5”, para ocupar un espacio total de 27U. (Esta vez con discos de 36GB).
Con los discos de 2.5”, ocupando 125 discos (versus los 126 de la versión 3.5”), podremos hacer lo mismo, pero metiendo 25 discos en racks de 2U, lo que da en total 10U, o sea, a un tercio del espacio total.
Pero eso no es todo: los discos de 2.5” además necesitan menor voltaje que sus pares de 3.5”: el gasto total de energía se reduce en un 45%, necesitando “apenas” 1125 Watts para su operación versus los 2016 Watts que necesitaría el mismo arreglo, pero con discos de 3.5”.

Pero como suponemos que todo resulta más fácil por la vista que por la lectura, les dejamos un monito explicativo tomado de la Seagate:

Para concluir

Si bien es cierto que últimamente han habido bastantes innovaciones en el área de los discos duros, todavía estamos en pañales en otras áreas. Comentando en un foro gringo el otro día nos imaginamos la situación de estos mismos discos de 15.000rpm, combinado junto con discos NAND (tema que ya fue abordado por CHW), lo cual reduciría el tiempo de acceso dramáticamente y lo cual podría conllevar a velocidades mucho más altas, ya que una de las principales dificultades no es tanto por lo que nosotros los comunes mortales competimos en el hd tach, sino que son los seek times, es decir, el tiempo que se demora la aguja en encontrar cierto dato.
Con respecto a eso, quisiera hacer otra aclaración: Los discos de 2.5” tienen un seek time más bajo que los discos de 3.5”, por la sencilla razón de que los platos son aún más chicos y la densidad de datos es mayor (De hecho, la densidad de los datos es 2.5 veces mayor en los discos de 2.5”, lo que se traduce en un 15% menor seek time). Pensando en eso …  ¿Estaremos llegando a los discos lubricados? Suponemos que el tiempo lo dirá todo.

Fuentes:

Seagate 1

Wikipedia

Seagate 2 (PDF)  

Electronic Design